yüksek performasnlı lifler

7/30/2019 yksek performasnl lifler

1/58

1.GR

Poli etilen tereftalat, naylon 6, naylon 66, poliakrilonitril, polipropilen ve viskoz

rayon gibi lifler giysi ve ev tekstillerinde kullanlmasnn yan sra, endstriyel lifler veya

teknik tekstiller olarak da kullanlmaktadr. 1991 ylnda ABDde endstriyel polyester iplik

tketimi toplam polyester filament iplik tketiminin %50sinin stnde gereklemitir.

Yakn gemite, lif retim modeli nemli deiiklikler gstermi, endstriyel lkeler

endstriyel pazarlar iin daha az miktarda fakat katma deeri yksek rnlere, gelimekte

olan lkeler ise genel kullanm eyasnda kullanlacak lifler iin retim kapasitelerini

artrmaya ynelmitir. Bu kapsam da, suni olarak imal edilen liflerin doru ekilde

snflandrlmas gerekmektedir. Endstriyel lifler eitli zelliklerin bir kombinasyonu esas

alnarak kullanlmaktadr ve bunun iinde mekanik zellikler, scaklk dayanm, kimyasal

dayanm, yanma dayanm vb. bulunmaktadr. Mekanik zelliklere dayanan ve ok sk yaplan

bir snflandrmada lifler drt kategoriye ayrlmaktadr.

1. Ortalama mekanik zelliklere sahip lifler: Standart tekstil lifleri bu kategoride yer

almaktadr. Mekanik zellikleri u ekilde sralanabilir: kopma mukavemeti 3-5 g/denye,

kopma uzamas %35, elastiklik modl 30-60 g/denye ve tamamyla geri gelebilen uzama

%5. Bu lifler non-wovenlar gibi endstriyel sektrde de yer bulmaktadr.2. Ortalamann stnde mekanik zellikler: Lastik kordlar gibi endstriyel lifler bu

kategoride yer almaktadr. Belirtilen mekanik zellikleri u ekildedir: Kopma mukavemeti 7-

8 g/denye kopma uzamas %8-15, elastiklik modl 50-80 g/denye.

3. stn mekanik zelliklere sahip lifler: Bu lifler de endstriyel liflerin altnda yer alr.

Kopma mukavemeti 8-20 g/denye, kopma uzamas %5-15, elestiklik modl 80-250 g/denye

aralndadr. Bu tr liflerin gelitirilmesi youn aratrma gerektirmekte ve 2 ve 4

kategorilerinde yer alan liflerin zellikleri arasnda bir kpr kurulmas hedeflenmektedir.4. stn mekanik zellikler gsteren lifler: Yksek performansl lifler bu kategoride yer

almaktadr. Yukarda saylan kategorilerde yer alan polimerik liflerden farkl olarak, inorganik

veya metalik de olabilirler. Polimerik yksek performansl liflerin kopma mukavemeti 15-50

g/denye, kopma uzamas %0.5-5, elastiklik modl 250-4000 g/denyedir. Polimerik

olmayan yksek performansl liflerin mukavemet ve modl de ok yksektir, fakat yksek

younluklarndan dolay zgl mukavemet ve spesifik modl polimerik olanlar kadar yksek

olmayacaktr.

1


2/58

Endstriyel uygulamalar iin lifler:

a) Ortalama mekanik zelliklere sahip lifler: Bu liflerin ou standart tekstil

kullanmlarnda, non-woven rnlerde ve eitli endstriyel kumalarda kullanlr.

b) Ortalamann stnde mekanik zelliklere sahip lifler: Ortalamann stnde mekanik

zelliklere sahip endstriyel lifler giysi ve ev tekstilinde kullanlan liflerin retimi iin

kullanlanlara benzer teknikler ile retilir. Polyester, poliamid ve poliolefinler iin eriyikten lif

ekimi ve viskoz ve akrilik iin ya ekim uygulanmaktadr. Tabii ki, balang malzemesi ve

ilemde baz nemli farklar bulunmaktadr. rnein, giysilerde kullanlacak poliamidlerin

ortalama molekl arl 18000 g/mol civarnda iken, endstriyel uygulamalar iin ortalama

molekl arl 25 000 - 35 000 g/mol aralnda yer almaktadr. Buna ilaveten, malzemenin

UV ve sl bozunmasna kar stabilize edilmesi iin katk maddeleri eklenmektedir. ekim

oran giysilerde kullanlacak lifler iin 2.6-3.6 iken, burada 3.5-4.5 aralndadr. Endstriyel

filamentler daha kalndr ve bunlarn daha yksek ekim oranlarnda ekilmesi iin nispeten

daha yksek ekim scaklklar kullanlmaktadr.

c) stn mekanik zelliklere sahip lifler: stn mekanik zelliklere sahip endstriyel lifler

zelti ve/veya jelden lif ekim teknikleri ile retilmektedir. Yksek molekl arlna sahip

etilen tereftalatn jelden lif ekimi ile, 30 Gpa elastiki modl ve 15 g/denye ilk kopma

mukavemeti ne sahip lifler retilir. Bu snfta yer alan lifler daha basit eriyikten lif ekimteknikleri ile zel ekme ve fikse ilemleri kullanlarak retilebilir

Bu metodlardan birinde, amorf veya ok dk kristalin zellikteki PET lifi balang

malzemesini oluturabilir. Life dk bir kristalinite verilmesi iin nispeten dk scaklkta

ekilir ve kristalletirme ile yksek gerilmede yksek derecede ynlenmi kristalin ve daha

az zincir katlanmas olan bir life dntrlr.

