TiO 2 -SiO 2 Nanokompozit Üretimi ve Deri Finisajında Kullanımı ile Derinin Bazı Performans Özelliklerinin Geliştirilmesi

Abstract

Deri, kendine özgü özelliklere sahip olan doğal bir üründür. Doğal bir ürün olmasına rağmen deri farklı kalitelerde ve finisajlarda bulunmaktadır. Finisaj işlemi derinin mekanik dayanımı ve çeşitli haslık değerlerini artırmak için önemli bir rol oynamaktadır. Derinin haslık özellikleri büyük ölçüde finisaj veya finisaj kaplamaların karakterini belirlemektedir. Kaplama ile ışık veya sürtünmeye karşı renk haslıkları, ton, parlaklık ya da tutum gibi yüzey özellikleri kazandırılabilmekte ya da iyileştirilebilmektedir. Aynı zamanda, deri hasar veya kusurları (yüzey-sırça kusurları, çizikler) örtülmektedir. Polimer kimyası ve teknolojinin gelişimi deri yüzeyinin pek çok yolla değiştirilmesini mümkün kılmaktadır. Günümüzde müşteri memnuniyeti olgusunun ön plana çıkmasına paralel olarak üreticiler de taleplerinde daha gelişmiş ve daha nitelikli ürünler aramaktadırlar. Geliştirilmiş ürünler olarak deri ürünlerine artan talep yeni teknolojiye dayalı gelişmiş özelliklere sahip malzemelerin kazandırılmasını gerektirmektedir. Bu çalışmada, sol-jel yöntemi ile TiO2-SiO2 nanokompozitin üretimi ve finisaj işleminde deri kaplaması olarak kullanımı ile derinin sürtünmeye karşı renk haslığı, aşınma dayanımı ve finisaj adhezyonu gibi performans özelliklerinin arttırılması amaçlanmıştır. Çalışmamız üç ana bölümden oluşmuştur. Birinci bölümde, TiO2-SiO2 nanokompoziti asit katalizörlüğünde tetraetoksisilan (TEOS) ve titanyum n-butoksit (TBO) karışımının üzerine oda sıcaklığında 3- glisidoksipropiltrimetoksisilan (GLYMO, [(OCH2CH) CH2 OCH2 CH2 CH2]-Si(OCH3)3) ilavesi yapılarak sol-jel yöntemiyle sentezlenmiştir. Elde edilen kompozitin incelenmesi, tane büyüklüğü ve doku fazının oluşumu, kompozit filmin yüzey topografisi ve morfolojisi gibi geniş çaplı fiziksel, kimyasal ve yapısal karakterizasyonlar, Atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve Taramalı elektron mikroskobu (SEM) gibi yüzey analiz tekniklerine başvurularak gerçekleştirilmiştir. Kompozit filmlerin kimyasal yapısını karakterize etmek için Fourier dönüşümü kızılötesi spektrometresi (FTIR) ve Raman spektrometre kullanılmıştır. İkinci bölümde, hazırlanan kompozit finisaj işleminde el tabancası ile püskürtülerek deri yüzeyine uygulanmış, daha sonra deriler, üzerinde kaplama filminin elde edilmesi için kurutma ve ütü işlemlerinden geçirilmiştir. Finisaj işleminde derilerin üzerine kompozit dört farklı varyasyonda uygulanmıştır. Üçüncü bölümde ise, TiO2-SiO2 nanokompoziti ile işlenmiş ve işlenmemiş derilerin fiziksel ve mekaniksel özellikleri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiş ve söz konusu kompozit işleminin mamul derilerin performans özelliklerine etkisi incelenmiştir. Derilerin yapısı ve yüzey özellikleri analizleri SEM, FTIR ve Raman cihazları vasıtasıyla gerçekleştirilmiştir. Derilerdeki titanyum (Ti) ve silisyum (Si) içeriği İndüktif Eşleşmiş Plazma-Optik Emisyon Spektroskopisi (ICP-OES) ile tespit edilmiştir. Bu çalışma sonucunda, sol-jel yöntemi ile saydam ve homojen özellikte TiO2-SiO2 nanokompoziti üretilmiş; kompozitin deri üzerine uygulanması ile ince, düzgün dağılımlı, yapışkan bir kaplama elde edilmiş; kompozitin içerdiği titanyum ve silisyum dioksit bileşiklerinin özellikleri ve avantajlarından yararlanarak derilerin sürtünme haslığı, aşınma dayanımı, finisaj adhezyonu ve UV ışığı haslığı gibi bazı performans özellikleri arttırılmış ve daha iyi bir görünüme sahip, dış etkilere karşı daha dayanıklı deriler elde edilmiştir. Ayrıca, plazma aktivasyon ve kompozit ile plazma kaplama kombinasyonları yapılarak derilere hidrofobik özellik de kazandırılmıştır.