Ekonomik ve Ekolojik Üretim ile Yüksek Performanslı-Fonksiyonel Filament Üretimi

Üniversitemiz Mühendislik Mimarlık Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Hücresel Tedavi ve Kök Hücre Üretim, Uygulama ve Araştırma Merkezi ve Translasyonel Tıp Uygulama ve Araştırma Merkezinden Doç. Dr. Hüseyin Avcı’nın yürütücü olduğu İstanbul Teknik Üniversitesi ve Eskişehir Teknik Üniversitesi ortaklığında TÜBİTAK ‘1003 - Öncelikli Alanlar Ar-Ge Projeleri Destekleme Programı’ çerçevesinde “Developing an in-Line method to improve mechanical and flame retardancy performance of polyethylene fiber” ve “Improvement of polyethylene fiber wettability and mechanical properties through an environmentally sustainable spinning process” makaleleri sırasıyla Journal of Industrial Textiles ve International Journal of Adhesion and Adhesives dergilerinde yayınlandı.

Bu disiplinler arası çalışmada geliştirilen çok yönlü ve basit, ekonomik ve çevre dostu bir üretim hattı ile yüksek performanslı ve fonksiyonel filament üretimi başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Burada dünyada üretimi ve tüketimi en yüksek olan poliolefin grubundan polimerik liflerin hidrofillik, performans, adezyon, alev geciktiricilik, vb. özellikleri çok iyi derecede geliştirilen ekolojik yöntem ile arttırılabilmektedir. Çevre dostu ve düşük üretim maliyetiyle endüstriye uyarlanabilir bu yöntem ile elde edilen filamentlerin tıptan, savunma sanayine kadar pek çok farklı uygulamalarda kullanım potansiyeli bulunmaktadır. Ayrıca bu yöntemin tescili için Türk Patent ve Marka Kurumuna başvuruda bulunulmuştur.

Yapılan çalışmalarda, dünyada en çok kullanılan düşük moleküler ağırlıklı polietilen (PE) üzerine yoğunlaşılmış ve üretilen lifler sıcak çekme işlemine tabi tutularak modül değerleri 135 MPa'dan 2,8 GPa'ya kadar yükseltilmiştir. Ek olarak, üretim hattında fosforla muamele edilmiş lifler, 600°C'de bir miktar kalıntı bırakarak 21,5'lik bir limit oksijen indeksi (LOI) değeri sergilemiştir. Ayrıca, mikro yanma kalorimetresi (MCC) testi için kontrol numunesine kıyasla tüm numunelerde tepe ısı salma hızında (pHRR) bir düşüş gözlemlenmiştir. Isı salınımındaki (HR) azalmaya bakıldığında en iyi sonuç, numuneler için 1000 m/dk sarım hızında üretilen 50 ve 95°C ile üretim parametresine aittir. Bununla birlikte HR kapasitesi, pHRR ve toplam HR değerlerinde sırasıyla yaklaşık %23, %23 ve %18 oranında düşüşler gözlemlenmiştir. Diğer taraftan sistemde organik bir katkı maddesi olarak Arabic Gum (AG) kullanılarak fiberlerin ıslanabilirliği çok iyi derecede arttırılarak örneğin, orta yoğunluklu polietilen (MDPE) numuneleri için 37.8° su temas açısı elde edilmiştir. Bu çok yönlü, basit ve ekolojik olarak modifiye edilmiş üretim hattı, polar olmayan polietilen esaslı malzemeler için hem takviye hem de matris formunda zayıf yapışma özelliklerini geliştirerek PE liflerinin hidrofilikliğini ve performansını iyileştirme kazandırabileceğini göstermiştir.  

Makalelere erişim bağlantıları

https://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/15280837221114932

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014374962200166X