Tekstil Yüzeyinde Kirlenmeyen Süperhidrofobik Kaplamaların Üretilmesi

Abstract

Süperhidrofobik kaplamalar, kendi kendini temizleme özelliklerinden dolayı tekstil sektöründe yüksek bir uygulama potansiyeline sahiptir. Suyun yanında, bu kaplamalar ketçap, mayonez, bazı alkoller ve yüksek yüzey gerilimine sahip yağlara karşı iticilik göstermektedir. Bu özellikleri ile sıvılar kolaylıkla yuvarlanabilmekte ve kirler kolayca az bir su ile muamele sonucu temizlenebilmektedir. Kumaş yüzeyleri üzerine uygulanan süperhidrofobik kaplamalar, kirlenmeyen tekstil ürünlerinin eldesini mümkün kılmakta ve yıkamadan kaynaklı maliyet ve çevresel etkileri minimize etmektedir. Bu tez çalışmasında alkil silan ile modifiye edilmiş silika nanopartiküllerin kumaş yüzeyine sprey kaplama ile biriktirilmesiyle dayanıklı süperhidrofobik kaplamalar hazırlanmıştır. Süperhidrofobik kaplamaların hazırlanması için şönil, denim, nubuk, astar ve dokusuz kumaşlar altlık olarak çalışılmıştır. Nubuk dışında tüm kumaşlarda su temas açısı > 150° ve kayma açısı <10 ° olan süperhidrofobik kaplamalar elde edilmiştir. Kumaşların mekanik dayanıklılığı, dokuma ve örme özellikleriyle belirlenen yapılarına bağlı olarak değişkenlik göstermiştir. Özellikle serbest liflere sahip şönil ve dokusuz kumaşlara uygulanan süperhidrofobik kaplamaların su darbe dayanımı ve aşınma dayanımının daha yüksek olduğu sonucuna varıldı.

Superhydrophobic coatings have strong promise for applications in the textile industry due to their self-cleaning property. Besides water, these coatings are repellent against a broad range of liquid including ketchup, mayonnaise, some alcohols and oils with high surface tension. This capability provides easy rolling off liquids and self- cleaning of dirt from the surface, when washed with water. Superhydrophobic coatings on fabrics enable contamination-free textiles and minimize costs and environmental effects due to laundering. In this thesis, durable superhydrophobic coatings were prepared on fabrics by spray-coating of alkyl silane-modified silica nanoparticles. Different types of fabrics including chenille, denim, nubuck, lining and nonwoven fabric were investigated as a substrate for preparation of superhydrophobic coatings. All fabrics except nubuck exhibited superhydrophobicity with water contact angles larger than 150 ° and sliding angles lower than 10 °. The fabrics exhibited different levels of robustness depending on the structure, which was determined by the weaving and knitting patterns. It was concluded that superhydrophobic coatings applied to chenille and nonwoven fabrics with free-fibers have high level of resistance against water impact and abrasion, with demonstrated ability to survive laundering cycles.