Titanyum Nanoparçacık Katkılı Polyamid Kumaşların Fiziksel, Elektromanyetik ve Optik Özelliklerinin Araştırılması

Öz

Bu çalışmanın hedefi, lif çekimi sırasında polimere titanyum (Ti) nanopartikül katkılama yoluyla elde edilen Poliamid 6 (PA6) ipliklerin ve bu ipliklerden üretilen dokuma kumaşların fiziksel, elektromanyetik ve optik özellikleri üzerindeki etkisini araştırmaktır. Çalışma kapsamında; farklı oranlarda (%0,05-0,10-0,15) Ti nanopartikül katkılanmış PA 6 nanokompozit tekstüre iplikler (70 denye, kesitte 24 filament) üretilmiş ve deneysel olarak karakterize edilmiştir. Kontrol kumaş üretimi için Ti katkılanmamış standart PA 6 multifilament iplik de üretilmiştir. Sonuç olarak, Ti nanopartikül katkılama, PA 6 multifilament ipliklerin ve dokuma kumaş örneklerinin mekanik özellikleri üzerinde düşük seviyede anlamlı bir etki göstermiştir. Uygulanan Ti katkılama oranlarının, kontrol kumaşa göre katkılanmış kumaş örneklerinin elektromanyetik koruma etkinliği (EMSE) değerleri üzerinde anlamlı bir etkisinin olmadığı belirlenmiştir. Uygulanan oranlarda Ti katkılama, kumaş örneklerinin optik geçirgenliğini azaltma yönünde etki etmiş, dalgaboyu büyüdükçe bu etki artma eğilimi göstermiştir. Uygulanan katkılama oranları optik soğurma üzerinde pozitif yönde bir etki göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

• PA 6
• Titanyum
• Nanokompozit
• Elektromanyetik girişim
• Optik özellikler

Investigation on Physical, Electromagnetic and Optical Properties of Titanium Nanoparticles Doped Polyamide Fabrics

Öz

The aim of this study is to investigate the effect of titanium (Ti) nanoparticle doping on the physical, electromagnetic and optical properties of Polyamide 6 (PA 6) yarns and woven fabrics produced from these yarns. In this context, PA 6 nanocomposite textured yarns (70 denier, 24 filaments in cross section) doped with Ti NPs in different ratios (0.05%-0.10-0.15) were produced and experimentally characterized. Standard PA 6 multifilament yarn without Ti doped was produced for the production of control fabrics. As a result, it was concluded that Ti nanoparticle doping has a low-level significant effect on the mechanical properties of PA 6 multifilament yarn and woven fabric. It was determined that the applied Ti doping ratios did not significantly affect the electromagnetic shielding efficiency (EMSE) values of the doped fabric samples compared to the control fabric. At the applied rates, Ti doping had a decreasing effect on the optical transmittance of the fabric samples, and this effect tended to increase as the wavelength increased. The applied doping ratios increased the absorption rate.

Anahtar Kelimeler

• PA 6
• Titanium
• Nanocomposite
• Electromagnetic interference
• Optical properties

Kaynakça

1. 1. International Organization for Standardization, ISO. https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:ts: 80004:-1:en. Erişim Tarihi: Mayıs 2018.
2. 2. Greßler, S., Simkó, M., Gazsó, A., Fiedeler, U., Nentwich, M., 2010. Nano-Textiles. NanoTrust Dossier. Nr. 015en-December 2010.
3. 3. Chaudhari, S.B., Shaikh, T., Pandey, P., 2013. A Review on Polymer TiO2 Nanocomposites. International Journal of Engineering Research and Applicitions, 3(5), 1386-1391.
4. 4. Akram, S., Ashraf, M., Javid, A., Abid, H.A., Ahmad, S., Nawab, Y., Nosheen, A., 2023. Recent Advances in Electromagnetic Interference (EMI) Shielding Textiles: A Comprehensive Review. Synthetic Metals, 294, 117305.
5. 5. İlhan, İ., Esen, M., Karaaslan, M., Akyürek, B. Y., 2023. Investigation of EMI and UV-IR Shielding Properties of Wool And Cotton/Elastane Nanocomposite Fabrics. J Coat Technol Res., 20, 1407-1422.
6. 6. İlhan, İ., Esen, M., Karaaslan, M., Akyürek, B. Y., Çelikel, Ö., 2023. Investigation of EMI and UV-IR Shielding Properties of Kevlar and Polyester/Elastane Nanocomposite Fabrics Coated By ECR and Evaporation Methods. The Journal of the Textile Institute, 1-14.
7. 7. Pakdel, E., Wang, J., Kashi, S., Sun, L., Wang, X., 2020. Advances in Photocatalytic Self-Cleaning, Superhydrophobic and Electromagnetic Interference Shielding Textile Treatments. Advances in Colloid and Interface Science, 277, 102116.
8. 8. Jeevanandam, J., Barhoum, A., Chan, Y.S., Dufresne, A., Danquah, M.K., 2018. Review on Nanoparticles and Nanostructured Materials: History, Sources, Toxicity and Regulations. Beilstein J. Nanotechnol., 9, 1050-1074.

