tekstil malzemelerine yanmazlik ozelliginin kazandirilmasi improvement of flame retardancy of...

TEKSTİL MALZEMELERİNE YANMAZLIK ÖZELLİĞİNİN

KAZANDIRILMASI

Çağla GÜNSAL

YÜKSEK LİSANS TEZİ

KİMYA MÜHENDİSLİĞİ

GAZİ ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

EYLÜL 2007

ANKARA

Çağla GÜNSAL tarafından hazırlanan TEKSTİL MALZEMELERİNE

YANMAZLIK ÖZELLİĞİNİN KAZANDIRILMASI adlı bu tezin Yüksek

Lisans tezi olarak uygun olduğunu onaylarım.

Prof. Dr. Nursel DİLSİZ

Tez Danışmanı, Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı

Bu çalışma, jürimiz tarafından oy birliği ile Kimya Mühendisliği Anabilim Dalında

Yüksek Lisans tezi olarak kabul edilmiştir.

Prof. Dr.Mübeccel ERGÜN

Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi

Prof. Dr. Nursel DİLSİZ


Prof. Dr. Metin GÜRÜ


Prof. Dr. Süleyman TEKELİ

Malzeme Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi

Doç. Dr. Tuncer ÇAYKARA

Kimya Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi

Tarih: 28/09/2007

Bu tez ile G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu Yüksek Lisans derecesini

onamıştır.

Prof. Dr. Nermin ERTAN

Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü

TEZ BİLDİRİMİ

Tez içindeki bütün bilgilerin etik davranışı ve akademik kurallar çerçevesinde elde

edilerek sunulduğunu, ayrıca tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu

çalışmada orijinal olmayan her türlü kaynağa eksiksiz atıf yapıldığını bildirim.

Çağla GÜNSAL

iv

TEKSTİL MALZEMELERİNE YANMAZLIK ÖZELLİĞİNİN

KAZANDIRILMASI

(Yüksek Lisans Tezi)

Çağla GÜNSAL

GAZİ ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Eylül 2007

ÖZET

Sanayileşme ile birlikte, insanların güvenliği de önemli bir konu haline

gelmiştir. Tekstil sanayisinin gelişmekte olan bölümü lifler, kumaşlar ve

koruyucu giysilerde yeni gelişmeler bulunmaktadır. Güç tutuşur tekstil

endüstrisi; üretim teknolojisi, çevre dostu, toksik olmayan ve tekstillerin konfor

özelliğini tamamlayıcı güç tutuşurluk sistemlerinin üretilmesi şeklinde

olmaktadır. Bu tür malzemelerin kullanıldığı günlük yaşamda ve otomotiv,

uzay ve havacılık alanlarında meydana gelen kazalar sonucunda çıkan

yangınların sebep olduğu can ve mal kayıpları, sözü edilen malzemelerin

kullanımında yeni kriterlerin ve yaptırımların ortaya çıkmasına neden

olmaktadır. Konulan kurallar ve sınırlamalar ise, günlük hayata giren

tekstilden modern ulaşım araçlarında kullanılan plastik malzemelere kadar,

doğal veya sentetik polimerik malzemelerin yanmaya dayanıklı hale getirilmesi

amacıyla yoğun bilimsel ve teknolojik araştırmalar yapılmasına yol açmıştır.

Bu çalışmada tekstilde geniş kullanım alanına sahip akrilik yün elyaf karışımı

malzemeler üretilmiştir. Akrilik, yün elyafa ve viskon kumaşa alev geciktirici

kimyasal ve viskon kumaşa plazma polimerizasyonu uygulanmıştır. Bu amaçla

akrilik ve yüne organofosfor yapısında kimyasal, viskon kumaşa borik asit,

organofosfor yapısında kimyasal ve plazma polimerizasyonda monomer olarak

v

trimetilborat, yüzey aktifleştirme için argon ve oksijen gazları kullanılmıştır.

Çalışmada plazma polimerizasyon yöntemi, kimyasal uygulamada absorpsiyon

(çektirme) ve emdirme kurutma (pad dry) yöntemi kullanılmıştır. Hazırlanan

numune gruplarının karakterizasyonu aşamasında; termal özelliklerinin

belirlenmesi için termogravimetrik analiz (TGA), kaplama yüzeylerinin

karakterizasyonunda taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır.

Yanma özelliklerinin belirlenmesi için ise limit oksijen indisi (LOİ), ve kimyasal

uygulama sonucunda ürünün haslık özelliklerinin görülmesi için haslık testi ve

suya karşı davranışını belirlemek için temas açısı ölçümü, mamulün üretimi

sırasında çalışma performansının belirlenmesi amacıyla nem tayini yapılmıştır.

LOİ testi sonuçlarından, viskon kumaş için borik asitin ve emdirme kurutma

yönteminin, akrilik yün karışımı için organofosforun ve absorpsiyon (çektirme)

yönteminin çok iyi bir alev geciktirici etki gösterdiği görülmüştür. Akrilik yün

karışımına % 20 organofosfor içerikli kimyasalın absorpsiyon (çektirme)

yöntemi ile uygulanması numunelerin LOİ değerini 18,7‘den 19,75‘e

arttırmıştır. Viskon kumaşa borik asit emdirme kurutma yöntemi ile

uygulandığında numunenin LOİ değeri 18,8 ‘den 55 ‘in de üzerine çıkmıştır.

Borik asit ve emdirme kurutma yönteminin beraber kullanılması LOİ değerini

arttırmıştır. TGA termogramlarından alınan sonuçlar da bunu

desteklemektedir. Haslık testi sonucunda numunelerinin kullanım esnasında

herhangi bir sorun çıkarmayacak ölçüde olduğu belirlenmiştir. Temas açısı

testinde ise oksijen ile plazma aktifleştirmenin en hidrofilik yapı oluşturduğu

belirlenmiştir. Kaplanan yüzeylerin incelendiği SEM mikrograflarından,

oksijen plazmanın yüzeyi aktifleştirdiği kaplamanın başarılı olduğu

görülmüştür.

Bilim Kodu : 912.1.092 Anahtar Kelimeler :Tekstil malzemeleri, alev geciktirici, borik asit, trimetil

borat, organofosfor Sayfa Adedi : 177 Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Nursel DİLSİZ

vi

IMPROVEMENT OF FLAME RETARDANCY OF TEXTİLE MATERİALS

(M.Sc. Thesis)

Çağla GÜNSAL

GAZI UNIVERSITY

INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

September 2007

ABSTRACT

Together with the industrialization, the safety of human turned into an

important subject. The developing field of textile industry includes new

developments in fibers, fabrics and protective clothes. Unflammable textile

industry produces environmentalist, non-toxic and comfort implementing

unflammable systems. The life and goods losses in fires that are followed by the

accidents in daily life, automotive, space and aeronautic fields cause the arise of

new criterion and sanctions. The laws and restrictions have excited the scientific

and technological researches in order to make natural and synthetic polymeric

materials ranging from daily used textiles to plastic materials used in modern

transport vehicles resistant to flame.

In this study, acrylic and wool mixture materials that are widely used in textile

industry were used. Flame resistant chemical was applied to acrylic and wool,

and plasma polymerisation was applied to viscon fabric. For doing this,

organophosphorus was applied to acrylic and wool, boric acid and

organophosphorus was applied to viscon fabric. In plasma polymerization

trimetylborate was used as monomer and argon and oxygen gases were used for

surface activation. The production technique was blend method and the

chemical application was pulling and pad dry.

vii

During the characterization step of materials, thermogravimetric analiz (TGA)

were used for the determination of thermal properties, scanning electron

microscopy (SEM) for the characterization of plated surfaces, limit oxygen

index (LOI) for the determination of burning properties, fastness test for the

observation of the fastness properties of the product after the chemical

application and contact angle measurement for the determination against

water.

LOI test results show that boric acid with pad dry method have a very good

flame resistant effect on viscon fabric and organophosphorus with pulling

method have a very good flame resistant effect on acrylic wool composition. The

application of both 20% organophosphorus containing chemical and pulling

method to the acrylic wool composition increased the LOI value of the samples

from 18,7 to 19,75. The application of both boric acid containing chemical with

emdirme kurutma method to the acrylic wool composition increased the LOI

value of the samples from 18,8 to over than 55. Using both boric acid containing

chemical and pad dry method has increased the LOI value. The TGA

thermograms have supported this result. At the end of the fastness test, the

samples were proved not to cause a problem during the usage. In the contact

angle test, it was assumed that plasma activation with oxygen gives the most

hydrophilic structure. SEM micrographs used for the observation of the plated

surfaces showed that the plate activated by the oxygen plasma is successful.

Science Code : 912.1.092 Key Words : Textile materilas, flame retardant, boric acid, trimetyl borate,

organophosphorus Page Number : 177 Adviser : Prof. Dr. Nursel DİLSİZ

viii

TEŞEKKÜR

Çalışmalarım boyunca yardımlarını ve katkılarını eksik etmeyen tez yönetmenim

Prof. Dr. Nursel DİLSİZ ‘e, SEM sonuçlarımı almamda büyük emeği olan Dr. Bülent

BOSTAN ‘a, çalışmalarım esnasında yardımını esirgemeyen Hande YAVUZ ‘a,

TGA sonuçlarını almamda yardımları için ROKETSAN A.Ş çalışanlarından Faruk

YILDIRIM’a, laboratuar çalışmalarımı yürütmemde bana gerekli desteği veren

Atlantik Halıcılık A.Ş. ‘ye teşekkürlerimi sunarım.

Eğitim hayatımın tüm dönemlerinde, her zaman maddi manevi destekleriyle yanımda

olan, moral veren aileme ve hayat arkadaşım Miraç BAYRAKLI ’ya teşekkürlerimi

sunarım. Rahmetle andığım ve her zaman yanımda olduğunu bildiğim canım babam

Emin GÜNSAL‘a sevgilerimin teşekkürlerin en büyüğünü sunarım.

Ayrıca çalışmalarım süresince; 2006 Ç–02 sayılı Ulusal Bor Araştırma Enstitüsüne,

Başbakanlık Devlet Planlama Teşkilatı’nın 2001K120590 sayılı projesi kapsamında

kurulan laboratuarı kullanmama imkan tanıyan Gazi Üniversitesi Mühendislik

Mimarlık Fakültesine ve Devlet Planlama Teşkilatına teşekkür ederim.

ix

İÇİNDEKİLER

Sayfa ÖZET…….………………………………………………………..…………….... iv

ABSTRACT…………………………………………………………………… vii

TEŞEKKÜR……………………………………………………………….…... viii İÇİNDEKİLER………………………………………………………………….. ix

ÇİZELGELERİN LİSTESİ……………………………………………………… xii

ŞEKİLLERİN LİSTESİ……………………………………………………...….. xiii RESİMLERİN LİSTESİ…………………………………..…………………….... xv SİMGELER VE KISALTMALAR…………………………………………...... xvii 1. GİRİŞ……………………………………………………………………….… 1 2. POLİMERİK LİFLER………………………………………………………… 4 3. TEKSTİL KİMYASI VE TEKNOLOJİSİ………………………………….… 9 3.1. Tekstil Elyafının Sınıflandırılması……………………………………….. 9 4. TEKSTİLDE YARDIMCI KİMYASALLAR………………………………… 17 4.1. Tekstilde Yardımcı Kimyasal Uygulama Yöntemleri……………………. 17

4.2. Tekstilde Yardımcı Kimyasalların Sınıflandırılması………...…………… 22 5. YANMA……………………………………………………………………….. 33 5.1. Yanma Mekanizması………………………………………………………. 35 5.2. Yanma Önleyici Test Metotları……………………………………………. 39 5.3. Yanma Önleyiciler…………………………………………………………. 41 5.4. Alev Geciktirici Lifler……………………………………………………… 47 6. PLAZMA SİSTEMİ…………………………………………………………….. 49

x

Sayfa 6.1. Plazma Kimyasının Uygulama Alanları……………………………………. 54

6.2. Plazma Polimerizasyonun Mekanizması ve Kinetiği…….……………… 55

7. NUMUNELERİN KARAKTERİZASYONU………………………………… 59 7.1. Termal Karakterizasyon…………………………………………………... 59 7.2. Yüzey Karakterizasyonu………………………………………………….. 61

7.3. Haslık Testi……………….………………………………………………. 62 7.4. Nem Tayini………………………………………………………………... 63

8. LİTERATÜR ÇALIŞMALARI………………………………………………… 66 9. DENEYSEL ÇALIŞMALAR………………………………………………….. 71

9.1. Malzemeler………………………………………………………………… 71 9.1.1. Akrilik elyaf…………………………………………………………. 71

9.1.2. Yün elyafı……………………………………………………………. 71

9.1.3. Viskon kumaşı………………………………………………………. 72 9.1.4. Alev geciktiriciler………….………………………………………… 72

9.2. Numunelerinin Hazırlanışı………………………………………………….. 73

9.3. Numunelerin Karakterizasyonu…………………………………………….. 75

9.3.1. Yanma karakterizasyonu…………………………………………….. 75

9.3.2. Termal karakterizasyon……………………………………………… 75

9.3.3. Yüzey karakterizasyonu……………………………………………. 75

9.3.4. Haslık karakterizasyonu……………………………………………. 76

9.3.5. Hidrofilite karakterizasyonu……..…………………………………. 76

9.3.6. Nem karakterizasyonu……………………………………………… 76

xi

Sayfa

10. DENEYSEL BULGULAR VE TARTIŞMA…………………………………. 77

10.1. LOİ Yanma Testi……………………………………………………… 77

10.2. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)……………………………….. 82

10.3. Termal Testler………………………………………………………… 87

10.4 Haslık Karakterizasyonu………………………………………………. 95

10.5 Hidrofilite Karakretizasyonu………………………………………….. 104

10.6 Nem Tayini…………………………………………………………….. 105

11. SONUÇ VE ÖNERİLER……………………………………………………. 107

KAYNAKLAR………………………………………………………………….. 111

EKLER………………………………………………………………………….. 115 EK-1 Örnek oksijen indisi değeri hesaplaması…………………………………. 116 EK-2 Numune gruplarının oksijen indisi değerlerinin hesaplanması…………. 118 EK-3 ASTM D 2863-00 standardına göre deney numunelerinin

oksijen indisi tayini metodu………………………………………………. 155 EK-4 Bazı numune gruplarının X50 büyütme SEM mikrograf............................ 168 EK-5 Bazı numune gruplarının X500 büyütme SEM mikrografı......................... 173

ÖZGEÇMİŞ……………………………………………………………………… 177

xii

ÇİZELGELERİN LİSTESİ

Çizelge Sayfa Çizelge 2 .1. Bazı polimerlerin polimerizasyon derecesi

ve molekül ağırlığı……………………………………………….. 5

Çizelge 2.2. Molekül ağırlığı ve liflerin kazandığı özellikler…………………… 5

Çizelge 4.1. Tekstil yardımcı maddelerinin sınıflandırılması…………………… 22

Çizelge 5.1. Bazı tekstil liflerinin termal özellikleri……………………………. 48

Çizelge 6.1. Bağlanma enerjileri……………………….……………………….. 51

Çizelge 9.2. Hazırlanan numuneler ve uygulanan işlemler……………………... 74

Çizelge 10.1. Hazırlanan numunelerin grupları ve LOİ değerleri………………… 79

xiii

ŞEKİLLERİN LİSTESİ

Şekil Sayfa Şekil 2.1. Endüksiyom kuvvetinin oluşumu…….…………………………… 6

Şekil 2.2. Polimerizasyon reaksiyonu………………………………………….. 7

Şekil 2.3. Polikondensasyon reaksiyonu……………………………………….. 8

Şekil 2.4. Poliadisyon reaksiyonu……………………………………………… 8

Şekil 3.1. Tekstil elyafının sınıflandırılması……………………………………. 11

Şekil 4.1. Yüzey aktif gruplar…………………………………………………… 25

Şekil 4.2. Bir kap içindeki sıvı molekülleri.…………………………….……….. 26

Şekil 4.3. Yüzey aktif maddelerin su içinde dağılımı…………………...……….. 26

Şekil 4.4. Yüzey aktif madde konsantrasyonu ve suyun yüzey gerilimi

arasındaki ilişki………………………………………………………. 27

Şekil 4.5. Misel oluşumu….………………………………..…….………..……. 27

Şekil 6.1. Maddenin hallerinin partikül sıcaklığı ile ilgisi………...……………… 50

Şekil 10.1. Viskon kumaş numune gruplarının LOİ değerleri…………………… 80

Şekil 10.2. %50 yün %50 akrilik numune gruplarının LOİ değeri ……………..… 80

Şekil 10.3. %80 yün %20 akrilik numune gruplarının LOİ değeri ……….………. 80

Şekil 10.4. %20 yün %80 akrilik numune gruplarının LOİ değeri………………….81

Şekil 10.5. %100 yün numune gruplarının LOİ değeri……………………………...81

Şekil 10.6. %100 akrilik numune gruplarının LOİ değeri………………………….81

Şekil 10.7. A numune grubunun TGA ve türev termogramı……………………… 88

Şekil 10.8. B numune grubunun TGA ve türev termogramı………………………. 88

Şekil 10.9. C numune grubunun TGA ve türev termogramı………………………. 89

xiv

Şekil Sayfa

Şekil 10.10. G numune grubunun TGA ve türev termogramı…………..………….89

Şekil 10.11. X6 numune grubunun TGA ve türev termogramı………..……… 90

Şekil 10.12. K numune grubunun TGA ve türev termogramı.......................... 90

Şekil 10.13. X11 numune grubunun TGA ve türev termogramı......................... 91





Şekil 10.18. D numune grubunun TGA ve türev termogramı............................. 93

Şekil 10.19. X18 numune grubunun TGA ve türev termogramı.......................... 94

Şekil 10.20. Viskon kumaş numune gruplarının bozunma sıcaklıkları………… 94 Şekil 10.21. Yün akrilik karışımı numune gruplarının bozunma sıcaklıkları…... 95

Şekil 10.22. Numune gruplarının nem değeri…………………………………… 106

xv

RESİMLERİN LİSTESİ

Resim Sayfa

Resim 5.1. LOİ test cihazı…………………………………………………… 40

Resim 6.1. Plazma reaktörünün şematik görünüşü……...………………….. 52

Resim 7.1. Haslık test elyafı………………………………………………… 62

Resim 10.1. A numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı……………... 82

Resim 10.2 B numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı………….… 83

Resim 10.3 C numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı……………… 83

Resim 10.4. D numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı………………. 84

Resim 10.5 E numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı………………. 84

Resim 10.6. F numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı………………. 85

Resim 10.7. G numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı………………. 85

Resim 10.8. H numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı………………... 86

Resim 10.9. K numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı………………… 86

Resim 10.10. A numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu…………….………… 96

Resim 10.11. A numunesinin haslık deneyi test kumaşı sonucu…………………. 96

Resim 10.12. B numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu………………………. 97

Resim 10.13. B numunesinin haslık deneyi test kumaşı sonucu…………………. 97

Resim 10.14. C numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu….…………………… 98

Resim 10.15. C numunesinin haslık deneyi test kumaşı sonucu…………………. 98

Resim 10.16. D numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu……………………… 99

Resim 10.17. D numunesinin haslık deneyi test kumaşı sonucu………………….. 99

Resim 10.18. E numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu ………………… 100

Resim 10.19. E numunesinin haslık test kumaşı sonucu……………………... 100

xvi

Resim Sayfa

Resim 10.20. F numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu.…………………… 101

Resim 10.21. F numunesinin haslık deneyi test kumaşı sonucu……………….. 101

Resim 10.22. G numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu…………………… 102

Resim 10.23. G numunesinin haslık test kumaşı sonucu……………………… 102

Resim 10.24. K numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu….………………… 103

Resim 10.25. K numunesinin haslık deneyi test kumaşı sonucu……………….. 103

Resim 10.26 D numune grubunun temas açısı ölçümü……………………… .. 104

Resim 10.27. E numune grubunun temas açısı ölçümü………………………… 105

Resim 10.28. G numune grubunun temas açısı ölçümü………………………… 105

xvii

SİMGELER VE KISALTMALAR

Bu çalışmada kullanılmış kısaltmalar, açıklamaları ile birlikte aşağıda sunulmuştur.

Kısaltmalar Açıklama

A İşlem görmemiş viskon kumaş

B Emdirme kurutma yöntemi ile borik asit

uygulanmış viskon kumaş

C 55 watta 3 d argon plazma uygulandıktan sonra

emdirme kurutma yöntemi ile borik asit


D Emdirme kurutma yöntemi ile organofosfor


E 55 watta 3 d argon plazma uygulandıktan sonra

emdirme kurutma yöntemi ile organofosfor


F 55 watta 3 d oksijen plazma uygulandıktan

sonra emdirme kurutma yöntemi ile

organofosfor uygulanmış viskon kumaş

G 55 watta 10 d oksijen plazma uygulandıktan

sonra emdirme kurutma yöntemi ile

organofosfor uygulanmış viskon kumaş

H 55 watta 30 d trimetilborat plazması uygulanan

viskon kumaş

I Absorpsiyon (çektirme) yöntemine göre %1

organofosfor uygulanan viskon kumaş

J Aabsorpsiyon (çektirme) yöntemine göre %2


xviii


K Absorpsiyon (çektirme) yöntemine göre %5


L Absorpsiyon (çektirme) yöntemine göre %20


X1 %50 Yün, %50 Akrilik

X2 %50 Yün, %50 Akrilik, %1 organofosfor














X16 %100 Yün

X17 %100 Yün, %1 organofosfor




X21 %100 Akrilik

X22 %100 Akrilik, %1 organofosfor




xix


LOI Limit Oksijen İndeksi

SEM Taramalı Elektron Mikroskopu

TGA Termogravimetrik Analiz

DSC Diferansiyel Taramalı Kalorimetre

1. GİRİŞ

Kullandığımız araç ve gereçler, giysiler, yaşadığımız ortamlardaki mobilya, yapı ve

dekorasyon malzemeleri, otomobil, tren ve uçak gibi taşıtların üretiminde kullanılan

doğal veya sentetik malzemeler gibi günlük hayatımızda var olanların büyük bölümü

uygun şartlar altında yanmaya eğilimlidir. İnsanlık tarihi yangınlar nedeniyle

toplumların gördüğü can ve mal kayıplarının örnekleri ile doludur. Buna rağmen,

yeri doldurulamaz üstün özellikleri nedeniyle kolayca yanabilen ağaç, deri ve

sentetik polimerlerden yapılan çeşitli eşya ve malzemelerin kullanımı giderek daha

da yaygınlaşmıştır. Bu tür malzemelerin kullanıldığı günlük yaşamda otomotiv, uzay

ve havacılık alanlarında meydana gelen kazalar sonucunda çıkan yangınların sebep

olduğu can ve mal kayıpları, sözü edilen malzemelerin kullanımında yeni kriterlerin

ve yaptırımların ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Konulan kurallar ve sınırlamalar

ise, günlük hayata giren tekstilden modern ulaşım araçlarında kullanılan plastik

malzemelere kadar, doğal veya sentetik polimerik malzemelerin yanmaya dayanıklı

hale getirilmesi amacıyla yoğun bilimsel ve teknolojik araştırmalar yapılmasına yol

açmıştır.

Doğal ve sentetik polimer malzemeler daha geniş alanlarda kullanılmaktadır.

Polimerlerin tutuşabilirliğini ve toksik duman üretimini azaltmak için alev

geciktiricilerin kullanımı, yeni malzemelerin geliştirilmesi ve uygulanmasının çok

önemli bir parçası haline gelmektedir. Yanmazların gerekli olduğu büyük pazarların

en önemli üçü inşaat, elektrik ve elektronik elemanları ve nakliye ile ilgili

endüstrilerdir. Alev giderici malzemelerin ev için kullanılması konusundaki

gelişmeler, tüketicilerin güvenlik konusunda bilinçlenmesi ve çevresel yayınlardan

dolayıdır. Sürekli değişen düzenlemeler, standartlar ve test metotlarına karşılık yeni

yanmazlık sistemlerinin geliştirilmesi gerekmektedir [1].

Son yıllarda tekstil sanayi hem ekonomik, hem de teknolojik yönden hızla gelişmeye

başlamıştır. Doğal hammadde olan ipek, yün, pamuk vb. insanların her gün artan

ihtiyaçlarını ve taleplerini karşılayamamaktadır. Bu sebepten dolayı daha ucuz

maliyetli olan suni ve sentetik hammaddeler kullanılmaya başlanmıştır. Tekstil

2

sanayi büyüklük yönünden gıda sanayinden sonra ikinci sırayı almaktadır. Kimyasal

elyaf çeşitli kullanım alanlarına ve özelliklerine sahip olduğundan çok yaygın olarak

üretilmektedir [2] .

Tekstil alanında kullanılan liflerin hemen hepsi birer polimerizasyon ürünü olup bazı

kimyasal maddelerin sentezleri ile oluşmaktadır. Her sentez olayının ise bir

polimerizasyon işlemi ile gerçekleştiği bilinir. Bu gibi olaylarda rol oynayan

reaksiyonlar kimyada kondanzasyon ve adisyon diye esas prensipleri yönünden ikiye

ayrılırlar. Polimerizasyon; aynı altyapı ve özellikteki küçük moleküller bir araya

gelerek büyük molekül zincirlerini yani makro molekülleri oluştururlar [2].

Günlük yaşantıda nerede olursak olalım (ev, okul, işyeri veya ulaşım araçları)

çevremizde bulunan eşya veya makinelerden can ve mal güvenliği açısından

beklenilen en önemli özellik herhangi bir nedenle aleve maruz kalındığında

tutuşmama özelliği göstermeleridir. Bu nedenle yangın güvenliği, pek çok farklı

endüstri kollarında son yıllarda artan bir önem arz etmektedir. Aleve maruz

kalınması durumu için duman ve ısı detektörleri, pulvarize su püskürtme sistemleri

ve daha başka erken uyarı sistemleri geliştirilmektedir. Fakat tüm sistemler bu

ortamlarda bulunan malzemelerin, güç tutuşurluk kazandırılmış malzemeler olması

ile daha verimli hale gelebileceklerdir [3].

Güç tutuşma özelliğine sahip ürünlerin kullanımının ya da diğer bir deyişle

kullanılan ürünlere güç tutuşurluk sağlanması gerektiğinin farkına varılmasının

yaklaşık 400 yıllık bir geçmişe sahip olduğu görülmektedir. Söyle ki; Paris

tiyatrolarında güç tutuştuğu ifade edilen kanvaslar (1638) ve Oxford’da raporlanan

"Tutuşmayan Giysi" (1684) bu konuda kaydedilmiş olan en eski örnekler olarak

karsımıza çıkmaktadır. Günümüzde ise sadece tiyatrolarda kullanılan perdeler ya da

giysiler değil, neredeyse her ürün için güç tutuşurluk özelliğinin kazandırılması

gerektiği ve bu yönde yoğun Ar-Ge çalışmalarının yapılmakta olduğu görülmektedir

[4].

3

Bu çalışmada tekstilde geniş kullanım alanına sahip akrilik yün elyaf karışımı

malzemeler kullanılmıştır. Akrilik, yün elyafa ve viskon kumaşa alev geciktirici

kimyasal ve viskon kumaşa plazma polimerizasyon uygulanmıştır. Bu amaçla akrilik

ve yüne organofosfor yapısında kimyasal, viskon kumaşa borik asit, organofosfor

yapısında kimyasal ve plazma polimerizasyonda monomer olarak trimetilborat,

yüzey aktifleştirme için argon ve oksijen gazları kullanılmıştır. Teknik olarak plazma

polimerizasyon yöntemi, kimyasal uygulamada çektirme (absorpsiyon) (absorpsiyon)

ve emdirme kurutma (pad dry) yöntemi kullanılmıştır.

Hazırlanan numune gruplarının karakterizasyonu aşamasında; termal özelliklerinin

belirlenmesi için termogravimetrik analiz (TGA), kaplama yüzeylerinin

karakterizasyonunda taramalı elektron mikroskobu (SEM), yanma özelliklerinin

belirlenmesi için ise limit oksijen indisi (LOİ) kullanılmıştır. Kimyasal uygulama

sonucunda ürünün haslık özelliklerinin görülmesi için haslık testi ve suya karşı

davranışını belirlemek için temas açısı ölçümü, mamulün üretimi sırasında çalışma

performansının belirlenmesi amacıyla nem tayini yapılmıştır.

4

2. POLİMERİK LİFLER

Bugün tekstil alanında kullanılmakta olan yapay elyafların birer polimer veya makro

molekül denilen büyük moleküllü ürünlerden oluştukları bilinmektedir. Bu polimer

veya makro moleküllerden istenildiği gibi yararlanılması ve üretim sırasında

sorunların ortaya çıkmasını engellemek için sahip olmaları gereken nitelikleri vardır.

Bu nitelikler; polimerler arasında etkili çekim kuvveti bulunmalıdır, polimer madde

uygun çözücü içerisinde çözünmeli veya ısıtıldığında parçalanmadan eriyebilmelidir,

polimerler lineer yapıda olmalı ve belirli bir molekül ağırlığına, dolayısı ile

polimerizasyon derecesine sahip olmalıdır, bol ve ucuz olarak bulunan

hammaddelerde elde edilebilmeli, erime sıcaklığı çok yüksek veya çok düşük

olmamalı, kolayca tutuşmamalıdır. Yapay lif üretiminde en önemli hususların

başında kullanılacak polimerin polimerizasyon derecesi gelir.

Polimerizasyon Derecesi: Polimer maddelerden molekül büyüklüğünün

belirlenebilmesi için polimerizasyon derecesinin bilinmesine gerek duyulur. Bunun

için polimerizasyon olayının göz önüne alınması yeterli olur. Bilindiği gibi bir

polimer madde aynı türden olan, ya da olmayan birçok molekül birleşmesi ve daha

büyük moleküllerin oluşmasından meydana gelir. Polimer maddelerin yapısında,

belli aralıklar ile tekrarlanan birimler ya da monomerler yer alır. İşte bu

monomerlerin sayısı da polimer maddenin polimerizasyon derecesini gösterir ve n ile

gösterilir.

Molekül ağırlığı: Bir polimerde molekül ağırlığının bilinmesi o polimerin

kullanılacağı yeri ve başlıca özelliklerini belirlemesi bakımından önem taşır.

Molekül ağırlığı aynı makro molekül polimerizasyon derecesi ile yakından ilgilidir.

Yanı sentez yolu ile de edilecek polimer madde molekül ağırlığı yönünden belli bir

büyüklüğe erişmeden liflerde aranan tüm özellikleri gösterecek bir nitelik kazanamaz

[5].

Çizelge 2.1’de değişik polimer cinslerinin ortalama polimerizasyon dereceleri ve

molekül ağırlıkları, Çizelge 2.2’de ise ortalama polimerizasyon derecelerine bağlı

5

olarak liflerin değişik molekül ağırlıkları ve bu liflerin sahip olduğu özellikler

görülmektedir [5].

Çizelge 2.1. Bazı polimerlerin polimerizasyon derecesi ve molekül ağırlığı [5]

POLİMER CİNSİ

ORTALAMA POLİMERİZASYON DERECESİ

MOLEKÜL AĞIRLIĞI

Polipropilen 7000 -10000 32000- 42000

Poliakrilonitril 1000 -2000 5300 -10600

Polivinilklorür 800 -1000 6400 -8000

Polietilontereftalat 110 -130 1900 -2200

Polyamid 6 100 -200 1100 -2200

Polyamid 6.6 50 -100 1100 -2200

Çizelge 2.2. Molekül ağırlığı ve liflerin kazandığı özellikler [5]

MOLEKÜL AĞIRIĞI

LİF ÖZELLİKLERİ

4000’ den küçük Lif özelliği görülmez, molekül zinciri kısa olur.

4000 -6000 Lif özelliği zayıf ve gevrek, molekül zinciri kısa olur.

6000 -8000 Lif zayıf, az gevrek, molekül zinciri uzunca olur.

8000 -10000 Oldukça sağlam, esnek, molekül zinciri uzun olur.

10000 ’ dan yukarı Sağlam, esnek, eğrilip bükülüp ve molekül zinciri uzun olur.

Makromoleküller (Polimerler) Arası Çekim Kuvvetleri: Makromoleküler bir

maddenin molekül ağırlığı ve polimerizasyon derecesi yanında önemli bir etkende

bunlar arasındaki çekim kuvvetleridir. Makromoleküller arası çekim kuvvetleri

6

oluşturdukları bağlar ile lineer yapıdaki zincirin oluşmasını sağlarlar. Söz konusu

çekim kuvvetleri ikincil çekim kuvvetleridir. Bunlar; Van der Waals kuvvetleri, dipol

yönlenme kuvvetleri, endüksiyon kuvvetleri, hidrojen köprüleridir.

Van der Waals kuvvetleri: Moleküller arasında etki gösteren yönlenmiş çekim

kuvvetleridir. Bu kuvvetlerin oluşumu kuantum mekaniğine dayanır. Atom

çekirdeğini saran elektron kılıfının elektriksel ağırlık noktası atom merkezinde değil,

çekirdeğin çevresinde hareket halinde bir yerdedir. Bu nedenle atomlarda hızla yön

değiştiren bir elektriksel momentler oluşmaktadır. Bu momentlerde komşu

molekülün elektron kılıflarında karşı momentler doğmasına ve dolayısı ile karşılıklı

çekim kuvvetlerinin oluşmasına sebep olmaktadır. Van der Waals kuvvetleri

sıcaklığa bağlı olarak değişmemekle beraber ikincil çekim kuvvetleri arasında en

zayıf çekim kuvvetidir.

Dipol Yönlenme Kuvveti: Polar atom grubu içeren moleküllerde oluşan, çekim

kuvvetleridir. Elektronegatifliği farklı olan iki atom birbirine bağlandığında,

elektronegatifliği daha yüksek olan atom, elektronları kendine doğru çekmekte ve

böylece bir yük kutuplaşması oluşmaktadır. Bu şekilde oluşan dipoller, komşu

makromoleküller ile karşı karşıya geldiklerinde birbirlerini çekmekte ve bu şekilde

makromoleküller zincirlerin birbirine bağlanması sağlanmaktadır. Van der Waals

kuvvetlerine göre bağ enerjileri daha yüksektir.

Endüksiyon kuvvetleri: Bir atom grubunun elektron bulutunun, komşu bir elektriksel

alanın etkisi ile deforme olması (kayması) sonucu oluşan dipollerin gösterdiği çekim

kuvvetleridir. Endüksiyonda oluşan dipolün ekseni hareketli olduğundan sıcaklığın

artması bu bağları etkilememektedir.

Alan Etkisi

Polerize olabilen atom grubu Endüksiyon ile oluşan Dipol

Şekil 2.1. Endüksiyom kuvvetinin oluşumu [5]

± + -

7

Hidrojen Köprüleri: Kendisinden daha elektronegatif bir atoma bağlı hidrojen atomu

içeren moleküler arasında oluşan, yönlenmiş oldukça etkin bir kuvvettir.

Polimerizasyon Reaksiyonları

Tekstil alanında kullanılan liflerin hemen hepsi birer polimerizasyon ürünü olup bazı

kimyasal maddelerin sentezleri ile oluşmaktadır. Her sentez olayının ise bir

polimerizasyon işlemi ile gerçekleştiği bilinir. Bu gibi olaylarda rol oynayan

reaksiyonlar kimyada kondanzasyon ve adisyon diye esas prensipleri yönünden ikiye

ayrılırlar.