Yksek performans uygulamalar iin lifler:

Teknolojik yenilikler sayesinde yksek performansl liflerin artmasnda nemligelimeler kaydedilmitir. Bunlarn arasnda polimerik lifler (aramidler, dzenli polimerik

lifler, aromatik kopoliesterler ve uzun zincirli esnek poliolefin lifleri); karbon lifi; cam lifi;

boron lifi; silikon karbid ve almin gibi seramik lifleri ve metalik lifler bulunmaktadr.[1]

2


3/58

2. ARAMD LFLER

2.1. Giri

Klasik alifatik poliamidlerden, farkl zellikleri ile ayrlan aromatik poliamidlere

1974 ylnda ABD ticaret komisyonu tarafndan aramidler ad verildi. ABD Dupont irketi

tarafndan gelitirilen ilk aramid lifi 1965 ylnda piyasaya tantld. Bu Nomex ad verilen

Meta ynlendirmeli (Meta-phenylene-isophthal-amide) bir aramiddi.

2.2. Tipler ve Snflandrma

Ticari olarak baar salayan aramidlerin iki tipi vardr. Bunlarn her ikisi de, yksek

performansl lif olarak snflandrlabilir liflerin ilk tipi yksek sya direnlidir ve meta

aramid grubuna dahildir, yksek derecede bir mukavemete ve modle sahiptirler ve scakla

kar mkemmel bir direnleri vardr. Kullanm alanlar byk lde scaklk ve yksek

mukavemet gerektiren yerlerdir. Bu snftaki aramid lifleri yksek erime/bozulma

derecelerine (600-800C) sahiptirler. Ticari ynden nem kazanan meta-aramid trlerine

Amerikan Dupont tarafndan retilen Nomex ve Japon Tein tarafndan retilen Conexrnek verilebilir.

1970 yllarnn banda Dupont tarafndan aramid lifinin ikinci snf piyasaya

sunmutur. Bu Kevlar olarak adlandrlan para-aramiddi. Bu yeni materyal sl dayanma,

yksek ekme mukavemeti ve yksek modle sahip lif olarak, yksek performansl lif olarak

yeni bir dnemin balangc olmutur. Dupontun 20 poly(p-phenylene terephalamide)

yapsndaki para-aramidlerin geni kullanm alanna sahip birka eidi mevcuttur. Bunlara

rnek olarak Kevlar 29, Kevlar 49, Kevlar 149 ve Kevlar 981 gsterilebilir. Bu liflerinbenzer eitlerinin dier byk reticisi de Akzodur, ve rettii para-aramid Twaron olarak

adlandrlr. Teijin tarafndan Japonyada bir kopolimer yapl aramid olan ve ticari olarak

Thecnora olarak bilinen bir lif gelitirilmitir. Bu bir poly(p-phenylene terephtelamide) ve

poly(3-4-oxy di-phenylene terephtelamide) kopolimeridir. Yakn gemite Hoechst p-aramid

lifinin yeni bir tipini retmitir. Hoechstn lifi Thecnora ile benzer bir kimyasal yapya ve

mekanik performansa sahiptir. Yukarda belirtilen ticari olarak mevcut p-aramid liflerinin

3


4/58


5/58

PPD: parafenilen diaminTDC: teraftalol klorit

ekil 1: Para aramid polimerden lif retim aamalar [2]

TDC ve PPDMonomerleriNMP, CaCl

2Solvent

Polimerizasyon

Koaglasyon,Ekstraksiyon,Kurutma

zme

Eirme

Ykama ,Ntralizasyon ,

Kurutma

Bobinleme

H2SO

4

H2O

H2O , H2SO4

Solvent Geri

Kazanm

5


6/58

Tablo 1: Isl ilemin mukavemet zellikleri zerindeki etkisi [2]

lem Sc.(C)

Sre(dak.)

Gerilim(g/tex)

Mukavemet(Gpa)

Modl(Gpa)

Uzama(%)

lemsiz - - 3,46 87,1 4,3

250 3 5,4 3,61 107,1 3,5

400 3 3,6 2,81 114,1 2,7

550 6 1,6 2,85 133,8 2,1

Eirme ilemine mteakiben filamentlere yksek scaklkta n-methyl pyrrolidone veya

kalsiyum klorid ieren sulu koaglasyon banyosu iersinde sper gerdirme uygulanr. 500C

ye yakn bir scaklkta uygulanr ve gerdirme oran yaklak 10 dur. Bylelikle lifin

kristalinitesi ve buna bal olarak mukavemet ve modl artm olur .

