Tekstil Sektöründe Poliüretan Kullanımı

03 Ekim 2019

Dünyada ve Türkiye’de Tekstile Genel Bakış
Tekstil sanayisi 18. yüzyılda gelişmiş ülkelerin kalkınmasında önemli rol oymamıştır. Bugün aynı rolü gelişmekte olan ülkelerde göstermektedir. Üretim ve iş gücü maliyetlerinin yüksekliği nedeni ile tekstil üretimi 1970’lerden itibaren gelişmiş ülkelerden gelişmekte olan ülkelere doğru kaymıştır. Gelişmiş ülkeler artık tekstil sektörü için üretici olmaktan ziyade iyi bir pazardır. Ama tekstil konusunda üretim süreçlerinde oluşturdukları modernizasyon, ileri teknik, Ar-Ge çalışmaları, yeni trendler yaratma, bitmiş ürüne yönelik standartlar geliştirme gibi faaliyetlerle bu ülkeler sektördeki yerini ve ağırlığını sürdürmektedir.

Tekstil sektöründe her ihtiyaca yönelik elyaf, iplik, örme -dokuma kumaş, keçe Tufting (ilmekli dokuma) ıslak mendil vb. gibi dokusuz yüzeyler, ev tekstili ürünleri, halılar; aynı zamanda ip, halat, ağ, kablo, hortum, taşıyıcı band, branda, çadır bezi, araba örtüsü, koruyucu bez, filtre bezi, paraşüt bezi, fren bezi gibi teknik tekstiller de bulunuyor.

Yapay Elyaf (Kimyasal Elyaf, İnsan Yapımı Elyaf)
2.1. Rejenere Elyaf
• Rejenere selüloz, vizkoz ipeği, modal, tensel, bambu,
• Selüloz esteri, asetat ipeği,
• Rejenere protein, vicara, ardil, lanifal.

2.2. Sentetik Elyaf
Akrilik Elyaf: Orlon, perlon, dralon, acrilan, creslan.
Polivinal Elyaf: Poliamid, naylon.
Poliester: Terilen, trevira.
Poliüretan: Likra
Polivinil Elyaf: Poliviniliden klorür, mod akrilik (dynel), polivinil klorür.

Rejenere Selüloz Elyaflar

1- Sentetik Elyaflar
1.1. Rejenere Selüloz Elyaflar
A- Viskoz İpeği- Rayon
Floş olarak da bilinir.Başlıca kayın olmak üzere odun selülozu ve beraberinde pamuk atığı,linter pamuğu kullanılarak üretilir.%90-94 saflıkta elde edilen selüloz, kostik ile alkali selüloza dönüşür.Bir dizi işlemden sonra çok parlak elyaf elde edilir.İpeğe benzer, yumuşak ve dökümlüdür, tüylenmez.

B- Viskon
Kayın ağacından üretilir. Üretim sonrası selüloz yapısı değişmemiştir. Pamuğa benzer. Nem alma özelliği pamuktan üstündür. Ama kuru dayanımı düşük, yaş dayanımı zayıftır. Boyanmaya çok uygundur. Elde edilen kumaş zarif ve rahattır. Tişört, elbise, çamaşır üretiminde kullanılır.

Viskon

C- Tensel Elyaf- Liyosel Elyaf
Okaliptüs ağacından üretilen bir rejenere selüloz ürünüdür. Yaş dayanımı çok iyi, nem emme özelliği ve mekanik basınca dayanımı yüksektir. Giyim eşyası üretiminde kullanılır.

D- Bambu Elyaf
Bambu ağacından elde edilir. Yeni nesil bir elyaf türüdür. Doğal anti -bakteriyel özellik gösterir. UV kırıcıdır. Üretimi viskona benzer. Yüksek yaş dayanımı vardır. Merserize gerektirmeden parlak görünüme sahiptir. Elastiktir. İpek ve kaşmir gibi yumuşaktır. Havlu, çamaşır ve çorap üretiminde kullanılır.

E- Modal
Kayın ağacından üretilir. Yaş–kuru mukavemeti yüksek, esnek ve yumuşaktır. Terbiye işlemi pamuğa benzer. Doğal beyazlık gösterir. Merserize gerekmeden parlaklığı vardır.

F- Asetat İpeği
Pamuk atıklarının ve odun hamurunun asitlenmesi ile elde edilir. Kaliteli ve pahalı bir ipek türüdür.