Polimerizasyon aynı altyapı ve özellikteki küçük moleküller bir araya gelerek büyük

molekül zincirlerini yani makromolekülleri oluştururlar. Polimerizasyon ile poliamid,

polipropilen, poliakril ve polivinilklorür polimeri oluşur.

Tek Moleküller

Zincir Molekül

Şekil 2.2. Polimerizasyon reaksiyonu [5]

Polikondensasyon farklı yapıdaki küçük molekül zincirlerini bir yan ürün ayrılması

ile bağlanmasıdır. Yan ürün genellikle su olmaktadır. Amonyak, karbon dioksit,

nitrojen, metanol gibi. yan ürünlerde oluşabilmektedir. Polikondenzasyon ile

poliamid(6.6) ve polyester polimerleri oluşur.

8

+ Tek moleküller

Zincir Molekül

Yan ürünler

Şekil 2.3. Polikondenzasyon reaksiyonu [5]

Poliadisyon değişik tipteki moleküller birleşerek bir makromolekül oluşturur. Bu

reaksiyonda yan ürün oluşmaz. Küçük molekül ile birleşerek uzun zincir molekülleri

oluştururlar. Poliadisyon reaksiyonu sonunda poliüretan polimeri oluşur.

Tek molekül

Zincir Molekül

Şekil 2.4. Poliadisyon reaksiyonu [5]

9

3. TEKSTİL KİMYASI VE TEKNOLOJİSİ

Tekstil sanayisi ülke ekonomisinde ve dünya ticaretinde çok büyük önem

taşımaktadır. Son yıllarda tekstil sanayi hem ekonomik, hem de teknolojik yönden

hızla gelişmeye başlamıştır. Doğal hammadde olan ipek, yün, pamuk vb. insanların

her gün artan ihtiyaçlarını ve taleplerini karşılayamamaktadır. Bu sebepten dolayı

daha ucuz maliyetli olan suni ve sentetik hammaddeler kullanılmaya başlanmıştır.

Tekstil sanayi büyüklük yönünden gıda sanayinden sonra ikinci sırayı almaktadır.

Kimyasal elyaf çeşitli kullanım alanlarına ve özelliklerine sahip olduğundan çok

yaygın olarak üretilmektedir [2] .

Tekstil kelimesi, elyafın elde edilmesinden kumaş halinde elde edilmeye kadar

geçirdiği tanımdır. Gerilebilme, bükülebilme ve birbiri üzerine yapışma kabiliyeti

olan ince iplik veya liflere elyaf denir. Bir tekstil elyafının ticari bakımdan değerli

olabilmesi için mukavemet, esneklik, iyi bir eğirme kabiliyetine sahip olması gerekir.

Bundan başka elyaf nem çekme, yumuşaklık, kolay boyanabilme özelliklerine sahip

olmalıdır [2].

3.1. Tekstil Elyafının Sınıflandırılması

Lifli materyaller kaynağına göre doğal ve sentetik olmak üzere iki büyük gruba

ayrılırlar;

Bitkisel elyaflar: Bitkisel elyaflara örnek olarak pamuk, keten, kenevir, jüt gibi

elyafları gösterebiliriz. Yapıları genellikle selüloz olduğundan bitkisel elyaflara

selülozik elyaf da denir [6].

Hayvansal elyaf: Kimyasal olarak protein yapısında olduğundan hayvansal elyaflara

protein elyafı da denir. Hayvanlardan elde edilen bütün elyaf türleri bu sınıfa aittir.

Bunlara örnek olarak yün, kaşmir, angora, devetüyü, keçi kılı gibi çeşitli elyafları

gösterebiliriz. İpek böceğinin salgısından elde edilen doğal ipek de bu tür

elyaflardandır [6].

10

Doğal anorganik elyaf: Anorganik yapıda lifler halinde doğal olarak bulunan asbest

bu sınıftandır. Asbest bir silikat filizidir. Doğal elyaflar grubuna ait olan elyaflardan

en önemlisi pamuk ve yündür. Doğal ipek az miktarda üretildiğinden dolayı giyim ve

diğer taleplere olan ihtiyaçları karşılayamamaktadır. Bu nedenle kimyasal elyaf geniş

çapta üretilmektedir [6].

Kimyasal elyaf: Kimyasal elyaf suni ve sentetik olmak üzere ikiye ayrılır. Suni elyaf

kimya fabrikalarında doğal organik hammaddelerden (selüloz), aynı zamanda

anorganik maddelerden ( Si bileşiklerinden, metaller ve onların erintilerinden) elde

edilir [6].

Sentetik elyaf ise basit kimyasal maddelerden polimerizasyon ve polikondenzasyon

metodu ile elde edilen elyaf türleridir. Sentetik elyaflar sentetik polimerlerden elde

edilir. Sentetik elyaflar kullanılan polimerlerin makromolekül yapısına bağlı olarak

karbonzincirli elyaf karbonzincirli polimerlerden, heterozincirli elyaflar ise

heterozincirli polimerlerden elde edilir. Karbonzincirli sentetik elyafların en önemlisi

poliakrilonitril, polietilen polivinil alkoller, polivinilklorür, heterozincirli elyaflardan

ise poliester ve poliamidler gösterilebilir. Sentetik elyaflardan yaygın olarak

kullanılan poliamidler (kapron, naylon), poliesterler (lavsan, terilen),

poliakrilonitriller (nitron, orlon, dralon), poliklorvinil (klorin), polivinil alkoller

(vinol) adı ile isimlendirilirler. Aşağıdaki şekilde tekstil elyaflarının sınıflandırılması

gösterilmiştir [6].

11

Tekstil Elyafı

Doğal Elyaf

Bitkisel Elyaf Hayvansal Elyaf Mineral Elyaf

Tek hücreli Çok hücreli Yün ve kıllar İpek Asbest

Bast Elyaf Yün Gerçek ipek

Sert Elyaf Moher Yabani ipek

Deve

Kaşmir

Lama

Angora

Alpaka

Tekstil Elyafı

Kimyasal Elyaf

Suni Organik Suni Anorganik Sentetik

Viskoz, Asetat Cam, Metal Karbonzincirli Heterozincirli

Poliolefinler Poliamidler

Poliakrilonitril Poliester

Polivinilklorür

Polivinilalkol

Şekil 3.1. Tekstil elyafının sınıflandırılması [2]

12

Yün

Yünün kimyasal yapısı C72H112N18O12S’ dır. Yün peptit zincirleri ile birbirine

bağlanmış, 22 değişik aminoasit içeren keratin olarak adlandırılan bir protein lifidir.

Yünü fiziksel özellikleri, mukavemet, eğirilebilirlik, incelik, uzunluk ve safsızlıklar

bir koyun cinsinden diğerine değişir. Yün lifinin izoelektrik noktası, + veya – yüklü

grupların birbirine eşit olduğu ve tuz bağları yaptığı bölge olarak tanımlanır. Bu

izoelektrik bölgesinde yün lifleri deformasyon, reaksiyon ve kimyasal maddelere

karşı en büyük direnci gösterirler [7].

R- CH- NH3 R-CH-NH3+ R-CH- NH2

COO- COOH COO-

İzoiyonik Asidik Ortamda Bazik Ortamda

Diğer yandan bu bölgenin altında iyonize olmuş asit gruplarının etkisiyle katyonik ve

bu bölgenin üzerinde karboksilat gruplarının etkisiyle anyonik bir karakter

gösterirler. Yün molekülleri, lifin mekaniksel özellikleri üzerinde önemli bir etkiye

sahip, sistin bağı denilen disülfür bağı içermektedir. Sistin bağı, normal nem

şartlarında kararlı olan kovalent bir bağdır. Bununla beraber yüksek sıcaklık ve

buharlama şartlarında bu bağ hidroliz olarak sülfonik asit uç gruplarını

oluşturmaktadır. Alkali şartlar sistin bağlarının kırılmasına neden olmakta ve serbest

kükürt oluşmaktadır [7].

Yünün fiziksel özellikleri; yünün yoğunluğu: 1,31g, nem alma özelliği:%18, kopma

uzaması: kuru yünde %30–35, ıslak yünde %80–100’ dür. Yün liflerinin tenasitesi

oldukça düşüktür ve tipine bağlı olarak değişir. Buna göre merinos yünleri 3-5 g/tex,

adi yün 30 g/tex’ dır. Yün lifleri ışığa karşı oldukça hassastır. Güneş ışığına maruz

kaldığında sararır [8].

Yünün kimyasal özellikleri; suyun etkisi; soğuk su sınırlı ölçüde yün lifini şişirir.

Sıcak su veya 100 0C’ deki buhar hidrojen bağlarını bozar. Şayet bu etki indirgen

13

maddenin etkisiyle birleşirse sistin köprüleri de zarar görebilir. Soğutma ile yün

lifine farklı bir şekil kazandırılabilir. Asitlerin ve bazların etkisi; çok seyreltik asitler

ve bazlar life zarar vermezler, sadece şişirirler. Normal konsantrasyonlarda asitler bir

zarar vermezler ancak bazlar etkileyebilirler. Çok yüksek konsantrasyonlarda bazlar

ve bazı asitler (sülfürik ve hidrolik asit) yünü hidrolize ederler [5].

Oksidanların ve indirgenlerin etkisi; sistin bağları bazı indirgenler varlığında

kopabilir ancak reaksiyon oksidasyonla geri çevrilebilir. Oksidasyon ortamında sistin

bağları geri dönüşümsüz olarak zarar görür [6] .

Yünün boyama öncesi gördüğü işlemler; boyamadan önce yünlü malzemelerin iyi bir

şekilde temizlenmesi, açık ton ve canlı farklar için ön ağartmadan geçirilmesi

gerekir. Kumaşın hangi aşamada boyanacağı ve boyamadan sonra göreceği işlemlere

göre işlem akışı belirlenir. Değerli kumaşlar, boyamadan önce, kırışıklık durumunun

önlenmesi için ön işlemlere tabi tutulurlar. Preslenmiş mamullerin preslenmeden

önce boyanmaları, nüfuz etmiş bir boyama açısından tercih edilir. Çünkü presleme

ile son derece sıkılaşmış kumaşın boyanması zordur [5–7].

Elyaf halinde boyanacak yünlü malzeme boyama öncesi; toz dökme, yıkama, gerekli

ise ağartma, işlemlerinden geçirilir ve yapak boyama aparatında boyanır. Karbonize

işlemi daha sonra yapılır. Tops halinde boyamada; toz dökme, yapak yıkama,

taraklama, tarama, tops yıkama, gerekli ise tops ağartma, işlemleri yapılır. Üniversal

aparatlarda boyama işleminden sonra gerekirse lizöz işlemi yapılır. İplik halinde

boyama yünlüde yaygın değildir. Gerekli durumlarda elyaf ve tops için geçerli

işlemler söz konusudur. Kumaş halinde boyanacak yünlü mamulde işlem sırası

önemlidir. Örnek bir işlem sırası vermek gerekirse; kumaş yıkama, ağartma, boyama,

karbonize gerekli ise dinkleme yapılır. Yün, zayıf alkali ortamda yüksek

sıcaklıklarda yıprandığından, yünün terbiyesinde alkali ortamda çalışırken çok

dikkatli olmak gerekir. Sulu ortamda yapılan germe, sıkma, ovma gibi her türlü

mekanik işlem de yünün keçeleşmesine neden olur. Yün daha çok, renkli olarak

kullanıldığından ağartılması pamuğunki kadar önem taşımaz [5-7].

14

Akrilik Elyaf

Akrilik elyaf yapay lifler arasında yüne en çok benzeyendir. Kimyasal yapısında %

85 oranında akrilonitril içeren elyaflar akrilik elyaf olarak adlandırılır. Önceleri %

100 akrilonitril polimerizasyonu ile homopolimer olarak üretilen orlon, sert, kırılgan

ve boyanması zor olduğu için, ikinci bir monomer ilavesi ile kopolimere

dönüştürülmüş ve özellikleri tekstilde kullanıma uygun hale getirilmiştir. Akrilik

elyafta yün tuşesi ve görünümü verilebilme kolaylığı, kolayca yıkanabilme ve şeklini

koruma, güveye yağa ve kimyasallara dayanıklılık, mükemmel haslıkta parlak

renklere boyanabilme, güneş ışığına karşı yüksek dayanıklılık, görünüm ve dokunum

olarak doğallık ve sıcaklık en iyi bilinen özellikleri arasındadır [9].

Akrilik elyafın fiziksel özellikleri; mikroskobik görünüşü yüzeyi pürüzsüz, yeknesak

bir çubuk görünümündedir. Birkaç tane düzgünsüz, aralıklı paralel çizgiler içerir.

Enine kesitleri farklılık gösterir. Genelde yuvarlak veya sekiz şeklindedir. Genellikle

kesikli elyaf halinde kullanılırlar. Filament olarak pratikte kullanım alanı çok azdır.

Üretimde istenilen incelik elde edilebilir. Hacimlilik ve kaplama kabiliyeti iyidir.

Beyaz ya da beyaza yakın renkte üretilir. Normal halde parlaktır; ancak kullanım

yerine göre matlaştırılabilir. Parlak, yarı mat veya mat olabilir. Parlaklık derecesi,

elyafa ilave edilen pigmentin cinsine bağlıdır. Orta veya iyi derecede bir

mukavemete sahiptir. İyi derecede elastikiyete sahiptir. Buruşmaya karşı son derece

dirençlidir. Sarı alevde yanar ve kül bırakır.

Akrilik elyafın kimyasal özellikleri; hidrofob olduğundan çok fazla su emmez, su

içine bırakıldıklarında, lif uçlarından su emerler. Zayıf organik ve anorganik asitlere

dayanıklı, derişik sülfürik asitte çözünürler. Soğukta dayanım iyidir. Sıcakta ve

bazlardan olumsuz etkilenir, sararma ve kahverengiye dönüşümü olur. Sıcaklık

dayanımı sınırlıdır. Önemli kullanım alanları; örgü eşya dekoratif kumaşlar, masa

örtüleri, battaniyeler, halılar ve döşemelik kumaşlardır [9].

15

Viskon Kumaş

Viskonun hammaddesi kayın ağacıdır, yumuşacık bir dokusu olan viskon kumaşı da

teri, pamuktan daha fazla emer. Viskonun tenle uyumlu bir yapısı ve kaygan dokusu

vardır, oldukça zarif görünen viskon kumaşının giyimi de rahat ve kolaydır.

Viskonun nem alma özelliği, pamuktan daha yüksektir. Normal koşullarda %11 -14

oranında rutubet toplamakta, şişme özelliği yüksek olduğundan %80-120'ye kadar su

emebilmektedir. Kuru dayanıklılığı ise pamuktan daha düşük, yaşken dayanıklılığı

kuruya oranla yüzde 40 -70 düşmekte, uzaması yüzde 15–30 ile pamuğa göre iki kat

daha fazladır. Viskon pamuktan çok daha yüksek olan nem alma özelliğinden dolayı

boyanmaya ve baskıya çok elverişli bir kumaştır. Ayrıca renklerin daha parlak

görünmesini sağlar, parlak olması istenilen kumaşlarda, krep kumaşlarda ve

örgülerde parlaklık efekti vermek amacıyla kullanılır. Astar kumaşlarında, bluz,

gömlek, tişört, elbise, dekorasyon ve bayan iç çamaşırı üretiminde tercih

edilmektedir. Viskon elyafı pamuk, keten ve yün gibi diğer elyaf türleriyle

karıştırılarak da kullanılmaktadır [10].

Rayon olarak da adlandırılan selülozik yapılı, kağıt hamurundan olan viskonun çok

yönlülüğü ve renk alanı uzunluğu, onu ev döşemeciliği ve hazır giyimde popüler bir

elyaf haline getirmiştir. Ultra ince viskon, bluz ve elbiselere ipeksi bir görünüm ve

tuşe verir. Yüksek ıslak modüllü viskon, tek başına veya karışım olarak kırışmayan

kumaşlarda kullanılır. Rengi iyi tutar ve kuru temizleme yapılmadan yıkanabilirler.

Ateşe dayanıklı rayon/yün karışımları ticari olarak uçak koltuklarında kullanılırlar.

Selüloz, ağaç ve pamuk döküntüsünden kimyasal işlemlerle elde edilen viskon, elyaf

pamuğa nazaran daha parlaktır, ipek görünümündedir. Tek başına üretim

yapılabildiği gibi pamuk ve polyesterle karışım yapılabilir, ıslak mukavemeti çok

düşük olduğundan tek kullanıldığında özel viskon tercih edilir. Yüksek sıcaklıkta

ayrışır, zayıftır, sıkıştırılınca kolay kırışır [10].

Aşınma dayanıklılığı zayıftır, güveye karşı dayanıklı, böceklere karşı hassastır,

kimyevilere karşı hassastır çabuk yanar, güneş ışığına karşı dayanıklıdır, emici

özelliği ve canlı renklere boyanabilmesi dolayısıyla moda kumaşlar için aranılan

16

elyaftır, yıkanması çok kolaydır, çok geç kurur, kolay ütü olur. Viskon kumaşın

özellikleri; rahat ve yumuşaktır, yüksek emilimlidir, kolay boyanabilir ve baskı

yapılabilir, statik ve tüylenme problemi olmaz, yıkanabilir ve kuru temizlenebilir,

yıkandığında fark edilir derecede çekme yapabilir, bu yüzden sadece kuru

temizlenmelidir. Kullanım alanları; hazır giyim bluz, elbise, ceket, spor gömlek, spor

kıyafet, kravat, takım elbise, iş elbiseleri, bayan iç çamaşırı, astar, pantolon, bayan

şapkası, ev tekstili, perde, battaniye, yatak çarşafı, masa örtüsü ve döşemeliklerde,

endüstriyel tıbbi ürünler, dokusuz yüzeylerde, oto lastikleri ve ayrıca kadın

bağlarında kullanılır [10].

17

4. TEKSTİLDE YARDIMCI KİMYASALLAR

4.1 Tekstilde Yardımcı Kimyasal Uygulama Yöntemleri

Kuru terbiye işlemlerinden farklı olarak, yaş terbiye işlemleri sırasında tekstil

mamulü, çeşitli kimyasal maddelerle temas haline getirilmektedir. Bunların bir kısmı

istenilen terbiye özelliğini sağlayan maddelerdir, diğer kısmı ise bu özelliğin

sağlanmasında yardımcı olan maddelerdir. Genel olarak bunların hepsine birden

terbiye maddesi denilmektedir. Yaş terbiye işleminde birinci adım, terbiye

maddesinin terbiye görecek tekstil mamulüyle temas haline getirilmesidir. Bu işleme

"aplikasyon" denir. Elyaf ve ipliklerin terbiyesinde aplikasyon yerine preperasyon

terimi kullanılmaktadır. Mamule aplike edilen terbiye maddesinin reaksiyonu ise

bazen aplikasyonla birlikte bazen de aplikasyondan sonra bir reaktördeki bekletme

sırasında gerçekleşmektedir. Terbiye maddesinin tekstil mamullerine aplikasyonu

çeşitli yöntemlere göre yapılabilmektedir. Bunlar; çektirme (absorpsiyon), emdirme,

aktarma, sürme, püskürtme şeklinde sıralanabilir. Çektirme (absorpsiyon) ve

emdirme yöntemleri ile aplikasyon, tekstil terbiyesinde son derece önemli bir yere

sahip iseler de, günümüzde ki çevreci yaklaşımlar nedeniyle, özellikle daha az su

tüketimi açısından diğer yöntemler de giderek önem kazanmaktadır [11].

Çektirme Yöntemi (Absorpsiyon Yöntemi)

Çektirme (absorpsiyon) yöntemi ile yapılan aplikasyonun esasını terbiye işlemi

görecek mamulün uzun karışım (flotte) oranında uzun süre muamele edilmesi

oluşturmaktadır. Bu işlem sırasında diğer bütün aplikasyon yöntemlerinde farklı

olarak aplikasyona birlikte reaksiyon da meydana gelmektedir. Çektirme

(absorpsiyon) yönteminin önemli sakıncaları, flotte oranının uzun olması sebebiyle

su, terbiye maddesi ve enerji tüketiminin yüksek olmasıdır. Bu nedenle çektirme

(absorpsiyon) yöntemine uygun terbiye makineleri ve cihazları içerisinde de flotte

oranları diğerlerine nazaran daha kısa olanlar tercih edilmektedir. İşlem süresinin

uzun (genellikle 30 dakikadan fazla) olması sebebiyle çektirme (absorpsiyon)

yöntemleri kesintili çalışılan yöntemlerdir. Dolayısıyla el emeği gereksiniminin

18

yüksek, cihazı bağlama sürüsünün uzun olması da bu yöntemin diğer önemli

sakıncalarıdır [11].

Çektirme (absorpsiyon) yöntemine göre aplikasyonda işlem süresi uzundur. Çünkü

bolca flotte içindeki kimyasal maddelerin büyük bir kısmının lifler tarafından düzgün

bir şekilde çekilip alınması uzun zaman ister. Bu nedenle çektirme (absorpsiyon)

yöntemine göre çalışmada kullanılan kimyasal maddelerin afinitelerinin, yani kumaşı

oluşturan liflere karşı bir ilgilerinin olması gerekmektedir. Böyle olmasına karşın

yine de işlem sonunda hiçbir zaman çözeltideki kimyasal maddelerin tümünün lifler

tarafından çekilip alınması mümkün değildir. Belirli bir süre sonunda çözeltide kalan

kimyasal maddeler ile kumaş üzerine geçmiş olanlar arasında aşağıdaki gibi dinamik

bir denge oluşmaktadır [11].

Kumaş üzerindeki Flottede kalan

Kimyasal maddeler Kimyasal maddeler

Bu denge, meydana geldikten sonra, çalışma sırasında pH değeri, flotte sıcaklığı ve

tuz içeriği değişmediği sürece pek fazla değişmez. Aplikasyon sırasında bir taraftan

flottedeki kimyasal maddeler kumaş üzerine geçerken, kumaş üzerine daha önce

geçmiş bir kısım maddelerin de liflere bağlanması gerçekleşmektedir. Çektirme

(absorpsiyon) prensibine göre çalışan tekstil makineleri haspel, jet, overflow, jigger,

levent boyama aparatları, iplik boyama aparatları ve boyama yıldızlarıdır [11].

Bu yöntemin avantajları; işlem süresi ve sıcaklığı kontinü ve diğer sistemlerden

farklı olarak istenildiği gibi ayarlanabilir, yatırım maliyeti, kontinü sistemlere göre

düşüktür, küçük partileri işlenmesi mümkündür. Dezavantajları ise; atık su,

kullanılan boyarmadde, terbiye maddesi ve yardımcı madde kimyevi tüketimi,

ısıtma, soğutma flotte sirkülasyonu nedeni ile enerji tüketimi açısından maliyeti

yüksektir [12].

19

Emdirme Kurutma ( Pad Dry )

Tekstil mamulünün özellikle kumaşların bir tekne veya küvetteki flotte içerisinden

kısa sürede geçirilip sıkılması şeklinde yapılan aplikasyon işlemine “emdirme” denir.

Emdirmede istenilen durum, terbiye maddelerinin tekstil mamulüne karşı olan

çekiminin düşük olmasıdır. Böylece emdirme sırasında mamul flotteyle ıslanır ve bir

kısmı flotteyi emer. Emdirilen kumaştaki flottenin fazlası, tekne çıkışındaki

silindirler arsından sıkılarak uzaklaştırılır ve yeniden emdirme teknesine döner.

Tekstil mamulü tarafından emilen flottenin konsantrasyonu, küvetteki flotte

konsantrasyonu ile aynıdır. Böylece küvetteki flotte konsantrasyonunun zamanla

değişikliğe uğraması önlenmiş olur. Tekstil ön terbiyesinde ve bitim işlemlerinde

kullanılan maddelerin çoğunluğu, boyamada kullanılanlardan farklı olarak tekstil

mamulüne karşı fazla bağımlı değillerdir. Bu nedenle bu işlemlerde en fazla

kullanılan aplikasyon yöntemi emdirmedir.

Emdirme yöntemini avantajları; flotte oranın kısalığı, dolayısı ile daha az su

tüketimi, daha az atık su, kullanılan boyarmadde ve kimyasal tüketimi azlığı, uzun

metrajlarda ekonomikliği, doldurma, boşaltma zamanın kısa olmasıdır.

Dezavantajları; yatırım maliyetinin yüksek olması, uzun metrajlı partilerin

işlenmesinde rantabil olması, flotte konsantrasyon ayarlarının titizlik istemesi,

mamulün kısa sürede flotte alamsını sağlayacak düzeye hidrofil olması, flotte

konsantrasyonun aynı seviyede ve sabit konsantrasyonda tutulmasının ilave

donanımlara gerek duyulmasıdır [11].

Yaştan yaşa emdirmede ise yıkama sonrası etkili bir su uzaklaştırma işleminden

geçirildikten sonra ve üzerinde %50-70 su bulunan kumaşa bu hali ile ikinci bir

emdirme işlemi yapılmaktadır. Yaştan yaşa emdirmede; bir yaş terbiye işleminden

sonra ikinci bir yaş terbiye işlemi yapılacaksa, tekstil mamulü ara kurutmaya tabi

tutulmadan çalışılabilmesi bir avantaj olarak ortaya çıkmaktadır. Bu avantajlarına

rağmen birçok terbiye dairesinde yaştan yaşa emdirmenin uygulanmamasının sebebi;

bu yöntemin biraz daha fazla dikkat ve biraz daha fazla hesap gerektirmesidir.

Emdirme yöntemine göre aplikasyonda alınan flotte çok önemlidir ve alınan flotte

20

miktarını etkileyen başlıca faktörler; sıkma silindirlerinin basıncı, tekstil mamulünün

lif cinsi ve doku yapısı, kumaşın gördüğü ön terbiye işlemleri, kumaş geçiş hızı,

flotte sıcaklığı, emdirmede kullanılan yardımcı maddeler ve yöntemler şeklinde

sıralanabilir. Emdirme için kullanılan en basit ve en yaygın makine fularddır.

Fulardların esasını, içerisinde flottenin bulunduğu bir tekne ile sıkma merdaneleri

oluşturmaktadır. Tekne şekline, merdane sayısına ve yerleştiriliş şekline göre çok

değişik fulard şekilleri bilinmektedir [11].

Sürme

Viskozitesi yüksek olan terbiye flotteleri, kumaşın bir yüzüne doğrudan sürülebilir.

Bu şekildeki aplikasyon sonucu, yüksek miktarda terbiye maddesi mamul yüzeyine

aktarılabildiğinden ve çoğunlukla terbiye maddesi mamulün yüzeyinin örttüğünden

bu işleme “ kaplama ” da denilir [13].

Püskürtme

Son yıllarda önemi artan bir flotte aldırma yöntemidir. Bu yöntemde su veya terbiye

flottesi püskürtme donatımı yardımıyla kumaşın tek veya çift yüzüne

püskürtülmektedir. Kumaş hiçbir mekanik zorlamayla karşılaşmadığından hassas

dokunmuş ve örülmüş kumaşlarda da uygulanabilen bu yöntemin başka avantajları

da vardır. Kumaş flotte içerisine girmediğinden terbiye maddesinin liflere

substantifliğinin olması baş-son farkına yol açmamaktadır [13].

Aktarma

Özel fulardlarda yapılan bu aplikasyon yönteminde genellikle kumaşın kendisi

flotteye daldırılmaz. Terbiye maddesini içeren flotte, flotte içerisinde dönen bir

merdane tarafından alınır ve kumaşın alt yüzüne aktarılır; bu metotta mamulün aldığı

flotte miktarı çok azdır. Bu durumda kurutmadaki enerji giderleri ve migrasyon

sorunu ortadan kalkar, kumaş flotte içerisine girmediğinden, konsantrasyon

değişmesi veya kirlenme söz konusu olmaz, kumaşa eşit ve düzgün dağılım

21

sağlanması zorlukları vardır. Bunları aşan konstrüksiyonlar mevcut ise de, yaygın bir

yöntem değildir [13].

Aktarma yöntemi ile aplikasyonun avantajları; aplikasyonu takip eden kurutma

sırasında kumaştan daha az suyun uzaklaştırılması gerekeceğinden enerji tasarrufu

sağlar. Ara kurutmalar sırasında daha fiske olmamış terbiye maddelerinin yer

değiştirme(migrasyon) tehlikesinin azalmasıdır. Kumaşa aktarılan flotte miktarı;

aktarma merdanesinin yüzey yapısı, rakle ve diğer merdanelerin pozisyonları,

flottenin viskozitesi, kumaşın geçiş hızı ve aktarma merdanesinin dönüş hızına

bağlıdır [13].

Köpükle Aplikasyon

1980’li yılların ortasına doğru bir ara çok hızlı bir gelişme gösteren bir az flotte

aldırma yöntemi de köpükle aplikasyondur. Tekstil sanayisinde kullanılan

köpüklerde sıvı olarak, normal aplikasyon yöntemlerinde kullanılan sulu flotteler,

gaz olarak da hava kullanılmaktadır. Köpüklü aplikasyon sistemlerinde köpük, özel

jeneratörlerde sürekli olarak üretilip aplikasyon donatımına gönderilmektedir. En

yaygın köpük jeneratörü tipinde, jeneratör özel dişli yapıya sahip rotor(dönen) ve

statör (duran) kısımlardan oluşmaktadır. Köpüğün kumaşların bir veya iki yüzüne

aplike edilmesi emdirme, aktarma, sürme ve hatta film-baskı yöntemlerine göre

çalışan cihazlarda yapılmaktadır. [14]

Köpük şeklindeki flotteler iyice kıvamlı olduklarından, bunların kumaş yüzeyine

aplikasyonundan sonra ya merdaneler arasından geçirilerek veya kumaşın öbür

yüzünden emilerek, kumaş içerisine nüfuzu sağlanmalıdır [14].

Vakumla Aplikasyon

Vakumla aplikasyon emdirme yöntemine göre çalışmanın bir benzeridir. Bu çalışma

şeklinde sıkma silindirleri fazla etkin değildir. Kumaş üzerindeki flottenin

uzaklaştırılması esas olarak sıkma silindirleri arkasına yerleştirilmiş olan vakum

22

düzeneği ile emerek yapılmaktadır.Vakum teknolojisi şu anda terbiyenin birçok

işlem basamağında başarı ile kullanılmaktadır. Vakumla aplikasyonda, fulardda

emdirilen kumaş çok hafif bir basınçla sıkma silindirleri arasından geçirilir. Böylece

kumaş yüzeyindeki fazla flotte yeniden emdirme teknesine gönderilir. Asıl kesin ve

homojen flotte aplikasyonu ise sıkma silindirleri çıkışına konulan vakum düzeneği

ile yapılmaktadır. Vakumla emilen fazla flotte seperatörden geçirilerek havadan

ayrılıp fitler edildikten sonra yeniden emdirme teknesine geri verilmektedir.

Emdirme yöntemi ile çalışmaya göre hem daha etkilidir hem de kumaşın ezilme

sorunu yoktur. Bu husus sonuçta kumaşın tutum özellikleri bakımından son derece

önemlidir [13].

4.2. Tekstilde Yardımcı Kimyasalların Sınıflandırılması

Tekstil materyallerinin daha iyi boyanabilmesi için ve kumaşa bir takım tutum ve

özellikler kazandırabilmek için boyama işleminden önce, boyama işleminde ve

boyama işleminden sonra kullanılan maddelere tekstil yardımcı maddeleri denir [12].

Çizelge 4.1. Tekstil yardımcı maddelerinin sınıflandırılması [12]

23

Sadece su ve boya kullanarak yapılan ticari önemde bir boyama veya baskı prosesi

yok gibidir. Pratikte her boya tekstil sistemi yardımcı maddeler diye bilinen bazı

ilave ürünlerin kullanımını gerektirir. Bu durum asırlarca önce doğal küp ve mordan

boyalarının doğal liflere uygulandığı zamanlarda bile geçerliydi. O dönemlerde

yardımcı maddelerin de çoğu boya ve lifler gibi doğal kökenli, gübre ve idrar

kullanılan yardımcı maddeler arasındaydı ve sabun tekstilde kullanılan ilk yüzey

aktif madde idi. Günümüzde de yardımcı maddelere olan ihtiyaç hala devam

etmektedir. Örneğin boyama ve baskıdan önce tekstil malzemesi hala temizlenmeyi

ve ıslatılmayı gerektirmektedir. Sübstantif olmayan küp ve kükürt boyalarını

sübstantif duruma getirmek, sübstantiviteyi sağlayan şartları stabilize etmek ve bu

boyaları tekrar sübstantif olmayan çözünmez durumlarına döndürmek için hala bir

takım maddeler kullanılmaktadır. Mordan boyarmaddeleri hala uygun şelatlama

maddeleri gerektirmekte, dispers boyarmaddeler hala dirpergatör maddelerine ihtiyaç

duymaktadır. Ayrıca boyaların liflerin ve renklendirme proseslerinin günümüzdeki

çeşitliliği yardımcı maddelerin kullanımı için ilave nedenler yaratmıştır. Sonuç

olarak boyacının yardımcı maddelerin fonksiyonunu bilmesi ve onların kullanımını

gerçekçi şekilde değerlendirmesi ve sürekli kontrol altında tutmak üzere donatılması

her şeyden önemlidir [15].

Boyama ve baskı yardımcıları için bir sınıflandırma istersek yüzey aktif ve yüzey

aktif olmayanlar şeklinde kabaca ikiye ayırmak mümkündür. Yüzey aktif olmayan

yardımcı maddeler organik ve anorganik basit elektrolitler, asitler ve bazlardır.

Örneğin sodyum klorür, sodyum asetat, sülfürik asit, asetik- asit ve sodyum karbonat

gibi maddeler; sodyum dikromat, bakır sülfat, hegzametafosfat gibi kompleks yapıcı

maddeler; hidrojen peroksit, sodyum klorit gibi oksidasyon maddeleri; sodyum

ditionit gibi redüksiyon maddeleri yüzey aktif olmayan yardımcı maddelerdir [15].

Yüzey aktif maddeler ise, genelde organik yapılı aktif olmayanların çoğundan daha

kompleks olan maddelerdir. “tensid” veya “tansion aktif” terimleri ile de ifade edilen

bu maddeler tekstilde kullanılan yardımcı maddelerin en geniş ve önemli gurubunu

oluşturur [15].

24

Yüzey Aktif Maddeler

Yüzey aktif maddeler bir sıvı içinde çözünebilen veya disperslenebilen ve

çözündükleri/disperslendikleri sıvının yüzey gerilimini düşüren maddeler diye

tanımlanabilirler. Genelde oldukça az miktarda yüzey madde ile boyutlarda yüzey

gerilim düşüşleri elde edilebilir. Örneğin 0.2 gr/l sodyum oleat suyun yüzey

gerilimini yarı yarıya düşürür.

