Güç tutuşurluk apresi , liflerin ya da kumaşların güç tutuşurluk maddeleri ile işlemden geçirilmeleridir. Özellikle askeri kumaşlar , bebek eşyaları , taşıt araçları , giyim eşyaları,dekorasyon malzemeleri ve ev tekstillerinde güç tutuşurluk apresi önemli bir apre çeşididir.
Güç tutuşur bitim işlemleri kumaşın görünüş , tutum ,tuşe, dayanıklılık ve maliyetini değiştirir.
Güç tutuşurluk apresi ;
-Tekstil materyalinin alev almaya karşı koymasını,
-Eğer alev almış ise yanma hızının yavaşlatılmasını,
-Yakıcı etken uzaklaştırıldığında kısa bir süre sonra yanmanın kendiliğinden durmasını sağlar.
Kumaşlar güç tutuşur hale getirmek için iki sistem vardır
1-Güç tutuşur özellikte belirli liflerin kullanılması,
2-Güç tutuşur apre işlemleri.
Güç tutuşurluk apre işlemlerinde kullanılan maddeler , ya life oksijenin girmesini engelleyen koruyucu bir tabaka oluşturarak için için yanmayı önlerler. Böylece oluşumu olmadan sadece bir kömürleşme meydana gelir , ya da yanmayan gazlar oluştururlar.
2. SELÜLOZ LİFLERINDEN VEYA BUNLARIN POLİESTER LİFLERİYLE KARIŞIMLARINDAN İMAL EDİLEN TEKSTİL MAMULLERİNİN GÜÇ TUTUŞURLUK BİTİM İŞLEMLERİ
Makro moleküllerinde C atomları bulunan organik liflerin yanmaması söz konusu olamayacağı için , normal halinde kolaylıkla tutuşan , yanan tekstil mamullerinin tutuşmasını, yanmasını zorlaştırmak, geciktirmek için yapılan terbiye işlemlerine yanmazlık apresi denilmesi yanlıştır. Bu nedenle bu işlemlere güç tutuşurluk adı verilmiştir.
Kumaşları güç tutuşur hale getirmek için iki sistem vardır :
2.1-Güç Tutuşur Özellikte Belirli Liflerin Kullanılması
Burada iki durum söz konusudur;
a) Lif üretim monomerlerinden elde edilen lifin yanmazlık özellik göstermesi Nomex ,aramid, PVC , cam , amyant , karbon gibi bazı anorganik ya da organik lifler güç tutuşur özellik gösterirler. Bunların güç tutuşurluk ve yanmazlık özellikleri , ideale yakındır ve kesin çözümdür.
Dezavantajları
-Az üretilirler. Türkiye'de üretilmezler ve az sayıdaki bazı firmalardan ithal etme zorunluluğu vardır.
-Bazı tekstil özellikleri kötüdür.
-Boyanmaları ve basılmaları zordur. Özel boyarmadde ve yöntemler gerektirdikleri için , renkli olarak piyasaya çıkmış standart renklerdeki tipleri de piyasaya sürülmüştür.
b)Sentetik liflerin daha elde edilmeleri sırasında güç tutuşurluk sağlayıcı monomerler ilave edilerek , güç tutuşur lifler elde edilebilir.
Burada rejenere ve sentetik elyafın modifıkasyonu söz konusudur. Bunlara özel, modal veya modifıye sentetik lifler denir.
Kullandığımız poliester , viskon , poliamid , ve poliakril gibi liflerin üretimleri sırasında ona güç tutuşurluk özelliği verecek kimyasalların lif çekme eriyiğine veya çözeltisine ilavesi ile gerçekleştirilirler. Örneğin güç tutuşur poliester lifleri gibi.
2.2-Güç Tutuşur Apre İşlemleri
Teknik amaçlı uygulamalarda birinci yöntem önem taşırken , genel kullanım yerlerinde en fazla uygulanan güç tutuşurluk eldesi yöntemi , tekstil mamullerinin uygun bir madde ile aprelenmesidir.
