Effects of HPT Derivative UV Absorbers on the UV Resistance of PET Yarns and Fabrics

Abstract

Ultraviolet (UV) radiation has negative effects on the performance of textile materials like all the polymers. These effects become more critical in products produced for outdoor applications. UV absorbers can be used to reduce the negative effects of UV radiation and ensure the usage of products for a longer time. By adding these chemicals to textile fibers during production by the masterbatch method, their UV resistance can be improved. The tests performed to determine the performance of polymers in outdoor applications are called outdoor weathering tests. Weathering tests can be performed under real outdoor conditions or in laboratories on devices that simulate these conditions. Tests performed in the laboratory environment are called accelerated artificial weathering tests. Textile products produced from polyacrylonitrile fibers are commonly used for outdoor applications. However, difficulties in their supplies and their high costs increase the interest in polyethylene terephthalate (PET) fibers for such applications. In this study, standard (reference) and UV resistant PET were subjected to accelerated artificial outdoor weathering tests for 1000 hours. The UV resistant PET fibers were produced by the addition of an (HPT) derivative, Tinuvin 1577 ED. The samples were used in yarn and fabric form. Tensile strength, elongation at break, and color change of the samples were recorded every 250 hours. Tensile tests carried out before the weathering tests showed that additives reduced the tensile strength of PET yarns and fabrics and increased their breaking elongations. They have negative effects on the mechanical properties. However, at the end of 1000 hours, it was observed that these additives significantly hindered the negative effect of UV radiation on the mechanical properties and color change of PET yarns and fabrics.

Keywords

• Outdoor weathering tests
• UV resistant PET fibers
• UV radiation
• UV absorber
• Hydroxyphenyl triazine

HPT Türevi UV Absorblayıcıların PET İplik ve Kumaşların UV Dayanımı Üzerine Etkilerinin İncelenmesi

Abstract

Morötesi (ultraviyole, UV) ışımanın tüm polimerler gibi tekstil malzemelerinin performansları üzerinde de olumsuz etkileri bulunmaktadır. Bu etkiler, dış ortam uygulamaları için üretilmiş ürünlerde daha da önem kazanmaktadır. UV ışımanın olumsuz etkisini azaltarak ürünlerin daha uzun süre kullanımını sağlayabilmek amacıyla UV absorblayıcı katkı maddeleri kullanılmaktadır. Bu katkı maddeleri masterbatch yöntemiyle, üretim sırasında lif yapısına katılarak tekstil ürünlerinin UV dirençleri arttırılabilinir. Polimerlerin açık hava koşullarındaki performanslarını belirleyebilmek amacıyla yapılan testlere dış ortam şartlandırma testleri denilmektedir. Bu testler, gerçek dış ortam şartlarında yapılabileceği gibi laboratuvar koşullarında dış ortam şartlarını simüle eden cihazlarında da gerçekleştirilebilinir. Laboratuvar ortamında yapılan testler hızlandırılmış yapay dış ortam şartlandırma testleri olarak adlandırılır. Açık hava uygulamarı için poliakrilonitril liflerinden yapılmış tekstil ürünleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu liflerin tedariklerinde çeşitli zorluklarla karşılaşılması ve maliyetlerinin yüksek olması bu tür uygulamalar için polietilen tereftalat (PET) liflerine olan ilgiyi arttırmaktadır. Bu çalışmada hızlandırılmış yapay dış ortam şartlandırma testleri, katkısız PET (referans PET) ve hidroksifenil triazin (HPT) türevi ticari bir katkı malzemesi olan Tinuvin 1577 ED ile UV ışımaya karşı direnci arttırılmış PET (katkılı PET) iplik ve bu iplikler kullanılarak dokunmuş kumaşlara 1000 saat süre ile uygulanmıştır. Her 250 saatte bir numunelerin kopma mukavemeti, kopma uzaması ve renk değişimi özellikleri kayıt edilmiştir. Şartlandırma testlerinden önce yapılan çekme deneyleri katkı maddelerinin PET ipliklerin kopma mukavemetlerini azaltıp, kopma uzaması değerlerini arttırdığını, dolayısı ile mekanik özellikler üzerinde olumsuz bir etkisinin olduğunu göstermiştir. Ancak 1000 saatlik dış ortam şartlandırma testlerinin sonunda bu katkı maddelerinin UV ışımanın PET iplik ve kumaşların mekanik özellik ve renk değişimi üzerindeki olumsuz etkisini belirgin bir oranda azalttığı tespit edilmiştir.

Keywords

• Dış ortam şartlandırma testleri
• UV dayanımı arttırılmış PET lifleri
• UV ışıma
• UV absorblayıcı
• Hidroksifenil triazin

Thanks

Bu çalışma, yazarlardan Nimet Doğmuş Yılmaz’ın yüksek lisans tezinden hazırlanmıştır.

References

1. Anonim, (2012). https://adhesives.specialchem.com/selection-guide/uv-light-stabilizers-state-of-the-art/ultraviolet-absorbers (Erişim tarihi:18.05.2017).
2. Anonim, (2015). Weathering Testing Guidebook. http://www.strenometer.dk/Files/Downloads/Guidebook.pdf (Erişim tarihi:24.12.2018).
3. Gugumus, F. (2002). Possibilities and limits of synergism with light stabilizers in polyolefins 2. UV absorbers in polyolefins. Polymer Degradation and Stability, 75(2), 309-320.
4. McCusker, M. (1999a). A UVA-HALS Primer: Everything You’ve Ever Wanted to Know About Light Stabilizers Part 1, Metal Finishings, 97(5), 51-53.
5. McCusker, M. (1999b). A UVA-HALS Primer: Everything You’ve Ever Wanted to Know About Light Stabilizers Part 2, Metal Finishings, 97(6), 83-86.
6. Schaller, C., Rogez, D., &Braig, A. (2009). Hindered amine light stabilizers in pigmented coatings. Journal of Coating Technologies and Research, 6(1), 81-88.
7. Wypych, G. (2013). Handbook of Material Weathering. Toronto: Chemteg Publishing.