Investigation on oil removal performances of alternative surfactant structures
Farklı yapılardaki yüzey aktif maddelerin yağ sökme performanslarının incelenmesi
- Tez No: 863515
- Danışmanlar: DOÇ. DR. UMUT KIVANÇ ŞAHİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği, Textile and Textile Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Tekstil Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Tekstil yüzeyinde istenmeyen leke oluşumu hem günlük yaşamda hem de tekstil malzemelerinin üretim süreçlerinde meydana gelebilmektedir. Dokuma ve dikiş makineleri de dahil olmak üzere tekstil üretiminde kullanılan çeşitli makinelerde, sürtünmeyi azaltmak ve makine elemanlarındaki aşınmayı önlemek için makine yağının kullanılması şarttır. Üretimin herhangi bir aşamasında makine yağı dökülebilir veya tekstil malzemesiyle temas edebilir. Fark edilmeyen bir yağ lekesi, yüksek sıcaklıktaki ütüyle sabitlenebilir böylece lekenin çıkması daha da zorlaşabilir. Yıkama, tekstil ürünlerinden bu lekeleri çıkarmak için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Yıkama işleminin amacı kumaş üzerindeki lekeyi çıkarmak, tekrar tekstile yapışmasını önlemek, durulama işlemleri ile kir ve katkı maddelerinin tekstilden uzaklaştırılmasıdır. Temizleme işleminde üç önemli bileşen vardır: (1) temizlenecek yüzey, (2) kirin/lekenin özelliği, (3) temizlik maddesini içeren banyo. Farklı yüzey-leke ilişkileri, temizlik maddesinin önemini vurgulayarak temizleme işlemini karmaşıklaştırabilir. Çamaşır deterjanları, tekstil malzemesini temizlemek ve istenilen kimyasal etkiyi yaratmak amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Diğer deterjan bileşenlerinden farklı olarak yüzey aktif maddeler çoğu kir türüne etki ederek çamaşır deterjanlarının performansını önemli ölçüde etkiler. Yüzey aktif maddeler anyonik, katyonik, noniyonik ve amfoterik olmak üzere temel olarak dört ana gruba ayrılır. En yaygın olarak kullanılan sınıf anyonik yüzey aktif maddeler olmasına rağmen dezavantajları bulunmaktadır. Suyun sertliğine karşı toleransları düşüktür, bazı uygulamalarda istenmeyen yüksek köpük üretme kabiliyetleri bulunmaktadır, katyonik yüzey aktif maddeler ile uyumlu değillerdir, yüksek konsantrasyonlarda kullanımı cilt ve göz tahrişine neden olurken belirli tipleri çevre için oldukça zararlıdır. İyonik olmayan yüzey aktif maddeler ikinci en yaygın olarak kullanılan gruptur ve iyi temizleme, ıslatma ve emülsifiye etme özellikleri gösterirler. Diğer tüm yüzey aktif madde grupları ile birlikte kullanıma uygundur, daha düşük köpük üretirler ve suyun sertliğine toleransları yüksektir. İyonik olmayan yüzey aktif maddelerin öne çıkan grubu etoksillenmiş yüzey aktif maddelerdir. İyonik olmayan yüzey aktif maddeler için bir takım karakteristik özelliklerden söz edilebilir. Bu özellikler yüzey aktif maddenin temizleme mekanizmasını açıklamakta ve performansını etkilemektedir. Bulutlanma noktası noniyonik yüzey aktif maddenin yapısına göre değişen, genel olarak %1'lik sulu çözeltisinin bulanık hale geçtiği sıcaklıktır. HLB değeri Griffin tarafından tanımlanmış aynı moleküldeki hidrofilik ve hidrofobik grupların dengesinin sayısal ifadesidir. Daha sonra HLD teorisi sistemdeki diğer etmenleri de katmak üzere geliştirilmiştir. Noniyonik yüzey aktif maddelerin kritik bir konstrasyon değerinin üstünde misel formu oluşturması yağ sökme mekanizması için önemlidir. Misel yağ molükülünü hapsedip kumaştan ayrılmasına ve yeniden yapışmamasına neden olacaklardır. Çalışmada kullanılan yağ sökücü kimyasallar iyonik olmayan yüzey aktif maddeler olmak üzere, özellikle alkol etoksilatlar ve alkol etoksilat-propoksilatlardır. Kullanılan kimyasallar doğrusal veya dallanmış farklı yapılarda hidrofobik zincirlere sahiptir. Çalışma, aynı hidrofilik kısma (etilen oksit) sahip ancak farklı yapı ve karbon zinciri uzunluğuna sahip kimyasallar, ve aynı hidrofobik kısma sahip fakat farklı bir hidrofilik kısma (farklı etilen oksit numarasına) sahip kimyasalları içermektedir. Bu çalışmada tekstil endüstrisinde yaygın olarak kullanılan pamuk lifleri üzerinde durulmuştur. %100 pamuklu dimi kumaş kullanıldı ve bir dikiş makinesinden gelen yağla lekelenecek şekilde simüle edildi. Sosan Endüstriyel Makine Yağları'nın mineral bazlı yağı kullanıldı. FTIR ve GC-FID ile yapılan analizler sonucu yağın C10 ve C18 aralığında alkanlardan oluştuğu, parafinik yapıda mineral yağ olduğu tespit edilmiştir. Kumaşın farklı üretim aşamalarında maruz kalabileceği durumları simüle etmek için, yağlanmış kumaş buharlı ütüleme, normal ütüleme ve asarak kurutma olmak üzere üç farklı metoda maruz bırakıldı. Yüzey aktif madde çözeltisi 2 g/l konsantrasyon ile alkali çözelti hazırlandı. Her tüp, kullanılan yüzey aktif maddelerden yalnızca birini içermektedir. Böylece farklı yüzey aktif maddelerin yıkama performansları belirlendi. Ön çalışma olarak yıkama 40oC'de gerçekleştirildi. 