Sulu tekstil prosesler çok önemlidir. Çünkü eğer bir tekstil prosesinde kullanılan su

veya sulu çözelti yüzey aktif madde ihtiva ediyorsa, tekstil malzemesinin bu sulu

sistemle ıslanması ve böylece muamelesi kolaylaşır yüzey aktif maddelerin ıslanmayı

kolaylaştırmaktan başka bir biri içinde çözünmeyen veya çok güç çözünen iki sıvıdan

birinin diğeri içinde dağılmasını sağlama (emülsiye etme), katı/sıvıdan dan oluşan

dispers sistemlerin koagüle olmadan kolloid halde kalmasını sağlama (kolloid

koruma), tekstil yüzeyi üzerindeki kir ve yabancı maddeleri uzaklaştırma

(temizleme), boyaların çözünmesini kolaylaştırma (çözme), tekstil malzemesini

sararak boyaların life hızlı nüfuzunu önlemek ve böylece düzgün boyamalar elde

etme (egalize ve geciktirme), tekstil malzemesine yumuşaklık kayganlık verme gibi

çok çeşitli fizikokimyasal etkileri vardır. Ancak bir yüzey, aktif madde genelde tek

bir fizikokimyasal etki meydana getirmez. Yani temizleme, ıslatma, köpürme,

emülsiye etme, dispersleme, vb. etkileri beraberce meydana gelirler. Ancak yüzey

aktif maddenin kimyasal yapısına (hidrofob zincirin uzunluğu-kısalığına, hidrofil

polar gurubun cinsine, moleküldeki yerine, sayısına, çifte bağ ihtiva edip etmemesine

vb. faktörlere ) bağlı olarak bu özelliklerden biri diğerlerine göre daha üstündür.

Üstün özellik esas alınarak o yüzey aktif madde deterjan, ıslatıcı, emülgatör,

dispergatör, geciktirici gibi isimler alır.

Yüzey aktif maddeler esas itibarıyla ile elektrostatik gücü zayıf oldukça büyük

hidrofobik gruplara(uzun hidrokarbon zincirlerine) ve polar güçleri kuvvetli oldukça

küçük hidrofilik gruplara sahip maddelerdir. Uzun hidrokarbon zincirli ve tek polar

gruplu bir yüzey aktif madde Şekil 4.1. ’deki gibi gösterilebilir [15].

25

Şekil 4 .1. Yüzey aktif gruplar [15]

Bir yüzey aktif madde de eğer hidrofob kısım molekülü (-) elektrik yüklü grubunda

bulunursa anyon aktif, (+) elektrik yüklü grubunda bulunursa katyon aktif madde

adını alır. Hidrofob kısım hem anyonda hem de katyonda bulunursa anfoterik yüzey

aktif maddeler oluşur. Suda çözülmelerine rağmen iyonlarına ayrılmayan maddelere

non-iyonik yüzey aktif maddeler denir [15].

Yüzey Gerilimi

İlk olarak yüzey geriliminin ne olduğunu izah edecek olursak; Şekil 4.2.’deki daireler

bir kap içindeki sıvı moleküllerini göstermektedir. Sıvı kütlesi içindeki her molekül

komşu moleküller tarafından bütün yönleriyle eşit olarak çekilmektedir. Oysa

yüzeyde bulunan moleküller bütün yönlerde eşit çekilmemektedir ve daha kuvvetli

olan yatay kuvvetlerin yarattığı gerilime yüzey gerilimi denir [15].

Yüzey gerilimine sahip böyle bir sıvıya yüzey aktif bir madde ilave edildiğinde

sıvının yüzey gerilimi düşer. Yüzey aktif maddelerin ilave edildikleri sıvının yüzey

gerilimini düşürme etkisi polar gücü zayıf uzun hidrofobik gruplar ve polar gücü

kuvvetli küçük hidrofilik gruplar nedeniyle çözelti içinde molekülsel yönlenme

(oryantasyon) potansiyeline sahip olmalarına bağlanır. Şöyle ki, yüzey aktif madde

suya ilave edildiğinde, polar grup hidrofilik olduğundan suyun içine doğru

yönlenirken, hidrofob grup ara yüzeye doğru yönlenir. Böylece suya ilave edilen

yüzey aktif madde molekülleri su içerisinde dağılmak yerine hidrofil başları suya

batık, hidrofob kuyrukları sudan çıkan pozisyonda su-hava arasında konsantre olurlar

(Şekil 4.3.)

26

Şekil 4.2. Bir kap içindeki sıvı molekülleri [15]

Şekil 4.3. Yüzey aktif maddelerin su içinde dağılımı [15]

Hidrofob zincirlerin sudan uzaklaşma eğilimi su moleküllerini aşağıya çeken kuvvete

ters istikamette bir kuvvet yaratarak yüzey geriliminin azalmasına sebep olur [15].

Misel oluşumu: Bütün yüzey aktif maddeler sulu çözeltilerinde tipik kolloidal

elektrolit özellik gösterirler. Yani çözelti içinde misel diye bilinen az veya çok

düzenli genellikle elektrik yüklü molekül kümeleri oluşturmaya eğilimlidirler. Saf su

72x1000 N/m lik bir yüzey gerilimine sahiptir. Bunun için yüzey aktif madde yavaş

yavaş ilave edildiğinde yüzey gerilimi, belli bir yüzey aktif madde

konsantrasyonunda ansızın düzgünleşmeye başlayıncaya kadar oldukça hızlı bir

şekilde düşer. Düzgünleşmenin başladığı konsantrasyon kritik misel konsantrasyonu

27

(cmc) olup, bu noktada yüzey aktif madde molekülleri çözelti içinde kümeler halinde

toplanırlar. Bu kümeler az çok küresel veya tabakasal biçimindedir [15].

Aşağıda grafik suyun yüzey aktif madde konsantrasyonuna karşı yüzey gerilimini,

şekiller ise küresel ve tabaka halindeki misel oluşumlarını göstermektedir.

Şekil 4.4.Yüzey aktif madde konsantrasyonu ve suyun yüzey gerilimi arasındaki

ilişki [15]

Şekil 4.5. Misel Oluşumu [15]

Misel meydana getirme kabiliyeti yüzey aktif maddelerin emülsiye etme,

dispersleme ve çözme maddeleri olarak etkinliklerinde hayati önem taşır [15].

Yüzey aktif maddeler kullanım amaçlarına, fiziksel özelliklerine, çözünürlüklerine

veya kimyasal yapılarına göre sınıflandırılabilirler. Kullanım amacına göre

sınıflandırmada; çeşitli ıslatıcılar, deterjanlar, emülsiyonlaştırıcı maddeler vb. gibi

sınıflarda toplanabilir. Ancak tek bir maddenin bu farklı özelliklerin tümünü ya da

birkaçını oldukça etkili bir şekilde göstermesi mümkündür. Bu nedenle kullanıma

göre yapılan sınıflandırmanın sınırlı bir değeri vardır. Hidrofob grubun kimyasal

28

yapısını temel alan bir sınıflandırma da yapılabilir [15,17]. Bu sınıflandırma

aşağıdaki gibidir;

Anyonik Yüzey Aktif Maddeler

Bu sınıfın esas özelliği bir anyonik grup üzerinden veya sülfonat, nadiren de fosfat

karboksimetil veya diğer bir grup üzerinden oldukça küçük bir katyona bağlanmış

uzun zincirli bir hidrofobtan oluşmasıdır. Karboksilik asitler; petrokimya

endüstrisinin gelişmesinden önce doğal yağlardan elde edilmeleri itibarı ile en eski

tip yüzey aktif maddelerdir. Aşağıdaki genel formül ile gösterilirler;

R- COO -- X +

Burada R uzun hidrofob zincirini, X ise katyonu temsil eder. Birçok karboksilat

sabun halinde kullanılırlar. Bunlar trigliserid yağların ve mumların alkali

sabunlaşmasıyla elde edilirler. Bunlar aşağıdaki genel formülle gösterilebilir [15,17].

.

Uygun koşullar altında sabun en iyi deterjandır. Ancak dezavantajları da vardır.

Bunlar; sert sularda kullanıldığı zaman çözünmeyen çökelekler meydana getirmesi

bununda sabunun israfına neden olması, asidik çözeltilerde kullanılamaması, yıkama

özelliğinin yanında ıslatma ve dispergatör özellikleri de mükemmeldir. Islatma

maddesi olarak özellikle önemli olanlar disodyum alkenil süksinatlardır. Burada R

grubu 3 -14 karbon atomu ihtiva edebilir.

29

R-CH= CH- CH COO – Na+

CH2 COO- Na

Karboksilatların başlıca dezavantajı asit ve sert su ile çökelmeye yönelik olmalarıdır.

Çünkü karboksilatların serbest asitleriyle kalsiyum ve magnezyum tuzları çözünür

değillerdir. Bu avantaj daha geniş çalışma şartlarına tolerans gösterebilen alternatif

ürünleri bulunmasının teknik sebebidir. Sülfatlar; uzun zincirli yağ asitlerinin

sülfatları ve sülfirik esterleri karboksilatların ilk alternatifi olmuştur Sülfatların

mutedil asidik şartlara ve sert suya karşı karalılığı karboksilatlarınkinden çok daha

iyidir ve birçok amaç için yeterlidir. Bununla beraber, daha kuvvetli asidik şartlarda

hidroliz olabilirler. Başka bir sülfatlanmış ürün olan ester sülfatlar özellikle köpük

yapıcı, ıslatıcı ve emülgatör olarak yararlıdır. Aşağıdaki sülfatlanmış bütil risinoleat

buna örnektir [15,17].

Sülfolanmış anyonik yüzey aktif maddeler aşağıdaki genel yapıya sahiptir;

R-SO3-Na+

Sülfolanmış anyonik yüzey aktif maddelerin örneğin C16H33-OSO3-Na+ yapısına

sahip basit alkil türevleri olduğu gibi, aromatik ve özellikle alkillenmiş aromatik

(alkilaril) tipleri teknik ve ticari bakımdan önemlidir. Örneğin aşağıda formülü

verilen sodyum dodesil benzen sülfonat ev tipi yıkama tozlarında yıllardan beri en

çok kullanılan yüzey aktif maddedir [15,17].

.

30

Sülfoksinatlar: Sadece teknik özellikleri bakımından değil, tek bir molekülde iki

hidrofil grubu kombine etmesi bakımından önemlidir.

Sodyum dioktilsülfoksinat

Ancak tekstil proseslerinde sülfosüksinat diesterleri monoesterlerden daha büyük bir

ticari öneme sahiptir en önemli örnek sodyum dioktilsülfosüksinattır.

Katyonik Yüzey Aktif Maddeler

Bunlar yumuşatıcı, su tutmaz apre maddesi olarak veya direkt boyaların fiksajında

kullanılır. Tekstil terbiyesinde kullanılan en önemli katyonik yüzey aktif madde

tipleri kuartener amonyum tuzlarıdır. Bu tiplerde ve diğer katyonik yüzey aktif

maddelerde en çok rastlanan anyonlar klorür ve bromürdür. Bu tip katyonik yüzey

aktif maddeler için tipik bir örnek olan setiltrimetil amonyum klorür aşağıda

görülmektedir [17].

Azot atomuna bağlı dört alkil grubuda maddenin özelliklerinin dengesini değiştirmek

üzere değiştirilebilirler. Kuartener amonyum tuzları kadar önemli bir başka tip

katyonik yüzey aktif madde de pridinyum tuzlarıdır;

31

Burada R uzun zincirli bir alkil grubu göstermektedir. Örneğin setil pridinyum klorür

böyle bir yüzey aktif maddedir;

Non-İyonik Yüzey Aktif Maddeler

Non-iyonik yüzey aktif maddeler geniş bir pH aralığında stabil olma ve sert suya

veya elektrolitlere karşı dayanıklı olma gibi önemli özelliklere sahip olup diğer

yüzey aktiflere iyi uyum sağlarlar, tekstil liflerine karşı sübstantiviteye sahip

değillerdir. Haşıl sökme ve kontinü kasar işlemlerinde ve aprede vaks emülsifiyeri

olarak kullanılır [17].

Hemen hemen bütün non-iyonik yüzey aktif maddeler anyonik ve katyonik yüzey

aktif maddelerle aynı tip hidrofobları ihtiva ederler. Çözünürlük ve yüzey aktif

özellikleri etilen oksit ilavesi ile sağlanır. Bu tip maddelerin genel formülü şöyledir;

R – (OCH2CH2)X OH

Genellikle hidrofoba bağlı olarak suda çözünürlük ve deterjan özellikleri x = 6

olduğu zaman görülmeye başlar. Ancak teorik olarak etoksillenme hemen hemen

sonsuza kadar devam edebilir. Her ne kadar x = 50 olan homologlar biliniyorsada

optimum yüzey aktif madde özellikleri genellikle x = 10 -15 olduğu zaman elde

edilir [17].

32

Amfoterik Yüzey Aktif Maddeler

Amfoterik yüzey aktif maddeler hem anyonik, hem de katyonik grup ihtiva ederler.

Böylelikle alkali ortamlarda anyonik yüzey aktif madde, asidik ortamlarda katyonik

yüzey aktif madde olarak davranırlar. Bu aşırı noktalar arasında yer almaları ve

izoelektrik nokta diye bilinen bölgede (bu bölge zorunlu olarak değil ama genellikle

pH’ ın 7 olduğu bölgedir) anyonik ve katyonik özellikler karşılıklı dengededir.

Molekülün “Zwitter iyonik” diye tanımlandığı bu bölgede yüzey aktif özellikler ve

çözünürlük en düşük seviyesindedir. Testil terbiyesinde özel önemi olanlar betainler

diye bilinen tri-sübstitüe alkilaminoasitlerdir. N -alkil betainler ve asilamino-alkil

betainler tipik örneklerdir [15,17].

N -alkil betainler Asilamino-alkil betainler

33

5. YANMA

Günlük yaşantıda nerede olursak olalım (ev, okul, işyeri veya ulaşım araçları)

çevremizde bulunan eşya veya makinelerden can ve mal güvenliği açısından

beklenilen en önemli özellik herhangi bir nedenle aleve maruz kalındığında

tutuşmama özelliği göstermeleridir. Gelişen teknoloji ve sanayileşmenin artması,

nüfusun giderek çoğalmasına paralel olarak toplu yerleşim bölgelerin fazlalaşması,

yangın riskinin ve buna bağlı olarak yangının maddi ve manevi zararlarının artısına

neden olmaktadır. Avrupa Birliği ülkelerinde ve diğer gelişmiş ülkelerde meydana

gelen yangın sayısı, ülkemizde meydana gelen yangın sayısına oranla fazladır. Örnek

olarak İstanbul’da yılda 15.000 civarı yangın meydana gelirken Avrupa’nın önemli

şehirlerinde bu sayı 50.000 mertebesindedir. Ancak buna rağmen ortaya çıkan maddi

ve manevi zarar ülkemize göre çok azdır. Bunun en önemli sebebi yangını önleyici

ve yayılmasını engelleyici tedbirlerin alınmış olması, bireylerin yangın konusunda

daha bilinçli olmalarıdır [18].

Bu nedenle yangın güvenliği, pek çok farklı disiplin ve endüstri kollarında son

yıllarda artan bir önem arz etmektedir. Aleve maruz kalınması durumu için duman ve

ısı detektörleri, pulvarize su püskürtme sistemleri ve daha başka erken uyarı

sistemleri geliştirilmektedir. Fakat tüm sistemler, bu ortamlarda bulunan

malzemelerin güç tutuşurluk kazandırılmış malzemeler olması ile daha verimli hale

gelebileceklerdir. Yanma: ısı, oksijen ve yakıt üçlüsü bir araya geldiğinde

gerçeklesen kimyasal bir olaydır. Bu üç bileşenden ısı, alevlenmeyi başlatan etkendir

ve ışık, ateş gibi çevresel kaynaklardan sağlanır. Yanma için gerekli oksijen

atmosferde bulunmaktadır. Üçüncü bilesen olan yakıt ise malzemenin yapımında

kullanılan polimerin kendisidir [19].

Bir yangında ortalama sıcaklık 500°C’ye ve çok süratli olarak da 800 °C ile 1200

°C’ye kadar ulaşabilir. Yangın çıktığı ortamın özelliklerine göre çok kısa bir sürede

büyüyerek ortamda yayılabilir. Yangın esnasında en önemli konu binadaki insanların

süratle tahliyesidir. Yangında çelik yapı malzemelerinin bir önlemi alınmaz ise 600 oC üzerinde deforme olmaya başlar [20].

34

Polimerler ise çok yüksek oranda karbon, hidrojen ve oksijen içeren bileşikler

oldukları için kolaylıkla ve hızla yanarlar (tahtadan 4 kat daha hızlı). Polimerlerin

yanması sırasında ısı ile birlikte yanma ürünü zehirli ve yanıcı gazlar ortaya çıkar.

Ayrıca, ısı etkisiyle polimer zincirlerinin küçük parçalara veya moleküllere

parçalanmasıyla ortam daha yanıcı hale gelir. Örneğin polipropilenin yanması

sırasında, kendisinden daha yanıcı olan propan gazı açığa çıkar. Yanmanın

yayılması; yanmanın şiddetine, polimerin buna tepkisine bağımlıdır. Polimerin doğal

olarak yanmaya dayanıklı olması için: düşük sıcaklıklarda kömürleşmenin çok fazla

olması, 400oC üstünde ısısal kararlılığa sahip olması (yüksek erime sıcaklığı), 400oC

altında meydana gelen bozunma ürünlerinin yanmayan gazlardan oluşması (CO2,

HCl, H2O vs.) gerekir [1].

Bir ideal yanmayı geciktirici polimer sentezi için:

—Ateşleme ve alev yayılmasına karsı yüksek dirençlilik,

—Düşük tutuşma hızı,

—Düşük hızda ve miktarda duman meydana gelmesi,

—Yanabilen gazları düşük seviyede tutuşabilmeleri ve zehirli olmaması,

—Kullanım sırasında yanıcılığın şiddetinin azaltılabilmesi,

—Belirli kullanım alanı için özelliklerinin ve görünüşlerinin kabul edilebilir

olabilmesi,

—Malın fiyatına etkisinin az olması gereklidir [1].

Şu an, doğal ve sentetik polimer malzemeler birçok alanda kullanılmaktadır. Her

nasılsa, yangın tehlikeleri bu polimerik malzemelerin kullanımı ile birleşti bu da can

ve mal kaybına neden olmaktadır. Polimerlerin yanabilirliğini ve duman veya bazı

maddelerden çıkan pis kokulu duman üretimini azaltmak için yanmayı

geciktiricilerin kullanımı, yeni malzemelerin tatbiki ve gelişiminin en önemli parçası

olmaktadır. Yanmayı geciktiricilerin talep edildiği başlıca sektörler arasında, inşaat,

elektriksel ve elektronik parçalar ve ulaşımla ilgilenen endüstri dalları yer

almaktadır. Örneğin, uçak teknolojisi endüstrisinde, metallerin yerini alacak daha

güçlü, ekonomik olarak ilgi çekici, malzeme ağırlığında azalma olurken aynı

35

zamanda kazanç yükünü arttıracak avantajlı kompozit malzemeler geliştirilmektedir.

Bu yeni malzemeler, termooksidatif karalılık, düşük tutuşabilirlik, yüksek

sıcaklıklarda malzemenin dayanımı artırma, düşük korozyon, daha iyi yorulma

mukavemeti ve daha düşük cihaz maliyeti gerektirmektedir. Tabi ki aynı zamanda

yapısal malzemelerin metaller ile rekabeti önemlidir. Başka bir tarafta, evsel

uygulamalarda kullanılan alev geciktirici malzemelerin gelişimi, çoğunlukla

tüketicilerin güvenliği ve çevresel atıklar için artarak önem taşımaktadır. Genel

olarak baslıca alev geciktiricilerin çevresel etkileri ve zehirlilik değerlerinin ölçümü

ve tüketici ürünlerinde kullanılan alev geciktirici çeşitleri hakkında bilgi toplamak ve

teşhis etmek için araştırmalar yapılmaktadır. Örneğin, Avrupa Birliği (AB), bromlu

difeniloksit yanmayı geciktiricilerinin kullanımını sınırlamayı önermiştir. Çünkü

yanma sırasında yüksek derecede toksik ve kuvvetli karsinojenik bromlu furanlar ve

dioksinler oluşabilir. Yeni alev geciktirici sistemlerin, sık sık değişen yeni çevre

yönetmelikleri, standartlar ve test metotlarının isteklerini karşılamak için

geliştirilmeleri gereklidir [21].

5.1. Yanma Mekanizması

Herhangi bir organik malzemede yanma olayı üç basamakta meydana gelmektedir;

a) Ürünün ısınması,

b) Makro moleküllerin termik olarak parçalanması (piroliz),

c) Tutuşma ve yanmanın başlamasıdır.

Belirli bir enerji verilmesi durumunda, ürünün ısınması yani yüzey sıcaklığının

artması o ürünün bazı termik özelliklerine (özgül ısı, ısı iletkenliği, erime ve

buharlaşma ısısı) bağlı olarak değişir. Yüzey sıcaklığı belirli bir noktaya ulaştığında

piroliz başlamaktadır. Pirolizin yavaş olması durumunda yanıcı gaz karışımı

meydana gelmezken, artan sıcaklığın etkisiyle piroliz hızı da arttığından yanıcı gaz

karışımı meydana gelmekte ve bir kıvılcımla kendiliğinden tutuşabilmektedir. Piroliz

reaksiyonu ürünleri sıralanacak olursa;

36

1) Yanıcı gazlar; tutuşmaya neden olur.

2) Yanmayan gazlar; ateşin soğumasına ve özellikle ağır yanma gazları yanan

yüzeyin etrafını sararak hava oksijeni ile temasın azalmasına yardımcı olur.

3) Yanmayan sıvı parçalanma ürünleri; bu ürünlerin buharlaşma ısısı sıcaklığın

düşmesine yardımcı olur.

4) Katı kömürleşme artıkları; yanıcı gazların dışarıya difüzyonunu azaltır ve ısı

izolasyonu sağlayarak termik parçalanmayı yavaşlatır [22].

Polimerlerin Yanması

Polimerler yanabilen maddelerdir. Evlerde veya sinema, tiyatro vb. yerlerde

polimerlerden yapılmış halı, sandalye, mobilya, koltuk, panel türü eşyalar yaygın

kullanılır. Polimerlerin yanması sırasında ısı ile birlikte yanma ürünü toksik ve yanıcı

gazlar ortaya çıkar. Ayrıca, ısı etkisiyle polimer zincirlerinin küçük parçalara veya

moleküllere parçalanmasıyla ortam daha yanıcı hale gelir [19].

Yanma üç asama üzerinden gerçekleşir. İlk aşamasında polimerik malzeme ısınır,

ikinci aşamada ısı etkisiyle bozunmaya baslar ve son aşamada bozunma sonucu

oluşan yanıcı gazlar alevlenerek malzeme tutuşur. Yanma bölgesi, polimerik

malzeme yüzeyine dik doğrultuda özellikleri farklı birkaç katmana ayrılır [19].

Malzemenin yanma bölgesinden yeterince uzaktaki iç kısımları yanmadan

etkilenmemiş bölgedir. Bu katmanın hemen üzerinde ısınmış, ancak yanmanın

zararlarının gözlenmediği tabaka yer alır. Daha sonra yanmanın etkisi ile bozunmuş

ve kurum, zift vb atıkların bulunduğu malzeme yüzeyindeki piroliz bölgesine geçilir.

Piroliz bölgesine en yakın katman, polimerin bozunması ile oluşan gazların

bulunduğu katmandır. Gaz katmanındaki yanıcı gazlar, hava (oksijen) ile karışarak

alevlenme bölgesinde yanarlar ve en dış katman olan yanma ürünleri bölgesine

geçerler [19].

Alevlenme, polimerin bozunarak oluşturduğu yanıcı gazların havadaki oksijenle

etkileştiği anda görünen bir olaydır. Yanma sırasında polimer zincirleri daha yanıcı

37

olan küçük zincirlere veya moleküllere parçalanırlar ve ortamın alevlenme özelliği

sürekli artar. Polimerin yanması sırasında oluşacak gazların türü, polimerin ve katkı

maddelerinin yapısına yakından bağlıdır. Poli(vinil klorür), politetrafloretilen gibi

yapılarında halojen atomları bulunan polimerler yandığında karbon, hidrojen veya

başka atomlar yanında halojenler de salınır. Halojen atomları hidrojenle birleşirler ve

HF, HCl, HBr, HI türü ağır gazlar oluştururlar. Ağır gaz tabakası yanma bölgesinin

üstünü örterek oksijeni yanma bölgesinden uzak tutar ve yanmayı engeller. Termoset

polimerlerin yanması sırasında malzeme yüzeyinde daha çok kül gibi katı yanma

atıkları oluşur ve bu atık tabakaları ileri yanmayı önler. Polimerler genelde yanıcı

maddelerdir, ancak alev kaynağından uzaklaştırıldıklarında yukarıda verilen

örneklere benzer etkiler sonucu çoğu polimerin yanması durur. Bu nedenle

polimerler, kendiliğinden sönebilen malzemeler grubunda değerlendirilirler [19].

Yanma sırasında açığa çıkan zehirli gazlar, en az alevler kadar insan sağlığı

açısından tehlikelidir. Evlerde kullanılan halılar, plastik sandalyeler, giyecekler ve

koltuk, kanepe döşemelerin çoğu polimerlerden yapılmıştır ve yanma sırasında

zehirli gazlar salabilirler. Bu tür malzemelerin alevlenme özeliği, içlerine

alevlenmeyi geciktirici adı verilen kimyasallar katılarak azaltılır [19].

Polimerler veya reaktif monomerler doğal olarak alev geciktirici P, Si, B, N ve diğer

muhtelif elementleri içermektedirler. Yanmayı önleyiciliği arttırmak için, kendi

baslarına veya geçerli hacimde ticari polimerlere eklenerek kullanılabilir. Bu

moleküllerin sentetik kimyası, bunların termal kararlılıkları ve alev geciktirici

özellikleri ile birlikte tartışılmaktadır [21].

Alevlenmeyi geciktiricilerin, polimerin yanmasını belli süre engellemesi veya

yavaşlatması sıralanan olumlu sonuçlara yol açar. Yanma yerinden uzaklaşma

zamanı 15 kat artar. Yanma ısısının yalnız %25 kadarı dışarı salınır. %50 daha az

malzeme yanar. Zehirli gazların üçte biri dışarı salınır [19]. Yanmanın önlenmesi

yanmanın adımları göz önüne alındığında yanmanın önlenmesi için çeşitli yöntemler

vardır;

38

—Isının uzaklaştırılması veya soğutma uygulanması; ısının belli bir noktada

birikmesini önleyen ısı-absorblayıcı ürünlerle yapılabilmektedir.

— Piroliz sıcaklığının (Tp) yükseltilmesi; materyali ısıya dayanıklı hale

getirmektedir.

— Buharlaşmanın önlenmesi; uçucu olmayan kömür halindeki ürünlerinin

oluşmasının sağlanması anlamına gelmektedir. Bu etki katı fazda etkili olan kükürt,

fosfor ve bor içeren güç tutuşurluk maddeleriyle elde edilmektedir. Oluşan asitler

tekstilin hidroksil grupları ile birlikte sağlam, uçucu olmayan esterler

oluşturmaktadır ve bu da kömürleşme oluşmasını desteklemektedir.

—Yanmanın önlenmesi; oksijenin yanma bölgesinden uzaklaştırılması ve dolayısıyla

oksidasyonun durdurulmasıyla yapılmaktadır. Bu prensip, karbondioksit ve karbon

tetraklorür içeren yangın söndürücülerde kullanılmaktadır. Gaz fazında etkili olan bir

yanma önleme yöntemidir [23].

Polimer Yanma Önleme Mekanizması

Polimer yanma önleyicilerin tanımı, ikinci dünya savası’ndan bu yana birtakım köklü

değişikliklere uğramıştır. Ana gelişmeler; klorine parafin, antimon oksit, klorin

içeren doymamış poliesterler, oksijen indeks metodu, yanma önleyici sistemler,

geliştirilmiştir [24].

Yanma önleyiciler, ısınma, piroliz, tutuşma veya alev yayılması sırasında yanma

sürecini bölmek için kimyasal ve/veya fiziksel bir mekanizma aracılığıyla ya buhar

evresinde ya da yoğunlaşma/sıvılaşma/yoğuşma evresinde harekete geçerler.

Örneğin, doldurucuların (filler) birleşmesi temelde polimerin hafifletilmesini ve

ayrışma gazlarının yoğunlaşmasının azaltılmasını sağlar. Suyla karıştırılmış

(hydrated) doldurucular (filler) aynı zamanda yanma yüzeyindeki piroliz bölgesini

soğutmak için endotermik olarak çözülürler ya da alev almayan gazlar salarlar.

Yanma önleyici mekanizmaların bir başka esas kategorisi entümesan (intumescent)

olarak bilinir ki bunda maddeler ateşe ya da ısıya maruz kaldıklarında şişerek

genelde karbonlu, gözenekli bir köpük yığını oluştururlar ve bu ısı, hava ve piroliz

ürününe bir bariyer görevi görür. Entümesan malzemeler formülasyonunda, genelde

39

bir tabaka oluşturucu aracı, tabaka oluşumu için bir katalizör ve köpüren bir aracı

bulunur. Halojenli olanlar buhar evresinde seyreltici ve sıcaklık düşürücü veya alevin

büyümesini önleyen veya yavaşlatan serbest radikal tuzağı olarak davranırlar.

Fosforlu olanlar polimerik maddenin üzerinde bir tabaka (char) oluşturarak yanmanın

başlaması için gerekli ısı ve hava transferini engelleyerek etkili olurlar. Halojen

atomları (bromin ya da klorin gibi) yaygın olarak kullanılsa da yanma sırasında

oluşan hidrojen halidin zehirliliği ve metal parçaları paslandırması açık

dezavantajlarıdır. Bu tip zehirli ve aşındırıcı gazların oluşmasını önlemeye yönelik

giderek artan bir talep, halojen içermeyen yanma önleyicilerin geliştirilmesini

sağlamıştır. Bu incelemenin ana odağı da budur. Polimerlerde yanma önleyiciliği

sağlamada iki yaklaşım bulunmaktadır. Bunlar, toplamsal (additive) tip ve reaktif tip

olarak bilinir. Yaygın olarak kullanılan toplamsal tip yanma önleyiciler genelde

fiziksel yollarla polimeriklerle birleştirilirler. Görünürde bu en ekonomik, hızlı ve

kolay yoldur. Ancak, düşük uyumluluk, süzülme ve mekanik özelliklerdeki azalma

gibi problemleri vardır. Reaktif yanma önleyicilerin uygulanması, ya yeni yanma

önleyici polimerler tasarlanmasını ya da var olan polimerlerin zincir içinde veya asılı

bir grup olarak yanma bir önleyici bir birimle ko-polimerizasyonunu içerir.

Şu anda yeni polimer tasarımı üretim ve işlenmede yeterli uyumluluktan yoksundur

ve kullanılacak yeni malzemenin seçilmesiyle ilgili masraftan dolayı ekonomik

değildir. Bu durum, modifikasyon yaklaşımının daha çok tercih edilmesine yol açar

çünkü elektron paylaşımıyla (covalently) yanma önleyici birimin polimer sırt

kemiğine yerleştirilmesi kalıcı yanma önleyicilik verir ve özgün fiziksel ve mekanik

özellikler korunur. Araştırmalar bu yönde yoğunlaşmıştır ve sonuçlar birimin

ağırlığının küçük bir yüzdesinin bile polimer zinciriyle birleştirilmesinin polimerin

yanma önleyiciliğini dikkate değer ölçüde ilerletebildiğini göstermektedir [25].

5.2 Yanma Önleyici Test Metotları

—Tutuşabilirlik testleri (ya da UL94) (ignitability tests(or UL94))

—Alev yayılma testleri (flame spread tests)

—Oksijen kısıtlama endeksi (LOI) (limiting okygen index (LOI))

40

—Isı salma testleri (koni kalorimetre) (heat release tests (Cone calorimeter))

—Duman testleri (smoke tests).

—LOI (akıcı bir oksijen-nitrojen karışımındaki) mum gibi aşağı yönlü alev

parlamasını desteklemek için gereken minimum oksijen konsantrasyonunu ölçer.

Kendi kendini söndürmenin geçerliliği için LOI 26’dan büyük olmalıdır. Ekipmanın

ucuz ve gerekli örnek miktarının düşük olması sebebiyle bu metot uygundur. Ancak,

bir malzemenin gerçek boyutlardaki yanma performansına yalnızca LOI değeriyle

ulaşılamaz çünkü düşük ısı girdisi ve benzetilmiş yüksek oksijen konsantrasyonu söz

konusudur [26].

Resim 5.1. LOİ test cihazı

Limit oksijen indisi (LOİ) test metodu: LOI test metodu malzemelerin

alevlenebilirliği ve yanma karakteristiklerini görme açısından en iyi test

metotlarından birisidir. LOI değeri, bir materyalin havada yanmaya devam etmesi

için gereksinim duyduğu % oksijen miktarı anlamına gelmektedir. Yüksek LOI

41

değeri standart atmosfer ortamlarında o malzemenin daha zor yanma karakteristiğine

sahip olduğunu göstermektedir. LOI değeri 25’ten büyük olan materyal havada

genelde kendiliğinden sönmekte; 25’ten küçük olan ise çok kolay yanmaktadırlar

[23].

Teste göre oksijen indisi: belirli deney şartlarında yanmakta olan bir numune üzerine,

yanmanın devamını sağlamak için, 23 oC sıcaklıkta gönderilen oksijen azot gazları

karışımındaki oksijenin hacimce yüzdesi için mümkün en küçük konsantrasyondur.

Testte prensip olarak, küçük bir deney numunesi, içerisinden yukarı doğru bir oksijen

ve azot karışımı geçen şeffaf bir baca içine düşey olarak yerleştirilir. Deney

numunesinin üst ucu tutuşturulur ve arkasından deney numunesinin yanma davranışı

gözlenerek yanmanın devam süresi veya yanan deney numunesi uzunluğu, bu tür bir

yanma için önceden belirlenmiş sınır değerlerle mukayese edilir. Farklı oksijen

konsantrasyonlarında, bir seri deney numunesi kullanılarak yapılan deneylerle,

yanmanın devam etmesi için gerekli en küçük oksijen konsantrasyonu değeri tahmin

edilir [27].

5.3 Yanma Önleyiciler

Fosfor içeren yanma önleyiciler

Fosfor içeren yanma önleyicilerin alanı oldukça geniş ve malzemeler çok yönlüdür.

Fosfinler, fosfin oksitler, fosfonyum birleşimleri, fosfonatlar, elementel kırmızı

fosfor, fosfitler ve fosfatlar. Ana hatlarıyla üç kısma ayrılırlar;

—Basit reaktif fosfat monomerleri

—Lineer polifosfazenler

—Aromatik devresel fosfazenler

Burada tartışılan bütün birleşimler ya bütün polimer zincirleridir, ya da elektron

paylaşımıyla kopolimer zincirinin parçasını oluştururlar. Bunlar polimer zincirlerine

homopolimerizasyon, ko-polimerizasyon, yüzey modifikasyonu ya da karışma

42

yoluyla yerleştirilebilirler. Bu birleşimler çoğunlukla yanma önleyicilik

fonksiyonlarını, karbonlu çökelti ya da tabaka miktarını arttırarak, yoğunlaşma

evresinde yerine getirirler ki iki tabaka oluşturucu mekanizma vardır;

a) Ayrışma dahilindeki kimyasal reaksiyonların yönünü CO yada CO2 yerine karbon

üreten reaksiyonlardan yana değiştirmek,

b) Koruyucu tabakadan oluşan bir yüzey tabakası oluşturmak.

