3.3 PBT Liflerine Uygulanan Terbiye İşlemleri
3.3.1 PBT Liflerine Uygulanan Ön İşlemler
3.3.1.1 PBT Liflerine Uygulanan Yıkamalar
üzerinden giderilemezse, lifler üzerinde depolanabilmekte ve daha sonra ürünlerde lekelenmelere neden olabilmektedir. Bu nedenle yıkama banyosunda non-iyonik deterjanların kullanılması gerekmektedir (Yıldırım ve diğ. 2012c, Kovaleva 2006).
2007 yılında PBT lif karışımlarının (PP/PBT karışımları) boyamadan önce yıkanmasına verilebilecek bir reçetede lifler üzerindeki yağlar giderilebilmesi için 1,5 g/L Slovapon A ve 1 g/L Na3PO4 (sodyum fofat) içeren bir banyoda 75oC’de 20 dakika muamele edilmiştir (Yıldırım ve diğ. 2012c, Yıldırım ve diğ. 2012d, Ujhelyiova ve diğ. 2007).
Yine 2007 yılında PBT lif karışımlarının yıkandığı bir çalışma yapılmış ve bu çalışmada yağların giderilmesi için lif karışımları 1,5 g/L Slovapon ve 1 g/L Na3PO4 (sodyum fosfat) içeren banyoda 75oC ‘de 20 dakika işlem görmüştür (Yıldırım ve diğ. 2012d, Bolhova ve diğ. 2007).
3.3.1.2 PBT Liflerine Uygulanan Ağırlık Azaltma işlemleri ve Diğer Ön Terbiye İşlemleri
Liflere uygulanan ön işlemlerden birinde çözücüler yardımıyla, liflere şişme, nem geri kazanımı ve boyanabilirlik gibi özellikler kazandırılabilmektedir. Bu sayede lifler sonraki boyama prosesine hazır hale gelir. Ayrıca boyanabilirliğin geliştirilebilmesi, lif yapısının açılması, boyama sıcaklığında zincir moleküllerinin en yüksek hareketlilikte tutulması ve/veya liflerin şişirilmesi sayesinde gerçekleştirilebilir (Yıldırım ve diğ. 2012c, Shukla ve Mathur 1997).
1997 yılında Shukla ve Mathur (Shukla ve Mathur 1997) PET ve PBT filamentlerine aynı koşullar altındaki farklı çözücülerle ön işlem uygulayarak bu çözücülerin filamentlerin şişme, nem geri kazanımı ve boyanabilirlik gibi özelliklerine etkisini incelemiştir (Yıldırım ve diğ. 2012c, Shukla ve Mathur 1997). Farklı çözücülerin iki poliester üzerindeki farklı etkileri, poliesterlerin sahip oldukları yapısal farklılıklar sayesinde açıklanması mümkündür. PBT’nin sahip olduğu kristalin alanların PET’in sahip olduğu kristalin alanlara göre çok daha düzensiz olduğu bilinmektedir. Bu durum çözücülerin ve boyanın life nüfuz etmesini kolaylaştırır. PBT kaynama noktası altında PET’den çok daha fazla boya alımı sergilemektedir. Liflerin şişmesi için ön işlem uygulandığında PBT
filamentlerinin yapısı PET filamentlerinin yapısından açık olmaya devam eder. Bu durumda PET filamentlerine uygulanan ön işlem sonucunda liflerin boya alım miktarı büyük miktarda artar. Fakat ön işlem görmüş ve görmemiş PBT liflerinin boya alım miktarları neredeyse aynı kalır (Yıldırım ve diğ. 2012c, Shukla ve Mathur 1997).
Poliester liflerine ipeğimsi bir tutum kazandırabilmek için kullanılan yöntemlerden biri liflere sodyum hidroksit çözeltisi ile işlem uygulamaktır. Bu işlem sonucunda poliester liflerinde bulunan yüzey zincirleri ayrılmakta ve polimer yüzeyinde istenilen özellikler elde edilebilmektedir (Yıldırım ve diğ. 2012c, Shukla ve Mathur 2000). Araştırmacılar, sodyum hidroksit çözeltisi ile terbiye işlemi gören liflerin parlaklık, tutum ve leke tutmama gibi özelliklerinin iyileştiğini gözlemlemiştir. Terbiye edilmiş liflerin ağırlık kaybı oranı kontrollü olarak %15 ile %25 arasında tutulursa, boncuklanma ve statik elektriklenme eğilimleri de azalır. PBT liflerinin PET liflerine göre alkali terbiyeye karşı çok daha dirençli olması dışında PBT liflerinin alkali terbiyesi hakkında çok fazla literatür bilgisi bulunmamaktadır (Yıldırım ve diğ. 2012c, Yıldırım ve diğ. 2012d, Shukla ve Mathur 2000). PBT farklı kimyasal yapısı sayesinde poliester lifi olarak önem kazandığından bu yana, PBT’nin kumaş formu üzerinde de benzer çalışmalar yapılmakta ve bu çalışmalar PET kumaşa uygulanan işlemler ile karşılaştırılmaktadır.