40oC'de yıkamalarda fiksasyonun yağ giderme işlemini zorlaştırdığı net olarak söylenemez. Çalışmaya ve 60oC'de yıkama yapılarak devam edilmiştir ve tüm değerlendirmeler bu yıkamanın sonucunda yapılmıştır. Spektrofotometre ile elde edilen sonuçlara göre buharlı ütüyle ütülenen kumaşta yağın %62,77'si, normal ütüyle ütülenen kumaşta %69,30, asılarak kurutulan kumaşta ise yağın %73,53'si giderildiği tespit edildi. Bu durum fiksasyon seviyesi arttıkça ısı ve basıncın etkisiyle yağın uzaklaştırılmasının zorlaştığını göstermektedir. Bu etki yağ sadece oksitlendiğinde değil, ütüleme yoluyla yağın pamuğun yapısına daha fazla nüfuz etmesi nedeniyle gözlenir. Ekstraksiyon ile belirlenen yağ söküm performanslarına göre iki kumaştaki yağ sökümler arasında belirgin bir farklılık yoktur. Yağlı kumaşlar yıkanıp kurutulduktan sonra spektrofotometre ve soxhlet ekstraksiyon yöntemi ile yağ sökme performansları arasında bir karşılaştırma yapılmıştır. Mavi kumaş için spektrofotometre ve ekstraksiyon yoluyla elde edilen yağ sökme oranlarının sonuçları karşılaştırılmıştır. Ancak bu sonuçlar birbiriyle tutarlı değildir. Bu farklılığın nedeni mavi kumaşın yıkama işleminde bir kaybının olmasıdır. Yıkama sonrasında yıkamada kullanılan suda mavi bir renk tespit edilir. Bu mavi kumaş için spektrofotometre sonuçlarını geçersiz kılar. Bej kumaş için spektrofotometre ve ekstraksiyon ile elde edilen yağ giderme performansı sonuçları birbiriyle uyumludur. Bej kumaşın renginde herhangi bir değişiklik gözlenmedi ve bu da doğru sonuca yol açmıştır. Bu spektrofotometre yönteminin bej kumaş için uygunluğunu kanıtlamıştır. Son olarak etkili kimyasallar ve farklı yapılar dikkate alınarak bir formülasyon reçetesi oluşturuldu ve bu tarifin bireysel performanslardan daha başarılı olduğu kanıtlandı. Her iki kumaş için de (mavi kumaş için %92.37 ve bej kumaş için %96.15) en başarılı yağ çıkarma performansı edilen formülasyon Lorodac 3/24, Lutensol TO5 ve Marlipal 3190'ın kombinasyonudur. Lorodac 3/24, lineer yapıda 12 ve 14 karbon sayılı 3 etilen oksit içeren alkol etoksilattır. Lutensol TO5, Dallanmış yapıda 13 karbonlu 5 etilen oksit içeren alkol etoksilattır. Marlipal 3190 ise dallanmış ve lineer yapıda 11 karbonlu ve dallanmış yapıda 13 karbonlu 9 etilen oksit içeren alkol etoksilattır. İkincil en iyi performans Marlox 11027, Lutensol TO5 ve Novel 1218-7'ye aittir. Marlox 11027 diğerlerinden farklı olarak Etilen oksit ve propilen oksit gruplarına sahiptir ve tekli performanslarda bulutlanma noktasının üzerindeki yıkama sıcaklığında iyi yağ sökme performansı gösterdiği tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Undesirable stain formation on the textile surface can occur in both daily life and the production processes of the textile materials. In various machines used in textile production, including weaving and sewing machines, the use of machine oil is essential to reduce friction and prevent wear on machine elements. At any stage of production, machine oil can spill or come into contact with the textile material. An oil stain that has been smeared and not noticed during the production phase is fixed with an iron with high heat and it may become more difficult to remove the stain. Washing is a common method used to remove these stains from textile products. The purpose of the washing process is to remove the stain on the fabric, to prevent it from adhering to the textile again, and to remove dirt and additives from the textile with rinsing processes. There are three important components in the cleaning process: (1) the surface to be cleaned, (2) the characteristic of the soil/stain, (3) the bath containing the cleaning agent. Different surface-soil relationships can complicate the cleaning process, emphasizing the importance of the cleaning agent. Laundry detergents are commonly used to clean the textile material and create the desired chemical effect. Unlike other detergent ingredients, surfactants act on most types of soil, significantly influencing the performance of laundry detergents. Surfactants are basically divided into four main groups: anionic, cationic, nonionic, and amphoteric. Nonionic