Yapıştırıcılarda, kaplamalarda ve havacılık ve elektronik endüstrilerindeki karmaşık

kompozitlerdeki yaygın kullanımlarından dolayı, yanma önleyici epoksi reçinelerine

olan talep oldukça fazladır. Epoksi reçinelerinde yanma önleyiciliği geliştirmenin en

etkili yolu polimer sırt kemiğine ya da yan zincirine fosfor içeren kimyasal birimler

yerleştirmektir [25].

Bir epoksi reçinesinde sağlanabilen en yüksek yanma önleyicilik derecesi, fosfor

içeren oksiranlar ya da fosfor içeren kürleme aracıları kullanılarak elde edilmiştir.

Fosfor içeren oksiranların daha iyi yanma önleyicilik vermelerinin sebebi, basitçe

onların ağırlık yüzdelerinin daha çoğunun fosfor olmasıdır. Dikkat çeken bir başka

basit yapı, 9,10-dihydro-9-oxa-10-fosfafenantren-10-oksit’tir (DOPO). DOPO bazlı

epoksit kullanılarak elde edilen polimer 54’e varan LOI değerine sahiptir. Bu

malzemelerin iyi yanma önleyiciliğe ulaşması için, epoksi reçinesi zincirine yalnızca

%1.7 (w/w) fosfor eklenmesi yeterlidir. Fosfor içeriği ne kadar fazla olursa LOI

değeri o kadar yüksek olur [25].

Post-polimerizasyon, fosforilasyon ve fosfonilasyon yanma önleyiciliği geliştirmede

oldukça etkilidir. Fosforil PVOH örneklerinde artan fosfor içeriğiyle beraber sabit bir

oranda artan LOI değeri gözlenmiştir. Vinil fosfatların PS, poli(metil metakrilat)

(PMMA) poli(akrilonitril) ve poli(akrilamit) gibi ürün polimerleri olarak ko-

polimerizasyonu, arttırılmış yanma önleyiciliği beraberinde getirmiştir. Poli(fosfat

ester)ler yalnızca iyi yanma önleyicilik sergilemekle kalmaz, aynı zamanda cazip

plastikleştirme özellikleri de taşırlar. Bu polimerlerin LOI değerinin sürekli >40

olduğu anlaşılmıştır. Poli(fosforamit ester)ler solüsyon ya da arayüzeysel

43

polikondensasyonla sentezlenebilir. Bu polimer sınıfı yüksek LOI değerinin (>50) de

ortaya koyduğu düşük alev alırlık ve çok yüksek kok bırakımı (% 52–78) ile ayırt

edilir. Yanma önleyici bir poli(ester) poli(etilen-1,4-terephthalate) (PET) ya da

poli(etilen-2,6-naphthalate) (PEN) ile kopolimerize edilmiş, ortaya çıkan fosfor

içerikli kopolyesterler, PET ve PEN için ayrı ayrı 0.75 ve 0.5 wt% gibi düşük fosfor

içerikleriyle olağanüstü yanma önleyicilik sergilerler [25].

Polifosfazenler polimer zincirlerinde fosfor bulunmasından dolayı, kalıtsal olarak

yanma önleyicidirler, yüksek ısı stabilitesi, aleve dayanıklılık, LOI değeri ve düşük

duman evrimi özellikleri sergilerler. LOI değeri 27 -33 civarlarındadır. İskeletsel

nitrojen ve fosfor atomları olan siklotrifosfazenler, yanma önleyicilik ve kendini-

söndürebilirlik gibi alışılmadık ısı özellikleri sergilerler. Amino siklotrifosfazenler

bis- ya da tris-maleimido türevleri hazırlamak ve geliştirilmiş alev ve ısı dayanıklılığı

olan polimerler elde etmek için bunların polimerizasyonunda kullanılırlar Alev

özelliği test edildiğinde, nerdeyse alev almaz olduğu söylenir [26].

Silikon İçeren Yanma Önleyiciler

Araştırmalar, değişik polimerik malzemelere nispeten az miktarda silikon bileşimleri

eklenmesinin, hem yoğunlaşma evresinde tabaka oluşturma hem de buhar evresinde

aktif radikallerin tutulması yoluyla, onların yanma önleyiciliklerini önemli ölçüde

arttırdığını göstermiştir. Bunlar çevre dostu toplamsallar olarak değerlendirilirler

çünkü kullanımları mevcut malzemelerle karşılaştırıldığında çevre üzerindeki zararlı

etkide bir azalmaya yol açarlar. Kil ve kaolin gibi silikon malzemelerden elde edilen

organik-inorganik nano-kompozitler, yayınlarda yeni bir kavram olarak ortaya

çıkmaktadır. Ancak burada odak noktası polimerlerin sırt kemiğini ya da asılı

grubunu oluşturan reaktif lineer silanlar/siloksanlar ve silseskioksanlar olacaktır.

Kovalent bağlanma içeren soljel sürecinden elde edilen organik-inorganik nano-

kompozitler de dahil edilmiştir. Isı yayma oranında toz siloksanlar %70 -80, sıvı

siloksanlar % 49–78 azalma sağlarlar. Hidroksille bağlanmış poli(dimetil siloksan)

(PDMS) doğrudan epoksi reçinesi formülasyonunda kullanılabilir. Epoksi reçinesi

sistemine siloksan birimleri eklenmesi, hem matris sisteminin hem de kompozit

44

malzemelerin dielektrik gücünü, karşılaştırmalı dayanım endeksini, yüzey direncini

ve ark direncini arttırır. Hidroksille bağlanmış PDMS aynı zamanda bir blok

kopolimer biçimindeki poli(üretan)ların yanıcılığını arttırmak için kullanılır.

Silikonize blok kopolimerin PDMS içeriği ne kadar yüksekse, LOI değeri de o kadar

yüksektir. Siloksan katılması aynı zamanda, yüksek performans havacılık ve diğer

mühendislik uygulamalarında gereken eğilebilirlik ve çarpışma özelliklerini de

geliştirir [26].

Bir başka hafifçe daha komplike yaklaşım, silikon içeren epoksitlerin

sentezlenmesidir. Bu epoksitler kendi başlarına kürlenip homopolimerler

oluşturulabilir ya da başka epoksi komonomerleriyle karıştırılıp kürlü epoksi

matrisleri elde edilebilir. Silikon içeren epoksinin diamin kürleme aracısıyla

karıştırılması, reçine sistemine %9’dan daha yüksek bir silikon içeriği sağlar ve bu

mükemmel yanma önleyicilik ve yüksek tabaka bırakımı demektir. Poli(sitiren) (PS)

ve polivinilalkol (PVOH) bir dizi klorosilan ile silile edilmiş ve sonuçlar azaltılmış

yanıcılık ve arttırılmış tabaka bırakımı açısından önemlidir. Kimyasal bağlanma

yoğunlaşma evresinde silikonu tutar ve bu camsı bir tabaka oluşumuna yol açan

hayati bir süreçtir ve ısı ile kütle transferine karşı bir bariyer görevi görür. Polihedral

oligomerik silseskioksan (POSS) reagentları, monomerler ve polimerler nano-

güçlendirilmiş plastiklerin hazırlanması için yeni bir kimyasal hammadde teknolojisi

olarak ortaya çıkmıştır. POSS reagentlarının lineer termoplastikler yada termoset

ağlarına eklenmesi, polimerik sistemin kompozisyonu, lokal yapısı ve zincir

hareketliliğini modifiye etmek için kullanılabilir. Bu modifikasyonlar birçok

polimerik reçinenin termal, oksidatif ve boyutsal stabilitelerini etkileyip, arttırılmış

cam geçiş ısısı, arttırılmış oksijen geçirgenliği, azaltılmış yanıcılık ve ısı evrimine ve

modifiye mekanik özelliklere yol açarak bunların özelliklerini çok sayıda yüksek-

performans mühendislik uygulamalarına yükseltebilir [25].

Yanmaz poli(imid)/silika nano-kompozitler bir sol-gel işleme metodu kullanılarak

hazırlanır. Sonuçta silika partiküllerinin polimer matrislerinde agregasyonundan

(toplanma) kaçılmış olur; bunun yerine partiküller polimer matrislerine homojen

45

olarak dağıtılır. Yanma sırasında, yüzeyde silika oluşur ve polimerin ileri ayrışmasını

önleyebilir, ısı ve alev dayanıklılığını arttırır [25].

Bor İçeren Yanma Önleyiciler

Boratlar ve borik asit, özellikle halojene polimerler ve halojen polimer sistemleriyle,

sinerjistik etkisi olan yerleşmiş yanma önleyicilerdir. Bor bileşikleri yoğunlaşma

evresinde harekete geçip ayrışma sürecini CO ya da CO2 yerine karbon oluşumu

lehinde yönlendirirler. Aynı zamanda, yanma önleyiciliğin, karbon oksidasyonunu

önlemek için oksijen ulaşımına bir bariyer görevi yapan koruyucu bir tabaka (char)

oluşumuyla ilgili olduğu varsayılmaktadır. Bor içeren yanma önleyiciler, antimon

oksit gibi geleneksel yanma önleyicilere daha ucuz, daha az toksik alternatifler

olarak geliştirilir. Önceleri aromatik borik asitler yanma önleyici olarak kullanılırdı

ancak artık devre dışı kalma sürecindedir.

Polimere karboran birimlerinin dahil edilmesinin yanma önleyicilik bağlantılı

uygulamaları olmasa da, karboran içeren polimerlerin tabaka (char) oluşturma

özellikleri vardır. Tris(2-hidroksipropil) borat ki borik asitten hazırlanabilir, reaktif

tip bir yanma önleyicidir ve katı PU-poli(izosiyanürat) köpüklerinde kullanılır. Genel

olarak, polimere karboran birimleri dahil edilmesi arttırılmış termal stabiliteye yol

açar, yanma önleyicilik bağlantılı uygulamaları olmasa da, karboran içeren

polimerlerin tabaka (char) oluşturma özellikleri bu alanda ele alınabilir [26].

Poli(eter keton)ları esas alan lineer, termoplastik polimerler geliştirmeye çalışmış bu

malzemelerin nitrojen altında 850 dereceye kadar çok yüksek kütle retansiyonu

(%93’e kadar) ile ayırt edildiği ve yanmaya aşırı direnç gösterdikleri görülmüştür.

Geliştirilen poli(karboran siloksan asetilen) bazlı seramik malzemeler, yüksek ısı

stabilitesi, sertlik, kimyasal eylemsizlik, işlenebilirlik ve çözülerek tek bir polimerik

sistem olma gibi istenilir özelliklere sahip oldukları için caziptirler. Isı

uygulandığında, yüksek tabaka (char) oluşturur [28].

46

Azot İçeren Yanma Önleyiciler

Azot içeren yanma önleyiciler çevre dostudur çünkü daha az toksiktirler ve

polimerlerde bulunanlara ek olarak element barındırmazlar. Yanma sırasında hiç

dioksin ve halojen asitleri yan ürünü ve düşük duman evrimi yoktur. Aynı zamanda

geri dönüşüm için de uygundur. En önemli reaktif tip organik nitrojen yanma

önleyiciler melamin ve türevleridir. Klorlu kauçuk, vinil ve epoksi kaplamaları gibi

değişik melamin fosforik asit tuzlarının oluşturduğu kaplamalar, katı PU köpüğü ya

da naylon sistemlerde uygulanmışlardır. İyi yanma önleyicilik bahşederler. Yanıcılığı

azaltmak için yaygın olarak kullanılan bir strateji, piroliz bölgesini soğutmak için

endotermik olarak su evrimi sağlayan hidratlı alumina (Al2O3.3H2O) gibi

bileşimlerin kullanımını içerir. Varlıkları reçinenin hidrolizini sağladığı ve ayrışmaya

yol açtığı için bu fillerların poli(siyanürat)larla kullanılmamasına özen

gösterilmelidir [26].

Özlerinde yanma önleyici özellikler olan yeni azot içeren polimerler

geliştirilmektedir. Oksazen reçinesi bu yeni gelişmelerden biridir. Avantajları; iyi

mekanik ve elektrik özellikler, iyi işlenme karakteristikleri ve düşük yoğunluk, az

zehirlilik ve az aşındırıcılık. Polimere –NH- bağı ilave edilmesinin daha iyi yanma

önleyicilik özelliğine sahip olduğu ortaya çıkmıştır [25].

Karışık Elementler

Organometalik ve inorganik geçiş metal bileşikleri toplamsal yanma önleyiciler

olarak yaygın olarak kullanılmışlardır. Mg, Cr, Mn, Sn, Ba ve U’nun yakıtı zengin

(H2-O2-N2) karışımlarındaki hidrojen atomlarının yeniden karışmasını güçlendirdiği

keşfedilmiştir. Na, Co, Ni, Cu, V, Zn, Ga, Th, Ge ve La metalleri o kadar etkili

değillerdir, Ca, Sb, Pb, Ti ve Si bileşimleri ve birçok başkaları inhibitör aktivitesi

gösterirler. Zor kısım, metali polimer zincirine yerleştirip, azaltılmış malzeme

miktarı kullanarak onun yanma önleyicilik üzerindeki etkisini arttırmak ve aynı

zamanda mekanik ve diğer özelliklere gelebilecek herhangi bir zararı minimumda

tutmaktır [25].

47

Antimon polimeri başka polimerlerle Sb2O3’ten daha uyumludur ve yanma önleyici

olarak ondan neredeyse iki kat daha etkilidir. Vanadyum bileşikleri çapraz bağlı,

metal koordineli polimerler hazırlamak için kullanılır. Bütün kopolimerler, içinde

koordinasyon bölgesi VO(acac)2’nin bulunduğu 4-vinil piridin birimi içerirler. LOI’

deki ve entümesan tabaka (char) oluşumundaki büyük artışın altında yatan yanma

önleyicilik mekanizması henüz bilinmemektedir, ama FeCl3’ünküyle benzer olduğu

düşünülmektedir. Nikel ve çinko bileşimleri eklenmesinin LOI ve tabaka (char)

bırakımı üzerinde ya hiç etkisi yoktur ya da çok az vardır. Koordinasyonun ve buna

bağlı olarak yanma önleyici etkinin geçiş metalinin d orbitallerinin boşluğuyla ilgili

olduğu önerilmiştir [26].

5.4 Alev Geciktirici Lifler

Birçok lif yüksek sıcaklığa dayanıklı oldukları için alevlenmeyi geciktirici olarak

kullanılmaktadır. Doğal, rejenere, sentetik ya da onların karışımları halindeki birçok

tekstil lifi, çoğu yanıcı olan oldukça kararsız ürünler oluşturarak 400 oC’nin altında

bozunmaktadırlar. Tutuşma sıcaklıkları 400–600 oC arasında ve sınırlayıcı oksijen

indeksi yanmayı destekleyecek şekilde %25’in altındadır. Yalnızca yün lifinin LOI

değeri 25,2’dir, o da yanmayı destekler fakat zorlukla desteklemektedir. Bazı tekstil

liflerinin termal özellikleri Çizelge 5.1‘de verilmiştir. Isı, lifte kimyasal olduğu kadar

fiziksel değişiklik de yapmaktadır. Termoplastik liflerde, fiziksel değişimler iki

aşamalıdırlar. Birinci fiziksel değişim camlaşma sıcaklığında (Tg) gerçekleşmekte;

ikinci değişim de erime sıcaklığında (Tm)’de erime seklinde olmaktadır. Bunun

yanında kimyasal değişimler, termal bozunmaların (piroliz) oluştuğu Tp sıcaklığında

ve ardından oksidasyon ve yanmanın oluştuğu Tc sıcaklığında meydana gelmektedir

[29].

Yanma özellikleri bakımından konvansiyonel tekstil lifleri dört gruba ayrılmaktadır:

a)Yüksek derecede yanıcı lifler: Selülozik lifler (pamuk, viskoz, asetat, triasetat,

keton) bu gruptadır. Karbon, yakıt gibi davranan hidrojen ve yanmayı destekleyen

oksijenden oluşmaktadır.

48

b)Yanmayı güçlükle destekleyen lifler: Protein lifleri (yün, ipek) bu gruptadır, çünkü

azot içerirler. Azot yanmamakta ve yanmayı desteklememektedir. Bu yüzden lifler

çok zor yanmaktadır. Oluşan karbonlu yapı da alevi önleme eğilimindedir.

c)Eriyerek yanan lifler: Naylon ve perlon gibi poliamidler, terilen ve dacron gibi

poliesterler, orlon ve crylon gibi akrilikler bu gruptadır. Bu lifler kolaylıkla

yanmaktadırlar ve düşük yumuşama ve erime sıcaklıklarına sahiptirler. Alevle

karsılaştıklarında eriyerek alevli bir şekilde bütünüyle yanmaktadırlar.

d)Yanmayan lifler: Bu grupta, polivinilklorür (Vinyon, Rovyl, Thermovyl) lifleri

bulunmaktadır. Liflerin içerdiği klor yapısal olarak güç tutuşurdur ve liflere çok iyi

güç tutuşabilirlik özelliği katmaktadır [29].

Çizelge 5.1 Bazı tekstil liflerinin termal özellikleri [29]

Lif Yumuşama (o C)

Erime (o C)

Piroliz

(o C) Tutuşma

(o C) AH

(kJ/g)

LOİ

%

Yün 245 600 27 25,2

Pamuk 350 350 19 18,4

Viskoz 350 420 19 18,9

Triasetat 172 290 305 540 18,4

Naylon 6 50 215 431 450 39 20–21,5

Naylon 6.6 50 265 403 530 32 20–23

Poliester 80–90 255 420–477 450–480 24 20–21,5

Akrilik 100 >220 290 >250 32 18–18,2

Polipropilen -20 165 469 550 44 18,6

Modakrilik <80 >240 273 690 26,8–30

PTFE -17 180–210 >220 532 11 60

Nomex 275 375 310 500 30 28,5

Kevlar 340 560 590 >550 29

PBI >400 >500 500 40–42

49

6. PLAZMA SİSTEMİ

Plazma terimi, ilk defa 1929’da Langmuir tarafından iyonlarına ayrılmış bir gaz

olarak tanımlanmıştır. İyonlarına ayrılmış gaz olan plazma, içerisinde iyon, elektron,

uyarılmış atom, foton, nötral atom veya molekül içeren bir karışımdır. Plazma

maddenin katı, sıvı ve gaz hallerinden oldukça farklılık göstermesinden dolayı

maddenin dördüncü hali olarak da ifade edilir. Bu haller arasında esas fark sahip

oldukları enerjidir. Şekil 6.1’de görüldüğü gibi, 8000 K’in üzerinde madde katı ve

sıvı halini koruyamaz ve sıcaklığın 10 000 K’in üzerine çıkmasıyla tüm atomlar ve

moleküller iyonlaşır. Aslında evrenin bilinen kısmının % 99’u plazma olarak

değerlendirilir. Plazma, doğada güneş ve bazı yıldızlar içinde (gaz sıcaklığı 106–108

K), yıldırımda ve elektrik boşalmasında (gaz sıcaklığı 104–105 K) görülür. Plazmalar

genellikle, plazma türlerinin sıcaklıklarına bağlı olarak sıcaklıkları 106 – 108 K

ulaşabilen ‘yüksek sıcaklık plazmaları’ (yıldızlar, termonükleer reaktörler), buna

karşılık sıcaklıkları 106 K’in çok aşağısında olan ‘düşük sıcaklık plazmaları’ diye iki

temel gruba ayrılırlar.

Düşük sıcaklık plazmaları da sıcak plazma ve soğuk plazma olarak kendi aralarında

iki kısma ayrılırlar. Sıcak plazmanın gaz sıcaklığı 1000 K’ın üzerinde olup, genelde.

Şimşek çakmasında, elektrik arklarında ve diğer yüksek enerjili ortamlarda oluşur.

Soğuk plazmanın gaz sıcaklığı 1000 K’den düşük olup genelde 300–400 K

civarındadır. Düşük sıcaklık plazmalarında moleküller, iyonlar, elektronlar

termodinamik olarak dengede değildirler. Elektron sıcaklığı 104–105 K (1–10 eV)

ulaşırken, iyon sıcaklığı ise oda sıcaklığına yakındır. Bu nedenle bu plazmalara

soğuk plazma denmektedir. Plazma haline geçiş için, gaz halindeki maddeye enerji

vermek gerekir. Gerekli olan bu enerjiyi, ısı, ışın, manyetik ve elektrik enerjisi

şeklinde vermek mümkündür. Bunlardan pratikte en çok kullanılan ve en önemli olan

elektrik boşalmasıyla plazma elde etmektir. Bu tür plazma için güç kaynakları doğru

akım (DC), düşük frekans, radyo frekansı (RF) veya mikrodalga frekansıdır (MW)

[30].

50

Şekil 6.1. Maddenin hallerinin partikül sıcaklığı ile ilgisi [30]

Plazmayı oluşturan DC, düşük ve yüksek frekanslı AC ve mikrodalga boşalmaları

elektrik veya elektromanyetik alanların doğasına bağlı olarak tanımlanabilir.

Plazmaları karakterize eden başlıca parametreler; ortalama serbest yol (free path),

Debye uzunluğu, plazma sıcaklığı ve ortalama elektron enerjisidir. Burada serbest

yol, bir partikülün iki çarpışma arasındaki dairesel mesafesidir ve çarpışmanın

muhtemel yapısından ötürü spesifik bir dağılımı vardır. Bu durum aşağıdaki denklem

ile açıklanabilir [31].

Nrr 221 )(

1+

=π

λ (6.1)

Burada; r1 ve r2 çarpışan partiküllerin yarıçapları, N partikül yoğunluğudur (birim

hacimdeki partikül sayısı).

Plazma elektriksel olarak nötraldır. Her bir partikülün elektrik alanı, çevresini saran

partiküllerin elektrik alanı ile etkileşirler. Plazma bölgesi dışında her bir partikülün

alanı ihmal edildiğinde sistemin nötralliği sağlanabilir. Her bir partikül potansiyel

enerjisinin etrafındaki partikülün elektrik alanı ile kaplanması debye uzunluğu (�)

100 1000 10000 100000Sıcaklık ( K)

0.01 0.1 1 10Enerji (eV)

KATI

SIVI

GAZ

PLAZMA

51

olarak adlandırılır ve nötralleşmenin bozulduğu hacmi tanımlar. Bu parametre

aşağıdaki bağıntı ile verilmektedir [31].

20

enkT

e

eD

ελ =

(6.2)

Burada; d serbest bölgenin geçirgenliği, e elektron yükü, k Boltzman sabiti, Te

elektronların sıcaklığı ve ne elektron yoğunluğudur (birim hacimdeki elektron sayısı).

Plazma kaplama prosesinde reaksiyon çemberi içerisine gaz veya uçucu bileşikler

gönderilir. Düşük basınç boşalması plazma içinde yüzeyde parçalanma ve/veya

iyonlaşma meydana gelir. İyonlaşma ve kaplama prosesleri boyunca güç yoğunluğu,

kimyasalın gaz akış hızı, kimyasal gazın asal taşıyıcı gaza oranı, basınç, reaksiyon

süresi, reaktör geometrisi, plazma frekansı, reaktör sıcaklığı gibi değişkenler

kolaylıkla kontrol edilebilir. İyonlaşmış türlerin oluşumunda gerekli enerji aralığı 0-2

eV olurken elektronlar ve yarı kararlı atomlar 20 eV’un üzerinde enerjiye ulaşırlar.

Bununla beraber elektronların sahip olduğu 0.5–2 eV enerji aralığı organik yapılar da

dahil bütün kimyasal bağları kırmak için yeterlidir (Çizelge 6.1).

Çizelge 6.1. Bağlanma enerjileri [31]

Bir atomlu moleküler Enerji/eV Çok atomlu

moleküller Enerji/eV

C-H 5,3 C=C 7,6

C-N 7,8 C≡C 10,0

C-Cl 4,0 CH3-H 4,5

C-F 5,7 C2H5-H 4,3

C=O 11,2 CH2CH-H 4,8

C-C 6,3 CHC-H 5,7

52

Resim 6.1. Plazma sisteminin görünüşü [32]

Plazma reaksiyonu boyunca iyonizasyon, nötralizasyon, rekombinasyon,

polimerizasyon, dağlama, implantasyon, karıştırma ve toplanma gibi prosesler eş

zamanlı olarak oluşur. Reaktör içine yerleştirilen kaplanacak malzeme üzerinde,

uygun şartlar altında bir tabaka veya birikinti oluşur. Eğer bir organik bileşiğin (diğer

bir deyişle, karbon ve/veya hidrojen, oksijen, halojen, fosfat, silikon içerikli) gaz fazı

içerisine molekülü gönderilirse kaplama ve polimerizasyon mümkündür [32].

Plazma ortamı herhangi bir organik molekülü parçalamak için yeterli enerjiye

sahiptir. Molekül yüksek oranda atomlarına ayrıştığında kaplama meydana gelir ve

iyi kalitede film üretilebilir fakat üretilen filmin yapısı başlangıçta kullanılan

kimyasalın yapısından oldukça farklılık gösterir. Örneğin; tetrafloroetilen gazı

yüksek flor (–CF, -CF2, -CF3 ) grupları içerikli plazma film oluşumuna neden olur.

Oluşan bu film, geleneksel serbest radikal polimerizasyon yöntemiyle hazırlanan

poli(tetrafloroetilen) ne (Teflon) benzemez. Geleneksel kimyasal teknikler bazı

kimyasallar için özellikle silikon içerikli ince film kaplamaları için uygun

olmamaktadır. Son yıllarda, silikon temelli plazma kaplamalar için çok miktarda

organosilikon bileşikler denenmektedir. Bu bileşikler özellikle çeliklere uygulama

açısından iki misli bağlanma özelliğine ve düşük toksik özelliğe sahip olması

53

nedeniyle gittikçe önem kazanmaktadır. Plazma kaplamanın önemli bir kaplama

teknolojisi olmasının birçok nedenleri vardır.

Plazma kaplamanın avantajları:

—Proses çözücü kullanmayı gerektirmez. (Bu özelliğinden dolayı kuru teknolji diye

adlandırılır.

—Karmaşık geometrili malzemelerin japlanması mümkündür.

—Ultra ince gözeneksiz filmler hemen hemen tüm malzemeler üzerine kaplanabilir.

Örneğin;

—polimerler

—metaller

—camlar

—seramikler

—fiberler

—Geleneksel kimyasal teknikler ile polimerleşmeyen mononerlerle plazma filmler

üretilebilir.

—Kaplanmak istenen malzeme düşük gaz basıncı altındaki kapalı bir sistem içine

yerleştirlir. Dolayısıyla diğer kaplama tekniklerine göre kaplanan yüzey daha steril

olmaktadır.

—Kaplanacak yüzeye iyi yapışma kabiliyetine sahiptir.

Plazma film kompozisyonunun özellikleri plazma proses parametreleri ve kullanılan

monomer çeşidine bağlıdır. Plazma proses parametrelerinin kaplanan film özellikleri

üzerine etkileri birçok literatürde mevcuttur. En yaygın kullanılan parametreler

W/FM oranıdır. Burada; W boşalma gücü, F monomer akış hızı ve M monomerin

molekül ağırlığıdır. Plazma film kaplamalar biyomalzemelerde, korozyon ve

oksidasyondan koruma amaçlı, optik amaçlı, elektrik-elektronik amaçlı, metal

polimer ara yüzeyinde yapışma özelliğini artırmak amacıyla ve ayrıca kompozit

malzemelerin ara yüzey özelliklerini geliştirmek amacıyla çeşitli alanlarda

kullanılmaktadır. Organik ince filmlerin plazma polimerizasyonlarının temel

özellikleri, potansiyel uygulama alanları ve yüzey karakterizasyonları ile ilgili

bilgiler bazı derleme makalelerde mevcuttur [33].

54

6.1. Plazma Kimyasının Uygulama Alanları

Işık boşalması ile oluşturulan polimer filmler, benzersiz özelliklerinin türetildiği

birçok uygulama alanı bulmaktadır. Plazma polimerleşmiş filmlerin, mevcut bir

malzemenin yüzeyini koruduğu veya modifiye ettiği keşfedilmiştir. Meyve suyu

kutuları ve çelik paneller için koruyucu kaplama oluşturması incelenmiştir. Byrne ve

Brown farklı kumaşlar üzerinde, argon içeren farklı vinil monomerlerin ışık

boşalması işlemini çalışmışlardır. Leke çıkarılması, su iticiliği ve boyanabilirliğin

çok kısa bir sürede başarılabildiğini bulmuşlardır. Sentetik polimerlerin ipek üzerine

plazma aşılamasının kullanımı, büzülme sağlama amacıyla geniş olarak incelenmiştir

[32].

Bir polimerin işlenmesi, yüzey tabakasındaki değişen kimyasal bileşim, molekül

ağırlık ve biçime bağlı olarak, ıslanabilirliğinde ve yapışmasında değişime yol açar.

Genelde inert gazlar, azot ve hidrojen gaz plazmalar çapraz bağlanmadan dolayı,

yüksek molekül ağırlıklara ulaşırlar, halbuki oksijen plazmalar, hızlandırılmış

bölünmeden dolayı düşük molekül ağırlığa ulaşırlar. Schonhorn ve Hansen, inert gaz

plazmalarda işlem gören polietilenin, yüzey tabakalarında, daha yüksek yapışma

mukavemetine ve gelişmiş yapışma bağlarına yol açan çapraz bağlanmanın arttığını

göstermiştir. Plazma polimerleşmiş malzemeler, ayrıca benzersiz optik özellikleri

için de kullanılabilirler. Örneğin, hekzametildisiloksan’ın plazma polimerizasyonu

ile bir lazer ışık kaynağı film hazırlanmıştır. Etkin bir ışık kaynağı oldukça düşük

saçılım kaybı göstermelidir. Işık boşalması ile üretilen filmler, şekilsizdir, ışık dalga

boyuna kıyasla pürüzsüzdür ve ışığı saçacak içeriği yoktur ve refraktif indis

değerinde ani farklar gösteren bölgeleri yoktur [34].

Plazma teknikleri, son zamanlarda elektronik sanayinde, özellikle mikro elektrik

üretim için, yaygın olarak kullanılır hale gelmektedir. Plazma polimerizasyonun

diğer uygulama alanları arasında, metaller ve diğer reaktif yüzeyler için koruyucu

kaplamaların üretimi, ters ozmos membranların ve optik plastikler için kaplamaların

üretimi ve radyasyon dayanımlı kaplamaların oluşturulması vardır [33]

55

6.2. Plazma Polimerizasyonun Mekanizması ve Kinetiği

Plazmadaki polimerizasyonun, elektriksel boşalma çeşidi (kapasitif ve ya indüktif),

boşalma şartları (güç, basınç, debi, frekans), reaksiyon kabının geometrik faktörü

(çan şeklinde veya borusal oluşu) gibi bazı proses şartlarına bağlı olması beklenir. Bu

sebeple, organik buharın, plazma etkisiyle polimerleşmesi ile olan polimerizasyon

mekanizması oldukça karmaşıktır ve genel durum için belirli bir şekilde

tanımlanamaz. Halbuki göreceli önemin şartlara göre değişmesine rağmen, aşağıdaki

bakış açıları yaklaşık tüm durumlara uygulanabilir görünmektedir. Işınımlı

polimerizasyona paralel olarak, oldukça yüksek dozda ışık boşalması

polimerizasyonu, ışınımlı polimerizasyona karşılık gelir. Westwood et al ‘nin

tahminine göre, ışık boşalmasındaki doz oranı, ilk radikal konsantrasyonlarının

arttığı ve ilk radikallerin yeniden birleşmesinin, vinil veya olefinik çift bağların

eklenmesiyle olan radikal ilerleme ile desteklendiği ışınımlı polimerizasyondaki doz

oranına göre 106 kere yüksektir. Sonuç olarak, vinil bileşikleri ve doygun vinil

bileşikleri, yaklaşık aynı hızla polimerleşirler [35].

Plazma Hal Polimerizasyonu

Monomer, plazma şartlarında fazla derecede ayrışma veya parçalanmaya uğrayabilir.

Örneğin, gaz halindeki akrilik asit plazma polimerleştiğinde, polimer daha yüksek

karboksilik asit grubu eksikliği gösterir ve daha hidrofobiktir, bu da karboksilik asit

gruplarının polimerleşme sırasında parçalandığını gösterir.

Gaz fazındaki plazma polimerizasyon için reaksiyon genelde tek bir mekanizma

(plazma hal polimerizasyonu olarak adlandırılır) ile ilerler plazma hal

polimerizasyonu, genel olarak aşağıdaki formül kullanılarak ifade edilebilir:

Başlama Mi-----------Mi*

Mk----------Mk*

Yeniden birleşme Mi*+Mk*-----------Mi-Mk

Yeniden başlama (Mi-Mk) ------------(Mi-Mk)*

56

Burada i ve k tekrarlanan birim sayısı (örneğin başlangıçtaki malzeme için i=k=1),

M* ise her iki yüklü olabilen bir iyon, uyarılmış molekül veya M tarafından üretilen,

ancak başlangıçtaki malzemenin moleküler yapısını korumakta olmayan bir serbest

radikal vb. reaktif türleri ifade eder. Yani, M bir parça hatta orijinal malzemeden

kopan bir atom olabilir [35].

Plazma hal polimerizasyonunda, polimer oluşum hızını ve plazma polimerlerde

tutulan serbest radikallerin konsantrasyonları ile doğrudan ilgili olan, zamanla

üretilen plazma polimerlerin özelliklerini belirleyen başlıca üç fonksiyon;

1) üçlü bağ ve/veya aromatik yapı

2) çift bağ ve/veya halkalı yapı

3) doygun yapıdır

Plazma hal polimerizasyonunun mekanizması, ayrıca, kısa kinetik zincir uzunluklu,

yüksek dallanma ve çaprazlama dereceli, yüksek derecede serbest radikal kalıntı

konsantrasyonlu ve yüksek parçalanma dereceli plazma polimerlerin karakteristik

özelliklerini açıklar. Gaz fazdan üretilen plazma hal polimerleri genelde sıradan

polimerler gibi çözücülerde çözülmezler ve genelde kimyasal yapıları ve bileşimleri,

başlangıç monomerleri ile tamamen bağlantılı olmayabilir [35].

Vinil monomerleri gibi bazı monomerlerin sıvı halde plazma polimerizasyonunda,

sistemin sonradan polimerleşmek üzere bırakılması şartıyla sıradan katılma

polimerizasyonu mekanizması ile takip edilebilir. Plazma polimerizasyon, aslında

sıradan türde bir polimerizasyondur. Plazma polimerizasyon ile polimer oluşturmak

için, başlangıç malzemesi olarak, olefinik çift bağlar, üçlü bağlar veya halkalı yapılar

gibi klasik polimerleşebilir yapılar içermelidir. Plazma polimerizasyon, gaz fazında

bir yan ürün oluşturmaz çünkü polimerizasyon, polimerleşebilir bir yapının kullanımı

ile meydana getirilir. Proses, aşağıdaki klasik zincir ilerleme mekanizması ile

şematik olarak ifade edilebilir:

57

M* + M ------MM*

Mi* +M ------Mi* + 1 ilerleme

Mi* + Mk* ------Mi-Mk sonlanma

Plazma polimerizasyon, monomer oluşan reaktif sitelere (örneğin, serbest radikaller)

ulaşabilir olduğu sürece, plazma sürene kadar meydana gelebilir, halbuki plazma hal

polimerizasyonu, sadece plazma şartlarında meydana gelir. Plazma hal

polimerizasyonu ve plasma-induced polymerizationun kapsamı, vinil bileşiklerinin

ve aynı türden doygun bileşiklerin uzaklaştırılma (deposition) hızları karşılaştırılarak

göz önünde canlandırılabilir. Işık boşalması polimerizasyonunun hem plazma

polimerizasyon hem de plazma hal polimerizasyonundan oluşabileceğini vurgulamak

gerekir. Bu iki mekanizmadan hangisinin baskın rol oynayacağı, sadece başlangıç

malzemesinin kimyasal yapısına değil, aynı zamanda da boşalma şartlarına ve

mevcut fazlara da bağlıdır. Plazma polimerizasyon, sıvı ve katı fazlarda

uygulanabildiği gibi, gaz fazda da uygulanabilir. Elde edilen ürünler, genellikle,

çapraz bağlanmamıştır ve sıradan polimerler gibi bilinen çözücülerde çözünebilirler

[35].

