IMPROVEMENT OF CONDUCTIVITY AND UV-PROTECTION PROPERTIES OF POLYESTER FABRICS THROUGH POLYANILINE-BASED LAYER-BY-LAYER DEPOSITION PROCESS

Abstract

Multifunctional polyester fabrics with UV protection and electrical conductivity properties are obtained by coating polyaniline (PANI) with the Layer-by-Layer deposition method. SEM analysis, air permeability, tensile strength and % elongation values, UV-protection and conductivity values of the fabrics coated with 20, 30 and 40 multilayer films compared with the untreated fabric. It was seen from the SEM images that the PANI density increased with the increasing number of layers and a homogeneous distribution was achieved. It was determined that the air permeability values of the fabrics decreased with the multi-layer coating process, but there was no effect that would affect the comfort level. In addition, 10 repetitive domestic washings were performed and it was determined that washing had almost no effect on UV-protection and conductivity measurements. Therefore, the results of the study confirmed that multilayer coated polyester fabrics can be obtained with a simple approach with sufficient mechanical strength, high UV protection and electrical conductivity performances. With the Layer-by-Layer deposition method, it has been proven that an environmentally friendly and sustainable method can be used for multifunctional textile products according to the water-based impregnation principle, without the use of extra auxiliary chemicals.

Keywords

• Layer-By-Layer Deposition
• Polyester
• Polyaniline
• UV-Protection
• Electrical Conductivity

POLYESTER KUMAŞLARIN POLİANİLİN ESASLI ÇOK TABAKALI KAPLAMA İŞLEMİ İLE İLETKENLİK VE UV-KORUMA ÖZELLİKLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ

Abstract

Polianilinin (PANI) çok tabakalı kaplama yöntemi ile kaplanması ile UV-koruma ve elektrik iletkenliği özelliklerine sahip multifonksiyonel polyester kumaşlar elde edilmiştir. 20, 30 ve 40 çok tabakalı filmlerin kaplandığı kumaşların SEM analizleri, hava geçirgenlikleri, kopma mukavemeti ve % uzama değerleri, UV-koruma değerleri ve iletkenlik değerleri ölçülerek, işlem görmemiş kumaş ile karşılaştırılmıştır. SEM görüntülerinden artan tabaka sayısı ile PANI yoğunluğunun arttığı ve homojen bir dağılım sağlandığı görülmüştür. Çok tabakalı kaplama işlemi ile kumaşların hava geçirgenliği değerlerinin azaldığı, ancak konfor düzeyini etkileyecek bir etkinin olmadığı tespit edilmiştir. Ayrıca 10 tekrarlı evsel yıkama işlemi yapılmış, yıkamanın UV-koruma ve iletkenlik ölçümleri üzerinde neredeyse hiçbir etkisi olmadığı belirlenmiştir. Bu nedenle, çalışmanın sonuçları polyester kumaşlara çok tabakalı kaplanan PANI’nin basit bir yaklaşımla yeterli derecede mekanik dayanıma sahip, yüksek UV-koruma ve elektrik iletkenliği performansları ile elde edilebileceğini doğrulamıştır. Çok tabakalı kaplama yöntemi ile su bazlı, ekstra yardımcı kimyasal madde kullanımı olmadan ve emdirme prensibine göre çevreci ve sürdürülebilir bir yöntemin multifonksiyonel tekstil ürünleri için kullanılabilirliği kanıtlanmıştır.

Keywords

• Çok Tabakalı Kaplama
• Polyester
• Polianilin
• UV-Koruma
• Elektrik İletkenliği