2.4. Lif Yaps

Poly(p-phenylene tereftalamid), dier adyla PPTA, dier nemli sentetik liflerin

retiminde kullanlan polimerlere gre ok daha az bir fleksibiliteye sahiptir. Aromatik yap

zerindeki para pozisyonlu ba evresindeki rotasyon, esnekliin sadece kk bir miktarn

ortaya karr. Normalde P-aramidler organik zclerde ne erir nede znrler. PPTA

lifleri son derece kristalize materyallerdir. Molekller, paralel olarak hidrojen balaryla

olumu dzlemlerde dzenlenirler. Birim hcrenin teorik younluu 1.48 gr/cm tr.

2.5. zellikler ve Performans

Aramidlerin zelliklerini asbestin scakla kar direncine ve camn sertliine sahiptir

diye zetleyebiliriz. Aramidler bu zelliklerinden dolay ok amal kullanma elverilidirler.

Aramid liflerinin a kar direnci genellikle dktr. Belirli artlarda yaklak

olarak 3 ay gne na maruz kaldnda kuvvetinde yar yarya azalma olur. UV nlar

liflerin rengini saman renginden kahverengiye doru deitirir. Bu sebepten dolay ak

yerlerde kullanmlar iin lif yzeylerinin baka malzemeler ile kaplanmas tavsiye edilir.

6


7/58

Nomex, Kevlar ve Twaron lifleri UV nlar karsnda byk oranda kuvvet kaybna

urarlar.

Morgan ve arkadalar Kevlar 49un hidrolitik bozulmas zerinde almlardr.

Hidrolitik bozulmasndan dolay kuvvetin kayb, nem, zaman, scaklk ve gerginlik dzeyinin

fonksiyonu olarak llmtr. Hidrolitik bozulma zellikle aramidlerin akkan bulunan

ortamlarda kullanlmas (rnein szdrmazlk eleman olarak) durumunda ok byk nem

arz eder.

Termal ekme, Kevlar tipi lifler iin 400C ye kadar neredeyse hi grlmemitir.

Ancak Enkann aramidi olan Twaronda 400C de yaklak %1 ekme gstermitir.

Aramid lifleri kimyasallara kar da son derece dayankldrlar. Organik zclere

direnlidirler. Bununla beraber, scak asit ve alkaliler mukavemette azalmaya neden olur.

rnein %60 H2SO4 ve %50 NaOH solsyonlar life zarar verir.

2.6. Kullanm Alanlar

Para-aramidler her biri zel kullanm amal tasarlanm farkl fiziksel zelliklere

sahip eitli versiyonlar olarak bulunabilirler. Aratrmaclar para-aramidlerin balangtan

itibaren yeni ve deiik kullanmlar srekli rapor ettikleri iin bugn pek ok uygulama alanmevcuttur. Bununla birlikte u an p-aramidler aadaki alanlarda ok baarl bir ekilde

kullanlmaktadrlar:

i) Koruma amal materyallerin yapmnda

Balistik koruma (kurun geirmez yelek, zrh, panel)

Yaralanmaya kar koruma (yksek riskli ilerde ve spor dallarnda elbise, nlk,

eldiven, ayakkab, vs yapm)

Yksek sdan koruma (yanmaz eldiven, giysi)ii) Endstriyel Materyaller

Filtre kumalar (aside ve scaa dayankl)

Dar enli dokuma mamuller (kemer gibi)

naat mhendislii materyalleri (jeotekstil materyaller)

Halat, ip, kablo yapm ve rg mamullerin yapm

Yksek performansl dokusuz yzeyler

iii) Lif takviyeli kompozit malzemeler

7


8/58

Termoset plastik kompozitler (uak paralar, spor malzemeleri, basn odalar. vs)

Termoplastik kompozitler (i makinas paralar, elektronik ekipmanlar)

imento takviye elman olarak kullanm

iv) Asbeste alternatif kullanm alanlar

Szdrmazlk contalar

Srtnmeye dayankl malzemeler

Yumuak salmastra retimi

Aramid lifi son yllarda yeni bir uygulama alan pulp (toz) olarak kullanlmasdr.

Pulp, aramid lifinin ok ksa (0.05-8mm) boylarda kesilmesiyle elde edilir. ok ksa lif

boyunda olmas iyi yay ve yksek yzey alan salar. Bu durum srtnmeye dayankl

mamullerin yaplmasna imkan verir .