Monomerlerin Plazma Polimerizasyonu

Organik ve organometalik bileşiklerin büyük çoğunluğu, plazmaya yerleştirilmiş

substrat üzerinde ince bir film oluşturmak için polimerleştirilebilirler. Filmler, açık

ve pürüzsüzdür, çapraz bağlanması yüksektir. Havaya maruz bırakılınca oksijen

içeriğindeki hızlı artış, yüksek konsantrasyonda reaktif radikalik siteler

bulundurduklarını gösterir.

Plazmada filmler oluşturmanın yanında, yağlar ve tozlar oluşturmak da mümkündür.

Organik bileşikler, plazma ile kolayca polimerleşirler. Monomer, oldukça çok

ayrışma veya bozulmaya uğrayabilir. Yüksek konsantrasyonlu iyonlar ve serbest

radikaller üretilir ve plazma polimerizasyondaki aktif türler; aktifleştirilmiş

moleküller veya atomlar, serbest radikaller, iyonlar veya iyon radikaller olabilir.

Serbest radikaller, hidrojen ayırma ile oluşturulabilir, örneğin,

58

RH ------ R. + H.

Halkalı yapının ve çift bağların açılması, C=C ve C=N gibi üçlü bağların açılması ve

aromatik yapının açılması veya parçalanması.

Son zamanlarda, tetraflouroetilen (TFE), perfloro–2-butil-tetra hidrofuran (PFBTHF)

etilen ve stirenin plazma polimerleşmesi, H. Yasuda ve C.R. Wang tarafından

çalışılmıştır. Polimer çökelmesinin sıcaklığa bağlılığı, farklı monomer akış hızları ve

güç bileşimleri için, substrat sıcaklığı -50 ile -800C aralığında incelenmiştir. Polimer

çökelme hızının artan substrat sıcaklığı ile azaldığı gözlenmiştir. Bu bağıntı, test

edilen farklı monomerler için aynı denklemi izlemese de, bazı monomerler için

polimer çökelme hızları ile substrat sıcaklığını ilişkilendiren bazı deneysel

denklemler kurulmuştur. Plazma polimerizasyon reaksiyonunu takip etmek oldukça

zordur ve kimyası çok karmaşıktır. İyonlaşma derecesi, ortalama elektron enerjisi,

alan mukavemeti ve ara ürünlerin tabiatı normal olarak bilinmektedir ve sadece belli

kurgular ile saptanabilmektedirler. Bu da ancak basınç, akış hızı, güç, substrat

sıcaklığı, elektrot ayrıştırma ve reaktör konfigürasyonu gibi kolaylıkla takip

edilebilen deneysel parametrelerin etkileri takip edilerek yapılabilmektedir [35].

59

7. NUMUNELERİN KARAKTERİZASYONU

7.1. Termal Karakterizasyon

“Termal Analiz”, bir maddenin kontrollü biçimde ısıtılması ya da soğutulması

sırasındaki fiziksel özellik değişimlerinin sıcaklığın fonksiyonu olarak ölçülmesi ve

yorumlanmasıdır. Tam bir termal analiz sisteminde maddenin ağırlık kaybı, dönüşüm

sıcaklıkları ve enerjileri, boyut değişimleri, viskoelastiklik özelikleri gözlenir. Bu

ölçümler kimyasal tepkimelerin ve dinamik özeliklerin aydınlatılması, bileşim

analizi, ürün kalite kontrolü açısından faydalı olur. Termal analizin en geniş

uygulandığı alanlar arasında seramik malzeme, plastikler, yakıtlar, toprak ve kil

endüstrisi sayılabilir [36].

Diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC)

Diferansiyel Taramalı Kalorimetre ile termal karakterizasyon ise değişimlerin

absorplanan veya açığa çıkan ısınsın, sıcaklığın fonksiyonu olarak ölçülmesi ve

tanımlanması temeline dayanmaktadır. DSC yöntemi ile maddelerin camsı geçiş

sıcaklığı, erime, kaynama, kristallenme ve termal bozunma yapıları incelenir. DSC

hücresi esas olarak iki adet kalorimetreden oluşur. Bunlardan birine örnek içeren

kapsül diğerine referans içeren kapsül yerleştirilir. Değişen sıcaklıkla birlikte her iki

kapsüle aktarılan ısı farkı mili volt olarak algılanarak buradan örnek kapsülündeki

örneğin aldığı veya verdiği ısı kayıt edilir. Bu ısı farkı organik veya inorganik esaslı

herhangi bir malzemedeki enerji alışverişi ile paralel giden herhangi bir fiziksel veya

kimyasal değişimi sıcaklığın veya zamanın fonksiyonu olarak açıklayabilme olanağı

verir. Bu tür termal analizde de örnek madde ve bir referans maddesi belli bir

sıcaklık programı altında kontrollü olarak ısıtılır veya soğutulur. Bu esnada eğer

referans maddede fiziksel yada kimyasal bir değişiklik oluyorsa ya enerji açığa

çıkacak ya da enerji absorplanacaktır. Dolayısıyla referans madde ve örnek

sıcaklıklarını aynı düzeyde tutabilmek için sistem tarafından örnekten ısı alınması

veya örneğe ısı verilmesi gerekir. Bu ısı alışverişi, örnek maddenin geçirdiği

dönüşümde söz konusu olan enerji değişimi ile aynıdır. Diferansiyel Taramalı

60

Kalorimetrede (Diferential Scanning Calorimetry) bu enerji dengesi gözlenir ve

yorumlanır [36].

Termogravimetrik analiz (TGA)

Bu analiz tekniği bir maddenin sıcaklığındaki değişim sırasında meydana gelen

dönüşümlerdeki ağırlık değişimlerini kantitatif olarak verir. Örneğin bir maddenin

dehidratasyonu veya bozunması sırasındaki ağırlık değişimlerini zaman veya

sıcaklığa bağlı olarak gözlemek olanağı vardır. Ağırlık değişimi yüksek sıcaklıklarda

fiziksel veya kimyasal bağların kopması veya oluşumu sonucunda meydana gelir. Bu

esnada ortaya çıkacak uçucu maddeler sistemden ayrılacağı için ağırlıkta azalma

kaydedilir. TGA verileri çeşitli kimyasal tepkimelerin mekanizması ve

termodinamiğini aydınlatabileceği gibi oluşan ürünler hakkında da fikir verir [36].

Termogravimetrik yöntemden elde edilen bilgiler, DSC yönteminden elde edilen

bilgilere oranla daha sınırlı olup, bunun baslıca nedeni sıcaklık değişiminin analitin

kütlesinde bir değişim oluşturması gerektiği içindir. Enerji değişimi yaratan

dönüşümler (fiziksel veya kimyasal) mutlaka bir ağırlık değişimi yaratmayabilir.

Böyle bir değişim prosesinin DSC termogramı alınabilecekken, termogravimetrik

incelemede hiçbir şey gözlenmeyecektir.

Saf bir katı maddenin ergimesi buna örnektir. Ergime sırasında dışarıdan enerji

absorplanır fakat hiçbir ağırlık değişimi olmaz. Ancak bunun aksi doğrudur. Yani

genellikle her ağırlık değişim prosesinde mutlaka bir enerji değişimi de olur. Bu

esnada absorplanan veya serbest kalan enerji miktarı veya DSC yoluyla ölçülebilir

[37].

Termogravimetrik yöntemlerin uygulamalarının yoğunlaştığı en önemli alan,

polimerlerle ilgili çalışmalar olarak gösterilebilir. Termogramlar, hazırlanan çeşitli

polimer ürünleri için bozunma mekanizmaları hakkında bilgi verir. Bunlara ek

olarak, bozunma şekilleri her bir polimer için karakteristik olduğundan, bunların

tanınmalarında da kullanılabilmektedir [37].

61

7.2. Yüzey Karakterizasyonu

Taramalı Elektron Mikroskobunda (SEM) görüntü, yüksek voltaj ile hızlandırılmış

elektronların numune üzerine odaklanması, bu elektron demetinin numune yüzeyinde

taratılması sırasında elektron ve numune atomları arasında oluşan çeşitli girişimler

sonucunda meydana gelen etkilerin uygun algılayıcılarda toplanması ve sinyal

güçlendiricilerinden geçirildikten sonra bir katot ısınları tüpünün ekranına

aktarılmasıyla elde edilir. Modern sistemlerde bu algılayıcılardan gelen sinyaller

dijital sinyallere çevrilip bilgisayar monitörüne verilmektedir [34].

Yüksek enerjili demet elektronları numune atomlarının dış yörünge elektronları ile

elastik olmayan girişimi sonucunda düşük enerjili Auger elektronları oluşur. Bu

elektronlar numune yüzeyi hakkında bilgi taşır ve Auger Spektroskopisinin çalışma

prensibini oluşturur. Yine yörünge elektronları ile olan girişimler sonucunda

yörüngelerinden atılan veya enerjisi azalan demet elektronları numune yüzeyine

doğru hareket ederek yüzeyde toplanırlar. Bu elektronlar ikincil elektron (seconder

electrons) olarak tanımlanır. İkincil elektronlar numune odasında bulunan sintilatörde

toplanarak ikincil elektron görüntüsü sinyaline çevrilir. İkincil elektronlar numune

yüzeyinin 10 nm veya daha düşük derinlikten geldiği için numunenin yüksek

çözünürlüğe sahip topografik görüntüsünün elde edilmesinde kullanılır [34].

Mikroskopta bir seferde 10 mm yüksekliğinde 9 mm çapında 4 adet numune

incelenebilmektedir. Mikroskopta yapılacak incelemelerde numuneler genellikle

inorganik ve organik olarak iki grupta toplanabilir. Ayrıca inorganik numuneler de

metal ve metal-olmayanlar seklinde iki gruba ayrılabilir. Metal numuneler iletken

oldukları için yüzeyleri kaplama yapılmadan incelenebilir.

Ancak metal olmayan yalıtkan numunelerin yüzeyleri en fazla 20 nm mertebesinde

iletkenliği sağlayan altın veya karbon ile kaplanması gerekmektedir. Karbon kaplama

genellikle X-ısınları ile yapılacak analizlerde uygulanır. Yüksek çözünürlüğe ve

kontrasta sahip numune görüntüsü elde etmek için, incelenecek numuneler metal olsa

bile yüzeylerine altın kaplama işlemi uygulanmaktadır [38].

62

7.3. Haslık Testi

Haslık, bir tekstil materyalinin renginin üretim ve kullanımı esnasında karşılaştığı

çeşitli etkenlere karsı gösterdiği direnç gücüdür. Haslıklar kullanım esnasında istenen

haslıklara ve üretim esnasında istenen haslıklara ayrılır. Kullanım esnasında istenilen

haslıklar; ışık, yıkama, sürtünme, ter, çözücü, ütü vb. üretim esnasında istenen

haslıklar; asit, alkali, soda, pişirme, klorlama merserize, kalevi dinkleme, karbonize,

asidik dinkleme, kaynatma, dekatur, su vb. haslıklardır [2].

Yıkama haslığı

Materyalin cinsine ve kullanım amacına bağlı olarak farklı yıkama koşulları

uygulanmaktadır. Tekstil materyal kumaş halinde ise 10*4 cm büyüklüğünde boyalı

kumaş test elyafına dikilerek, litresinde 0,5 gr/l fosfatsız ece deterjanı bulunan çözelti

hazırlanır. Bundan sonra örnekler 60 oC’ de on dakika çalkalandıktan sonra durulanır

ve kurutulduktan sonra dikiş sökülerek test elyafına lekeleme derecesi görsel olarak

tayin edilir [2].

Resim 7.1. Haslık test elyafı 1.Asetat 2. Pamuk 3. Naylon 4. Poliester 5. Akrilik 6. Yün

63

7.4. Nem Tayini

Tekstil elyafı dış ortamın rutubetine göre kendisinin de içerdiği nem miktarına bağlı

olarak rutubet alır veya verir. Böylelikle ağırlığı ve özellikleri dış havanın durumuna

göre değişiklik gösterir. Nemli havaya bırakılan kuru bir kumaş üzerine su toplar;

nemli bir kumaş ise kuru havaya bırakıldığında su kaybeder. Bu olay bir müddet

devam ettikten sonra absorblama veya su kaybı durur. Bir elyafın suyu absorblama

ve kuruma esnasında suyu ortama verme hızları birbirine eşittir. Suyu çabuk

absorblayan elyaf türlerinin kuruma hızları da aynı şekilde hızlı olmaktadır. Elyafın

nem alma miktarı ise nemi absorblama hızına bağlı değildir. Absorblama hızının

fazla olması nem çekme miktarını etkilememektedir. Tekstil liflerinin nem çekme

miktarları lifin cinsine, üzerindeki yabancı madde miktarına, depolama koşullarına,

molekül dizilişine, atmosfer koşullarına, polimerizasyon derecesine ve mamulün

formuna (elyaf, iplik, kumaş vs) bağlıdır.

Tekstil liflerindeki nem miktarları, mamulün üretimi sırasında uygulanan işlemlerin

düzgünlüğü ve verimi açısından istenmeyen olumsuzluklarla karşılaşmamak için bazı

sınırlar arasında tutulmalıdır. Bu sınırların dışına çıkılması durumunda iplik üretim

aşamasında statik elektriklenmenin artmasına bağlı olarak kopuşların artması,

dokuma makinesinde kopuşlardan dolayı fazla zaman kaybı, iplikteki yüzen elyaf

oranının artmasından dolayı iplik düzgünsüzlüğünde ve mukavemetinde

olumsuzlukların artması, mamul ağırlığında farklılaşma gibi sorunlar

doğurabilmektedir [2].

Elyaf türüne göre nem alma miktarlarının değişiklik göstermesinin sebebi liflerin

molekül dizilişlerindeki ve polimerizasyon derecelerindeki farklılıklardır. Liflerin

molekül dizilişlerine baktığımızda amorf bölge oranı fazla olan liflerin kristalin

bölge oranı fazla olan liflere göre nem alma miktarlarının attığı görülür. Amorf

bölgelerde moleküller arasında düzgün bir sıralanış olmadığından molekül zincirleri

arasındaki boşlukların kristalin bölgelere göre daha fazla olması ve kristalin

bölgelerdeki moleküllerin birbirlerine hidrojen bağlarıyla bağlanması amorf

bölgelerin nem almaya daha yatkın olduğunu gösterir. Polimerizasyon derecesinin

64

yüksek olması da nem alma miktarını artıracaktır. Polimerizasyon derecesinin

artmasıyla su molekülleri daha fazla bağ yapma şansı bulacağından elyaf bünyesine

daha fazla su girebilecektir.

Elyaf türlerine göre nem alma miktarları

Selüloz liflerinin nem alma özellikleri: Diğer elyaflarla kıyaslandığında selüloz

liflerinin nem alma kabiliyetinin yüksek olduğunu söyleyebiliriz. Kendi aralarında

karşılaştırdığımızda ise doğal selüloz liflerinde amorf bölge %30, kristalin bölge

%70 tir. Rejenere selüloz liflerinde ise bu oran %35–40 kristalin %60–65 amorf

bölge olarak şekillenmiştir. Doğal ve rejenere selüloz liflerinin su ile etkinlikleri

buradan da anlaşılacağı üzere rejenere selüloz liflerinin nem alma kabiliyetleri daha

fazladır [2].

Su molekülleri selüloz molekülleri içerisine giremezler yani burada intermiselar bir

şekilde etki gösterirler. Bu arada dipol oluşturan su molekülleri miseller arası

bölgedeki ve kristalitlerin dış yüzeyindeki selüloz makromoleküllerinin hidroksil

grupları ile dipol çekim kuvvetleri ve h- köprüleri üzerinde birbirine bağlanırlar. Lif

eksenine paralel olarak yerleşmiş olan lif elementleri, suyu miseller arası bölgedeki

kristalitlerin dış yüzeyindeki OH gruplarıyla tutarak bağlar. Doğal bir selüloz lifi

olan pamuğun yapısına bakıldığında rejenere selüloz lif türlerine göre

polimerizasyon derecesinin ve kristalin bölge oranının fazla olduğu görülür.

Pamuğun ıslandığında rejenere selülozların aksine mukavemeti artmaktadır. Rejenere

selüloz liflerini oluşturan selüloz makromolekülleri kısa olduklarından aralarındaki

çekim kuvvetleri çok fazla değildir. Bu yüzden rejenere selüloz liflerine lif eksenine

suyun yapmış olduğu gibi paralel yönde bir kuvvet etki ettirildiğinde

makromoleküller ve bunların oluşturduğu kristalitler birbiri üzerinden kayarak lif

kopmasına yol açarlar. Dolayısıyla yaş kopma dayanımları kuru kopma

dayanımlarına göre daha düşüktür. Pamuğun ise polimerizasyon derecesi yüksek

olduğundan (2500–9000) makromoleküller arasındaki çekim kuvveti fazladır. Bu

nedenle pamuğun makromoleküllerinin birbiri üzerinden kaymasıyla kopması daha

zordur [2].

65

Protein liflerinin nem alma özelliği: Doğal protein lifi olan yünde amorf bölgeler

fazladır ve yün %33 lük kapasiteyle en çok nem absorblayabilen elyaftır. Aslında

yünün yüzeyinde bulunan epitükula zarından dolayı su itici bir özelliğe sahiptir.

Hatta yünlü kumaşlar yağmurda giyildiğinde ilk esnada ıslanmadıkları görülür. Fakat

yün elyafı aynı zamanda pullu bir yapıya sahip olduğundan dolayı daha sonra suyu

yapısına bu pulcukların birleştiği noktalardan almaya başlar. Yün çok fazla nem

çekebilir fakat nem çekme ve nemi verme hızı düşüktür. Sentetik liflerin nem alma

özellikleri; sentetik elyafların genel özellikleri olarak makromoleküllerin düzgün bir

şekilde dizildiklerinden kristalin bölgelerin fazla olduğu görülmektedir. Bu sebeple

nemin elyaf yapısına geçmesi doğal elyaf türlerine nazaran zordur. Su moleküller

arasına giremeyeceğinden ancak elyaf yüzeyinde bir film tabakası şeklinde

bulunabilir [2].

66

8. LİTERATÜR ÇALIŞMALARI

Song ve arkadaşları halojen olmayan alev geciktirilmiş poliamid 6/organoklay

nanokompozitin hazırlanması ve özeliklerini incelemişlerdir. Halojen olmayan alev

geciktirilmiş poliamit6/organoklay (PA6/OMT) nanokompozit, organoklay (OMT)

eriterek karıştırma tekniği ile magnezyum hidroksit (MH) ve kırmızı fosforun (RP)

alev geciktiriciliğini birlikte etkilerini görmek için hazırlanmıştır. OMT‘nin

eklenmesi nanokompozitin mekanik özeliklerini geliştirmiştir. Koni kalorimetre, LOİ

ve UL-94 testleri, PA6 içine MH-RP ve OMT eklenerek bir etki meydana geldiğini

göstermiştir. MH-RP ve OMT içeren PA6’nın alev geciktirici özeliği, sadece MH-RP

veya OMT içeren PA6’dan daha iyi çıkmıştır [39].

Lecoeur ve arkadaşları pamuk için alev geciktirici formulasyonları incelemişler.

Çalışmada selüloz dokuma alev geciktiriciler: Ignilys FDR (feutric S.A.),

diguanidine hydrogen fosfat ve 3-aminopropiltrietoksisilan kullanmışlardır. Ignilys

FDR’ nin pamuk kumaş üzerine uygulanması yüksek derecede alev geciktiricilik

vermiştir ve inşaat malzemelerinde uygulanan Fransız standardı FD P 92-507‘na

göre M1 sınıfına uygunluk göstermiştir. Pamuk kumaşa %70 oranında 200 g/l Ignilys

FDR uygulanması ve 120 oC‘de kurutulması ile %41 LOİ değeri vermiştir. Fosforik

asit ile APS birleşimi pamuğa alev geciktiricilik ve kalıcılık katabildiği fakat sert

rahatsız edici bir his verdiği görülmüştür. Diguanidin hidrojen fosfat selülozik

kumaşa alev geciktirici dayanımı vermemiştir [40].

Hui ve Xin-rong nano boyutta Mg(OH)2 alev geciktiricilerin hazırlanması ve

özeliklerini incelemişlerdir. Ürünlerin özelikleri lazer tanecikli, X-ray kırılma,

taramalı elektron mikroskobu, limit oksijen içeriği ve ıslanma açısı ölçümleri ile

belirlenmiştir. Nano boyutta magnezyum hidroksitin, limit oksijen içeriği %31,5 ile

plastikler, sentetik lastikler ve sentetik elyaflar gibi makro molekül bileşimler için

etkili bir alev geciktirici katkı olarak uygulanabileceği sonucuna varılmıştır. %60

oranında Mg(OH)2 ilavesiyle polietilenin limit oksijen içeriği %32,5 elde edilmiştir

[41].

67

Yine Sain ve arkadaşları yaptıkları çalışmada polipropilen reçine, talas/pirinç kabuğu

takviyeli kompozitlere, magnezyum hidroksitin (Mg(OH)2) alev geciktirici etkisini

oksijen indisi testi ve yatay yanma testi yöntemlerini kullanarak incelemişlerdir. %25

magnezyum hidroksit kullanımı ile alev geciktirici kullanılmayan kompozit

malzemeye göre yanabilirlik %50 oranında azaltılmıştır. Yine LOİ testi sonuçlarına

göre polipropilenin %24 OI, PP-talas kompozitin %26 OI değerine karşılık %25

Mg(OH)2 kullanımı ile %34 OI değeri elde edilmiştir [42].

Fernandes ve arkadaşları poliester/sisal(liflerinden halat vb yapılan bir bitki) alev

geciktirilmiş kompozitlerin termogravimetrik değerlendirmesini yapmışlardır.

Doymamış poliester/sisal kompozit UL 94 V–0 değerini elde etmek için katkı olarak

dekabromdifeniloksit ve antimon trioksit birleşimi kullanılarak formüle edilmiştir.

Alev geciktirilmiş örnekler 1 s ’den daha az bir zamanda kendiliğinden sönme

göstermiştir. Numuneler için UL 94 V testleri uygulanmıştır. Alev geciktirilmiş

örnekler polimer sistemler için çok yüksek güvenlik standardı olan 0.72 s ‘de

kendiliğinden sönme özeliği göstererek V0 sınıfına girmiştir [43].

Martin ve arkadaşları bor içeren stirenik monomerlerin polimerlerinin çapraz

bağlanmasını ve alev geciktiriciliğini incelemişlerdir. Stirenik monomerler 2,2-bis(4-

vinylbenzyl)propan–1,3-diol ve 5,5-bis(4-vinylbenzil)-2-fenil[1,3,2]-dioksa- borinan

malzemelerinin özelikleri üzerinde borun etkisini test etmek için sentezlenmiş ve

kopolimerleştirilmiştir. Bor içeren kopolimer, bor içermeyene ve polystirene göre

daha yüksek termal kararlılık ve kömür oluşumu göstermiştir. Bor bileşimi ile LOI

değerleri arttırılmıştır. En yüksek LOİ değeri B:ST (70:30) oranında %20.6 olarak

bulunmuştur [44].

Baysal, borlu bileşikler ve doğal sepi maddeleriyle emprenye edilen sarıçam

odununun yanma özelliklerini incelemiştir. Çalışmada, borik asit ve boraks karışımı

(7:3; ağırlık:ağırlık) ile işlem görmüş sarıçam odununun yanma özellikleri

incelenmiştir. Sonuçlara göre; doğal sepi maddeleri genel olarak incelenen yanma

parametreleri üzerinde negatif yönde etkide bulunmuştur. Doğal sepi maddelerinin

ardından uygulanan ikincil bor emprenyesi ile doğal sepi maddelerinin her üç yanma

68

aşamasında yanma parametreleri ile ilgili, olumsuz özelliklerinin bir çoğu

istatistiksel anlamda önemli ölçüde azaltılmıştır. Dolayısıyla sepi maddeleri ile borlu

bileşiklerin birlikte emprenyesinde borlu bileşiklerin dış kullanımlarda kısa sürede

odundan yıkanarak uzaklaşması özelliğinin giderilmesine yönelik ileri araştırmalara

ihtiyaç duyulduğu göz önüne alınmıştır [45].

Garba, bazı tropikal odunlarda (Obeche, Opepe, Iroko) çinko boratın alev geciktirici

etkisini incelemiştir. Odunlara çinko borat asılama yapılmıştır ve bunların alev

yayılma hızı, son parıltı zamanı ve alev sıcaklığında kesin olarak bir azalma

gözlenmiştir. LOI değeri ve kömür oluşumunda artış kaydedilmiştir [46].

Aslan ve Özkaya odun esaslı levhaların yanma dayanımını araştırmışlardır. Deneyde,

fırça ile sürme ve daldırma yöntemleri, potasyum karbonat (2K2CO3.3H2O), boraks

(Na2B4O7.10H2O) ve wolmanit-CB maddeleri ile Kontrplak, OSB, MDF levhaları

kullanılmıştır. Yanma deneyleri, DIN–4102 Part:1 standardı B1 Yanma sınıfına göre

hazırlanmış deney düzeneklerinde yapılmıştır. Elde ettikleri sonuçlara göre, yanma

tehlikesinin bulunduğu yerlerde malzeme olarak MDF ‘nin, yanmayı geciktirici

madde olarak da potasyum karbonat kullanılması gerektiği ve ayrıca kimyasal madde

nüfuzu için kullanılan yöntem olarak daldırma yönteminin çok iyi sonuç verdiğini

saptamışlardır [47].

LeVan ve Tran alev geciktirici uygulamalarda borun rolünü incelemişlerdir.

Çalışmada, Southern çam odununa, boraks-borik asit ağırlıkça 0 dan %20 oranına

kadar farklı yükleme derecelerinde uygulanmıştır. Yanma testleri sonuçlarından

değerlendirilmiştir ki boraks borik asitin %7,5’ten fazla yüklemesi, alev geciktirici

sınıflandırması için ASTM E 84 sınıf 1 ile uygunluk göstermiştir. Testler sonucunda

elde edilen sonuçlar; alev geciktiricilik, kimyasalların yükleme derecelerinin bir

fonksiyonudur [48].

Liu ve arkadaşları sulfonate-silsesquioxane-fluoro alev geciktirici içeren

policarbonatın, alev geciktiriciliği üzerine çalışmışlardır. Potasyum difenilsülfon

sülfonat (KSS), poli(amino propil/fenil- silseksioxan) (PAPSQ) ve

69

pooli(vinilidenfluorid) (PVDF) içeren bisfenol A polikarbonatın alev geciktiriciliği

LOI ve UL 94 ‘e göre test edilmiştir. Ağırlıkça eşdeğer %0.1–0.3 KSS, PAPSQ,

PVDF kullanılarak yapılan yüklemede, 1.6 mm kalınlıktaki örnekler için yüksek LOİ

ve UL 94 V–0 derecesi elde edilmiştir. Üç katkı malzemesinin etkileşiminden PC

bileşiminin alev geciktiriciliği geliştirilmiştir. PC ‘nin alev geciktiriciliği KSS,

PAPSQ ve PVDF ile geliştirilmiştir ve 1.6 mm kalınlıkta numuneler basarıyla UL 94

V–0 derecesini elde etmiştir. Üç alev geciktiricinin kombinasyonu hızlı kömürleşme

oluşturmak için PC’nin bozunma hızını arttırmıştır [49].

El Alfy pamuklular için yarı dayanıklı güç tutuşurluk maddelerinin aplikasyonunu

anlatmışlardır. Üre fosforik asit çözeltisi pamuğa çeşitli katalizörler varlığında,

emdirme kurutma (pad dry) kondenzasyon metodu ile uygulamıştır. Verimlilik

amonyum, molibdat, kursunasetat, bakır sulfat olarak bulunmuştur [50].

Akovalı ve Takrouri poliester kumaşlarda çapraz bağ oluşumunu sağlamak için

çeşitli güç tutuşurluk uçucu monomerlerinin varlığında soğuk plazma yönteminin

uygulanmasını önermişlerdir. %10 polisiloksan, PSR–10 çözeltisi ile emdirilmiş

poliester kumaşa düşük sıcaklıktaki oksijen plazmasının uygulanma işleminden sonra

kumaş beş dakika süreyle yanan sigara ile temas ettirildiğinde erimeye karsı iyi bir

dayanım gösterdiğini geliştirmiştir [50].

Bernhard ve arkadaşları farklı yanmaz malzemeler ve katkılar içeren polikarbonat

(bisfenolA)/akrilonitril-bütadien-stiren (PC/ABS) karışımının yanmazlığını

belirlemek için, piroliz yanma akış kalorimetresi (PCFC) incelenmiştir. Çok

basamaklı ayrıştırmayı test etmek için stratejiler önerilmiştir. Isı verme kapasitesi

(HRC) ve toplam verilen ısı (HR), PCFC ile elde edilmiştir ve kömürleşme verimi ve

uçucuların yanma ısısıyla ilişkili olduğu geliştirilmiştir. Damlama ve örnek kalınlığı

gibi fiziksel etkilerin yanı sıra yanmanın engellenmesi gibi kimyasal etkiler de,

piroliz ve yanmanın küçük miktarda bir örnekte gerçekleşmesinden dolayı

tanımlanmamıştır. Sıcaklık veya oksijen konsantrasyonunu artırmak, gerçek

yangınlarda olduğu gibi tamamlanmamış yanma ile sonuçlanmaktadır. Yanabilirlik

(UL94,LOI) ve koni kalorimetredeki alevli yanmayla olan bağıntıları tartışılmıştır.

70

En iyi bağıntı HR ve LOI arasında bulunmuştur. HRC ve kömür kalıntısının LOI ile,

HRC ve HR’nin koni kalorimetresi içindeki ısı verme oranıyla makul bir bağıntısı

vardır. PCFC sonuçları ile oksijen bombası veya koni kalorimetre testinin sonuçları

birleştirince ateşin davranışı hakkında yeni bir anlayış geliştirilmiştir [51].

Tota ve arkadaşları plazmayı desteklemek için, argon gazı kullanılan atmosfer

basınçlı plazma geliştirmiş ve plazma polimerleşmiş metil metakrilat (PPMMA)

filmleri elde etmek için kullanmışlardır. Elde edilen filmlerin kimyasal yapısı ve

bileşimi FT-IR ve XPS analizleriyle belirlemişlerdir. Plazmada belli bir seviyeye

kadar buharlaşan monomerin konsantrasyonunu arttırınca, plazmanın lif şeklinde bir

deşarjdan kızarma şeklinde bir deşarja dönüştüğü, bunun sonucunda da monomer

yapısının büyük oranda korunduğu tespit edilmiştir [52].

71

9. DENEYSEL ÇALIŞMALAR

9.1. Malzemeler

9.1.1. Akrilik elyaf

Çalışmada AKSA Akrilik Kimya Sanayi A.Ş.’ den temin edilen 8,9 Dtex 130 mm

akrilik elyaf kullanılmıştır. Akrilik elyaf yapay lifler arasında yüne en çok

benzeyendir. Kimyasal yapısında % 85 oranında akrilonitril içeren elyaflar akrilik

elyaf olarak adlandırılır. Önceleri %100 akrilonitril polimerizasyonu ile

homopolimer olarak üretilen orlon sert, kırılgan ve boyanması zor olduğu için, ikinci

bir monomer ilavesi ile kopolimere dönüştürülmüş ve özellikleri tekstilde kullanıma

uygun hale getirilmiştir. Akrilik elyafta yün tuşesi ve görünümü verilebilme

kolaylığı, kolayca yıkanabilme ve şeklini koruma, güveye yağa ve kimyasallara

dayanıklılık, mükemmel haslıkta parlak renklere boyanabilme, güneş ışığına karşı

yüksek dayanıklılık, görünüm ve dokunum olarak doğallık ve sıcaklık en iyi bilinen

özellikleri arasındadır.

9.1.2 Yün elyafı

Yün elyafı Punya firmasından temin edilen 34–35 mikron arasında yeni zelanda yünü

kullanılmıştır. Yünün kimyasal yapısı C72H112N18O12S’ dır. Yün peptit zincirleri ile

birbirine bağlanmış, 22 değişik aminoasit içeren keratin olarak adlandırılan bir

protein lifidir. Yünün fiziksel özellikleri, mukavemet, eğirilebilirlik, incelik, uzunluk

ve safsızlıklar bir koyun cinsinden diğerine değişir. Yün lifinin izoelektrik noktası +

veya – yüklü grupların birbirine eşit olduğu ve tuz bağları yaptığı bölge olarak

tanımlanır.

Bu izoelektrik bölgesinde yün lifleri deformasyon, reaksiyon ve kimyasal maddelere

karşı en büyük direnci gösterirler. Yünün yoğunluğu: 1,31 g/l, nem alma

özelliği:%18, Kopma uzaması: kuru yünde %30–35 ıslak yünde %80–100’ dür. Yün

liflerinin tenasitesi oldukça düşüktür ve tipine bağlı olarak değişir. Buna göre

72

merinos yünleri 3-5 g/tex, adi yün30 g/tex’ dır. Yün lifleri ışığa karşı oldukça

hassastır. Güneş ışığına maruz kaldığında sararır.

9.1.3 Viskon kumaşı

Çalışmada Birlik Mensucattan temin edilen kurutma çıkışı viskon kumaş

kullanılmıştır. Viskonun hammaddesi kayın ağacıdır. Yumuşacık bir dokusu olan

viskon kumaşı da teri, pamuktan daha fazla emer. Viskonun tenle uyumlu bir yapısı

ve kaygan dokusu vardır. Oldukça zarif görünen viskon kumaşının giyimi de rahat ve

kolaydır. Viskonun nem alma özelliği, pamuktan daha yüksektir. Normal koşullarda

yüzde 11 -14 oranında rutubet toplamakta, şişme özelliği yüksek olduğundan yüzde

80-120'ye kadar su emebilmektedir.

Kuru dayanıklılığı ise pamuktan daha düşük, yaşken dayanıklılığı kuruya oranla

yüzde 40 -70 düşmekte, uzaması yüzde 15-30 ile pamuğa göre iki kat daha fazladır.