surfactants show good cleaning, wetting, and emulsifying properties. The prominent group of nonionic surfactants is ethoxylated surfactants. A number of characteristic features can be mentioned for nonionic surfactants. These properties explain the cleaning mechanism of the surfactant and affect its performance. The oil remover chemicals used in the study are nonionic surfactants, specifically alcohol ethoxylates and alcohol ethoxylate-propoxylates. The chemicals used have hydrophobic chains of different structures, linear or branched. Among the chemicals, there are chemicals that have the same hydrophilic part (ethylene oxide) but a different structure and length of carbon chain. On the contrary, there are chemicals that have the same hydrophobic part but a different hydrophilic part (different ethylene oxide number). This study focused on cotton fibers, which are widely used in the textile industry. A 100% cotton twill fabric was used and simulated to be stained with oil from a sewing machine. A mineral-based oil from Sosan Industrial Machine Oils was used. Three different drying methods were used to simulate what the fabric may be exposed to in different production steps - steam ironing, hand ironing and hang drying. The alkali bath was adjusted and the surfactant solution was adjusted to 2 g/l concentration. Each tube contains only one of the surfactants used. Thus, the washing performances of different surfactants were determined. Washing was carried out at 40oC and 60oC. It cannot be said clearly that fixation makes the oil removal process difficult in washing at 40oC. However, as a result of washing at 60oC, it is easier to remove oil from hanging dried fabrics, followed by normal ironing and steam ironing. After the oiled fabrics are washed and dried, the oil removal performance is evaluated with the spectrophotometer and soxhlet extraction method. The results of the oil removal rates for the blue fabric, obtained through spectrophotometer and extraction, are compared. However, these results are not consistent with each other. The reason behind this discrepancy is that the blue fabric changes color during the washing process. After the washing, a blue color is detected in the water used for washing. For beige fabric, the oil removal performance results obtained by spectrophotometer and extraction are compatible with each other. No change was observed in the color of the beige fabric itself, which led to the correct result. Finally, a formulation recipe was created, taking into account effective chemicals and different structures, and this recipe has proven to be more successful than individual performances.
Benzer Tezler
- Yağlı atık sudan yağı uzaklaştırmak için doğal flokülant ilavesinin incelenmesi
Investigation of natural flocculant addition to removeoil from oily waste water
ERKİN KOCAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELTEM YILDIZ
- An investigation on the effects of multi-axis ultrasonic vibration-assisted milling with nanofluid minimum quantity lubrication on difficult-to-cut materials used in aerospace industries
Havacılık endüstrisinde kullanılan kesilmesi zor malzemeler üzerinde nanoakışkan minimum miktar yağlama ile çok eksenli ultrasonik titreşi̇m destekli frezelemenin etkileri üzerine bir inceleme
RAMAZAN HAKKI NAMLU
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiAtılım ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHRAM LOTFİ
PROF. DR. SADIK ENGİN KILIÇ
- Ön çöktürme ve fazla biyolojik arıtma çamurlarının 38℃ mezofilik sıcaklıkta ayrık anaerobik çürütme potansiyeli ve stabilize çamur kalitesinin araştırılması
Investi̇gati̇on of separate anaerobic stabilization potential and stabilized sludge quali̇ty of primary and waste biological sewage sludge at 38 ℃ mesophilic temperature
MOHAMMAD NAZIR MALEK ZADA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Çevre MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK ERDİRENÇELEBİ
- Fuzel alkollerinden asetat esterleri üreten reaksiyonlu distilasyon prosesinin inceloenmesi ve kontrolü
Başlık çevirisi yok
HALİL İBRAHİM TANRIVERDİ
- Investigation of the inhibition characteristics of different polyamines under several temperature and shale contamination conditions in drilling fluids
Sondaj akışkanlarında farklı sıcaklıklarda ve şeyl kirlenmesi şartlarında farklı poliaminlerin şeyl inhibitör özelliklerinin incelenmesi
BERFİN ÇIRA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YILDIRAY PALABIYIK
DOÇ. DR. MUSTAFA HAKAN ÖZYURTKAN