G- Bakır İpeği
Odun selilozu, bakır karbonat, amonyak ya da kostik ile bekletilip çökeltilir sonra sülfürik asit banyosunda bakır uzaklaştırılır. Doğal ipeğe benzer yapıda bir elyaftır ama suya ve kimyasallara dayanımı zayıftır.

H – Süt Proteini Elyaf- Kazein Elyaf
Yeni nesil elyaflardandır. Doğal ve sentetik elyaf özelliklerini birlikte taşır. Süt kaymağından elde edilir.

I – Zein Elyaf
Yeni nesi elyaftır. Mısır unu izo propil alkol ile çözülür, zein proteini elde edilir. Yağı alınmış pamuk çekirdeği unu ile işlem görerek elyaf haline getirilir.

J- Alginat Elyaf
Yeni nesil elyaftır. Deniz yosunlarından elde edilir. Alginik asitin yapısı selüloza benzer. Boyanabilir. Isıya dayanır, Yanmaz kumaş yapımında kullanılır. Alkaliye dayanımı yoktur. Bu özelliği ile dantel ve ince kumaş üretiminde kullanılır.

K – Soya Selülozu
20. yüzyıl buluşu bir yeni nesil elyaftır. Maliyeti ucuz, görünümde ipek/kaşmiri andırır. Ama dayanım yönünden sentetik elyafa benzer. Vücudun nem ve ısısını dengeler. Antibakteriyel ve UV koruyucudur. Yara tedavi edicidir.

1.2. Polyester Elyaf
Dikarboksilit asitlerin (tetra ftalik asit) dioller (glikoller) ile polikondensasyon ürünüdür. Elyaf 200OC ısıya dayanır. Mukavemeti yüksektir. Kolay kopmaz. Fenoller dışındaki kimyasallara, neme, bakterilere dayanıklıdır. Pişirmeye uygun değildir. Asitlere dayanıklıdır. Alkalide sabunlaşma tepkimesi verebilir. Ama pamuk/polyester karışımları az hasarla merserize edilebilir. Yün/ polyester karışımları ütü gerektirmez özelliktedir. Nemden etkilenmez.

1.2. Poliamid Elyaf
Amino karboksilik asitler veya bunların laktamlarının polikondensasyonu sonucu elde edilir. Asit amid grupları içermesi açısından protein elyaflara benzer. Poliamid 66; naylon 66 ya da sadece naylon olarak isimlendirilir.

Alkaliye dayanıklı olduğundan endüstride filtre bezi olarak kullanılır. Hava ve ışığa duyarlıdır. Çürümeye, bakterilere haşerata dayanıklı olduğunda, çadır bezi, araba örtüsü, balık ağı yapımında kullanılır. Yüksek ısıda aside dayanıksızdır. Perokside duyarlıdır, bu nedenle poliamidden yapılan beyaz çamaşırların yıkanmasında aktif oksijenli deterjan kullanmamaya dikkat edilmelidir. Suyu çok az çeker, sonucunda çabuk kurur. Bu özelliğinden dolayı mayo ve yağmurluk yapımında kullanılır. Diğer elyaflarla karıştırılarak daha sağlam olması sağlanır.

1.3. Poliüretan Elyaf – Elastan Elyaf
Bir poli üre kopolimeridir. Diazosiyanata daiminler katılarak elde edilir. 240oC ısıya dayanır. Esas adı, İngilizcede kelime anlamı genişletilebilir olan SPANDEX elyaftır, esnektir. Kopma, yırtılma direnci yüksektir. Boyu %500-800 uzatılabilir, baskı kaldırılınca bozulmadan tekrar aynı uzunluğa gelir. Eritilip tekrar soğutulduğunda bozulmaz. Yalıtım ceketleri, vana ceketleri, poliüretan kaplı cam elyaf gibi endüstride kullanımı vardır.

Poliüretan Elyaf – Elastan Elyaf

1.4. Nomex
Metafenilin diamin ve izoftalik asitin polikondensasyon ürünüdür. Organik çözücülerde ve fenolde çözünmez. Alkaliye seyreltik asitlere dayanır. Isıya dayanımı çok yüksektir. Bu özelliklerinden dolayı, ütü masası kaplama bezi, orduya özel giysi, sıcak gaz filtresi yapımında kullanılır.