Amaç yıkamaya ve kimyasal temizlemeye dayanıklı olan ve kumaşı kalıcı bir şekilde koruyan , ancak özelliklerini ve tutumunu fazla değiştirmeyen bileşikler elde etmektir.
Kolay yanabilen selüloz liflerinin tehlikeye en fazla maruz kalmaları yanında , titan ve zirkon bileşikleri ile yün için de yanmazlık bitim işlemi geliştirilmiştir.
Yapay liflere zor tutuşma özelliği , uygun maddelerin lif çekme çözeltisine katılması ile ya da lifi oluşturan maddenin modifıye edilmesi ile kazandırılır.
Lif Tutuşturma temperatürü (oC) Yanabilirlik Durumu
Pamuk 400 Hızlı yanar
Viskoz 420 Çok hızlı yanar
Naylon 530 Zorlukla tutuşur ve erir
Poliester 450 Eriyerek hızla yanar
Akrilik 560 Eriyerek hızla yanar
Modakrilik 450 Erir ve çok yavaş yanar
Polipropilen 570 Yavaş yanar
Yün 600 Zor tutuşur
Güç tutuşan tekstil mamullerine duyulan ilgi ve gereksinim çok eski olmakla beraber, bu mamullerin kullanım alanlarındaki artış ve ağırlık kaymaları daha ziyade son 30 yıl içerisinde meydana gelmiştir.
Güç tutuşur tekstil mamullerinin en önemli kullanım alanlarını 4 grupta toplayabilmek mümkündür.
1) Askeri Giysi ve Malzemeleri
Eskiden beri güç tutuşan tekstil mamullerinin en geniş kullanma alanı bulduğu sektör askeriye olmuştur. Talim elbiselerinin yanında, çadır ve branda bezleri , kamuflaj ağları, paraşüt gibi malzemenin de tutuşmaz olmasında fayda vardır. 1967 yılında yalnız Amerika Birleşik Devletlerinde 50 milyon metre üniformalık kumaş , 11-14 milyon metre kadar da çadır bezinin güç tutuşurluk bitim işlemlerinden geçirildiği bilinmektedir. İleride de bu gereksinimin daha da artacağı açıktır.
2) Taşıt Araçları
Güç tutuşur mamuller için artan , önem kazanan bir Pazar da , taşıt kullanılan tekstil mamulleridir. Uçak ve gemilerde , güç tutuşur tekstil mamullerinin kullanılmasını zorunlu kılan kanunlar eskiden beri mevcuttur.
3) Giyim Eşyaları
Askeri personel ,itfaiyeci , pilot, yüksek fırın işçisi, kaynakçı gibi meslek erbabının iş elbiseleri dışında giyim eşyaları sektöründe güç tutuşurluk bitim işleminin uygulanmaya başlaması oldukça yenidir. Halen A.B.D. , İngiltere , kanada ve İsviçre' de çocuk gecelik ve pijamalarının güç tutuşur olmasını zorunlu kılan kanunlar mevcuttur.
Ancak kumaşların giyim konforu ve dayanıklılığında görülen olumsuz etkiler, vücutla doğrudan temas nedeniyle sağlığa muhtemel bir olumsuz etki riskinin en fazla olması , yıkamaya dayanıklılığının çok yüksek olmasının istenmesi gibi nedenlerle , bu sektördeki 70'li yıllarda bir ara histeriye varan artış , son yıllarda oldukça yavaşlamıştır.
4) Ev Tekstilleri
Son yıllarda güç tutuşur tekstil mamullerinin gittikçe önem kazandığı bu sektörde, özellikle sinema , tiyatro, müze, gazino, hastane, huzurevi , otel , kreş ve okullar gibi topluma açık yerlerin güç tutuşur tekstil mamulleriyle tefriş edilmeleri hususunda çeşitli ülkelerde mevcut bulunan kanunlar daha da sıkılaştırılmakta, yaygınlaştırılmakta veya yeni kanunlar çıkartılmaktadır.