References

1. Ethalawany, N., El-Naggar, M.E., Elsayed, A., Wassel, A., El-Aref, A. T., Abd Elgaffar, M. A., 2020. Polyaniline/zinc/aluminum Nanocomposites for Multifunctional Smart Cotton Fabrics. Materials Chemistry and Physics, 249, 123210.
2. Fuseini, M., El-Shazly, A. H., Elkady, M., 2020. Effects of Doping on Zeta Potential and pH of Polyaniline Colloidal Suspension, Materials Science Forum, 1008, 114-120.
3. Hakansson, E., Amiet, A., Kaynak, A., 2006. Electromagnetic Shielding Properties of Polypyrolle/Polyester Composites in the 1-18 GHz Frequency Range, Synthetic Metals, 156, 14-15, 917-925.
4. Kavas, H., Günay M., Baykal, A., Toprak, M. S., Sözeri, H., Aktaş, B., 2013. Negative Permittivity of Polyaniline–Fe3O4 Nanocomposite, Journal of Organic and Organometallic Polymers and Materials, 23, 306-314.
5. Kharade, P. M., Chavan, S. G., Salunkhe, D. J., Joshi, P. B., Mane, S. M., Kulkarni, S. B., 2014. Synthesis and Characterization of PANI/MnO2 bi-layered Electrode and Its Electrochemical Supercapacitor Properties, Materials Research Bulletin, 52, 37-41.
6. Liu, P., Huang, Y., Zhang, X., 2014. Superparamagnetic Fe3O4 Nanoparticles On Graphene-Polyaniline: Synthesis, Characterization And Their Excellent Electromagnetic Absorption Properties, Journal of Alloys and Compounds, 596, 25-31.
7. Louris, E., Sfiroera, E., Priniotakis, G., Makris, R., Siemos, H., Efthmiou, C., Assimakopoulos, M. N., 2019. Evaluating the Ultraviolet Protection Factor (UPF) of Various Knit Fabric Structures. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 459, 012051.
8. Malmonge, L.F., Lopes, G.A., Langiano, S.C., Malmonge, J.A., Cordeiro, J.M.M., Mattoso, L.H.C., 2006. A New Route to Obtain Pvdf/Pani Conducting Blends. European Polymer Journal, 42, 3108-3113.

9. Naarmann, H., Theophilou, N., 1987. New Process for the Production of Metal-like, Stable Polyacetylene. Synthetic Metals, 22(1), 1-8.
10. Onar, N., Akşit, A. C., Ebeoglugil, F., Birlik, I., Celik, E., Ozdemir, I., 2009. Structural, Electrical and Electromagnetic Properties of Cotton Fabrics Coated with Polyaniline and Polypyrolle, Journal of Applied Polymer Science, 114, 2003-2010.
11. Saini, P., Choudhary, V., Vijayan, N., Kotnala, R. K., 2012. Improved Electromagnetic Interference Shielding Response of Poly(aniline) Coated Fabrics Containing Dielectric and Magnetic Nanoparticles, Journal of Physical Chemistry C, 116, 13403-13412.
12. Shambharkar, B., Umare, S., 2010. Production and Characterization of Polyaniline/ Co3O4 Nanocomposite as a Cathode of Zn–polyaniline Battery, Materials Science and Engineering B, 175, 120-128.
13. Shambharkar, B., Umare, S., 2011. Synthesis and Characterization of Polyaniline/NiO Nanocomposite, Journal of Applied Polymer Science, 122, 1905-1912.
14. Shriakawa, H., Ikeda, S., 1971. Infrared Spectra of Pa. Polymer Journal, 2, 231.
15. Tian, M., Hu, X., Qu, L., Du, M., Zhu, S., Sun, Y., Han, G., 2016. Ultraviolet Protection Cotton Fabric Achieved via Layer-by-Layer Self-Assembly of Graphene Oxide and Chitosan. Applied Surface Science, 377, 141-148.
16. Ugur, Ş. S., Sarıışık, M., Aktaş, H., 2010. The Fabrication of Nanocomposite Thin Films with TiO2 Nanoparticles by the Layer-by-Layer Deposition Method for Multifunctional Cotton Fabrics, Nanotechnology, 21, 325603.
17. Zhao, Y. P., Cai, Z. S., Zhou, Z. Y., Fu, X. L., 2011. Fabrication of Conductive Network Formed by Polyaniline-ZnO Composite on Fabric Surfaces. Thin Solid Films, 519, 5887-5891.