1.5. Polipropilen Elyaf
Propilen polimerizasyon ürünüdür. Yoğunluğu tüm elyaflar arasında en düşük olanıdır. Yaş ve kuru dayanımı çok iyidir. Boyamaya elverişli değildir. Elyaf üretim aşamasında eriyik haldeyken renklendirilir. Halı, örtü, iç ve dış giyim, dolgu maddesi olarak kullanılır. Polietilen elyaf, Polietilen plimerize ürünüdür. Filtre bezi, yüzen halat, balık ağı yapımına uygundur.

1.6. Polivinil Alkol Elyaf
Polivinil asetatın sabunlaştırılması sonucu elde edilir. Aldehit ya da ketonlarla reksiyona sokulup sertleştirilir. Boyamaya elverişlidir. Nem çekicidir. Sertleştirilmemiş hali suda çözünür olduğundan cerrahi dikiş ipliği (kendiliğinden eriyen cerrahi dikiş ipliği) yapımında kullanılır. Yün, pamuk ve diğer yapay elyafa karıştırılarak tekstilde kullanılır.

1.7. Polivinil Klorür Elyaf- Movil, Envilon, Talon
Vinil klorür polimerizasyonu ile elde edilir. Bu polimer ancak yüksek kaynama dereceli çözücülerde çözünebilir olmasından kullanılabilir değildir. Korlama sonucu çözünür hale getirilir. Aside ve alkaliye dayanımı iyidir, bu özelliğinden dolayı koruyucu iş elbisesi ve filtre bezi yapımında kullanılır. Çürümeye dayanıklı olduğundan

Pe-Ce elyaftan balıkçı malzemesi, yelken bezi, çadır bezi, tente, oto örtüsü üretilir. Elyaf yorgan yapımında dolgu malzemesidir. Diğer elyaflarla karıştırılıp, elbise, çamaşır üretiminde kullanılır.

1.8. Poliviniliden Klorür Elyaf- Saran, Velon, Harlan
Suya, kimyasallara dayanıklı ama ısıya dayanıksızdır. Hidrofobtur, bu nedenle boyamaya uygun değildir. Çok ucuz bir elyaftır. Güneşe, biyolojik etkenlere, asitbaza dayanıklıdır, bu nedenle oto döşemelik, perde, cibinlik tente, filtre bezi endüstriyel hortum yapımına uygundur.

1.9. Akrilik Elyaf
Yapay elyaflar arasında yüne en çok benzeyen elyaftır. %100 akrilonitril polimeri olanı sert, kırılgandır, boyanması zordur. Kullanılır hale gelebilmesi için modifiye edilir. Akrilonitril ve bir komonomerin polimer ürünü yapılır. Sportif giysiler, giysi, kostüm, perdelik, döşemelik yapımında kullanılır.

1.10. PAN Elyaf
Akrilonitril polimerize ürününün modifiye halidir.

Geri Dönüşüm Elyaf: Her sektörde olduğu gibi tekstilde de hammadde kaynaklarının her geçen gün azalması geri dönüşüm kavramını geliştirmiştir.

Tekstilde Geri Dönüşüm
Tekstil atıklarından ve tekstil dışı atıklardan olmak üzere iki türlü olur.

Tekstilde Geri Dönüşüm

poliüretan taban1. Tekstil atıklarından elde edilir. Türkiye’de yaklaşık yıllık 750 000 ton tekstil atığı vardır. Bunlardan ayrımlama yapılarak rejenere selüloz elyaf türleri üretilmektedir.
2. Pet (polietilen tetraftalat) şişe gibi atıklardan üretilensentetik elyaf, iplik haline getirilip (polyester)  çorap, battaniye vb. üretiminde kullanılmaktadır.

Türkiye’de halen PET şişe atıklarından %30 kadar geri dönüşüm kazanımı gerçekleşmektedir. Polyester elyafta dışa bağımlı olduğumuz düşünülürse bunu artırmamızın ekonomiye sağlayacağı katkı açıktır. Bunun yanında doğada yok olması çok zor olan PET atığın çevreden temizlenmesi faktörü gibi bir katkının da önemi unutulmamalıdır. PET şişeden elyaf geri kazanım işletmeleri Uşak, Gaziantep ve Trakya’da bulunuyor.