Para yksek sertliklerinden ve kimyasal dayanmlarndan dolay bugn asbestin

kullanld birok yerde alternatif rn olarak rahatlkla kullanlabilmektedirler. Asbestin

yaygn olarak kullanld alanlardan birisi de szdrmazlk elemanlarnn yapmdr. Ancak

salk asndan tehlikeli olmas nedeniyle kullanm snrlanmaktadr. Aramidler yksek

sertlii, yksek sl dayanm ve kimyasal dayanm nedeniyle bu alanda asbeste muadil olarak

kullanlmaya balamlardr. Bu alanda en ok kullanlan aramid tipleri Kevlar, Nomex

Twaron ve Trevar kat partikl ieren andrc ortamlarda ve sulu imento basmnda okiyi performans gstermektedirler. Yksek mukavemeti ve rijitlii dolaysyla yksek basnta

ve yksek devirlerde alan pompalarda tercih edilmektedirler

Para-aramidlerin pH aral 3-11 civarndadr. Bu aralkta olmak kaydyla kimyasal

dayanm ok iyidir. Meta-aramidler ise pH 1-13 arasnda rahatlkla alabilirler. Hidrolitik

direnci de son derece iyidir. Ancak mukavemet dzeyinin daha yksek olmasndan dolay

salmastra retiminde genelde para-aramidler tercih edilmektedirler .[2]

3. SERAMK LFLER

8


9/58

3.1. Giri

Seramikler metalik olmayan organik malzemelerdir. Oksitler, nitritler ve karbitler

seramik malzemelerin esasn olutururlar. Silika karbon ve cam lifinin kullanld yerlerde

uygulama alan bulurlar.

Allagelmi tekstil lifleri, tabi ve sentetik organik polimerlerden mteekkildir.

Cam, asbest ve karbon lifleri bilinen istisnalardr. Seramik liflerin nemi ve retim hacmi,

malzeme alanndaki gelimelerin hzlanmasna paralel olarak, her geen gn artmaktadr.

Askeri ve sanayi kullanm alanlarndaki, daha hzl, daha yksek performansl, daha

sert ve daha yksek scaklardaki kullanmlar iin gerekli malzemeye olan ihtiya, yeni liflerin

ileme, geliim ve bulunmas almalarna hareketlilik getirmitir. Jet motorlarnda,

spersonik ynlendirme ular ve kanatlarda, ve daha etkili scaklk deiimi gerektiren

kullanm alanlar iin kullanlan metal ve seramik matriks esasl kompozitlerin

takviyelendirilmesi iin yksek scaklk zellikleri gereklidir. Metallere gre dk younluk

yksek katlk, dk elektrik iletkenlii, dk ssal iletkenlik gibi dier zellikler, pahal

spor eyalarnda, elektronik devre kartlarnda, otomobil sanayi ve ticari havaclk pazarlarnda

uygulama alan bulmaktadr.

3.2. Tanm ve zellikler

Karbon liflerinin enteresan zelliklerinden biri, 1500C zerinde mikro yapsnn

kararllk gstermesidir. Oksitlenen ortamlarda snrl mrl olmasna ramen, karbon lifleri,

yksek scaklk gerektiren kullanm alanlarndaki uygulamalar iin, lif takviyeli kompozit

malzemelerde yeterli takviyelendirme salayan tek lif olarak bilinir. Karbon liflerinin yksekscaklklardaki kullanm mrleri liflere koruyucu tabaka (hal) ile uzatlabilir. Fakat bu

konudaki esas zm, u andaki seramik liflerinin kusuru olan mikro yapdaki ssal

kararlln gelitirilmesidir. Bylece seramik liflerinin dk scaklklardaki mkemmel

zelliklerinden yksek scaklklarda da faydalanlm olacaktr. Seramik lifleri oksitlenmeye

kar daha fazla kararllk gstereceklerdir Bu yzden seramik liflerinin gelitirilmesi stretejik

bir gerekliliktir.

9


10/58

Seramik lifler, organik ve dier liflerle karlatrldnda, ilgin zelliklere

sahiptirler. Seramik liflerin ssal kararll organik liflerden ve hatta ou metal liflerden

daha iyidir. Mukavemet ve modl gibi yapsal zellikler, inert ve hatta oksitleyici artlarda

dahi 1200-1400C ye kadar korunabilmektedir Mekanik ykleme olmakszn, baz seramik

lifler erime noktalarna ok yakn scaklklara kadar bu kararllklarn muhafaza

edebilmektedirler. Karbon liflerinin mekanik zellikleri de, yksek scaklklarda kararllk

gstermekte hatta mekanik zellikler daha yksek scaklklara kabilmektedirler. Fakat bu

durum sadece inert ortamlar iin geerlidir Kaplamasz (halsz) seramik lifi 800C den nce

okside olmaya balar. Bu nedenle, bu haliyle birok kullanmlar iin uygun deildir. Seramik

liflerinin ou, deriik asit, baz ve baz-metal muameleler dnda, mkemmel bir kimyasal

inertlie sahiptirler Bu kimyasal kararllk, baz oksit esasl ve oksit esasl olmayan seramik

lifleri iin, oksidasyona kar direnci de dahil edecek ekilde, yksek scaklklarda muhafaza

edilebilir. Seramik lifler, organik liflerle karlatrldnda ok yksek elastik modl ve

basn mukavemetine sahiptirler. Seramik liflerinin bu zellikleri, metallerin kabildii

yksek scaklklarda kullanlabilmesine, ilenebilmesine imkan tanmakta ve metal ve seramik

matriks esasl kompozit malzemelerde mkemmel bir takviye elaman olabilmektedir.

