Polipropilen elyafın boyanabilirliğinin incelenmesi

Abstract

Polipropilen elyaf; düşük yoğunluk, iyi mekanik özellikler, kimyasallara karşı yüksek dayanım ve düşük maliyet gibi üstün özellikleri olan bir elyaf türü olmasına rağmen, boyanmasında karşılaşılan sorunlar kullanım alanını sınırlandırmaktadır.Günümüzde halat, çuval yapımında ve halı ipliği olarak sıkça kullanılan polipropilen elyaf kütle boyama olarak isimlendirilen bir teknikle renklendirilmektedir. Ancak bu yöntemle renklendirilen elyafın yinelenebilirliğinin az oluşu ve farklı kalınlıklarda lif çekildiğinde renk değişmesi gibi olumsuzluklar yöntemin yetersizlikleridir. Ayrıca, bu şekilde iplik haline gelmeden önce boyanabilen polipropilen elyaf iplik haline dönüştükten sonra boyanamamaktadır.Kütle boyama yönteminin olumsuzluklarını iyileştirecek yöntem arayışları uzun zamandır mevcuttur. Literatüre bakıldığında bu amaçla yapılan çalışmalar; blend elyaf elde etme, fiziksel ve kimyasal modifikasyon, yüzeye plazma uygulaması gibi gruplarda toplanabilir. Esasında tüm çalışmaların ortak amacı polimer ile boya molekülleri ile güçlü bir etkileşim kurmaktır. Boyanabilirlik çalışmalarında en fazla denenen yöntem blend hazırlamaktır.Bu çalışmada, polipropilen elyafın boyanabilirliği farklı boyama banyosu koşullarında, mikrodalga ve ultrasonik enerji kullanılarak incelenmiştir. Bu amaçla üç farklı flotte (1/20, 1/50 ve 1/100) ve üç farklı boyama şiddetinde (%0.5, %1 ve %2) hazırlanan boyama banyolarında dispers boyarmadde kullanılarak denemeler yapıldıktan sonra, en iyi boyama banyosu koşulları ve en iyi boyama süresi belirlenmiştir. Tüm denemeler için boyanabilirlik, renk şiddeti (K/S) değerleri ile yorumlanmıştır. Boyamanın kinetik açıdan değerlendirilmesi her bir yöntem için en iyi boyama koşularında difüzyon katsayılarının hesaplanması ile gerçekleştirilmiştir. Ayrıca boyanan örneklerin yüzey görüntüleri SEM kullanılarak incelenmiştir. Çalışmanın sonucunda hem mikrodalga hem de ultrasonik enerji kullanımının polipropilen elyafın boyanabilirliğini geliştirdiği ve boyama sürelerini kısalttığı sonucuna varılmıştır.

Polypropylene fiber is distinguished from other fibers with its well properties such as low density, good mechanical properties, good resistance to chemicals and low cost. However difficulties in dyeing restrict its area of usage.Polypropylene fiber is used mostly in rope, sackcloth and carpet production and colored by a technique called masterbatching. In this technique it is difficult to obtain same color in different batches. Additionally this technique is suitable only in large scale manufacturing and does not allow changing or adjusting the color after production.There have been a number of studies in order to develop a new technique for polypropylene fibers dyeing. The studies in the literature can be categorized as blending with other polymers, physical and chemical modification and surface plasma treatment. The main purpose of all studies can be summarized as to interact polymer and dye molecules. Of the all studies blending is the most studied method.In this study, dyeability of polypropylene fiber is investigated in different dye baths by using microwave and ultrasonic energy. By this purpose dyeing experiments have been done in different dye baths (three different liquors to good ratio: 1/20, 1/50 and 1/100 and three different dyestuff concentration: %0.5, %1 and %2 owf) and optimum dye bath conditions were obtained. Dyeability of fibers was determined by using color strength values (K/S). In order to examine the kinetics of dyeing, diffusion coefficients in all methods were calculated. Besides, surfaces of samples were examined by SEM. By the light of obtained information with this study, it can be concluded that microwave and ultrasonic energy can be used for dyeable polypropylene fibers.