3.TEKSTİI. MAMÜLLERİNİN YANMASI
Tekstil mamullerinin nasıl güç tutuşur hale geldiğini daha iyi anlayabilmek için, bir tekstil mamulünün yanması sırasında nelerin meydana geldiğini kısaca incelemekte fayda vardır.
Hiladoya göre bir tekstil mamulünün yanması olayı 4 adımda incelenir:
a)Mamulün ısınması
b)Makromoleküllerin termik parçalanması yani pirolizi
c)Tutuşma
d)Yanma ve yanmanın ilerlemesi
Bu adımlar kısaca gözden geçirilecek olursa :
Belirli enerji verilmesi halinde , mamulün yüzey temperatürü, mamulün
-Özgül ısısı
-Isı iletkenliği
-Erime ısısı
-Buharlaşma ısısı
gibi termik değerlerine bağlı olarak çabuk veya hızlı bir şekilde yükselir.
Mamulün parçalanma temperatürüne kadar ısınmasından sonra , piroliz başlar. Esasında tekstil liflerinin ısıtılmasıyla , önce lifleri oluşturan makromoleküller kopmaya başlamakta, yani polimerizasyon derecesi düşmektedir, fakat bu sırada bir ağırlık kaybı olmamaktadır.
Proliz sonucu oluşan
-Yanmaya ağır gazlar, yanan yüzeyin etrafını sararak hava oksijeni ile teması azaltılırsa.
-Yanmayan sıvı parçalanma ürünlerinin buharlaşma ısısı, sıcaklığın düşmesini destekler.
-Geriye kalan katı kömürleşme artıkları bir taraftan yanıcı gazların dışarıya difüzyonu azaltırken , ısı izolasyonu nedeniyle ermik parçalanmayı da yavaşlatır.
Tutuşma, bir sistemin reaksiyona girmeyen metastabil durumdan, ilerleyen yanma durumuna geçişi olarak tanımlanmaktadır. Yanıcı gazlar hava oksijeninin, varlığı karşısında, belirli bir sıcaklıkta tutuşarak yanmayı başlatmaktadırlar.
Yanmanın devam etmesi ise , birinci derecede , yüzeyin ısınması için mevcut enerji miktarına bağlıdır. Eğer mevcut enerji , ilk tutuşan piroliz ürünlerinin çevresindeki lifleri parçalamaya ve bu parçalanmalar sonucu meydana gelecek olan piroliz ürünlerini tutuşturmaya yetiyorsa , yanma devam sırasındaki enerji bilançosu şu şekilde olabilir :
Bu enerji bilançosuna göre , bir tekstil mamulünü güç tutuşur hale getirmek için ya yanma sırasında açığa çıkan ısı miktarını düşürmek ya da harcanan enerjiyi yükseltmek gerekir.
3.1.Açığa Çıkan Enerji Miktarının Azalması
a) Yanıcı piroliz ürünlerinin açığa çıkmasını azaltarak ,
b) Halojen bileşikleri gibi yanmayı frenleyici ürünler yardımıyla yanmayı engelleyerek.
c) Yanıcı olmayan gazların mamulün etrafını sarmasını , dolayısıyla oksijenle temasını azaltarak sağlanabilir.
4.GÜÇ TUTUŞURLUK SAĞLAYICI MADDELERIN ETKİ MEKANİZMASI
Özellikle selüloz liflerinin güç tutuşurluk bitim işleminde kullanılan bileşiklerin etkisi, liflerin proliz mekanizmasını değiştirmelerinden ileri gelmektedir.
4.1. Piroliz Mekanizmasının Değiştirilmesi
Selüloz lifleri 300- 350 C' a kadar ısıtıldıklarında piroliz ürünü olarak önce levoglükozan ve daha bunun parçalanmasıyla da çok sayıda kolay yanıcı alkol, eter, keton v.s. buharı oluşmaktadır.