Srekli seramik liflerinin kesikli seramik liflerine gre kompozit kullanmndaki bir

avantaj nceden belirlenmi ve kark ynlerde takviyelendirmi yaplar retilebilmesidir.Dokuma, rme (braided), filament sarma ve dier tekstil retim ilemleri, takviye elaman

seramik life n ekil vermek iin kullanlabilir. Kesikli seramik liflerinin srekli seramik

liflerine gre bir avantaj ise genellikle maliyet bakmndan ucuz olmalardr. Seramik

liflerinin geneldeki dezavantaj ise, kopma uzamalarnn %lden daha kk olmalardr

Seramik liflerinin younluklar organik malzemelerinkinden daha yksek fakat

metallerinkinden daha dktr. Bir de seramik liflerinin ok dk olan retim

hacimlerinden dolay pahal olmalar unutulmamaldr. Fakat baz kullanm alanlarndakinemi, maliyet faktrnn negatif etkisini dengelemektedir. Liflerin yksek elastik modl ve

dk kopma uzamas, kaln filament ap ile beraber mtalaa edildiinde kullanmdaki

zorluu ortaya kmaktadr. Seramik lifler genellikle krldklarndan dolay dm atlmaya

uygun deildirler Bununla beraber bazlar krlmadan birka cm apnda ilmek haline

getirilebilirler. Bu tiplerden, uygun kullanm ile, 2 veya 3 boyutlu dokuma veya rme yaplar

retmek mmkndr.

10


11/58

Seramik liflerin mukavemeti, yap kusur ve atlaklarna son derece duyarldr, ki

buda lifin yksek modlnn bir fonksiyonudur. Dk (ksa) kopma uzunluu, atlak

etrafnda gerilim transferini nler. Yapnn gzeneklilii, yapdaki yabanc paracklar ve

byk kristal paracklar, lif mukavemetini nemli derecede drrler. Verilen bir

malzemenin birim nite hacminde sabit sayda kusur vardr. Birim uzunlukta daha dk lif

hacmi, yani lif apnn daralmas, verilen uzunluk iin byk miktarda kusur olma ansn

azaltr. Filament yzeyinin hasar grmesi de, lifin mukavemetini nemli lde dren dier

bir eit kusurdur. Korunmasz (halsz) kullanlan ve ilenen liflerde yzey hatalarnn say

ve boyutlar byr ki bu da lif mukavemetini nemli derecede drr.

Seramik liflerinin ap 3-140m arasnda deiir. Tekstil liflerinin lineer

younluklarn belirlemek iin kullanlan denye veya tex terimleri, genelde seramik liflerini

retenlerin tekstil orijinli olmadklarndan ve seramik liflerinin younluklarndaki ok

farkllktan dolay kullanlmaz. Birde, younluktaki bu geni dalmdan dolay, eer seramik

liflerinin lineer younluklar denye veya tex eklinde ifade edilirse, lif ve zellik

karlatrlmalarnda karkla sebebiyet verebilir. Seramik liflerinin bir ksmnn

yaplarndaki gzenekliliin, teorik younluu esas alan denye veya texin bu liflerin lineer

younluklarn ifade etmede kullanlmalarn engelledii gz ard edilmemelidir. Baz seramik

liflerin ve karlatrmas yaplan karbon vb. liflerin zellikleri Tablo 2de verilmitir.

11


12/58

Tablo 2: Baz seramik ve dier sanayi tipi liflerin zellikleri [2]

3.3. Seramik Lif retim Teknikleri

Seramik lifler teorik olarak birden fazla metotla retilebilir. Burada mmkn alt (6)

metot hakknda ksa bilgi verilmektedir. Bunlardan buhar yolu ile depolama, polimer

balang maddesi teknii genel olarak uygulama alan bulan metotlardr. Son ikisi,

organometalik polimerlerden olduka yeni teknikler kullanarak lifleri retmeyi ihtiva eder.

Lifin ticari veya jenerikad

Younluu(g/cm)

ekme

mukavemeti

(MPa)

Elastik

modl

(GPa)

ap(m)

Erime

scakl

(C)

Nextel 312 (seramik) 2,7 1725 138 3,5 1400

Nextel 440 (seramik) 3,05 2070 186 10-12 1400

Nextel 480 (seramik) 3,05 2040 220 10-12 1400

Safill(seramik) 3,3 2000 300 3 -

Tyranno(STCO) 2,35 2740 206 - -

Altex(seramik) 3,2 2600 250 9 -NicalonSC(seramik) 2,6 2000 180 10-20 -

Fiber FP(seramik) 3,95 1380 379 15-25 2645

SC(seramik) 3,08 3440 400 133 -

-SC(seramik) 3,3 3500 430 140 -

Al2O3(seramik) 3,95 1900 380 20 2050

Bor (seramik) 2,7 3100 393 140 -

E cam(cam) 2,54 3450 72 10 -

S - cam(cam) 2,49 4300 87 10 -

T -300 (PAN karbon) 1,76 3200 228 7 -T -40 (PAN karbon) 1,81 5650 276 7 -P -55(Pitch karbon) 2,00 1900 380 10 -Kevlar 49 (aramid) 1,44 3650 131 11,9 -elik (%0.9 C ) 7,8 4250 210 100 1300Paslanmaz elik 8,0 1000 198 100 -Berilyum 18,5 1265 300 - 1250Volfram 19,3 3500 360 - 3400

12


13/58

Dier metotlar eriyik eirme, amur eirme ve tek kristal bymesi, daha az bavurulan

tekniklerdir.