Viskon pamuktan çok daha yüksek olan nem alma özelliğinden dolayı boyanmaya

ve baskıya çok elverişli bir kumaştır. Ayrıca renklerin daha parlak görünmesini

sağlar. Viskon kumaşlar, parlak olması istenilen kumaşlarda, krep kumaşlarda ve

örgülerde, parlaklık efekti vermek amacıyla kullanılıyor. Astar kumaşlarında, bluz,

gömlek, tişört, elbise, dekorasyon ve bayan iç çamaşırı üretiminde tercih

edilmektedir. Viskon elyafı pamuk, keten ve yün gibi diğer elyaf türleriyle

karıştırılarak da kullanılmaktadır.

9.1.4. Alev Geciktiriciler

Alev geciktirici olarak Gemsan A.Ş ‘den temin edilen AR04/A28 adlı organofosfor

kimyasalı, Innotra San ve Tic. A.Ş ‘ den temin edilen Fire Q adlı borik asit

kimyasalı, Fluka firmasından temin edilen trimetilborat kullanılmıştır.

73

9.2 Numunelerinin Hazırlanışı

Çalışmada elyaf numunesi hazırlanırken Çizelge 9.2’ de belirtilen şekilde akrilik

elyaf, yün, viskon kumaş ve alev geciktirici kullanılmıştır. Her bir numune kendi

içinde ayrı bir şekilde Bölüm 4.1’ deki absorpsiyon (çektirme) ve emdirme kurutma

(pad dry) yöntemine göre hazırlanmıştır.

Çalışmada bulunan numune gruplarından Çizelge 9.2’de verilen çektirme

(absorpsiyon) yöntemine göre hazırlanan X5 numunesinin hazırlanmasını örnek

vermek gerekirse; laboratuar koşullarında 10 g numune için %50’si kadar yani 5 g

akrilik elyaf ve 5 g yün harmanlanmıştır.

Tamamı 10 g olan numune hazırlanmıştır. 10 g numune bir behere alınarak su ile

1000 ml’ ye tamamlanarak kaynama noktasına geldiğinde 20 g organofosfor

kimyasalı eklenmiş ve karıştırılmıştır. Yirmi dakika süresince çektirme (absorpsiyon)

işlemi tamamlanmış ve numune ocaktan alınmış ve etüvde 100 oC de 20 d

kurutulmuştur.

Emdirme kurutma (pad dry) yöntemiyle çalışılan numune grubundan Çizelge 9.2. de

görülen B numunesinin hazırlanmasına örnek vermek gerekirse; bir boyutta viskon

kumaş yatay bir küvette bulunan borik asit kimyasalı emdirilip sıkıldıktan sonra

doğal ortamda kurutulmaya bırakılmıştır.

Plazma sisteminin uygulandığı bir diğer yöntemle hazırlanan Çizelge 9.2. de görülen

H numunesinin hazırlanmasına örnek vermek gerekirse; plazma cihazının içerisine

yerleştirilen numune 55 Watt güçte, 30 d süre ile trimetil borat monomeri

uygulanarak viskon kumaşın yüzeyinde radikal noktalar oluşturularak

polimerizasyon sağlanmıştır.

74

Çizelge 9.2 Hazırlanan numuneler ve uygulanan işlemler

Numuneler

Akrilik,

%

Yün, %

Viskon,

%

Kimyasal

Çektirme oranı,

%

Emdirme

Kurutma

Uygulanan

Plazma

Plazma Süresi

(d)

A 100

B 100 Borik asit X

C 100 Borik asit X Argon 3

D 100 Organofosfor X

E 100 Organofosfor X Argon 3

F 100 Organofosfor X Oksijen 3

G 100 Organofosfor X Oksijen 10

H 100 Organofosfor Trimetil borat 30

I 100 Organofosfor 1

J 100 Organofosfor 2

K 100 Organofosfor 5

L 100 Organofosfor 20

X1 50 50 Organofosfor

X2 50 50 Organofosfor 1




X6 20 80 Organofosfor -





X11 80 20 Organofosfor -





X16 - 100 Organofosfor -

X17 - 100 Organofosfor 1




X21 100 Organofosfor -

X22 100 Organofosfor 1




75

9.3. Numunelerin Karakterizasyonu

9.3.1 Yanma karakterizasyonu

LOİ yanma testi

Numunelerin yanma testleri Dynisco Polymer Test–Limiting Oxygen Index Chamber

cihazı kullanılarak yapılmıştır. Testler ASTM D 2863–00 standardına uygun olarak

gerçekleştirilmiştir. Elde edilen test sonuçlarında ASTM D 2863–00 ‘de belirtilen

yönteme göre hesaplama yapılarak numune gruplarının oksijen indisi değerleri

hesaplanmıştır.

9.3.2 Termal karakterizasyon

Termogravimetrik analiz (TGA)

TGA analizleri için SETARAM SETSYS Evolution 1760 analiz cihazı

kullanılmıştır. Analiz azot atmosferinde 35oC’den 700oC’ye kadar 10oC/min ısıtma

hızında gerçekleştirilmiştir. Elde edilen termogramlara dayanarak numune

gruplarının termal özelikleri belirlenmiştir.

9.3.3. Yüzey karakterizasyonu

Taramalı elektron mikroskobu (SEM)

Viskon kumaşın çektirme (absorpsiyon), emdirme kurutma (pad dry), plazma

uygulamaları sonucunda kaplanan yüzeyleri iletken yüzey elde etmek ve daha iyi

görüntü alabilmek için 90 sn 0,02 mbar/pa vakum altına 8 mA da altınla kaplanarak

Poloran Sputter Cooter Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılarak, X50,

X250 ve X500 büyütme oranlarında incelenmiştir. İncelemeler sonucunda,

76

viskonkumaş ile farklı yöntemlerle uygulana alev geciktiricinin etkileşimi, oksijen

plazmanın yüzeyi aktifleştirdiği kaplamanın başarılı olduğu görülmüştür.

9.3.4 Haslık karakterizasyonu

Yıkama haslık testi

Kaplama yapılan viskon kumaşa kullanım amacına bağlı olarak farklı yıkama

koşulları uygulanmaktadır. Viskon kumaş 10*4 cm boyutlarında boyalı kumaş test

elyafına dikilerek, litresinde 0,5 gr fosfatsız ece deterjanı bulunan çözelti hazırlanır.

Bundan sonra kumaş 60 oC’ de on dakika çalkalandıktan sonra durulanır ve

kurutulduktan sonra dikiş sökülerek test elyafına lekeleme derecesi görsel olarak

tayin edilmiş ve sonucun olumlu olduğu gözlenmiştir.

9.3.5 Hidrofilite karakterizasyonu

Temas açısı ölçümü

Temas acısı ölçümü için KRUSS DSA 100 cihazı kullanılmıştır. Viskon kumaş ile

düzgün kırışıksız bir yüzey oluşturularak cihazdan damlalar damlatılmış ve temas

açısı ölçümü alınmak istenmiştir. Fakat net bir ölçüm sonucu gözlemlenememiştir ve

buradan hareketle yüzeylerin aşırı derecede hidrofilik olduğu kanısına varılmıştır.

9.3.6 Nem karakterizasyonu

Etüvde nem ölçüm yöntemi

Nem ölçümü için etüv cihazı kullanılmıştır. İlk tartımı alınan numune etüv sıcaklığı

102 oC iken etüv içerisine yerleştirilerek 30 d sure ile bekletildikten sonra ikinci

tartımı alınarak nem ölçümü hesaplaması yapılarak numune içerisindeki mevcut nem

bulunmuştur.

77

10. DENEYSEL BULGULAR VE TARTIŞMA

10.1. LOİ Yanma Testi

Numunelerin yanma testleri ASTM D 2863–00 standardına uygun olarak

gerçekleştirilmiştir. Elde edilen test sonuçlarından, standartta belirtilen yönteme göre

numune gruplarının oksijen indisi değerleri hesaplanmıştır. EK-1’de örnek bir LOİ

değeri hesaplaması verilmiştir. ASTM D 2863–00 standardına göre yapılan oksijen

indisi tayini, hesaplamada kullanılan çizelgeler ile birlikte daha ayrıntılı olarak EK-

3’de açıklanmıştır.

Her bir numune grubu için en az 15 numune test edilmiştir. Numunelere Çizelge

9.2.’deki gibi işlemler uygulanmıştır. Elde edilen LOİ testi sonuçlarına dayanarak

numune gruplarının LOİ değerleri, ASTM D 2863-00‘de verilen yönteme göre

hesaplanmıştır ve Çizelge 10.1.’de verilmiştir. EK-2’de numune gruplarının oksijen

indisi hesaplamaları ayrıntılı olarak verilmiştir.

İlk olarak herhangi bir işleme tabi tutulmadan %100 viskon kumaş A numunesi

olarak adlandırılmış ve LOİ değeri 18,8 bulunmuştur. Viskon kumaşa emdirme

kurutma (pad dry) yöntemi ile borik asit uygulanarak B numunesi elde edilmiştir, A

numunesine 55 watta 3 dakika argon plazma uygulandıktan sonra emdirme kurutma

(pad dry) yöntemi ile borik asit uygulanarak C numunesi elde edilmiştir ve bu

uygulamalar sonucunda LOİ değerinin 55’in üzerinde bir değere ulaşılmıştır. LOİ

sisteminde ölçebilen maksimum değer 55 olmasından dolayı bu değerin üzerindeki

ölçüm yapılamamıştır. Akış hızı değişimi yapılarak üst değerlerin ölçümü

yapılabilmesi düşünülmüştür.

Şekil 10.1’ de görüldüğü gibi viskon kumaşa emdirme kurutma (pad dry) yöntemi ile

alev geciktirici borik asit uygulaması yapıldığında çok iyi alev dayanımına sahip

olduğu görülmüştür. Viskon kumaşa emdirme kurutma (pad dry) ve çektirme

(absorpsiyon) yöntemine göre organofosfor alev geciktirici uygulandığında pad dry

yönteminin daha olumlu sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Alev geciktirici

78

uygulamanın yanına ek olarak plazma işlemi ile yüzeyin aktifleştirilmesinde alev

dayanımını arttırmıştır. Oksijen plazmanın argon plazmaya oranla numuneye daha

iyi bir alev dayanımı verdiği belirlenmiştir.

Viskon kumaşa organofosfor alev geciktiricisi emdirme kurutma (pad dry) yöntemi

ile uygulanarak D numunesi hazırlanmış ve saf viskona göre 9,11 birimlik ilerleme

gözlemlenmiştir. Viskon kumaşa 55 watta 3 dakika argon plazma uygulandıktan

sonra organofosfor emdirme kurutma (pad dry) yöntemi ile uygulanarak E numunesi

oluşturulmuş 28,25 değeri elde edilmiştir.

Viskon kumaşa 55 watta 3 dakika oksijen plazma uygulandıktan sonra organofosfor

geciktiricisi emdirme kurutma (pad dry) yöntemi ile uygulanarak F elde edilerek 10,1

birim ilerlenmiş, aynı işlemlerin uygulandığı yalnızca oksijen plazma süresinin 10

dakika olduğu numune G numunesinde ise 9,65 birimlik bir artış gözlemlenmiştir.

Viskon kumaşa 55 watta 30 dakika trimetilborat plazması uygulanması ile H

numunesinde 21,2 değerine ulaşılmıştır. Viskon kumaşa %1 oranında çektirme

(absorpsiyon) yöntemi ile organofosfor uygulanarak I numunesi, %2 ile J, %5 ile K,

%20 ile L numuneleri oluşmuştur. Çektirme (absorpsiyon) yöntemine göre

uygulamalarda %1 uygulamasının hiçbir etkisi olmamıştır fakat %5 uygulamasında

en iyi sonuca varılmış ve 20,35 değeri ölçülmüştür. Tüm elde edilen değerler Şekil

10.1. ’de grafiksel olarak ifade edilmiştir.

%50 yün %50 akrilik karışımı X1 numunesi ve LOİ değeri 18,7 dır. X1 numunesine

%1, %2, %5, %20 oranında çektirme (absorpsiyon) yöntemi ile organofosfor

uygulanarak sırası ile X2, X3, X4, X5 numuneleri elde edilmiş ve bu karışım

sonrasında çektirme (absorpsiyon) oranının arttırtması olumlu bir etki göstermiştir ve

bu artış Şekil 10.2.’ de gözlemlenmektedir.

%20 akrilik %80 yün karışımı X6 numunesidir ve X6 numunesine %1, %2, %5, %20

oranında çektirme (absorpsiyon) yöntemi ile organofosfor uygulanarak sırası ile X7,

X8, X9, X10 numuneleri oluşturulmuştur. Bu oluşumun sonuçları Şekil 10.3 ‘den

79

gözlemlenerek yün oranının fazla olduğu karışımda en olumlu sonuç çektirme

oranının arttırılması ile elde edildiği düşünülmüştür.

%80 akrilik %20 yün karışımı X11 olarak belirtilmiştir. Bu numuneye %1, %2, %5,

%20 oranında çektirme (absorpsiyon) yöntemi ile organofosfor uygulanarak sırası ile

X12, X13, X14, X15 numuneleri ortaya çıkmıştır. Bu gruptaki en olumlu sonuç Şekil

10.4.’ de görüldüğü gibi %20 oranında organofosfor uygulaması sonucunda elde

edilmiştir.

%100 yün elyaf X16 numunesidir, %100 yün olan mala %1, %2, %5, %20 oranında

çektirme (absorpsiyon) yöntemi ile organofosfor uygulanarak sırası ile X17, X18,

X19, X20 numuneleri oluşturmuştur. %100 saf yüne çektirme yöntemine göre

uygulanan alev geciktirici arasında %2 uygulaması ile %6 lık artış ile Şekil 10.5.’de

gözlemlenmektedir.

%100 akrilik elyaf X21 numunesi olarak adlandırılmıştır. X21 numunesine %1, %2,

%5, %20 oranında çektirme (absorpsiyon) yöntemi ile organofosfor uygulanarak

sırası ile X22, X23, X24, X25 numuneleri üretilmiştir. Şekil 10.6.’da görüldüğü üzre

çektirme yöntemine göre uygulanan alev geciktirici arasında %5 uygulaması ile en

yüksek artışı göstermiştir.

Çizelge 10.1. Hazırlanan numunelerin grupları ve LOİ değerleri

Numune

Grupları

LOİ,

%

Numune Grupları

LOİ, %

Numune Grupları

LOİ, %

Numune Grupları

LOİ, %

A 18,80 X1 18,70 X11 17,70 X21 18,55 B > 55 X2 18,65 X12 17,71 X22 18,65 C > 55 X3 19,13 X13 17,20 X23 18,68 D 27,91 X4 19,68 X14 18,65 X24 19,15 E 28,25 X5 19,75 X15 20,65 X25 19,02 F 28,90 X6 19,25 X16 20,20 K 20,35 G 28,45 X7 19,35 X17 20,39 L 19,75 H 21,20 X8 19,55 X18 21,47 I 18,80 X9 19,65 X19 20,80 J 19,00 X1O 19,70 X20 21,00

80

18,8

55 55

27,91 28,25 28,9 28,45

20,819 19,6 20,35 19,75

0

10

20

30

40

50

60

A B C D E F G H I J K LNUMUNE GRUPLARI

LOI DEĞERİ, %

Şekil 10.1 Viskon kumaş numune gruplarının LOİ değerleri

18

18,2

18,4

18,6

18,8

19

19,2

19,4

19,6

19,8

20

X1 X2 X3 X4 X5

%50 YÜN %50 AKRİLİK UYGULAMALARI

LOİ D

EĞER

LER

Şekil 10.2. %50 yün %50 akrilik numune gruplarının LOİ değeri

19

19,1

19,2

19,3

19,4

19,5

19,6

19,7

19,8

X6 X7 X8 X9 X1O


LOİ D

EĞER


81

15

16

17

18

19

20

21

X11 X12 X13 X14 X15


LOİ D

EĞE

RLERİ


19,5

20

20,5

21

21,5

22

X16 X17 X18 X19 X20

%100 YÜN UYGULAMALARI

LOİ D

EĞER

LERİ

Şekil 10.5. %100 yün numune gruplarının LOİ değeri

18,2

18,3

18,4

18,5

18,6

18,7

18,8

18,9

19

19,1

19,2

X21 X22 X23 X24 X25

%100 AKRİLİK UYGULAMALARI

LOİ D

EĞER

Şekil 10.6. %100 akrilik numune gruplarının LOİ değeri

82

10.2. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)

Bölüm 9.2’de anlatılan yöntemle hazırlanan deney numunelerinden alınarak alev

geciktirici ile kaplanan yüzeylerinin analizi Bölüm 9.3.3’de anlatılan şekilde yüzey

karakterizasyonuna tabi tutulmuştur.

SEM mikrograflarından viskon kumaşa oksijen plazma ile yüzeyde aktif gruplar

oluşturularak alev geciktirici kaplamanın başarılı olduğu ve plazma süresinin uzun

tutulmasının kaplamada daha etkin rol oynadığı görülmektedir. Organofosfor ile

kaplanan viskon kumaşın yüzeyinde elyaflar arası yapının borik aside göre

kaplanandan daha iyi olduğu gözlemlenmiştir.

Resim 10.1. A numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı

83

Resim 10.2 B numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı

Resim 10.3 C numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı

84

Resim 10.4. D numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı

Resim 10.5 E numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı

85

Resim 10.6. F numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı

Resim 10.7. G numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı

86

Resim 10.8. H numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı

Resim 10.9. K numunesinin X250 büyütmede SEM mikrografı

87

10.3. Termal Testler

Viskon kumaş merkezli numune gruplarına alev geciktiricilerin etkisini incelemek

üzere termal testler uygulanmıştır. Bölüm 9.2’de anlatılan yöntemle hazırlanan

numune gruplarından alınan örnekler Bölüm 9.3.2‘de belirtildiği gibi termal

karakterizasyon testlerine tabi tutulmuştur. Yanma testinde borik asitin diğer alev

geciktiricilere göre daha iyi sonuç vermesine dayanarak, borik asitin başta olmak

üzere, organofosfor, plazma, emdirme kurutma (pad dry), absorpsiyon (çektirme)

gibi yöntemlerin etkisini incelemeye yönelik numuneler seçilmiştir.

İnorganik bor bileşimleri madde yüzeyinde camsı koruyucu tabaka oluşturarak,

yanma için gerekli oksijen ve ısıya karsı koruma görevi yaparlar. Borik asit düşük

erime noktasına (en. 171 oC) sahiptir. Isıtma işlemi sırasında su kaybederek ilk

olarak metaborik aside (HBO2) ve daha sonra yine su kaybederek borik okside

(B2O3) dönüşür. 325oC üzerinde borik oksit camsı yapı oluşturur ve sadece 500 oC‘de

dökülebilir duruma gelir. Camsı kaplama ve kömür oluşumuna karsı kuvvetli eğilim,

maddenin oksijen ve ısıya karsı başarılı şekilde korunmasını sağlar.

Bu bilgilerden yola çıkarak borik asit içeren numunelerin TGA termogramlarında

gözlenen madde kayıplarının numune grubunun yapısında bulunan borik asitin su

kaybetmesine bağlı olduğu düşünülmüştür. TGA termoramlarından elde edilen

bozunma sıcaklığı değerleri karsılaştırıldığında alev geciktirici ilavesi ile bozunma

sıcaklığı değerinin yaklaşık 326 oC’den 330 oC ‘ye yükseldiği görülmüştür.

88

Şekil 10.7. A numune grubunun TGA ve türev termogramı

Şekil 10.8. B numune grubunun TGA ve türev termogramı

Furnace temperature /°C50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750

TG/%

-55

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0dTG/%/min

-4.0

-3.5

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

T1=154 C

T2=247 C

T3=330 C

T4=368 C

Figure:

17/04/2007 Mass (mg): 29.1

Crucible: Kuartz Carrier gas: N2 - Coeff. : 1Experiment: VK-FQ-17.04.2007

Procedure: (Zone 1)SETSYS Evolution - 1750

Furnace temperature /°C50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550

TG/%

-75

-70

-65

-60

-55

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0dTG/%/min

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

T1=152 C

Tmax=326 C

Figure:

17/04/2007 Mass (mg): 35.5

Crucible: Kuartz Carrier gas: N2 - Coeff. : 1Experiment: VK 17.04.07


89

Şekil 10.9. C numune grubunun TGA ve türev termogramı

Şekil 10.10. G numune grubunun TGA ve türev termogramı


TG/%

-80

-75

-70

-65

-60

-55

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

dTG/%/min

-22.5

-20.0

-17.5

-15.0

-12.5

-10.0

-7.5

-5.0

-2.5

0.0

T1=144 C

Tmax=264 C

T3=390 C

Figure:

19/04/2007 Mass (mg): 25.39

Crucible: Kuartz Carrier gas: N2 - Coeff. : 1Experiment: VK-FQ-10DK OKSJN PL 55W 19.4.07



TG/%

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

dTG/%/min

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

T1=145 C

T2=245 C

T3=337 C

Figure:

18/04/2007 Mass (mg): 29.1

Crucible: Kuartz Carrier gas: N2 - Coeff. : 1Experiment: VK-FQ-Ar55 18.04.2007


90

Şekil 10.11. X6 numune grubunun TGA ve türev termogramı

Şekil 10.12. K numune grubunun TGA ve türev termogramı

0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 800.040.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

110.0

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

Temp [°C]

WtC

hng

(bQ

)

[

%]

d(WtC

hng)/d(Temp) (b

Q

) [_uninit_]

% 80 Yün%20 Akrilik Ýþlem görmemiþ

Extrapolated Onset Analysis: 282.49 [°C] 96.289 [%]

Temp = 315.32 [°C]

WtChng = 43.134 [%]Temp = 699.9 [°C]

0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 800.010.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

110.0

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

Temp [°C]

WtC

hng

(bQ

)

[

%]

d(WtC

hng)/d(Temp) (b

Q

) [_uninit_]

Vizkon elyaf %5 AR 022

Temp = 332.77 [°C]


WtChng = 15.045 [%]Temp = 699.84 [°C]

91



0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 800.040.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

110.0

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Temp [°C]

WtC

hng

(bQ

)

[

%]

d(WtC

hng)/d(Temp) (b

Q

) [_uninit_]

%20 Yün %80 Akrilik Islemsiz


Temp = 323.01 [°C]

WtChng = 47.126 [%]Temp = 699.71 [°C]

0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 800.040.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

110.0

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

Temp [°C]

WtC

hng

(bQ

)

[

%]

d(WtC

hng)/d(Temp) (b

Q

) [_uninit_]

%20 Yün %80 Akrilik% 20 AR 022 (2)

EndRegion2


Temp = 292.63 [°C]

WtChng = 46.404 [%]Temp = 699.95 [°C]

92

Şekil 10.15. X24 numune grubunun TGA ve türev termogramı Şekil 10.16. X10 numune grubunun TGA ve türev termogramı

0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 800.040.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

110.0

-1.2

-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

Temp [°C]

WtC

hng

(bQ

)

[

%]

d(WtC

hng)/d(Temp) (b

Q

) [_uninit_]

% 100 Akrilik%5 A2 022


WtChng = 46.218 [%]Temp = 698.04 [°C]

Temp = 315.28 [°C]

0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 800.030.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

110.0

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

Temp [°C]

WtC

hng

(bQ

)

[

%]

d(WtC

hng)/d(Temp) (b

Q

) [_uninit_]

%80 Yün %20 Akrilik% 20 AR 022

Temp = 291.79 [°C]


WtChng = 38.944 [%]Temp = 699.81 [°C]

93

Şekil 10.17. X16 numune grubunun TGA ve türev termogramı Şekil 10.18. D numune grubunun TGA ve türev termogramı

0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 800.020.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

110.0

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

Temp [°C]

WtC

hng

(bQ

)

[

%]

d(WtC

hng)/d(Temp) (b

Q

) [_uninit_]

Islem görmemis yeni Zel yünü

Temp = 321.12 [°C]


WtChng = 22.992 [%]Temp = 699.89 [°C]

0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 800.010.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

110.0

-1.4

-1.2

-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

Temp [°C]

WtC

hng

(bQ

)

[

%]

d(WtC

hng)/d(Temp) (b

Q

) [_uninit_]

Viskon +AR 22 Daldirma

Temp = 202.12 [°C]

Temp = 326.6 [°C]

Temp = 400.12 [°C]




WtChng = 10.97 [%]Temp = 699.88 [°C]

94


320

322

324

326

328

330

332

334

336

338

Boz

unm

a Sı

caklık

ları

A B C D KNumune Grupları

Şekil 10.20. Viskon kumaş numune gruplarının bozunma sıcaklıkları

0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.020.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

110.0

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

0.1

Temp [°C]

WtC

hng

(bQ

)

[

%]

d(WtC

hng)/d(Temp) (b

Q

) [_uninit_]

%100 YZ Yünü %2 AR 022


WtChng = 21.69 [%]Temp = 675.21 [°C]

Temp = 313.82 [°C]

95

275

280

285

290

295

300

305

310

315

320

325B

ozun

ma

Sıca

klığı

X6 X10 X11 X15 X16 X18Numune Grupları

Şekil 10.21. Yün akrilik karışımı numune gruplarının bozunma sıcaklıkları

10.4 Haslık Karakterizasyonu

Bölüm 7.3.’ de anlatılan yöntemle hazırlanan numune grupları anlatıldığı gibi haslık

testine tabi tutulmuştur. Kaplama yapılan viskon kumaşa kullanım amacına bağlı

olarak farklı yıkama koşulları uygulanmaktadır. Yıkama esnasında karşılaşılabilecek

bir sorun olan haslık değerini incelemek amacıyla haslık testi yapılmıştır. Haslık testi

sonucunda herhangi bir sorunla karşılaşılmayacağını göstermiştir. Sadece borik asitli

numune grubundan suya hafif bir renk geçişi olmuş fakat bu durum test elyafına

yansımamıştır.

96

Resim 10.10. A numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu

Resim 10.11. A numunesinin haslık deneyi test kumaşı sonucu

97

Resim 10.12.B numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu

Resim 10.13. B numunesinin haslık deneyi test kumaşı sonucu

98

Resim 10.14. C numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu

Resim 10.15. C numunesinin haslık deneyi test kumaşı sonucu

99

Resim 10.16. D numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu

Resim 10.17. D numunesinin haslık deneyi test kumaşı sonucu

100

Resim 10.18. E numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu

Resim 10.19. E numunesinin haslık test kumaşı sonucu

101

Resim 10.20. F numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu

Resim 10.21. F numunesinin haslık deneyi test kumaşı sonucu

102

Resim 10.22. G numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu

Resim 10.23. G numunesinin haslık test kumaşı sonucu

103

Resim 10.24. K numunesinin haslık deneyi çözelti sonucu

Resim 10.25. K numunesinin haslık deneyi test kumaşı sonucu

104

10.5 Hidrofilite Karakterizasyonu

Bir tekstil prosesinde kullanılan su veya sulu çözelti yüzey aktif madde ihtiva

ediyorsa yüzey gerilimi düşeceğinden, tekstil malzemesinin bu sulu sistemle

ıslanması ve böylece muamelesi kolaylaşır. Yüzey aktif maddelerin ıslanmayı

kolaylaştırmaktan başka bir biri içinde çözünmeyen veya çok güç çözünen iki sıvıdan

birinin diğeri içinde dağılmasını sağlama (emülsiye etme), katı/sıvı’dan oluşan

dispers sistemlerin koagüle olmadan kolloid halde kalmasını sağlama (kolloid

koruma), tekstil yüzeyi üzerindeki kir ve yabancı maddeleri uzaklaştırma

(temizleme) boyaların çözünmesini kolaylaştırma (çözme), tekstil malzemesini

sararak boyaların life hızlı nüfuzunu önlemek ve böylece düzgün boyamalar elde

etme (egalize ve geciktirme), tekstil malzemesine yumuşaklık kayganlık verme gibi

çok çeşitli fizikokimyasal etkileri vardır. Bu özellikleri kaybetmemek amacıyla

viskon kumaşa çeşitli numune gruplarında temas açısı ölçümü yapılmıştır. Tüm

numune gruplarında hidrofilik bir yapı olduğu gözlenmiştir . On dakika süre ile

oksijen plazma uyguladığımız numune grubunun daha hidrofilik olduğu rahatlıkla

gözlemlenmistir. Ölçüm esnasında tüm numunelerin temas açısı çok çok küçük

olduğundan net olarak alınamamıştır sadece gözlemlere dayalı olarak geliştirilmiştir.

Resim 10.26 D numune grubunun temas açısı ölçümü

105

Resim 10.27. E numune grubunun temas açısı ölçümü

Resim 10.28. G numune grubunun temas açısı ölçümü

10.6 Nem Tayini

Tekstil liflerindeki nem miktarları, mamulün üretimi sırasında uygulanan işlemlerin

düzgünlüğü ve verimi açısından istenmeyen olumsuzluklarla karşılaşmamak için bazı

sınırlar arasında tutulmalıdır. Elyaf türüne göre nem alma miktarlarının değişiklik

göstermesinin sebebi liflerin molekül dizilişlerindeki ve polimerizasyon

derecelerindeki farklılıklardır. Liflerin molekül dizilişlerine baktığımızda amorf

106

bölge oranı fazla olan liflerin kristalin bölge oranı fazla olan liflere göre nem alma

miktarlarının attığı görülür. Amorf bölgelerde moleküller arasında düzgün bir

sıralanış olmadığından molekül zincirleri arasındaki boşlukların kristalin bölgelere

göre daha fazla olması ve kristalin bölgelerdeki moleküllerin birbirlerine hidrojen

bağlarıyla bağlanması amorf bölgelerin nem almaya daha yatkın olduğunu gösterir.

Polimerizasyon derecesinin yüksek olması da nem alma miktarını artıracaktır.

Polimerizasyon derecesinin artmasıyla su molekülleri daha fazla bağ yapma şansı

bulacağından elyaf bünyesine daha fazla su girebilecektir.

A

B

C

D

E

FG

K X11 X15X16 X18 X1O

X24

X6

0,00%

1,00%

2,00%

3,00%

4,00%

5,00%

6,00%

7,00%

8,00%

A B C D E F G K X11 X15 X16 X18 X1O X24 X6

NUMUNE grupları

NEM

DEĞ

ERİ

,%

Şekil 10.22. Numune gruplarının nem değeri

107

11. SONUÇ VE ÖNERİLER

Gelişen tekstil endüstrisinde her geçen gün müşteri ihtiyaçları artmaktadır ve her

üründe kullanım yerlerine göre çeşitli özellikler kazandırılması gereği

duyulmaktadır. Yanmaz özellikli tekstil ürünü kullanılması askeriye, havacılık, ev

tekstili, uzay personeli gibi giderek artan oranlarda ihtiyaç haline gelmiştir. Akrilik,

yün ve viskon elyafları günlük tekstil ürünlerinde % 80 oranında kullanımı

bulunmaktadır. Yaygın olarak kullanılan bu ürünlerde yanmazlık özelliği

kazandırılması bu çalışmada hedeflenmiştir. Bu amaçla yapılan çalışmada; alev

geciktirici olarak borik asit, organofosfor, trimetilborat kullanılmıştır. Teknik olarak

plazma polimerizasyon yöntemi, kimyasal uygulamada absorpsiyon (çektirme) ve

emdirme kurutma (pad dry) yöntemi kullanılmıştır. Hazırlanan numune gruplarının

karakterizasyonu aşamasında; termal özelliklerinin belirlenmesi için

termogravimetrik analiz (TGA), kaplama yüzeylerinin karakterizasyonunda taramalı

elektron mikroskobu (SEM), yanma özelliklerinin belirlenmesi için ise limit oksijen

indisi (LOİ), ve kimyasal uygulama sonucunda ürünün haslık özelliklerinin

görülmesi için haslık testi ve suya karşı davranışını belirlemek için temas açısı

ölçümü, mamulün üretimi esnasındaki çalışma performansının değerlendirilmesi için

nem tayini yapılmıştır.

Numune gruplarına uygulanan LOİ testi sonuçlarında alev geciktiricilerin tamamının

akrilik, yün ve viskon kumaşa alev dayanımını arttırdığı aynı yöntemle uygulanan

alev geciktiriciler içinde en iyi sonucu borik asitin verdiği görülmüştür. Yine aynı

alev geciktiricilerin uygulanmasında emdirme kurutma (pad dry) yönteminin alev

geciktirmeye büyük ölçüde etkisi olduğu görülmüştür. Aslan ve Özkaya [47],

yaptıkları çalışmada kimyasal madde nüfuzu için kullanılan yöntem olarak emdirme

(daldırma) yönteminin çok iyi sonuç verdiğini saptamışlardır. Takviyesiz saf

viskonun LOİ değeri 18,8 iken, emdirme kurutma yöntemi ile borik asit uygulanması

ile 55 değerinin üstüne yükselmiştir, buna karşılık aynı yöntem ile organofosfor

uygulaması sonucunda 27,91’e yükselmiştir.

108

30 dakika trimetilborat plazması sonucunda ise bu değer 20,8 olarak bulunmuştur.

Viskon kumaşa üç dakika argon plazması uygulandığında 28,25’e yükselmişken, üç

dakika oksijen plazması uygulanmasında 28,9’a yükseldiği görülmüştür. Akovalı ve

Takrouri [50], poliester kumaşa düşük sıcaklıkta oksijen plazması uygulanması ile

kumaşın erimeye karşı iyi bir dayanım gösterdiğini geliştirmişlerdir.

Viskon kumaşa absorpsiyon çektirme yöntemine göre uygulanmasında %5

organofosfor uygulaması sonucunda ise 20,35 değeri elde edilmiştir. %50 akrilik

%50 yun saf hali LOİ değeri 18,7 iken çektirme (absorpsiyon) yöntemine göre

uygulanan %20 organofosfor uygulaması sonucunda 19,75 değerine ulaşılmıştır.

%20 akrilik %80 yun saf hali LOİ değeri 19,25 iken çektirme (absorpsiyon)

yöntemine göre uygulanan %20 organofosfor uygulaması sonucunda 19,7 değerine

ulaşılmıştır. %80 akrilik %20 yun saf hali LOİ değeri 17,7 iken çektirme

(absorpsiyon) yöntemine göre uygulanan %20 organofosfor uygulaması sonucunda

20,65 değerine ulaşılmıştır. %100 yün saf hali LOİ değeri 20,2 iken çektirme


21,47 değerine ulaşılmıştır. %100 akrilik saf hali LOİ değeri 18,55 iken çektirme


19,15 değerine ulaşılmıştır. Levan ve Tran [48], çalışmalarında alev geciktiricilik

kimyasalların yükleme derecelerinin bir fonksiyonudur sonucuna varmışlardır.

TGA termogramlarından alınan bozunma sıcaklığı değerleri karsılaştırıldığında borik

asit esaslı alev geciktirici ilavesi ile bozunma sıcaklığı değeri 326 oC’ den 330 0C’ ye

arttığı görülmüştür. Ayrıca argon plazma uygulaması sonucunda malzemenin

bozunma sıcaklığını arttırmıştır denebilir. Borik asit esaslı alev geciktirici ve argon

plazması bir arada uygulanması ile bozunma sıcaklığı 337 oC’ ye yükselmiştir. Fakat

organofosfor ve on dakika oksijen plazması beraber uygulandığında bozunma

sıcaklığını 264 oC düşürmüş çektirme (absorpsiyon) yöntemi ile uygulanan

organofosfor 332 oC arttırmıştır.

% 100 yün elyafın bozunma sıcaklığı 321 oC iken çektirme (absorpsiyon) yöntemine

göre %2 oranında uygulanan alev geciktirici bu sıcaklığı 313 oC’ye düşürmüştür.