Bitkinin Tohumundan Elde Edilenler
1- Pamuk Elyaf
Pamuk bitkisinin kozasından elde edilir. Pamuk bitkisi çalı türü bir bitkidir, uzun ömürlüdür, şartları uygun olduğunda yıllarca çiçek ve koza verebilir. Kozasından çıkartılan pamuğun yapısında %88-96 selüloz bulunur. Pamuk çeşitli işlemlerden geçirilerek saf selüloz iplik haline dönüştürülür. Pamuk elyaf dayanıklı, nem çekici, boyamaya elverişlidir. Isıya, neme dayanımı iyidir. Bilinen en eski elyaf olması nedeniyle de önem taşır.

2- Organik Pamuk Elyaf
Yeni nesil bir elyaftır. Özel bölgelerde gübresiz tarlalarda yetiştirilen pamuktan, terbiye işlemi sınırlandırılmış, ekolojik yasaklamalara uygun boyarmadde seçilerek elde edilen elyaftır. Böylece insana ve doğaya zararlı etkenler ortadan kalkmış veya minimuma inmiştir.

Polyester
Polimer zinciri içinde ester grubu bulunan, sentetik olarak elde edilen organik polimerler. Kullanılışına göre sınıflandırıldığı zaman, poliester fiber (elyaf) ve poliester plâstik şeklinde olmak üzere ikiye ayrılır. Poliester Amerika’da ilk olarak dakron, yine o tarihlerde İngiltere’de terilen ismi altında satıldı.

Amerikan standartlarına göre lifi meydana getirecek poliesterin en azından ağırlıkça %85 dihidrik alkolün bir esteri ve tereftalik asit ihtivâ etmesi gerekir. Poliester elyaf yapmak için standart işlemde, dimetil tereftalat ve etilen glikol polimerize edilir, küçük parçacıklara kesilir, eritilir, (256°C’de) basınç ile ince deliklerden geçirilir ve böylece uzun elyaflar elde edilir.

Tereftalik asit yanında ikinci bir dikarboksilli asit kullanılırsa kopoliester elde edilir. Tereftalik asit yerine alifatik dikarboksilli asitler kullanılarak elde edilen poliesterin erime noktası 100°C’dir. Hem alkolü hem asidi aromatik olan tam aromatik poliesterler (polihidrokinon-tereftalat gibi) 400°C’nin üstünde erir. Poliester elyaf 200°C’ye dayanır. Kolay kopmaz. Fenoller dışında kimyâsal maddelerin çoğuna, neme ve bakterilere karşı dayanıklıdır.

Aside dayanıklı olduğu hâlde kuvvetli alkalilere (sabunlaşma reaksiyonu olduğundan) dayanıksızdır. Pamuk-poliester karışımı ile merserize elde edilebilir. Fakat sağlamlık azalır. Poliester, poliester-yün veya pamuk karışımından yapılan kumaşlar ütü istemezler ve verilen şekiller yıkama ile deforme olmazlar. Poliesterlerin ticârî adları diolen, trevira, terilen, tergal, terlonka, dakron, lavsan, teteron, frtrel ve avitrondur. Enkaterm modifiye edilmiş bir poliester olup 1500°C sıcaklığa dayanıklıdır.

İlk polyester reçineleri, 1847 yılında Berzelius’un ve 1883’te Gay-Lussac ve Pelouze’in çalışmalarında görüşmüştür. Günümüzün yeniden güçlendirilmiş plastiklerinde(RP) kullanılan doymamış polyester reçineler,  reaktif monomerler kombinasyonlarıdır. Carleton Ellis,

polyester reçineleri

1930’larda kombinasyon fikrini ortaya attı. Ellis, glikollerin malerik anhidrid ile reaksiyona girmesiyle oluşan doymamış polyester reçinelerin, bir peroksit katalizörü ilave ederek çözülmeyen katılara kadar iyileştirilebileceğini keşfetti. 1936’da bu fikri için patent başvurusunda bulundu. Ellis daha sonra, doymamış polyester alkidi, vinil asetat veya stiren gibi reaktif monomerler ile birleştirerek katalizörün ilave edilmesini ve reçinenin uygulanmasını kolaylaştırarak daha yararlı bir ürünün yapılabileceğini keşfetti.