Seramik lif alanndaki byk hamle, yksek scaklk seramik liflerini retmek iin

silikon ve karbon veya nitrojen ihtiva eden polimerlerin kontroll artlarda scaklk etkisiyle

eritilmesi, pirolizin dnlmesidir. Seramik liflerinin piroliz yoluyla retilmesi, silikon,

karbon, nitrojen ve bor ihtiva eden polimerlerle SiC, Si3N4, B4C ve BN elde edecek ekilde

kullanlmaktadr.

3.3.1. Kimyasal Buhar Depolama Teknii (CVD)

Bu metotta, malzeme buhar faznda iken stlm bir z madde (volfram veya

karbon filament) zerine, bir kompozit filament oluturmak iin depozit edilir. Depozite

edilen malzeme, buhar fazndaki gazlarn bir ayrm rndr. Mesela bor, bor-triklorid ve

hidrojenin ayrmasndan depolanabilmektedir. Silikon karpit de, alkilklorosilan ve hidrojenin

ayrmasndan depolanabilmektedir.

Bu teknik kullanarak elde edilen SiC bileikleri 1300Ca kadar stlm volfram

zerine buhar halinde depo edilir. Reaktif gaz karm hidrojen ve alkil silis ihtiva eder.

Genelde %70 hidrojen ve %30 silis reaktre bir utan girmektedir. Reaktrn giri veknda szmalar nlemek iin cva contalar kullanlr.

Volfram z maddesi (d=13m) hem doru akm ve hem de yksek hzl frekans ile

optimum scaklk profili elde etmek iin stlr. 100m apnda SiC monofilament elde

edilmesi yaklak 20 saniye alr. Elde edilen monofilament, reaktrn altndan alnarak bir

bobine sarlr.

Bu ilem iin, metil-triklorsilan bir silikon atomu bir de karbon atomu ihtiva

ettiinden ideal bir hammaddedir. Burada beklenti stoykiometrik SiC depolanmas olmaldr.Gerekleen kimyasal reaksiyon aadaki gibidir;

CH3SiCl3 SiC + 3 HCI

Genellikle, serbest karbon ve kat veya sv silikon, SiC ile kartrlr. Nihai

monofilament 100-l50m apnda olup dta esas olarak -SiC, volfram zerinde de -SiC

ihtiva eder. Dier bileimlerinde katl veya dereceli varyasyonlar bu teknikle depolanabilir.

Volfram (tungstin) z maddesini kullanmak, bu maddenin ar ve pahal olmas

sebebiyle bir dezavantajdr. Bu teknikte bir z maddesi olarak ilev grebilecek, kabul

13


14/58

edilebilir zellikleri ile ticari karbon liflerinin gelitirilmesi, bu teknikle retilen seramik

liflerin ekonomi ve arlk ynndeki dezavantajlarn bir derece azaltacaktr. Bu teknikte z

maddenin dzgn stlmasnn lif dzgnl zerindeki nemli etkisi de mutlaka gz

nnde tutulmaldr.

British Petrolleri (BP) silikon karpit monofilamentini ve Textron Speciality

Materialsda silikon karpit ve bor monofilamentlerini retmekte bu teknii kullanmaktadr.

3.3.2. Balang Polimeri (Reine) Kullanarak Lif Elde Etme Teknikleri

CVD yntemi ile elde edilen seramik lifleri kaln ve erilebilir (fleksi)

olmadklarndan, ince, srekli ve erilebilir seramik lifleri elde etmek iin yaplan aratrmalar

1970li yllarda neticelerini vermeye balamtr. Bu teknii de kimyasal ve ssal olmak zere

iki kademede incelemek yerinde olur.

a) Balang Lifinin Kimyasal Dnm

Balang lifinin, harici maddelerin kimyasal reaksiyonu ile dier bileimlere

dnm birka teknik ile yaplr. Karbon lifi, silikon veya silikon monoksit buhar gibi

karpit oluturan bir malzemenin mevcudiyetinde, stma ile metal karpit haline

dntrlebilir. Dier bir deiim teknii; bir metal, organometalik veya oksit balanglifinin, nitrojen veya amonyak ile nitrik asit tuzu oluturmak iin nitritlenmesini ihtiva eder.