109

%80 akrilik %20 yün karışımında çektirme (absorpsiyon) yöntemine göre %20

oranında organofosfor uygulaması sonucunda bozunma sıcaklığı 323 oC’den 292 oC’ye düşüş göstermiştir.

Uygulanan alev geciktirici ve plazma polimerizasyonun SEM mikrograflarından,

oksijen plazmanın yüzeyi etkin olarak aktifleştirdiği, emdirme kurutma (pad dry)

yöntemi ile kaplanan numune gruplarının kaplamasının çektirme (absorpsiyon)

metoduna göre yapılan kaplamadan daha başarılı olduğu görülmüştür. Borik asitle

emdirme kurutma (pad dry) yöntemi ile kaplanan numune grubunun SEM

mikrografları sonucunda malzemede az miktarda yıpranma olduğu görülmektedir.

Nem tayini sonuçlarından saf viskonun %7,48 neme sahip olduğu görülmektedir,

Amorf bölgelerde moleküller arasında düzgün bir sıralanış olmadığından molekül

zincirleri arasındaki boşlukların kristalin bölgelere göre daha fazla olması ve kristalin

bölgelerdeki moleküllerin birbirlerine hidrojen bağlarıyla bağlanması amorf

bölgelerin nem almaya daha yatkın olduğunu gösterir, bu değer pad dry yöntemi ile

borik asit uygulaması ile %2,47’ e düşmüştür. Polimerizasyon derecesinin yüksek

olması da nem alma miktarını artıracaktır. Polimerizasyon derecesinin artmasıyla su

molekülleri daha fazla bağ yapma şansı bulacağından elyaf bünyesine daha fazla su

girebilecektir. Aynı malzeme argon plazma ile aktifleştirildikten sonra nem değeri

artmış %4,35 olmuştur. Viskon kumaş organofosfor ile emdirme kurutma (pad dry)

yöntemi sonucunda %1,57 olarak bulunmuştur. Malzemeye emdirme kurutma (pad

dry) ile organofosfor uygulaması yapıldıktan sonra ayrı olarak oksijen plazma ve

argon plazma uygulaması sonucunda büyük oranda nem farkı görülmüştür, oksijen

plazmanın nem değeri çok düşük çıkmıştır.

Haslık testi sonuçları incelendiğinde viskon kumaşa emdirme kurutma (pad dry)

yöntemi ile borik asit uygulanan numune haslık testinin çözeltisine bir miktar rengini

vermiş fakat bu miktar test kumasında etkili olacak miktarda olmadığı

görünmektedir, borik asit ile uygulamanın yanında argon plazmaya tabi tutulan

viskon kumaş haslığı daha iyi bir sonuç vermiştir, bunun kaynağı plazma ile

kimyasalın uygulanmasında daha iyi mıgrasyon olması söylenebilir. Oksijen plazma,

110

borik asidin emdirme kurutma (pad dry) ile uygulanmasında oksijen plazma

süresinin uzun tutulmasının olumlu etki gösterdiği acıktır. Viskon kumaşa

organofosfor alev geciktirici uygulandığında ise haslık durumunda tekstil

materyalinin kullanım çok iyi direnç gösterdiğini kanıtlamaktadır. Çektirme

(absorpsiyon) ve emdirme kurutma (pad dry) yönteminin haslık değerine göre

değerlendirilmesi yapıldığında çektirme (absorpsiyon) yönteminin daha olumlu

sonuç verdiği görülebilmektedir.

Temas açısı ölçümü yapılan numunelerin hiçbirinde net bir ölçüm alınamamıştır.

Bunun sebebi tüm viskon içerikli numune gruplarının hidrofilik yapı olmasından

kaynaklanmaktadır. Ancak on dakika oksijen ile plazma polimerizasyona tabi tutulan

numunenin diğer numune grupları içerisinde daha etkin hidrofilik yapı

gözlemlenmiştir. Bunun sebebi plazma ile oksijen polimerizasyonunda radikalik

grupların oluşturulmasıdır. Tekstil prosesinde kullanılan su veya sulu çözelti yüzey

aktif madde ihtiva ediyorsa, tekstil malzemesinin bu sulu sistemle ıslanması ve

böylece muamelesi kolaylaşır, tekstil yüzeyi üzerindeki kir ve yabancı maddeleri

uzaklaştırma (temizleme) boyaların çözünmesini kolaylaştırma (çözme), tekstil

malzemesini sararak boyaların life hızlı nüfuzunu önlemek ve böylece düzgün

boyamalar elde etme (egalize ve geciktirme), tekstil malzemesine yumuşaklık

kayganlık verme gibi çok çeşitli fizikokimyasal etkilerinden dolayı tekstil sektörü

için olumlu sonuçlar elde edilmiştir.

Tekstil malzemelerinin alev dayanımının geliştirildiği çalışmada LOİ test metodu

kullanılmıştır. LOİ değerleri ölçümünde sabit akış hızı kullanılmıştır. Sabit akış

hızında çalışmada maksimum değerin üzerinde sonuç alınamadığı durumda, akış

hızının değiştirilerek LOİ değeri ölçümüne gidilebilir. Ayrıca, deney numunelerinden

alınan çok küçük örneklerle analiz yapan TGA yöntemi yerine numunenin bütününü

analiz edebilecek bir termal karakterizasyon yöntemi olan dinamik mekanik

analizleyici (DMA) kullanımı daha sağlıklı sonuçlar almayı sağlayabilir.

111

KAYNAKLAR

1. Duygu Kısakürek, “Yanmaya Dayanıklı Polimerler”, XVII Ulusal Kimya Kongresi, Ç-20 (2003).

2. Kurbanlı, R., “Boya ve Tekstil Kimyası ve Teknolojisi” , Selçuk Üniversitesi

Mühendislik Fakültesi, Konya, 103-105 (2002). 3. Foreword. Handbook of Flame Retardant Chemicals and Fire Testing Services,

Technomic Publishing Company, Inc. Pennsylvania, USA, (1988). 4. Raether, L.O., Kidder, R.C., "The Market For Flame Retardants in the U.S.A

Current Analysis". Handbook of Flame Retardant Chemicals and Fire Testing Services, Technomic Publishing Company, Inc. Pennsylvania, USA, 1-5 (1988).

5. Kanık M, “Tekstil Boyacılığı”, Literatür Yayın, 104-110, (1994).

6. Yakartepe M., Yakartepe Z. ” Tekstil Terbiye Teknolojisi” , OGÜ Kitabevi, 211- 223, (1995).

7. Bird C.L, “The Theory and Practice of Wool Dyeing”, Morrow Company, 60-105

(1972). 8. Dabanoviç K, “Yün iplik teknolojisi”, Sagem Eğitim Yayınları, 98-104 (1993).

9. Weill, E.D., “Flame Retardancy of Polymeric Materials”, Marcel Dekker İnc.,

New York, 3-7 (1975). 10. Jarecki, L. , “New Fibres in Western Europe” , Tekstile Int., Amer, 50-60,

(1988). 11. Alkan, F., “Terbiyede Maliyet Hesabı” Bitirme Projesi, Çukurova Üniversitesi,

Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, , Adana, 64-67, (2004). 12. Karak, F., “Yünün Terbiyesi ve Apresi ”, Çukurova Üniversitesi Mühendislik--

Mimarlık Fakültesi, Adana ,90-96, ( 2004). 13. Bozkar, K., “Terbiyede Maliyet Hesabı”, Çukurova Üniversitesi Mühendislik-

Mimarlık Fakültesi, , Adana, 25-27 (2004). 14. Kara, N., “Yünün İşlemleri ” , Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık

Fakültesi, Adana, 89-90, (2004). 15. Çiftci A., “Tekstil Boyama ve Baskısında Kullanılan Yardımcı Maddeler”

Sümer Yayın, Bursa , 2-5, (1996).

112

16. Doğan H., “Tekstil Endüstrisinde Kullanılan Boyarmadde ve Tekstil Yardımcı Maddelerinin İncelenmesi”, Gelbim Yayınevi, İstanbul, 6-7, (2003).

17. Tikyeli F. “ Tekstil Endüstrisinde Kullanılan Kimyasal Maddeler ve Yardımcı

Kimyasal Maddeler” , Sütçü İmam Üniversitesi, Kahramanmaraş, 32-35, (2004).

18. İnternet: ‘‘Yangın Yalıtımı’’, http://www.izoder.org.tr/docs/yangin_yalitimi.pdf

(2006). 19. Saçak, M., “Polimer Kimyası”, Gazi Kitabevi, Ankara, 85-89, 221-224, 275-297,

393-397 (2002). 20. Günaydın, S., “Yangına Karsı Güvenli Kablolar”, 3 E Dergisi, Ağustos, 123,

(2004). 21. Shui-yu Lu, Ian hamerton., “Recent developments in the chemistry of halojen-

free flame retardant polymers”., Progress In Polymer Science, 27:1661-1712 (2002).

22. Ex.Ed. Bikales, N.M., “Encyclopedia of Polymer Science and Technology

Plastics, Resins, Rubbers, Fibers”., John Wiley and Sons Inc., USA,7:1-64 (1967).

23. Kutlu B. , “Isıya Dayanıklı ve Isıdan Koruyucu Giysilerin Termal Analizi ve

Performans Özelikleri”, Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, 6, 41, 48, 49 (2002).

24. Lu, S.Y. , “Recent Developments In The Chemistry of Halogen Free Flame

Retardant Polymers”, Prog-Polym. Science, 27, 1661–1712 (2002). 25. Kracklauer J. In: Lewin M., Atlas SM., Pearce EM., editors. “Flame Retardant

Polymeric Materials”, New York: Plenum Pres, 115-118, (1978). 26. Lewin M. “Flame Retardancy of Polymeric Materials”. Chem Oggi – Chem

Today, 6–7, 15, 41 (1997). 27. American Society for Testing and Materials, “D 2863-00 Standart Test Method

for Measuring the Minimum Oxygen Concentration to Support Candle-like Combustion of Plastics (oxygen Index)“, ASTM International, 452-464 (2000).

28. Kandola BK., Harrock AR.,” Complex Char Formation In Flame Retardant

Fıber/Intumescent Combinations : Physical and Chemical Natura of Char, Textile Res J, 69 ,374–81 (1999).

113

29. Kutlu B., “Isıya Dayanıklı ve Isıdan Koruyucu Giysilerin Termal Analizi ve Performans Özelikleri”, Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, 6, 41, 48, 49 (2002).

30. A. Grill, ‘Cold Plasma in Materials Fabrication, IEEE Press’, Piscataway,3-7,16-

19 (1993). 31. F., Denes, “ Synthesis and Surface Modification by Macromolekuler Plasma

Chemistry” Trip ,23-31 (1997). 32. E. Johnston and B. D. Ratner ‘Surface Characterization of Plasma Deposited

Organic Thin Films’ J. of Electron Spect. and Related Phenomena, , 81, 303-317 (1996).

33. Z.-F. Li and A. N. Netravali ‘Surface Modification of UHSPE Fibers Through

Allyamine Plasma Deposition. II. Effect on Fiber and Fiber/Epoxy İnterface’ J. Appl. Polym. Sci., 44, 333-346 (1992).

34. I. Langmuir, ‘The Interaction of Electron and Positive Ion Space Charges in

Cathode Sheaths’ Phys. Rev., 33, 954-989, (1989). 35. N. Inagoki, Ph. D, “Plasma Surface Modification and Plasma Polymerization”,

U.S.A, 1-21 (1996). 36. Togrul, T., “İnstrümental Analiz”, Editör, Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi

Kimya Mühendisligi Bölümü, 101-117 (1995). 37. Skoog, D.A., Holler, F.J., Nieman, T.A., “Principles of Instrumental Analysis 5th

ed.”, Saunders College Publishing, London, 798-808, 546-553 (1998). 38. İnternet: ‘‘Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM)’’, http://www.istanbul.edu.-

tr/eng/metalurji/sem.htm (2006). 39. Song, L., Hu, Y., Lin, Z., Xuan, S., Wang, S., Chen, Z., Fan, W.,“Preparation and

properties of halogen-free flame-retadded polyamide 6/organoclay nanocomposite”, Polimer Degradation and Stability, 86:535-540 (2004).

40. Lecoeur, E., Vroman, I., Bourbigot, S., Lam, T.M., Delobel, R., “Flame

Retardant formulations for cotton”, Polimer Degradation and Stability,74: 487-492 (2001).

41. Xu, H., Deng, X., “Preparation and properties of superfine Mg(OH)2 flame

retardant”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 16:488-492 (2006).

114

42. Sain, M., Park, S.H., Suhara, F., Law, S., “Flame retardant mechanical properties of natural fibre-PP composites containing magnesium hydroxide”, Polimer Degradation and Stability, 83: 363-367 (2004).

43. Fernandes, Jr, V.J., Araujo, A.S., Fonseca, V.M., Fernandes, N.S., Silva, D.R.,

“Thermogravimetric evaluation of polyester/sisal flame retarded composite”, Thermochimica Acta, 392-393: 71-77 (2002).

44. Martin, C., Hunt, B.J., Ebdon, J.R., Ronda, J.C., Cadiz, V., “Synthesis,

crosslinking and flame retardance of polymers of boron-containing difunctional styrenic monomers”, Reactive & Functional Polymers, 88-96, (2006).

45. Baysal, E., “Borlu Bilesikler Ve Dogal Sepi Maddeleriyle Emprenye Edilen

Sarıçam Odununun Yanma Özellikleri”, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 19 (1-2): 59-69 (2003).

46. Garba, B., “Effect of zinc borate as flame retardant formulation on some tropical

woods”, Polimer Degradation and Stability, 64: 517-522 (1999). 47. Aslan, S., Özkaya, K., “Farklı Kimyasal Maddelerle Emprenye Edilmis Ahsap

Esaslı Levhaların Yanma Mukavemetinin Arastırılması”, Süleyman Demirel Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 1302-7085:122-140 (2004).

48. LeVan S.L., Tran, H.C., “The role of boron in flame-retardant treatments”,

Forest Products Research Society, 39-41 (1990). 49. Liu, S., Ye, H., Zhou, Y., He, J., Jiang Z., Zhao, J., Huang, X., “Study on flame

retardant mechanism of polycarbonate containing sulfonatesilsesquioxane- fluoro retardants by TGA an FTIR”, Polimer Degradation and Stability, 91: 1808-1814 (2006).

50. Khas. H., ‘‘Department of Tekstile Techology, Indian of Techology’’, New

Delhi, İndia, 222-289, (1998). 51. Schartel B., ‘‘Pyrolysis combustion flow calorimeter: A tool to assess flame

retarded PC/ABS materials’’, Hughes Technical Center, Germany, 78-82, (2007).

52. Kasih T., ‘‘Poly(methyl methacrylate) Films Deposited via Non-Equilibrium

Atmospheric Pressure Plasma Polymerization Using Argon as Working Gas’’, Plasma Process, Japan, 81-88, (2007).

115

EKLER

116

EK-1. Örnek oksijen indisi değeri hesaplaması

A numune grubu için örnek hesaplama: tutuşturma işlemi olarak EK-3’de belirtilen A işlemi uygulanmıştır. ASTM D 2863-00‘da belirtilen yönteme göre testler gerçekleştirilir. Burada X tepkisi olumsuz, yani malzemenin 180 saniye sonunda yanmaya devam ettiğini, O tepkisi olumlu, yani malzemenin 180 saniye içerisinde söndüğünü gösteriyor. Çizelge 1.1. ≤ %1 (V/V) O2 konsantrasyonu aralığında, bir çift “X” ve “O” tepkisi için oksijen konsantrasyonu tayini Oksijen konsantrasyonu, % (V/V)

21 20 19 18

Yanma süresi, s 23 46 77 >180Yanan uzunluk, mm Tepki (“X” veya “O”) x x x o

Bir çift için “O” tepkisinin oksijen konsantrasyonu: %18 (V/V) (Bu konsantrasyon, %0.2 ardışık değişimlerle yapılacak ilk ölçüm için tekrar kullanılacak olan konsantrasyondur) Çizelge 1.2. Oksijen indisi tayini (Oksijen konsantrasyonunda ardışık değişimler için kullanılan adım büyüklüğü: %0,2 (V/V))

NL serisi ölçümleri NL serisi ölçümleri cf

Oksijen konsantrasyonu, % (V/V)

18 18,2 18,4 18,6 18,8 18,6 18,8 19 18,8

Yanma süresi, s >180 >180 >180 >180 87 >180 >180 67 >180

Yanan uzunluk, mm

Tepki (“X” veya “O”) O o o o x o o x o Sütun (2, 3, 4 veya 5) :5 , Satır (1 – 16) : 3, k değeri :, Sonuç: k = 0,38

NL: %0.2 adım büyüklüğünde ilk farklı sonucun elde edilinceye kadar yapılan oksijen konsantrasyonu denemeleri, cf : son deney numunesi için uygulanan oksijen konsantrasyonu, d: adım büyüklüğü ve k: Dixon’ un “alt - üst” metoduna göre yapılan tayinlerden oksijen indisi konsantrasyonu hesaplamak için kullanılan bir faktördür ve son beş ölçümün sonucuna göre standartta belirtilen çizelgeden (EK-3) bulunur.

OI = cf + kd = 18,8 + (0,38x 0,2) =%18,8 (OI’ nın kaydedilmesi için virgülden sonra bir basamak veriliyorsa) =% 18,8 (d’ nin doğrulanması ve hesaplanması için, virgülden sonra iki basamak veriliyorsa)

117

EK-1. (Devam) Örnek oksijen indisi değeri hesaplaması Çizelge 1.3. Oksijen konsantrasyonunda, adım büyüklüğü %d’ nin doğrulanması

Oksijen konsantrasyonu, % (V/V) Son altı sonuç ci1) OI ci - OI (ci – OI)2 cf 1 18,8

18,88

-0,076

0,005776

2 19 18,88

0,124

0,015376

3 18,8 18,88

-0,076

0,005776

4 18,6 18,88

-0,276

0,076176

5 18,8 18,88

-0,076

0,005776

n 6 18,6 18,88

-0,276

0,076176

Toplam Σ (ci – OI)2 = 0,1851 1) ci sütunu, cf ölçümleri ve n = 6 için yapılan beş ölçmenin her biri için uygulanan oksijen konsantrasyonlarını ihtiva eder.

Standard sapmanın bulunması: 2/12

1)(⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−Σ

=n

OIciσ 189,0518,0 2/1

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

12,0

32

=σ

d = 0,2 28,02

3=

σ 2

33

2 σσ<< d OI geçerlidir.

Aksi takdirde d>3

2σ ise, daha büyük d değerleri ile veya d<2

3σ ise, daha küçük d

değerleri ile işlemler tekrarlanır. Gerektiğinde, adım büyüklüğünde değişiklikler yapılarak yukarıdaki doğrulama şartları sağlanıncaya kadar işleme devam edilir.

118

Malzeme : 1 2 3 4 5

21 20 19 1823 46 77 >180x x x o

≤%1 (V/V) O2 konsantrasyonu aralığında bir çift için “O” tepkisinin oksijen konsantrasyonu : %18(V/V)

1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 18 18,2 18,4 18,6 19 18,8 18,6 18,8 19 18,8

>180 >180 >180 >180 67 67 >180 >180 67 >1800 0 0 0 x x o o x o

k değeri : 0,38OI = cf + kd = 18,88 18,88%

Oksijen konsantrasyonunda, adım büyüklüğü %d’ nin doğrulanması

0,19

< d < <d<

0,12826 < 0,2 < 0,29 OI Değeri geçerlidir

1) ci sütunu, cf ölçümleri ve n = 6 için yapılan beş ölçmenin her biri için uygulanan oksijen konsantrasyonlarını ihtiva eder.

Standard sapmanın bulunması

0,192382951

0,076176Toplam S (ci – OI)2

6 18,6 18,88 -0,276

0,0153760,005776

0,0057764 18,65 18,8 18,88 -0,076

18,88 0,0761763 18,8 18,88 -0,076

-0,276

OI CI-OI

2 19 18,88 0,124


0,005776SON ALTI SONUÇ CIA

1 18,8 18,88 -0,076

Satır (1 – 16) :3

EK-2. Numune gruplarının oksijen indisi değerlerinin hesaplanması

Yanma süresi, s

A

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')

%O2 Konsantrasyonu,% V/V

NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :5

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

119

Malzeme : 1 2 3 4 520 30 40 50 55

>180 >180 >180 >180 >180

O O O O O


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V)

k değeri :OI = cf + kd = 0,00 0,00%


0

<d<

0 < 0,2 < 055 inde üstünde büyük değer çıkmıştır; OI Değeri geçerlidir



0

0Toplam S (ci – OI)2

6 0 0,00 0

00

04 05 0 0,00 0

0,00 03 0 0,00 0

0

OI CI-OI

2 0 0,00 0


0SON ALTI SONUÇ CIA

1 0 0,00 0

Satır (1 – 16) :

EK-2. (Devam) Numune gruplarının oksijen indisi değerlerinin hesaplanması

Yanma süresi, s

B

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

120

Malzeme : 1 2 3 4 520 30 40 50 55

>180 >180 >180 >180 >180

O O O O O


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V)

k değeri :OI = cf + kd = 0,00 0,00%


0

<d<0 < 0,2 < 0

55 inde üstünde büyük değer çıkmıştır; OI Değeri geçerlidir



0

0Toplam S (ci – OI)2

6 0 0,00 0

00

04 05 0 0,00 0

0,00 03 0 0,00 0

0

OI CI-OI

2 0 0,00 0


0SON ALTI SONUÇ CIA

1 0 0,00 0

Satır (1 – 16) :


Yanma süresi, s

C

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

121

Malzeme : 1 2 3 4 520 21 25 27 28

>180 >180 >180 >180 86

O O O O X


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 28 27,8 27,8 28 27,8 27,6 27,8

98 >180 >180 87 64 90 100

X O O X X X X

k değeri : 0,6OI = cf + kd = 27,92 27,92%


0,16

<d<0,11866 < 0,2 < 0,27

OI Değeri geçerlidir



0,177988764


6 28 27,92 0,08

0,10240,0144

0,01444 285 27,8 27,92 -0,12

27,92 0,00643 27,8 27,92 -0,12

0,08

OI CI-OI

2 27,6 27,92 -0,32



1 27,8 27,92 -0,12

Satır (1 – 16) :1


Yanma süresi, s

D

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :2

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

122

Malzeme : 1 2 3 4 528 29

>180 56

O X


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 28 28,2 28,4 28,2 28 28,2 28 28,2

56 >180 88 >180 29

O O X X O X O X

k değeri : 0,46OI = cf + kd = 28,29 28,29%


0,2

< d < <d<

0,13479 < 0,2 < 0,3


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :3


Yanma süresi, s

E

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')

Satır (1 – 16) :6



1 28,2 28,29 -0,092OI CI-OI

2 28 28,29 -0,292

0,0852643 28,2 28,29 -0,092

-0,292

0,0852640,008464

0,0084644 285 28,2 28,29 -0,092

28,29


6 28,2 28,29 -0,092



0,202180118


2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

123

Malzeme : 1 2 3 4 527 29 30

>180 >180 98

O O X


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 29 29,2 29 29,2 29 29,2 29

>180 100 >180 48 >180 88 82

O X O X O X X

k değeri : -0,02OI = cf + kd = 29,00 29,00%


0,12

< d <0,10537 < 0,2 < 0,24




0,158048094


6 29,2 29,00 0,204

0,0416161,6E-05

1,6E-054 29,25 29 29,00 0,004

29,00 0,0416163 29 29,00 0,004

0,204

OI CI-OI

2 29,2 29,00 0,204


1,6E-05SON ALTI SONUÇ CIA

1 29 29,00 0,004

Satır (1 – 16) :5


Yanma süresi, s

F

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :2

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32 σ 3σ

2

124

Malzeme : 1 2 3 4 528 29

>180 78

O X


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 28 28,2 28,4 28,4 28,2 28 28,2 28,4

>180 >180 67 89 98 >180 >180 34

0 0 X X X O O X

k değeri : -0,76OI = cf + kd = 28,25 28,25%


0,11

< d <0,10094 < 0,2 < 0,23


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :3


Yanma süresi, s

G

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')

Satır (1 – 16) :10



1 28,4 28,25 0,152OI CI-OI

2 28,2 28,25 -0,048

0,0023043 28 28,25 -0,248

-0,048

0,0023040,061504

0,0231044 28,25 28,4 28,25 0,152

28,25


6 28,2 28,25 -0,048



0,151409379


2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

125

Malzeme : 1 2 3 4 520 21

>180 56

O X



>180 24 >180 >180 43 56

O X X O O X X

k değeri : -0,17OI = cf + kd = 21,17 21,17%


0,11

<d< < d <

0,10037 < 0,2 < 0,23


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :2


Yanma süresi, s

H

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')

Satır (1 – 16) :4



1 21,2 21,17 0,034OI CI-OI

2 21,4 21,17 0,234

0,0275563 21,2 21,17 0,034

-0,166

0,0547560,001156

0,0011564 215 21,2 21,17 0,034

21,17


6 21 21,17 -0,166



0,150556302


2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

126

Malzeme : 1 2 3 4 521 20 19 18

23 46 77 >180

x x x o


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 18 18,2 18,4 18,6 18,8 18,8 18,6 18,8 19 18,8

>180 >180 >180 >180 67 67 >180 >180 67 >180

0 0 0 0 x x o o x o

k değeri : 0,38OI = cf + kd = 18,88 18,88%


0,19

< d <<d<

0,12826 < 0,2 < 0,29OI Değeri geçerlidir



0,192382951


6 18,6 18,88 -0,276

0,0153760,005776

0,0057764 18,65 18,8 18,88 -0,076

18,88 0,0761763 18,8 18,88 -0,076

-0,276

OI CI-OI

2 19 18,88 0,124



1 18,8 18,88 -0,076

Satır (1 – 16) :3


Yanma süresi, s

I

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :5

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

127

Malzeme : 1 2 3 4 519 18

102 >180

X O


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 18 18,2 18,4 18,6 18,8 18,8 18,6 18,8 19 19,2

>180 >180 >180 >180 43 65 >180 >180 >180 56

O O O O X X 0 O O X

k değeri : -1,25OI = cf + kd = 18,95 18,95%


0,35

< d <0,17764 < 0,2 < 0,4




0,266458252


6 18,6 18,95 -0,35

0,00250,0225

0,02254 18,65 18,8 18,95 -0,15

18,95 0,12253 18,8 18,95 -0,15

-0,35

OI CI-OI

2 19 18,95 0,05



1 19,2 18,95 0,25

Satır (1 – 16) :2


Yanma süresi, s

J

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :5

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

128

Malzeme : 1 2 3 4 519 20 21

>180 >180 68

0 0 X


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 20 20,2 20,4 20,2 20,4 20,6 20,4 20,2

>180 >180 98 >180 >180 50 76 >180

0 0 X O O X X O

k değeri : 0,76OI = cf + kd = 20,35 20,35%


0,14

< d <0,10972 < 0,2 < 0,25




0,164574603


6 20,2 20,35 -0,152

0,0023040,061504

0,0231044 20,45 20,2 20,35 -0,152

20,35 0,0023043 20,6 20,35 0,248

0,048

OI CI-OI

2 20,4 20,35 0,048



1 20,2 20,35 -0,152

Satır (1 – 16) :10


Yanma süresi, s

K

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :3

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

129

Malzeme : 1 2 3 4 519 20

>180 58

O X


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 19 19,2 19,4 19,6 19,6 19,4 19,6 19,8 20

>180 >180 >180 58 98 >180 >180 >180 58

O O O X X O O O X

k değeri : -1,25OI = cf + kd = 19,75 19,75%


0,36

< d <0,17764 < 0,2 < 0,4




0,266458252


6 19,4 19,75 -0,35

0,00250,0225

0,02254 19,45 19,6 19,75 -0,15

19,75 0,12253 19,6 19,75 -0,15

-0,35

OI CI-OI

2 19,8 19,75 0,05



1 20 19,75 0,25

Satır (1 – 16) :2


Yanma süresi, s

L

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :5

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

130

Malzeme : 1 2 3 4 517 18 19 20

>180 >180 >180 89

O O O X


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 19 18,8 18,6 18,4 18,4 18,6 18,8 18,6 18,8

65 56 88 >180 >180 >180 77 >180 >180

X X X O O O X O O

k değeri : -0,5OI = cf + kd = 18,70 18,70%


0,14

< d<

0,11155 < 0,2 < 0,25 OI Değeri geçerlidir



0,167332005


6 18,6 18,70 -0,1

0,010,01

0,094 18,65 18,4 18,70 -0,3

18,70 0,013 18,8 18,70 0,1

-0,1

OI CI-OI

2 18,6 18,70 -0,1



1 18,8 18,70 0,1

Satır (1 – 16) :12


Yanma süresi, s

X1

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :4

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

131

Malzeme : 1 2 3 4 520 1954 >180X O



98 >180 >180 64 58 90 >180X 0 0 X X X O

k değeri : 1,25OI = cf + kd = 18,65 18,65%


0,36

< d <0,17764 < 0,2 < 0,4




0,266458252


6 19 18,65 0,35

0,00250,0225

0,02254 195 18,8 18,65 0,15

18,65 0,12253 18,8 18,65 0,15

0,35

OI CI-OI

2 18,6 18,65 -0,05



1 18,4 18,65 -0,25

Satır (1 – 16) :2


Yanma süresi, s

X2

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :2

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

132

Malzeme : 1 2 3 4 518 19 20

>180 >180 64O O X



>180 >180 84 86 64 86 90 >180O O X X X X X O

k değeri : 1,92OI = cf + kd = 18,98 18,98%


0,45

< d <0,19954 < 0,2 < 0,45




0,299311209


6 19,2 18,98 0,216

0,0338560,000256

0,1730564 19,25 19,4 18,98 0,416

18,98 0,0466563 19 18,98 0,016

0,216

OI CI-OI

2 18,8 18,98 -0,184



1 18,6 18,98 -0,384

Satır (1 – 16) :15


Yanma süresi, s

X3

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :3

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

133

Malzeme : 1 2 3 4 521 20 1988 76 >180X X O



>180 >180 >180 54 >180 >180 86 >180O O O X X O O X O

k değeri : 0,38OI = cf + kd = 19,68 19,68%


0,19

< d <0,12826 < 0,2 < 0,29


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :4


Yanma süresi, s

X4

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')

Satır (1 – 16) :3



1 19,6 19,68 -0,076OI CI-OI

2 19,8 19,68 0,124

0,0761763 19,6 19,68 -0,076

-0,276

0,0153760,005776

0,0057764 19,45 19,6 19,68 -0,076

19,68


6 19,4 19,68 -0,276



0,192382951


2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

134

Malzeme : 1 2 3 4 519 20

>180 64O X


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 19 19,2 19,4 19,6 19,6 19,4 19,6 19,8 20

>180 >180 >180 42 54 >180 >180 >180 86O O O X X O O O X

k değeri : -1,25OI = cf + kd = 19,75 19,75%


0,36

< d <0,17764 < 0,2 < 0,4


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :3


Yanma süresi, s

X5

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')

Satır (1 – 16) :2



1 20 19,75 0,25OI CI-OI

2 19,8 19,75 0,05

0,12253 19,6 19,75 -0,15

-0,35

0,00250,0225

0,02254 19,45 19,6 19,75 -0,15

19,75


6 19,4 19,75 -0,35



0,266458252


2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

135

Malzeme : 1 2 3 4 519 20

>180 54O X



>180 >180 46 66 88 >180 >180 68O O X X X O O X

k değeri : -0,76OI = cf + kd = 19,25 19,25%


0,11

< d <0,10094 < 0,2 < 0,23




0,151409379


6 19,2 19,25 -0,048

0,0023040,061504

0,0231044 19,25 19,4 19,25 0,152

19,25 0,0023043 19 19,25 -0,248

-0,048

OI CI-OI

2 19,2 19,25 -0,048



1 19,4 19,25 0,152

Satır (1 – 16) :10


Yanma süresi, s

X6

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2,3,4 veya 5) :3

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

136

Malzeme : 1 2 3 4 520 21

>180 640 X


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 20 19,8 19,6 19,4 19,2 19,2 19,4 19,2 19,4 19,6

34 65 76 23 >180 >180 76 >180 >180 34X X X X O O X O O X

k değeri : -1,25OI = cf + kd = 19,35 19,35%


0,32

< d <0,16733 < 0,2 < 0,38


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :5


Yanma süresi, s

X7

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')

Satır (1 – 16) :7



1 19,6 19,35 0,25OI CI-OI

2 19,4 19,35 0,05

0,00253 19,2 19,35 -0,15

0,05

0,00250,0225

0,02254 19,45 19,2 19,35 -0,15

19,35


6 19,8 19,35 0,45



0,250998008


2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

137

Malzeme : 1 2 3 4 520 21

>180 84O X



74 54 87 90 >180 >180 >180 >180 64 >180X X X X O O O 0 X 0

k değeri : -0,25OI = cf + kd = 19,55 19,55%


0,24

< d <0,14453 < 0,2 < 0,33


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :5


Yanma süresi, s

X8

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')

Satır (1 – 16) :14



1 19,6 19,55 0,05OI CI-OI

2 19,8 19,55 0,25

0,02253 19,6 19,55 0,05

-0,15

0,06250,0025

0,12254 19,45 19,2 19,55 -0,35

19,55


6 19,4 19,55 -0,15



0,216794834


2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

138

Malzeme : 1 2 3 4 520 21

>180 34O X



86 >180 >180 56 67 90 >180X O O X X X O

k değeri : 1,25OI = cf + kd = 19,65 19,65%


0,36

< d <0,17764 < 0,2 < 0,4


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :2


Yanma süresi, s

X9

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')

Satır (1 – 16) :2



1 19,4 19,65 -0,25OI CI-OI

2 19,6 19,65 -0,05

0,12253 19,8 19,65 0,15

0,35

0,00250,0225

0,02254 205 19,8 19,65 0,15

19,65


6 20 19,65 0,35



0,266458252


2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

139

Malzeme : 1 2 3 4 520 21

>180 45O X



68 90 61 >180 >180 >180 54 >180 >180X X X O O O X O O

k değeri : -0,5OI = cf + kd = 19,70 19,70%


0,14

< d <0,11155 < 0,2 < 0,25




0,167332005


6 19,6 19,70 -0,1

0,010,01

0,094 19,65 19,4 19,70 -0,3

19,70 0,013 19,8 19,70 0,1

-0,1

OI CI-OI

2 19,6 19,70 -0,1



1 19,8 19,70 0,1

Satır (1 – 16) :12


Yanma süresi, s

X10

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :4

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

140

Malzeme : 1 2 3 4 520 19 17 1878 65 >180 >180X X O O



90 >180 >180 65 36 >180X O O X X O X

k değeri : -0,37OI = cf + kd = 17,73 17,73%


0,18

< d <0,12735 < 0,2 < 0,29




0,1910267


6 18 17,73 0,274

0,0158760,005476

0,0054764 185 17,8 17,73 0,074

17,73 0,0750763 17,8 17,73 0,074

0,274

OI CI-OI

2 17,6 17,73 -0,126



1 17,8 17,73 0,074

Satır (1 – 16) :3


Yanma süresi, s

X11

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :2

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

141

Malzeme : 1 2 3 4 517 18

>180 45O X



>180 >180 >180 >180 88 87 >180 56 >180 65O O O O X X O X O X

k değeri : -0,45OI = cf + kd = 17,71 17,71%


0,14

< d <0,11337 < 0,2 < 0,26


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :5


Yanma süresi, s

X12

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')

