Santrifüj eğirme yöntemiyle nanolif yapılı dokusuz kumaş üretiminin optimizasyon çalışmaları ve filtrasyon özellikleri

Nanolifli yapılar çok küçük gözenekli yapıları, yüksek yüzey alanları gibi özelliklerden dolayı tekstil, kompozit ve enerji uygulamalarında önemli bir yer tutmaktadır [1–5]. Günümüzde nanolif üretiminde kullanılan ve üzerinde en çok araştırma yapılan geleneksel yöntem elektroüretim yöntemidir [6]. Ancak yöntemin düşük üretim hızı ve yüksek voltaj gerektirmesi gibi gerekçeler yüzünden endüstride kullanımı kısıtlıdır. Eriyikten üfleme yöntemi yüksek üretim hızına müsait olmasına rağmen, nano seviyede lif üretimi konusunda sınırlı olduğundan ve yüksek sıcaklıklarda hava kullanımı gerektirdiğinden dezavantajlıdır [7]. Çözeltiden üfleme yöntemi sadece polimer derişiminin miktarına bağlı olarak çözeltilerle çalışabiliyor oluşundan ötürü kısıtlıdır [8]. Diğer yöntemler olan çift bileşenli lif eğirme, faz ayrıştırma, kalıba sentezleme ve kendinden bağlı yöntemlerin de malzeme ve işleyişlerinden dolayı kısıtlamalar içermesi akademik ve endüstriyel çevreleri yeni bir yöntem arayışına itmiştir. Mevcut yöntemlerin kısıtlarını ortadan kaldıracak bir yöntemin varlığı endüstri ve akademik çevreler için önemli bir gelişme olacaktır. Santrifüj eğirme yöntemi kurulumu ve çalıştırılması basit, üretim hızının diğer yöntemlere nazaran yüksek oluşu gibi özellikleriyle nanolif üretiminde önemli bir alternatif üretim yöntemidir. Bu tez çalışmasında geleneksel lif üretim tekniklerine göre yüksek üretim hızı ve nispeten düşük maliyetiyle öne çıkan santrifüj eğirme yönteminin optimizasyon çalışmaları ve bu yöntemin kullanılmasıyla üretilen nanolif yapılı dokusuz kumaşların filtrasyon özellikleri araştırılmıştır. İlk aşamada santrifüj eğirme sistemi için gerekli makina-teçhizat tasarımı ve imalatı yapılmıştır. Sistemin tasarım aşamasında çeşitli CAD programları kullanılarak katı modellemeler ve imalatı için uygun teknik resimler oluşturulmuştur. Deney düzeneği kurularak nano ölçekli lifler ile dokusuz kumaş yapıları elde edilmiştir. Çeşitli sistem parametreleri uygulanarak, değişikliklerin lif yapısı üzerindeki etkisi incelenmiş, optimum parametrelere ulaşılması hedeflenmiştir. Çalışmada dokusuz kumaş üretimi için termoplastik poliüretan (TPU) içeren çözeltiler kullanılmıştır. İkinci aşamada optimum parametreler kullanılarak dokusuz kumaş numuneleri elde edilmiş ve bunların hava ve su geçirgenlik özellikleri ile su filtrasyon performansları incelenmiştir. Bu yenilikçi yöntem ile yapılan çalışmalar neticesinde hava ve su filtreleri üretilebileceği görülmüştür.