Metal teller veya metal ihtiva eden polimer lifler, uygun bir atmosferde stlarak oksit, karpit

veya nitratlarna dntrlebilir. Metal ve bor lifleri, karbon ihtiva eden buharda stlarak

karpitlerine dntrlebilir.

b) Balang Lifinin Issal Dnm

Bu ilemde, seramiklerin balang maddesi olan inorganik polimerler, eriyik eirme

(lif ekme) veya zc yardml kum eirme metoduyla, lif haline getirilirler. Bu balangliflerinin, yeniden erimelerini nleyebilmek iin molekl zincirlerinin apraz balarla

balanmas gerekir. Bu da, kr (polimerizasyon) ile temin edilerek kararl hale getirilirler ve

sonra da ssal yolla (piroliz) seramik liflere dntrlrler.

Japon Profesr Yajima ve arkadalarnn 1970'in balarndaki almas ile

bulduklar ve sonralar Nicalon ticari ismiyle retilen SiC lifi bu teknik ile retilmitir.

Bu teknikte, balang polimeri hazrlamann maliyeti, dnm esnasnda malzeme

kayb ve boydaki ksalma, bu ilemin dezavantajlardr. Balang maddesi yksek oranda

14


15/58

seramik haline dntrldnde, lif retim esnasndaki lif ksalmasnn (ekmesinin) daha

az gl vardr. Yksek karbonlama ile, younluktaki byk artlardan dolay nemli

ekme oluabilir. Polimer balang ileminin bir avantaj ilemin kolay olmas ve n seramik

malzemesinin kimyasal olarak yapsal biiminin verilebilmesidir. Silikon esasl polimerlerin

kullanld bu teknikle elde edilen seramik liflerinin, iyi mekanik zelliklere ve ssal

kararlla sahip olmas ve oksidasyona kar direnli olmas, bu tekniin avantajlar

arasndadr.

3.3.3. Sol-Gel (solsyon-jle) Teknii

Bu teknik, polimer balang maddesi kullanarak seramik lifi elde etme tekniindeki

ssal dnmn zel bir hali olarak dnlebilir Bu teknikte genel olarak,

polikondenzasyon ile, dk molekl arlkl metal oksitleri zc ile solsyon halinde

hidrolize ve polimerize edilir. Polimerizasyon artarken zc uzaklatrlr ve solsyonun

viskozitesi artar. Lifler, cvk ve yapkan solsyondan yksek molekl arlkl ekici

zclerin yardm ile veya yardmsz kum olarak erilebilirler (dry spun) Kurumadan ve

liflerin sertlemesinden sonra, uucu maddelerin uzaklatrlmas iin stlrlar. Bu da yeni

kimyasal reaksiyonlara sebebiyet olur ve younlamay temin eder. Kuruma esnasndakiekme ve zc kaybndan dolay, lifin kesit alan tam dairesel olmayabilir. Yeterli

derecedeki yksek ateleme scaklklar ile, gzeneklilik drlebilir ve bylece bu amorf

blgeler, poli-kristal hale getirilebilirler. Bu kristalleme, mekanik ve kimyasal zellikleri

gelitirebilmek iin arzu edilebilir.Yksek scaklklardaki ar zamanda ilem ise, kristal

boyutlarnn istenmeyen artna sebep olur ki bu da lifin mekanik zelliklerini zayflatr.

Bu teknie ait bir ilemin ak emas ekil 2de verilmitir.

15


16/58

Organometalik bileim

Alkil Metal veya Alkoksi Metal

Polimerizasyon

Kuru Eirme

Balang lifi

Yakma

Seramik Lifi

ekil 2: Sol-gel Teknii retim ekli [2]

Bu ilem, esas olarak bir organoalminyum (organometal) ile balar ve kuru ekim

(eirme) metoduyla balang lifi (precursor) elde edilir. Bu balang lifi yaklarak organik

esasl (AIR3) seramik lifi elde edilir. Sol-gel tekniindeki bu retim ileminin balang

malzemeleri metal alkoksitlerin solsyonlardr. Metal alkoksitler M(OR)n tip bileenlerdir.

M metal, n metalin yk deeri ve Rda bir organik bileimdir. Uygun organik grubun seimi

ok nemlidir. Bu grubun yeterli molekl ve uma kararll temin edilebilsin ki, M-OR ba

krlabilsin ve arzu edilen M-OR oksit seramik lifi elde edilebilsin. Metal alkoksitlerinin

hidrolizi sonucu elde edilen solsyon, pelteleebilir (jleleebilir) ve erilebilir duruma gelir.

Bu jle-lif (gel-fiber) daha sonra ykseltilen scaklklarda younlatrlr.

Bu teknikte, solsyonun balang kimyasal kompozisyonundaki fleksibilite, nihailifin zelliklerini biimlemek iin, birok dier malzemenin katlmasna msaade eder.