Cam elyaf takviyeli polyester kompozitlerinin ilk kullanımı, uçaklarda ve tekne gövdelerinde görüldü. Pultrüzyon hattının icadı, doymamış polyester esaslı malzemelerin, petrol kuyuları, elektrik yalıtım cihazları gibi yeni uygulama alanlarında geliştirilmesine izin verdi. Filament sarım işlemi, doymamış polyester reçinelerinin potansiyel pazarını daha da genişletti. Bu teknik başlangıçta askeri roket kutuları ve nozüllerin imalatı için geliştirildi, ancak boruların ve depolama gemilerinin yapımında kullanılma potansiyeli de kısa süre sonra keşfedildi.

1960’lı yıllarda ve bu BMC (Bulk Moulding Compounds -Dökme Kalıp Bileşikleri) ve DMC (Dough Moulding Compounds – Hamur Döküm Bileşikleri) tekniklerinden sonra, PMC’ler (Polyester Moulding Compounds – Polyester Kalıplama Bileşikleri) de sektör tarafından benimsendi. Bu yapıdaki sistemler, basit malzeme paketlerinden karmaşık ayrıntıların kalıplanmasına kadar birçok alanda uygulanmaktadır.

Teknik Tekstil
Polyester elyafta üretimin dünyadaki polyester kapasitesinin %80’den fazlası Çin ve Hindistan’da gerçekleşmektedir. Teknik tekstil en az konvansiyonel tekstil kadar eski bir geçmişe sahip. Örneğin gemilerin yelken bezleri aslında teknik tekstil gurubundandır. 1939 yılında ilk sentetik elyafın bulunması sonrası Teknik Tekstil üretimi ve uygulama alanı artış göstermiştir. Günümüzde teknik tekstilin hemen hemen %30 kadarı sentetik elyaf esaslıdır.

Kauçuk ve polimer maddelerin keşfi ve kimya sektöründeki gelişmelerle birlikte farklı özellikte ve farklı kullanım alanlarına sahip ürünler elde edilmiştir. Teknik tekstiller, kimyasallara, hava şartlarına, mikroorganizmalara dayanıklı, üstün performans ve fonksiyonel özelliklere sahip, katma değeri yüksek ve pahalıdır. Kumaşlara fonksiyonel özellik kazandırmak ve kullanım alanlarını artırmak amacıyla laminasyon ve kaplama teknikleri teknik tekstil üretiminde uygulanmaktadır.

kumaşların, polimer, köpük


Kaplama Kumaşlar

Kaplama kumaşlar; dokuma, örme ya da dokusuz yüzey olarak üretilen kumaşın bir ya da her iki yüzeyini kimyasal bir madde ile kaplayarak elde edilir. Kaplama ve laminasyon, kumaşların fiziksel ve estetik özelliklerini geliştirmek ve değiştirmek, kumaşların, polimer, köpük ve filmlerin avantajlarını kombine ederek, kullanım alanını genişletmek amacıyla uygulanır.

Laminasyon
Laminasyon işlemi, kumaş katmanlarını ya da kumaş ve materyali, kompozit bir materyal oluşturmak için birleştirme prensibine dayanmaktadır. Kaplama hamuru halinde biçimlendirilemeyen polimer maddeler öncelikle film haline getirilip daha sonra kumaşa lamine edilmektedir.

Laminasyonda kullanılan yapıştırıcılar genelde su bazlı, solvent bazlı maddeler ya da katı veya jel halinde olup sıcakta eriyik halde bulunan maddelerdir. Sıcakta eriyik halde bulunan bu maddeler film, granül, toz ya da jel formunda üretilmektedirler. Bu maddeler polyolefin, poliüretan, polyester, polyamid ya da farklı polimer veya kopolimerlerin bileşimi olabilmektedir.

 

Kaplamada kullanılan maddeler,

Tablo 1. Kaplamada kullanılan maddeler, özellikleri ve kullanım alanları [5, 7, 8, 17]

Hazırlayan: Nükhet Sezer

Kaynaklar
1- “Tekstil Üretimi ve Yardımcı Kimyasallar” Müjgan İlter, Mayıs 2015, İzmir
2- “Kaplama veya Laminasyon Teknikleri ile Üretilen Kumaşların Genel Özellikleri ve Performans Testleri”, Yasemin BULUT, Vildan SÜLAR, Dokuz Eylül Üniversitesi, Tekstil Mühendisliği Bölümü/İzmir
3- “Gerçek Köye Dönüş Projesi: Kenevir”, Yazar: Erdem Ulaş