Satır (1 – 16) :6



1 17,8 17,71 0,09OI CI-OI

2 17,6 17,71 -0,11

0,01213 17,8 17,71 0,09

-0,11

0,01210,0081

0,00814 17,65 17,8 17,71 0,09

17,71


6 17,4 17,71 -0,31



0,170058813


2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

142

Malzeme : 1 2 3 4 519 18 1787 45 >180X X O


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 17 17,2 17,2 17 17,2 17 17,2

>180 43 76 >180 54 >180 >180O X X O X O O

k değeri : 0,02OI = cf + kd = 17,20 17,20%


0,12

< d <0,10401 < 0,2 < 0,23


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :2


Yanma süresi, s

X13

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')

Satır (1 – 16) :5


1,6E-05SON ALTI SONUÇ CIA

1 17,2 17,20 -0,004OI CI-OI

2 17 17,20 -0,204

0,0416163 17,2 17,20 -0,004

-0,204

0,0416161,6E-05

1,6E-054 175 17,2 17,20 -0,004

17,20


6 17,4 17,20 0,196



0,156010256


2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ

23 σ

143

Malzeme : 1 2 3 4 520 1954 >180X 0



100 >180 >180 99 76 54 >180X O O X X X O

k değeri : 1,25OI = cf + kd = 18,65 18,65%


0,36

< d <0,17764 < 0,2 < 0,4


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :


Yanma süresi, s

X14

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')

Satır (1 – 16) :2



1 18,4 18,65 -0,25OI CI-OI

2 18,6 18,65 -0,05

0,12253 18,8 18,65 0,15

0,35

0,00250,0225

0,02254 195 18,8 18,65 0,15

18,65


6 19 18,65 0,35



0,266458252


2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

144

Malzeme : 1 2 3 4 520 21

>180 45O X



>180 >180 >180 >180 49 78 >180 98 90 >180O O O O X X O X X O

k değeri : 1,25OI = cf + kd = 20,65 20,65%


0,12

< d <0,10111 < 0,2 < 0,23


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :5


Yanma süresi, s

X15

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')

Satır (1 – 16) :7



1 20,4 20,65 -0,25OI CI-OI

2 20,6 20,65 -0,05

0,00253 20,8 20,65 0,15

-0,05

0,00250,0225

0,02254 20,65 20,8 20,65 0,15

20,65


6 20,6 20,65 -0,05



0,151657509


2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

145

Malzeme : 1 2 3 4 519 20 21

>180 >180 86O O X


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 20 20,2 20,4 20,4 20,2 20 20,2 20

>180 >180 99 123 90 81 65 >180O 0 X X X O X O

k değeri : 0,94OI = cf + kd = 20,19 20,19%


0,12

< d <0,10157 < 0,2 < 0,23




0,152357474


6 20,2 20,19 0,012

0,0001440,035344

0,0449444 20,25 20,4 20,19 0,212

20,19 0,0001443 20 20,19 -0,188

0,012

OI CI-OI

2 20,2 20,19 0,012



1 20 20,19 -0,188

Satır (1 – 16) :11


Yanma süresi, s

X16

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :3

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

146

Malzeme : 1 2 3 4 520 21

>180 45O X



>180 >180 >180 87 43 98 >180 102 >180O O O X X X O X O

k değeri : 0,95OI = cf + kd = 20,39 20,39%


0,12

< d <0,10181 < 0,2 < 0,23




0,152708873

1E-04Toplam S (ci – OI)2

6 20,4 20,39 0,01

1E-040,0361

0,04414 20,45 20,6 20,39 0,21

20,39 1E-043 20,2 20,39 -0,19

0,01

OI CI-OI

2 20,4 20,39 0,01



1 20,2 20,39 -0,19

Satır (1 – 16) :11


Yanma süresi, s

X17

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :4

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

147

Malzeme : 1 2 3 4 521 22

>180 55O X


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 21 20,8 20,6 20,6 20,8 21 20,8 21

32 34 >180 >180 >180 65 >180 56X X O O 0 X O X

k değeri : -0,94OI = cf + kd = 20,81 20,81%


0,12

< d <0,10157 < 0,2 < 0,23


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :3


Yanma süresi, s

X18

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')

Satır (1 – 16) :11



1 21 20,81 0,188OI CI-OI

2 20,8 20,81 -0,012

0,0001443 21 20,81 0,188

-0,012

0,0001440,035344

0,0449444 20,85 20,6 20,81 -0,212

20,81


6 20,8 20,81 -0,012



0,152357474


2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

148

Malzeme : 1 2 3 4 521 22

>180 45O X

≤%1 (V/V) O 2 konsantrasyonu aralığında bir çift için “O” tepkisinin oksijen konsantrasyonu : % 21V/V)

1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 21 21,2 21,2 21 20,8 21 21,2

>180 48 34 87 >180 >180 650 X X X 0 O X

k değeri : -0,83OI = cf + kd = 21,03 21,03%


0,11

< d <0,10037 < 0,2 < 0,23




0,150556302


6 21 21,03 -0,034

0,0011560,054756

0,0275564 215 21,2 21,03 0,166

21,03 0,0011563 20,8 21,03 -0,234

-0,034

OI CI-OI

2 21 21,03 -0,034



1 21,2 21,03 0,166

Satır (1 – 16) :10


Yanma süresi, s

X19

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :2

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

149

Malzeme : 1 2 3 4 520 21 22

>180 >180 45O O X


1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 21 21,2 21,4 21,4 21,2 21,4 21,6 21,4

>180 >180 65 >180 >180 76 >180O O X X 0 0 X O

k değeri : 0,38OI = cf + kd = 21,48 21,48%


0,19

< d <0,12826 < 0,2 < 0,29




0,192382951


6 21,2 21,48 -0,276

0,0153760,005776

0,0057764 21,25 21,4 21,48 -0,076

21,48 0,0761763 21,4 21,48 -0,076

-0,276

OI CI-OI

2 21,6 21,48 0,124



1 21,4 21,48 -0,076

Satır (1 – 16) :3


Yanma süresi, s

X20

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :3

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

150

Malzeme : 1 2 3 4 518 19

>180 54O X



>180 >180 >180 45 89 >180 >180 >180O O O X X X O 0 O

k değeri : -0,26OI = cf + kd = 18,55 18,55%


0,19

< d <0,13072 < 0,2 < 0,29




0,196073456


6 18,4 18,55 -0,148

0,0219040,121104

0,0027044 18,45 18,6 18,55 0,052

18,55 0,0219043 18,2 18,55 -0,348

-0,148

OI CI-OI

2 18,4 18,55 -0,148



1 18,6 18,55 0,052

Satır (1 – 16) :9


Yanma süresi, s

X21

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :4

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

151

Malzeme : 1 2 3 4 519 1892 >180X 0

≤%1 (V/V) O 2 konsantrasyonu aralığında bir çift için “O” tepkisinin oksijen konsantrasyonu : %18 V/V)


>180 >180 >180 >180 34 45 98 >180 >180 65O O O O X X X O O X

k değeri : -0,75OI = cf + kd = 18,65 18,65%


0,12

< d <0,10111 < 0,2 < 0,23




0,151657509


6 18,6 18,65 -0,05

0,00250,0625

0,02254 18,65 18,8 18,65 0,15

18,65 0,00253 18,4 18,65 -0,25

-0,05

OI CI-OI

2 18,6 18,65 -0,05



1 18,8 18,65 0,15

Satır (1 – 16) :10


Yanma süresi, s

X22

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :5

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

152

Malzeme : 1 2 3 4 519 1867 >180X O



>180 >180 >180 49 90 >180 >180 102 >180O O O X X O O X O

k değeri : 0,38OI = cf + kd = 18,68 18,68%


0,19

< d <0,12826 < 0,2 < 0,29




0,192382951


6 18,4 18,68 -0,276

0,0153760,005776

0,0057764 18,45 18,6 18,68 -0,076

18,68 0,0761763 18,6 18,68 -0,076

-0,276

OI CI-OI

2 18,8 18,68 0,124



1 18,6 18,68 -0,076

Satır (1 – 16) :3


Yanma süresi, s

X23

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :4

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

153

Malzeme : 1 2 3 4 519 20

>180 34O X



65 98 >180 >180 >180 >180 >180 56X X O O O O O X

k değeri : -1,92OI = cf + kd = 19,02 19,02%


0,45

< d <0,19954 < 0,2 < 0,45




0,299311209


6 18,8 19,02 -0,216

0,0338560,000256

0,1730564 18,85 18,6 19,02 -0,416

19,02 0,0466563 19 19,02 -0,016

-0,216

OI CI-OI

2 19,2 19,02 0,184



1 19,4 19,02 0,384

Satır (1 – 16) :15


Yanma süresi, s

X24

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :3

2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

154

Malzeme : 1 2 3 4 519 20

>180 340 X

≤%1 (V/V) O 2 konsantrasyonu aralığında bir çift için “O” tepkisinin oksijen konsantrasyonu : %19 V/V)

1 2 3 4 1 2 3 4 5%O2 Konsantrasyonu,%(V/V) 19 19,2 19,4 19,4 19,2 19,4 19,2 19

>180 >180 39 56 >180 56 87 34O O X X O X X X

k değeri : 0,73OI = cf + kd = 19,15 19,15%


0,16

< d <0,11892 < 0,2 < 0,27


NT SERİSİ

Yanma süresi, s

(CI-OI)2

Tepki ( 'X veya O')

Sütun (2, 3, 4 veya 5) :3


Yanma süresi, s

X25

NL SERİSİ c

Tepki ( 'X veya O')

Satır (1 – 16) :8



1 19 19,15 -0,146OI CI-OI

2 19,2 19,15 0,054

0,0029163 19,4 19,15 0,254

0,054

0,0029160,064516

0,0645164 19,25 19,4 19,15 0,254

19,15


6 19,2 19,15 0,054



0,178379371


2/12

1 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−−

nOI)Σ(c=σ i

32σ 3σ

2

155

EK-3. ASTM D 2863-00 standardına göre deney numunelerinin oksijen indisi tayini metodu Bu standard, belirli deney şartlarında, dik konumdaki deney numunelerinin

yanmalarının devamı için, azot-oksijen karışımlarında bulunması gerekli en küçük

oksijen konsantrasyonunun tayininde kullanılan metotları kapsar. Sonuçlar, oksijen

indisi değeri cinsinden verilir.

Oksijen indisi (OI): Belirli deney şartlarında yanmakta olan bir numune üzerine,

yanmanın devamını sağlamak için, 23 °C±2 °C sıcaklıkta gönderilen oksijen-azot

gazları karışımındaki oksijenin hacimce yüzdesi için mümkün en küçük

konsantrasyon.

─Testte prensip olarak, küçük bir deney numunesi, içerisinden yukarı doğru bir

oksijen ve azot karışımı geçen şeffaf bir baca içine düşey olarak yerleştirilir. Deney

numunesinin üst ucu tutuşturulur ve arkasından deney numunesinin yanma davranışı

gözlenerek yanmanın devam süresi veya yanan deney numunesi uzunluğu, bu tür bir

yanma için önceden belirlenmiş sınır değerlerle mukayese edilir. Farklı oksijen

konsantrasyonlarında, bir seri deney numunesi kullanılarak yapılan deneylerle,

yanmanın devam etmesi için gerekli en küçük oksijen konsantrasyonu değeri tahmin

edilir.

─Bu standardda verilen metotlara göre elde edilen sonuçlar, bir malzeme tipinin

veya formunun, gerçek yangın şartları altında arz edeceği yangın tehlikelerini tarif

etmek veya değerlendirmek için kullanılmamalıdır. Ancak, belli bir malzeme için

özel bir uygulama alanı ile ilgili yangın tehlikesi değerlendirilirken, bu standarda

göre elde edilen sonuçlar, yangınla ilgili bütün faktörleri hesaba katan genel bir

yaklaşımda, anlamlı bir katkı sağlayabilir.

Deney numunelerinin hazırlanması:Numune hazırlama: en az 15 deney numunesinin

hazırlanmasına yetecek kadar malzeme, numune olarak alınmalıdır. Oksijen indisi,

%± 2 hata ile bilinen bir malzeme için, 15 deney numunesi yeterli olabilir.

156

EK-3. (Devam) ASTM D 2863-00 standardına göre deney numunelerinin oksijen

indisi tayini metodu

Oksijen indisi bilinmeyen veya tutarlı yanma özelliği göstermeyen malzemeler için,

15 – 30 deney numunesi gerekebilir.

Deney numunelerinin boyutları ve hazırlanması: Çizelge 3.1’ de, en uygun deney

numunesi formu için verilen boyutları sağlayan deney numunesi, kalıplanarak veya

kesilerek hazırlanır. Deney numunelerinin yüzeylerinin temiz olduğundan ve

kalıplama çıkıntıları veya perdahlama çapakları gibi yanma davranışını

etkileyebilecek yüzey kusurları ihtiva etmediğinden emin olunmalıdır.

Çizelge 3.1. Deney numunesi boyutları

Boyutlar

Deney

numunesi

formu1)

Uzunluk

mm

Genişlik

mm

Kalınlık

mm

Tipik kullanım alanı

I 80 – 150 10 ± 0,5 4 ± 0,25 Kalıplama malzemeler için

II 80 – 150 10 ± 0,5 10 ± 0,5 Gözenekli malzemeler için

III2) 80 – 150 10 ± 0,5 ≤ 10,5 “Alındığı şekliyle” levha malzemeler için

IV 70 – 150 6,5 ± 0,5 3 ± 0,25 Elektrik yalıtımı için, kendi halinde dik

duran kalıplama veya levha malzemeler

için alternatif numune boyutu

V2) 05140 −

52 ± 0,5 ≤ 10,5 Esnek film veya levha için

VI3) 140– 200 20 0,02-

0,104)

“Alındığı şekliyle” ince film için; film,

standard bir çubuğa4) sarılabilen filmlere

özgüdür.

157



Bu boyutlarda kendi halinde dik durabilen malzemeler için, I, II, III ve IV

formundaki deney numuneleri uygundur. Deneyde desteklenmeye ihtiyaç duyan

malzemeler için, V formundaki deney numuneleri uygundur.

III ve V formundaki deney numuneleri kullanılarak elde edilen sonuçlar, sadece,

aynı form ve aynı kalınlıktaki deney numuneleri ile mukayese edilebilir. Bu tür

malzemelerin kalınlıklarındaki değişim miktarının başka standardlarla kontrol

edileceği farzedilir.

VI formundaki deney numuneleri, rulo haline getirildiğinde kendi halinde dik

durabilen ince filmler için uygundur. Çizelgedeki boyutlar, rulo yapılmış orijinal

bir film için elde edilen boyutlardır. Rulo film hazırlamak için Madde 7.2’ ye

bakınız.

Filmin kalınlığı, özellikleri verilmiş bir çubuğa (Şekil 3) sarılabilir kalınlıklar

olmalıdır. Film, çok ince ise, elde edilen sonuçların VI formundaki deney

numuneleri ile elde edilen sonuçlara özdeş olması için, rulo halinde film

hazırlanırken iki veya daha fazla filmi bir araya getirmek gerekebilir.

Deney numunelerinin işaretlenmesi

Deney numunesinin yanarak tükendiği mesafenin ölçülerek kaydedilmesi için,

kullanılan tutuşturma işlemi ve deney numunesinin formuna bağlı olarak bir veya

daha çok seviyelerde enine çizgilerle işaretleme yapılabilir. Kendi halinde dik

durabilen deney numuneleri, tercihen en az iki bitişik yüzeyi üzerinde

işaretlenmelidir. İşaretlemede sıvı boya kullanılıyorsa, deney numunesi

tutuşturulmadan önce mürekkep kurutulmalıdır.

158



─Kendi halinde dik durabilen malzemeler için, deney numunesi, yanmanın

sonuçlanacağı noktaya en az 15 mm uzaklıktaki kısmından küçük bir kıskaç ile

tutturulmalıdır.

─Alev yakıtı, önceden hava ile karıştırılmamış propan olmalıdır. Yakıt miktarı, boru,

baca içinde dik konumda iken ve alev, baca atmosferinde yanarken alevin dik olarak

aşağıya doğru uzunluğu, 16 mm ± 4 mm olacak şekilde ayarlanmalıdır.

Numunenin üst yüzeyden tutuşturulup bırakıldığı deney için işaretler

─İşlem A’ ya göre deneye tâbi tutulan I, II, III, IV veya VI formundaki deney

numuneleri, tutuşturma ucundan 50 mm mesafede işaretlenmelidir.

Tutuşturma esnasında kısmen yakılan numuneler için işaretler

V formundaki deney numuneleri için, işaretler destek çerçeve üzerine yapılır. Ancak,

sıcaklığa dayanıklı malzemelerden alınan numuneler deneye tâbi tutuluyorsa,

deneyde kolaylık sağlamak için tutuşturma ucundan 20 mm ve 100 mm mesafelerde

işaretleme yapılabilir.

─I, II, III, IV ve VI formundaki deney numuneleri işlem B’ ye göre deneye tâbi

tutuluyorsa, tutuşturma ucundan 10 mm ve 60 mm mesafede işaretlenmelidir.

Oksijen indisi tayini için işlem

─Kullanılacak başlangıç oksijen konsantrasyonu seçilir. Mümkünse bu

konsantrasyon, benzer malzemeler için elde edilen deney sonuçlarına göre seçilir.

Alternatif olarak, deney numunesinin havada tutuşması denenir ve yanma davranışı

not edilir.

159



Deney numunesi havada hızlı yanıyorsa, başlangıç oksijen konsantrasyonu yaklaşık

%18 (V/V) olarak seçilir. Deney numunesi yavaş ve kararsız yanıyorsa, başlangıç

oksijen yaklaşık %21 (V/V) olarak seçilir. Deney numunelerinin havada yanması

devam etmiyorsa, başlangıç oksijen konsantrasyonu, havada sönmeden önceki

tutuşmanın zorluğu veya yanmanın süresine bağlı olarak en az %25 (V/V) olarak

seçilir.

─Deney numunesi bacanın merkezine, numunenin üst kısmı, baca giriş ağzının en az

100 mm aşağısında ve deney numunesinin yanmaya maruz kalacak en alt kısmı,

bacanın tabanındaki gaz dağıtım tertibatının en az 100 mm yukarısında olacak

şekilde dik olarak yerleştirilir.

─Gaz karışımı ve akış kontrol cihazları, içerisinde istenen konsantrasyonda oksijen

bulunan 23 °C ± 2 °C’ deki oksijen/azot karışımının bacadaki akış hızı 40 mm/s ± 2

mm/s olacak şekilde ayarlanmalıdır. Her deney numunesinin tutuşturulmasından

önce, en az 30 s süre ile baca, deneyde kullanılacak gaz karışımı ile temizlenir ve

her deney numunesinin tutuşturulması ve yanması süresince, gaz akış hızı sabit

tutulur.

─Bu standardın amacı bakımından, tutuşma, alevli bir yanma olayının başlaması

anlamına gelir. Numune formuna göre, aşağıda verilen alternatif iki tutuşturma

işleminden birisi seçilir :

I, II, III, IV ve VI formundaki deney numuneleri (Çizelge 3.1.) için, işlem A (üst

yüzeyden tutuşturup bırakma tekniği) uygulanır.

V formundaki deney numuneleri için, işlem B (tutuştururken kısmen yakma tekniği)

uygulanır.

160



İşlem A – Numunenin üst yüzeyden tutuşturulması

Numunenin üst yüzeyini tutuşturmak için deney numunesinin sadece üst ucundaki

yüzeyinde yanmayı başlatacak bir tutuşturucu kullanılır.

Alevin görünen en alt ucu, alevi, deney numunesinin dik yüzleri veya kenarlarında

fazla tutmamak şartıyla, gerekiyorsa bütün yüzeyi kaplayacak şekilde bir süpürme

hareketi ile, deney numunesinin üst yüzeyine uygulanır. Alev en çok 30 s süreyle

tutulur ve bu esnada 5 s aralıklarla deney numunesinin üst yüzeyini gözlemeye

yeterli bir süre kadar alev çekilir ve numunenin yanıp yanmadığı kontrol edilir.

Yanmıyorsa, alev tekrar numuneye tutulur. Yanmanın devamlı olduğu görülünce,

alev tamamen çekilir.

Tutuşturucunun, 5 s süre ile üst yüzeyde tutulmasından sonra bütün üst yüzeyin

yanmakta olduğu görülür görülmez yanmanın başladığı kabul edilir ve yanma süresi

ile yanan uzunluğun ölçülmesine başlanır.

İşlem B – Kısmen yakarak tutuşturma

Kendiliğinden yanarak ilerleyen bir tutuşma sağlamak için tutuşturucu deney

numunesinin üst yüzeyinde ve yanal yüzeyleri üst yüzeye yakın kısımlarında bir

yanma meydana getirmek amacıyla kullanılır.

Yanal yüzeylerin üst yüzeye yakın kısmındaki tutuşma, numune üst yüzeyinin

yaklaşık 6 mm aşağısına sarkmamalıdır ve alev, bu husus dikkate alınarak

uygulanmalıdır. Alev uygulama süresi, 5 s’ de bir verilen gözle muayene kesintileri

de dahil, 30 s’ yi aşmamalıdır.

161



Ayrıca, yanal yüzeylerde kalıcı yanma gözlenince veya numunenin yanan kısmının

alt sınırı, destek çerçevedeki (I, II, III, IV veya VI formundaki deney numuneleri

üzerinde) üst referans işaretine inince, alev uygulama işlemi sona erdirilmelidir.

Yanma süresinin ve yanan uzunluğun ölçülmesi için numunenin görünür yanan kısmı

üst referans işaretine ulaşır ulaşmaz deney numunesinin tutuştuğu kabul edilir.

Yanmakta olan kısım, deney numunesinin yüzeyinden aşağı doğru akabilen yanan

damlaları da kapsar.

Münferit deney numunelerinin yanma davranışının değerlendirilmesi

Tutuşturma işlemlerinden uygun olan bir tanesine göre, deney numunesi tutuşturulur

tutuşturulmaz yanma süresinin ölçülmesine başlanır ve yanma özellikleri gözlenir.

Yanma sona eriyor fakat, 1 s içinde kendiliğinden yeniden tutuşuyorsa, gözlem ve

ölçmelere devam edilir. Ne yanma süresi ne de yanan uzunluk, eldeki deney

numunesi için Çizelge 3.2. ’ de verilen sınır değeri aşmıyorsa, yanma süresi ve

uzunluğu not edilir. Bu davranış, “O” tepkisi olarak kaydedilir. Alternatif olarak,

yanma süresi veya yanan kısmın uzunluğu, Çizelge 3.2’ de belirtilen ilgili sınır

değeri aşıyorsa, yanma özellikleri bu durum göz önüne alınarak not edilir ve alev

söndürülür. Bu davranış, “X” tepkisi olarak kaydedilir.

Çizelge 3.2. Oksijen indisi ölçmeleri için kriterler Alternatif kriterler1)

Deney numunesi formu

(Çizelge 2.1.)

Tutuşturma işlemi Tutuşmadan sonra yanma

süresi, s

Yanma mesafesi2)

A

Üst yüzeyden tutuşma

180

Deney numunesi üst

ucunun 50 mm aşağısı

I, II, III, IV ve VI

B

İlerleyen yanma

180

Üst referans çizginin 50

mm aşağısı

V

B

İlerleyen yanma

180

Üst referans çizginin

(çerçeve üzerinde)

80 mm aşağısı

162



Bu kriterler, farklı biçimde veya farklı tutuşma şartları veya işlemleri kullanarak

deneye tabi tutulan deney numuneleri için eşdeğer oksijen indisi sonuçları

vermeyebilir.

Bir deney numunesinin görünür yanan kısmının herhangi bir yeri, dik yüzeyleri

boyunca aşağıya doğru inen yanan damlalar dahil, Çizelge 2.2.’ ün dördüncü

sütununda belirtilen seviyeyi geçerse, yanma mesafesi aşılmış sayılır.

Damlama, kömürleşme, düzensiz yanma, kor halinde yanma veya gecikmiş

korlaşma gibi malzemeye özgü yanma karakteristikleri de kaydedilir.

Deney numunesi bacadan çıkarılır ve gerekiyorsa, is vb. ile kirlenmiş olan bacanın iç

yüzeyi veya tutuşturucunun üzeri temizlenir. Bacanın 23 °C ± 2 °C sıcaklığa

soğuması için beklenir veya aynı şekilde şartlandırılmış bir başka baca ile değiştirilir.

Deney numunesi yeterli uzunlukta ise, ters çevrilebilir veya yanmış olan ucu

temizlenebilir ve yeniden kullanılır. Böyle deney numunelerinden elde edilen

sonuçlar, yanma için gereken en az oksijen konsantrasyonunun yaklaşık değerini elde

etmekte malzemeden tasarruf sağlayabilir. Ancak, deney numunesi, malzemenin

içinde bulunduğu sıcaklık ve nemde yeniden şartlandırılmadan oksijen indisinin

tayininde kullanılmamalıdır.

Ardışık oksijen konsantrasyonlarının seçimi

Kullanılan oksijen konsantrasyonunda gelişigüzel basamak boyutu seçilerek yapılan

belirli değişikliklerle, NT - NL = 5 değeri kullanılarak “küçük deney numuneleri için

alt - üst metodu” na dayanır.

Deney süresince, deneye tabi tutulacak bir sonraki deney numunesi için kullanılacak

oksijen konsantrasyonu, aşağıdaki gibi seçilir :

163



Önceki deney numunesinin yanma davranışı, “X” tepkisi vermişse, oksijen

konsantrasyonu azaltılır; aksi takdirde önceki deney numunesinin yanma davranışı,

“O” tepkisi vermişse, oksijen konsantrasyonu arttırılır.

Biri “O” ve diğeri “X” tepkisi veren iki oksijen konsantrasyonu, aralarında hacimce

yüzde ≤ %1,0 (V/V) fark bulununcaya kadar, uygun kademe büyüklüğünde oksijen

konsantrasyonu değişimleri kullanarak

tekrarlanır. Bulunacak olan oksijen konsantrasyonları çiftinde “O” tepkisi veren,

kullanılacak ilk oksijen konsantrasyonu olarak seçilir.

Oksijen konsantrasyonu değişimleri:İlk deneydeki oksijen konsantrasyonu aynen

uygulanarak bir deney numunesi işleme tabi tutulur. Bir seri NL ve NT sonucunun

ilki olarak uygulanan oksijen konsantrasyonu (c0) ve “X” veya “O” tepkileri

kaydedilir.

Ardışık oksijen konsantrasyonları farkı (d), toplam gaz karışımının %0,2’ si (V/V)

kadar olmalıdır. Bu karışımlarla, yakma işlemleri aynen tekrarlanarak c0 değerleri ve

bunlara karşılık gelen tepkiler not edilir. Bütün bu işlemler, farklı bir tepki

gözleninceye kadar tekrarlanır.

Deney sonuçlarının, genellikle %0,2’ nin (V/V) dışında bir “d” değerinin şartları

sağladığını göstermesi halinde, bu değer d’ nin başlangıç değeri olarak seçilebilir.

Dört deney numunesi daha, d = %0,2 (V/V) alınarak deneye tabi tutulur. Her deney

numunesi için uygulanan c0 ve gözlenen tepkiler kaydedilir. Son deney numunesi

için uygulanan oksijen konsantrasyonu, cf olarak gösterilir.

%0.2 (V/V) değişimlerle gözlenen ilk farklı değer ile bu dört deney numunesinden

elde edilen sonuçlar, NT serisini meydana getirir. Buna göre,

164



NT = NL + 5

NT serisindeki (cf dahil) son altı deneyde gözlenen tepkiden oksijen konsantrasyonu

ölçümlerinden, tahminî standard sapma, σ, hesaplanır. Bulunan sonuçlar;

σσ 5,13

2<< d

şartını sağlıyorsa, oksijen konsantrasyonu hesaplanır. Aksi takdirde

d < 2σ/3 ise, işlemler; d için daha büyük değerler kullanılarak, eşitlik sağlanıncaya

kadar tekrarlanır veya

d > 1,5σ ise, işlemler; d için daha küçük değerler kullanılarak, eşitlik sağlanıncaya

kadar tekrarlanır. Ancak ilgili mamul standardında aksi belirtilmedikçe d, %0,2

değerinin altına düşürülmemelidir.

Hesaplama ve sonuçların gösterilmesi

Oksijen İndisi

Oksijen indisi OI, hacimce yüzde cinsinden aşağıdaki bağıntıdan hesaplanır:

OI = cf + kd

Burada;

cf : NT ölçümü serisinde kullanılan, nihaî oksijen konsantrasyonu değeri,

virgülden sonra bir hane ile hacimce yüzde cinsinden,

d : oksijen konsantrasyon seviyeleri arasındaki fark, virgülden sonra bir hane ile

hacimce yüzde cinsinden,

k : Çizelge 2.3. ’den bulunan bir faktördür.

165



σ’ nın hesaplanması için, OI virgülden sonra iki haneyle hesaplanmalıdır. OI

sonuçlarının gösterilmesi için bulunan sonuç en yakın 0,1 değerine yuvarlatılır. En

yakın değerde tereddüt varsa, küçük olan 0,1 değeri alınır.

Çizelge 3.3. Dixon’ un “alt - üst” metoduna göre yapılan tayinlerden oksijen indisi

konsantrasyonu hesaplamak için k değerleri 1 2 3 4 5 6

İlk NL tayini için k değerleri Son beş ölçüm

için tepkiler a) O OO OOO OOOO

XOOOO

XOOOX

XOOXO

XOOXX

XOXOO

XOXOX

XOXXO

XOXXX

XXOOO

XXOOX

XXOXO

XXOXX

XXXOO

XXXOX

XXXXO

XXXXX

-0,55

-1,25

0,37

-0,17

0,02

-0,50

1,17

0,61

-0,30

-0,83

0,83

0,30

0,50

-0,04

1,60

0,89

-0,55

-1,25

0,38

-0,14

0,04

-0,46

1,24

0,73

-0,27

-0,76

0,94

0,46

0,65

0,19

1,92

1,33

-0,55

-1,25

0,38

-0,14

0,04

-0,45

1,25

0,76

-0,26

-0,75

0,95

0,50

0,68

0,24

2,00

1,47

-0,55

-1,25

0,38

-0,14

0,04

-0,45

1,25

0,76

-0,26

-0,75

0,95

0,50

0,68

0,25

2,01

1,50

OXXXX

OXXXO

OXXOX

OXXOO

OXOXX

OXOXO

OXOOX

OXOOO

OOXXX

OOXXO

OOXOX

OOXOO

OOOXX

OOOXO

OOOOX

OOOOO

İlk NL tayini sonuçları,

b) X XX XXX XXXX

iken kullanılacak k değerleri, 6. sütundaki ilgili tepkilerin

karşısına gelen değerlerdir. Fakat, bu durumda k’ nın işareti zıt

alınacaktır. Çünkü bu durumda, OI = cf – kd ’ dir.

Son beş

ölçüm için

tepkiler

166



k değerinin tayini

k’ nın işareti ve değeri, deneye tâbi tutulan deney numunelerinin tepkilerinin şekline

bağlıdır ve aşağıda açıklandığı gibi, Çizelge 3.3. ’den tayin edilebilir: a) deneye tâbi

tutulan numunenin tepkisi “O” ve dolayısıyla ilk zıt tepki “X” ise; yapılan dört

deneyde bulunan tepkiler göz önüne alınarak Çizelge 3.3’ ün 1. sütununda uygun

satıra bakılır. k’ nın işareti ve değeri, bulunan NL serisin-deki “O” tepkilerinin sayısı

(çizelgenin a) satırında gösterilen), 2, 3, 4 veya 5. sütunlardan hangisine uyuyorsa o

sütundan seçilen satırdan bulunur.

b) deneye tâbi tutulan numunenin tepkisi “X” ve dolayısıyla ilk zıt tepki “O” ise;

yapılan dört deneyde bulunan tepkiler göz önüne alınarak Çizelge 2.3’ ün 6.

sütununda uygun satıra bakılır. k’ nın değeri, NL serisindeki “X” tepkilerinin sayısı

(çizelgenin b) satırında gösterilen), 2, 3, 4 veya 5. sütunlardan hangisine uyuyorsa o

sütundan seçilen satırdan bulunur, fakat k, ters işaretli olmalıdır. Bu bakımdan,

Çizelge 3.3’de gösterilen k değerleri, işaret değiştirir.

Oksijen konsantrasyonu ölçümlerinin standard sapması

Oksijen konsantrasyonu ölçümlerinin beklenen standard sapması, σ, aşağıdaki

bağıntıdan hesaplanır :

( )2/1

1

2

1⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

−

−=∑=

n

OIcn

ii

σ

167



(Devam)

Burada;

ci : Sırasıyla NT serisindeki en son altı tepkiyi okurken uygulanan oksijen

konsantrasyonu, %,

OI : hesaplanan oksijen indisi değeri,

n : ∑(ci - OI)2’ ye katkısı olan oksijen konsantrasyonu ölçümleri sayısıdır.

Bu metot için n = 6’ dır. n < 6 için metodun kesinliğinde azalma olur. n > 6

durumunda alternatif istatistik kriterler geçerli olur.

168

EK-4 Bazı numune gruplarının X50 büyütme SEM mikrografı

Resim 4.1 A numunesinin X50 büyütmede SEM mikrografı


169

EK-4. (Devam) Bazı numune gruplarının X50 büyütme SEM mikrografı


Resim 4.4 D numunesinin X50 büyütmede SEM mikrografı

170



Resim 4.6 F numunesinin X50 büyütmede SEM mikrografı

171


Resim 4.7 G numunesinin X50 büyütmede SEM mikrografı

Resim 4.8 H numunesinin X50 büyütmede SEM mikrografı

172


Resim 4.9 K numunesinin X50 büyütmede SEM mikrografı

173

EK-5 Bazı numune gruplarının X500 büyütme SEM mikrografı



174


Resim 5.3 D numunesinin X500 büyütmede SEM mikrografı


175


Resim 5.5 F numunesinin X500 büyütmede SEM mikrografı

Resim 5.6 G numunesinin X500 büyütmede SEM mikrografı

176


Resim 5.7 H numunesinin X500 büyütmede SEM mikrografı

Resim 5.8 K numunesinin X500 büyütmede SEM mikrografı

177

ÖZGEÇMİŞ

Kişisel Bilgiler Soyadı, adı : GÜNSAL, Çağla

Uyruğu : T.C

Doğum tarihi ve yeri : 16.02.1982 Zonguldak

Medeni hali : Bekar

Telefon : 0 378 227 58 47

e-mail : [email protected]

Eğitim Derece Eğitim Birimi Mezuniyet tarihi Yüksek Lisans Gazi Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü 2007 Kimya Mühendisliği Bölümü Lisans Eskişehir Osmangazi Üniversitesi 2004 Lise Yabancı Dil Ağırlıklı

Köksal Toptan Süper Lisesi 2000

İş Deneyimi Yer Görev 2006–2007 Kayseri Atlantik Halıcılık A.Ş Boyahane Şefi Yabancı Dil İngilizce Hobiler Sinema, basketbol, ar-ge

tekstil malzemelerine yanmazlik ozelliginin kazandirilmasi improvement of flame retardancy of...

Documents