9. 9. Martinez-Gutierrez, F., Olive, P.L., Banuelos, A., Orrantia, E., Nino, N., Sanchez, E.M., Ruiz, F., Bach, H., Av-Gay, Y., 2010. Synthesis, Characterization, and Evaluation of Antimicrobial and Cytotoxic Effect of Silver and Titanium Nanoparticles. Nanomed. Nanotechnol. Biol. Med., 6, 681-688.
10. 10. Jamkhande, P.G., Ghule, N.W., Bamer, A.H., Kalaskar, M.G., 2019. Metal Nanoparticles Synthesis: An Overview on Methods of Preparation, Advantages and Disadvantages, and Applications. J. Drug Deliv. Sci. Technol., 53, 101174.
11. 11. Jorge, J.R.P., Barao, V.A., Delben, J.A., Faverani, L.P., Queiroz, T.P., Assunçao, W.G., 2013. Titanium in Dentistry: Historical Development, State of the Art and Future Perspectives. J. Indian Prosthodont. Soc., 13, 71-77.
12. 12. Schabes-Retchkiman, P.S., Canizal, G., Herrera-Becerra, R., Zorrilla, C., Liu, H.B., Ascencio, J.A., 2006. Biosynthesis and Characterization of Ti/Ni Bimetallic Nanoparticles. Opt. Mater., 29, 95-99.
13. 13. Kumari, M., Perera, C.S., Dassanayake, B.S., Dissanayake, M., Senadeera, G.K.R., 2019. Highly Efficient Plasmonic Dye-Sensitized Solar Cells with Silver Nanowires and TiO2 Nanofibres Incorporated Multi-Layered Photoanode. Electrochim. Acta, 298, 330-338.
14. 14. Ochiai, T., Fujishima, A., 2012. Photoelectrochemical Properties of TiO2 Photocatalyst and Its Applications For Environmental Purification. J. Photochem. Photobiol. C Photochem. Rev., 13, 247-262.
15. 15. Dicastillo, C.L., Correa, M.G., Martínez, F.B., Streitt, C., Galotto, M.J., 2020. Antimicrobial Effect of Titanium Dioxide Nanoparticles. In Antimicrobial Resistance-A One Health Perspective; IntechOpen: London, UK.
16. 16. Radetić M., 2013. Functionalization of Textile Materials with TiO2 Nanoparticles. Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews, 16, 62-76.
17. 17. Batur, Z., Akyıldız, H.İ., 2021. Polietilen Teraftalat (PET) Liflerde Katkılanan TiO2 Konsantrasyonunun Fotokatalitik Kendini Temizleme Özelliklerine Etkisi. Politeknik Dergisi, 24(1), 121-129.
18. 18. Felipe B.H.S., Cabral R.L.B., Ladchumananandasivam R., Zille A., Kim S., Fechine P.B.A., Nascimento J.H.O., 2022. Nanocoating on Cotton Fabric with Nitrogen-Doped Graphene Quantum Dots/Titanium Dioxide/PVA: An Erythemal UV Protection and Photoluminescent Finishing. Journal of Materials Research and Technology, 18, 2435-2450.
19. 19. Zhu, M., Xıng, Q., He, H., Zhang, Y., Chen, Y., Pötschke, P., Adler, H., 2004. Preparation of PA6/ Nano Titanium Dioxide (TiO2) Composites and Their Spinnability. Macromol. Symp., 251-261.
20. 20. Kumartaşlı, S., 2021. Nanopartikül Takviyeli Pet Polimeri Esaslı Nanokompozit Fonksiyonel Lif Üretimi. Yüksek Lisans Tezi, Pamukkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekstil Mühendisliği Anabilim Dalı, Denizli, Türkiye, 84.
21. 21. Attia, N.F., Moussa, M., Sheta, A.M.F., Taha, R., Gamal, H., 2017. Effect of Different Nanoparticles Based Coating on the Performance of Textile Properties. Progress in Organic Coatings, 104, 72-80.
22. 22. Wu, G., Song, P., Zhang, D., Lıu, Z., Lı, L., Huang, H., Zhao, H., Wang, N., Zhu, Y., 2017. Robust Composite Silk Fibers Pulled Out of Silkworms Directly Fed with Nanoparticles. International Journal of Biological Macromolecules, 104, 533-538.
23. 23. Seventekin, N., 2003. Kimyasal Lifler. E.Ü. Tekstil ve Konfeksiyon Araştırma-Uygulama Merkezi Yayını, İzmir, 134.
24. 24. Maralcan, A., 2018. Nanoparçacık Katkılı Poliamid 6 Lifi Üretilmesi ve Kumaş Özelliklerinin Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Adana, Türkiye, 82.
25. 25. Mohanty, A. K., Ghosh, A., Sawai, P., Pareek, K., Banerjee, S., Das, A., Voit, B., 2014. Electromagnetic Interference Shielding Effectiveness of MWCNT Filled Poly(ethersulfone) and Poly(etherimide) Nanocomposites. Polymer Engineering & Science, 54(11), 2560-2570.
26. 26. Clough, S., Rhodes, M.B., Steın, R.S., 1967. The Transmission of Light by Films of Crystalline Polymers. Journal of Polymer Science: Polymer Symposia, 18(1), 1-32.