Bu şekilde oluşan yanıcı gazlar, piroliz ürünlerinin % 80 `ini , geriye kalan buharı ve karbondioksit gibi yanıcı olmayan gazlar da yalnızca % 20'sini oluşturduklarından ,yanma sırasında açığa çıkan ısı enerjisi yüksek olmaktadır. selüloz liflerini güç tutuşur yapmak için en etkili yol , piroliz, oluşan yanıcı gazları miktarını azaltacak, yanıcı olmayan piroliz
Sülülozun pirolizinin tamamen dehidratasyon şeklinde oluşması durumunda , olarak meydana gelecek su buharı miktarının lif kütlesinin % 56'sı kadar gerekmektedir. Ancak güç tutuşurluk bitim işlemi görmüş selüloz liflerinde hiçbir zaman %35' i geçmemektedir. Zira dehidratasyon katalizörü olarak asit veya lewis asitleri , selüloz makromoleküllerindeki hidroksil gruplarıyla reaksiyona girerek C-C çift bağları oluşturmaktadırlar. Herbir glikoz 3 tane -OH grubu bulunduğu için de , bu şekildeki dehidratasyon 5n kadar değil maksimal 3n kadar , yani ağırlıkça % 33' kadar su kopması meydana gelmektedir.
Pamuklu mamullerin güç tutuşurluk bitim işlemlerinde eskiden beri Boraks! Borik asit , Diamonyumfosfat , Çinkoklorir , gibi bileşikler bu piroliz mekanizmasını dehidratasyon yönüne kaydırarak etki gösteren bileşikler olarak bilinmektedirler. Ancak bunlar yıkamaya karşı dayanıklı , son yıllarda yerlerini büyük ölçüde organik fosfor bileşiklerine Bunların ise etkinliği fosforik asit veya tuzlarındaki kadar yüksek değildir.
Yukarıdaki sıralamada görüldüğü gibi , termik olarak çok dayanıklı olan fosforik asit esterlerine , bunlar da ortofosforik asit veya polifosforik nazararı daha az etkilidirler.
Organik fosfor bileşiklerinin etkinliğini artırmak için bulunan en etkili yol , belirli azot bileşikleri ile birlikte kullanmaktır. P- ve N- içeren bileşiklerin birlikte kullanılması durumunda sağlanan güç tutuşurluk etkisi , bunların tek başlarına sağladıkları etkinin toplamından daha fazladır ,yani bir sinerjetik etki söz konusudur.
Fosfor bileşiklerinin , dehidratasyon etkileri , fosforik asit veya fosforik asit şeklinde iken en yüksek olmaktadır. Zira selüloz makromoleküllerindeki -OH tepkimeye girerek su moleküllerinin kopmasını sağlayan bu bileşiklerdir. Zaten bu özellikleri nedeniyle asit amidlerinin , selüloz liflerinden karbon lifi elde ait bazı patentlerde karbonizasyon katalizörü olarak kullanıldığı . Buna göre , N- bileşiğinin görevi , P- bileşiklerinin selülozun -0H tepkimeye girebilecek fosforik asit ve veya fosforik asit amidlerine dönüşmesine yardımcı olmaktadır.
THPC -amid veya Proban bitim işlemleri sonucu liflerde oluşan P- N reçineleri o halleriyle normal üre veya melamin reçinelerinden daha fazla bir etkisi gösterecek bir yapıya sahip değillerdir. Ancak bu THPC- üre recineleri 240 oC'ın üzerindeki sıcaklıklara kadar ısıtıldıklarında , tamamen suda çözülebilen ürünlere dönüşmektedirler ve oluşan bu ürünler arasında fosforik asit ve fosforik asit amidleri de bulunmaktadır
Bu durum Tablo 1'deki sonuçlar tarafından da doğrulanmaktadır. THPC tek başına kullanıldığında kalıntıda kalan fosfor miktarı yalnızca %0,95 iken , THPC-üre
kombinasyonunda bu miktar % 3,32'ye çıkmakta.dır ve bu fosforun büyük bir kısmı dehidratasyon katalizörü olarak etki gösteren fosfat şekline dönüşmüş olarak bulunmaktadır.
tekstilokulu.net