2000 yılında Shukla ve Mathur (Shukla ve Mathur 2000) yaptıkları çalışmada, iki poliester olan PBT (Finecell, Teijin Ltd.) ve PET farklı sürelerde ve farklı sıcaklıklarda sodyum hidroksitin hem alkollü hem de sulu çözeltileri ile işleme tabi tutulmuş ve sonuçlar numunelerin ağırlık kayıpları bakımından karşılaştırılmıştır. İşlem görmüş PBT kumaş örneklerinde PET kumaş örneklerine oranla daha az ağırlık kaybı gözlemlenmiştir (Yıldırım ve diğ. 2012c, Yıldırım ve diğ. 2012d, Shukla ve Mathur 2000). %40’lık sulu sodyum hidroksit çözeltisinin PET ve PBT kumaşlar üzerindeki etkisi araştırıldığında aynı şartlar altında alkali işlem etkisinin PET kumaş örnekleri üzerinde PBT kumaş örneklerine göre daha yüksek olduğu belirtilmektedir. Sonuçlar, 60oC’de ve 60 dak işlem görmüş PBT kumaş örneklerinin ağırlık kaybının sadece %2,20 olduğunu, PET kumaş
sonuçlar, eşit zaman aralıklarında alkali işlem sıcaklığının artması sonucunda ağırlık kaybı miktarını her iki lif için arttığını göstermektedir. %20-25 oranında sağlanacak bir ağırlık azaltma etkisi sağlamak için uygulanan işlem kumaşlara yumuşak bir tutum sağlar. Aynı zamanda, ağırlık kaybı seviyesindeki artış sonucu kumaşların kopma yükü düşerken nem geri kazanımı marjinal bir biçimde artmaktadır (Yıldırım ve diğ. 2012c, Yıldırım ve diğ. 2012d, Shukla ve Mathur 2000).
PBT liflerine uygulanan herhangi bir sodyum hidroksit çözeltisinin, PET liflerine uygulanandan daha az etki göstermesinin sebebi PET ve PBT lifleri arasındaki yapısal farklılıklardır (Yıldırım ve diğ. 2012c, Yıldırım ve diğ. 2012d, Shukla ve Mathur 2000). Bazı araştırmacılara göre polimerleri oluşturan yapısal özellikler, polimerin kimyasal davranışlarını, kristalin ve amorf bölümler gibi fiziksel alanlardan çok daha fazla etkilemektedir. Hidrolize karşı farklı poliester tipleri önemli ölçüde farklı duyarlılıklar sergilemektedir (Yıldırım ve diğ. 2012c, Shukla ve Mathur 2000, Goodman and Rhys 1965). Poliesterlerin kimyasal yapılarında bulunan ayrışma reaksiyonlarına duyarlı iki ester bağı, PBT liflerinde PET liflerine göre birbirlerine çok daha uzakta bulunmaktadır. Bu nedenle ester bağlarının etkileşimi azalmaktadır. Ayrıca poliesterlerin içerdiği metilen grupları ester bağlantılarının yakınında bulunarak onları hidrolize karşı oldukça dayanıklı hale getirmektedir. PBT liflerinde bulunan metilen gruplarının sayısı PET liflerine göre iki kat fazladır. Bunun yanında PBT’nin α-formunda moleküler zincirler serbest durumdadır ve zincirlerin dört metilen grubu içeren bölümlerinden itibaren zincir oryantasyonu tam olarak tamamlanmamıştır. Bu durum alkalilerin ester bağlarını hidrolize etmesini önemli ölçüde engellemektedir. Tüm bu faktörler farklı sodyum hidroksit çözeltilerinin PBT lifleri üzerinde PET liflerine göre çok daha az etki göstermesine neden olmaktadır (Yıldırım ve diğ. 2012c, Shukla ve Mathur 2000, Goodman and Rhys 1965).
Ozon-gazı ile yapılan işlem de gaz-fazlı bir tekstil terbiye işlemidir (Yıldırım ve diğ. 2012c, Lee ve diğ. 2007). Bu işlem sırasında oksijen lif yüzeyine -CO- ve -COO- formlarında katılmaktadır. Ozon-gazı ile yapılan işlem lifin oksijen içeriğinin artmasına neden olarak life hidrofilite sağlamakta ve boya alma oranı ve dengeli boya alımı belirgin bir biçimde artmaktadır. Hidrofilitedeki artış olmasına
rağmen işlem ile birlikte kristalliğin göstergesi olan lif yoğunluğunda küçük bir artış olmaktadır. Ozon-gazı ile yapılan işlem sadece lif yüzeyi üzerinde değişikliğe sebep olmamakta aynı zamanda lifteki kristalin ve amorf bölgeler gibi içsel yapılarda da değişikliklere neden olmaktadır. Ozon-gazı ile işlem sonucunda, liflerin katyonik boyalar ile boyanma oranı önemli ölçüde artmaktadır. Aynı biçimde dispers boyarmaddelerle boyama oranı da kısmen artmaktadır (Yıldırım ve diğ. 2012c, Lee ve diğ. 2007).
2007 yılında yapılmış bir çalışmada Lee ve arkadaşları (Lee ve diğ. 2007) katyonik boyalarla boyanabilir poliester (CDP) ve PBT kumaşları, ozon gazı ile işleme tabii tutmuştur (Yıldırım ve diğ. 2012c, Lee ve diğ. 2007). İşlem atmosferik basınç altında (AP) 10 dakika ve ya 0,1 Mpa basınç altında uygulanmıştır. Daha sonra işlem görmüş kumaş örnekleri katyonik boyarmadde (C.I. Basic Red 46) ve dispers boyarmadde (C.I. Disperse Blue 56) ile boyanmıştır. CDP kumaşların nem geri kazanımı işlem ile çok az miktarda artmaktadır. İşlemden sonra PBT kumaşın nem geri kazanımı ve hidrofilitesi, katyonik ve dispers boyarmaddelerle boyanma oranları belirgin bir biçimde artmıştır. Katyonik boyarmaddelerin sağladığı ışık haslık değerleri dispers boyarmaddelerin sağladığı ışık haslık değerlerinden daha kötüdür fakat işlem ışık haslık değerlerini etkilememektedir (Yıldırım ve diğ. 2012c, Lee ve diğ. 2007).