Filtreleme veya metalleri oluturmak iin kimyasal indirgeme gibi liflerin sonraki

muameleleri zelliklerini daha da deitirir. eitli oksitler ve metaller, bu liflerin fiziksel,

elektriksel, magnetik, optik ve katalitik zelliklerini iyiletirmek veya yoksa, oluturmak iin

eklenirler. Sol-gel metotlar; silis, alminyum, zirkonya, titanyum ve kark oksit liflerinin

retiminde kullanlr. 3M irketi Nextel seramik liflerinin retiminde bu metodu

kullanmaktadr.

16


17/58

3.3.4. Eriyik Eirme Teknii

Kristal seramik malzemelerin bu teknikle retilmesi, bu malzemelerin yksek erime

noktalar, hatta bazen erimeksizin ayrmalarndan dolay ok gtr yada imkanszdr.

Erimenin mmkn olduu durumlarda ise, ok dk olan eriyik viskozitesinin zorluklar

ortaya kmaktadr. Byle bir eriyik dzelerden ekstrze edilebilse dahi lif deil damlalar

oluur. Bu problemin stesinden gelen bir teknik, erimi seramik aknts zerinde sertleen

bir kabuk, deri oluturulmas esasna dayanr. Bu tip retim tekniinin bir rnei, propan

atmosfer ortamna ince erimi oksit seramik aknts ekstrze etmektir. Bu atmosfer, eriyik

aknt zerinde karbonlu bir kabuk, koruyucu tabaka oluturur ve eriyik seramiin lif

formunda kalmasn temin eder.

3.3.5. amur Eirme Teknii

Bu teknikte, tayc akkan iindeki dank kristal seramik paracklarnn, eriyik

kuru metot eirme ile lif haline dntrlmesi temin edilir. Bu teknik, polimer balang

maddesinin ssal dnm gibi dier tekniklerle birletirilerek uygulanr. Viskozitesi

artabilen, yksek molekl arlkl organik polimer ihtiva eden tayc akkan sonundayaklr ve bylece balang polimeri seramik lif formuna dntrlr. Yakma ve

dntrme genellikle birka stma kademesinde gerekleir ve bu kademeler lifin alev

iinden geiini ihtiva edebilir. Dntrlmemi lif iindeki seramik paracklarnn

mevcudiyeti, dnm ve yakma esnasnda az ekmenin olmas demektir. Bununla beraber,

paracklar ok kk olmak zorundadr (genellikle 1 mden daha kk). Aksi takdirde bu

paracklar lif ierisinde kusur olarak hareket edecekler ve ciddi ekilde lifin mukavemetini

zayflatacaklardr. Bu teknik, Du Pont tarafndan Fiber FP ve PRD-166 liflerinin, MitsuiMining tarafndan Almax lifinin retiminde kullanlmaktadr.

17


18/58


19/58

Yksek elastik modl,

Dk statik yorulma (srnme),

Issal

Yksek kullanm scakl,

Dk ssal genileme,

Yksek ssal iletim,

Elektrik

Dk di elektrik sabiti,

Ktle seramiklerindeki zelliklerin ou, lif zellikleri olarak ta mteala edilebilir.

Buna, yksek modl, yksek basma mukavemeti, oksidasyona kar diren gibi zelliklerde

dahildir. Karbon ve silikon karpit gibi bu liflerin bazlar yksek mukavemet ve uzun kopma

uzamalarna sahip olmalarna ramen, bu lifler alminyum oksit lifinin yksek scaklklarda

oksitleyici ortamlara kar gsterdii diren kadar bir diren gsteremezler.

Alminyum oksit lifinin bir dezavantaj lif formunda ilenmesinin gldr.

amur eirme, tek kristal bymesi, sol-gel,eriyik eirme baaryla kullanlan lif oluturma

teknikleridir. Baz durumlarda, yksek oranl alminyum oksit muhteviyatl alminyum oksit

- silis lifleri, alminyum oksit lifleri olarak isimlendirilir. Bu konuda genel kabul gren eilim

ise, iindeki alminyum oksit oran %98den fazla olan liflere alminyum oksit lifi olarakisimlendirmektir.

Du Pontun Fiber FP lifi, Mitsui Mining Co.nin Almax ve Sophikon lnc.nn

Sapphire lifi buna rneklerdir.

3.4.2. Alminyum Oksit/Silis

Alminyum oksite ok kk miktarlarda dahi silis eklenmesi alminyum oksidinlifin dntrlmesi ilemini kolaylatrr. Bunun yan sra, alminyum-silis lifleri,

alminyum oksit liflerinden daha ucuzdurlar. Silisin eklenmesiyle, elastik modln

drlmesi gibi baz zellikler nemli ekilde etkilenirler. Eer kullanm kolayl ve lifin

maniplasyonu nemli ise, bu durum faydaldr. Fakat eer kompozit takviyelendirmesi iin

mekanik katlk, tokluk nemli ise silisin eklenmesi zararldr.

Sumitomo Ohemical Co.nin Altexi (%85 Al ve %15 SiO) ve lCln Saffili

(%96 Al ve %4 SiO) bu liflere birer rnektir.

19


20/58

3.4.3. Alminyum Oksit / Silis / Bor

3M irketinin rettii Nextel 312 (%62 Al %24 SiO ve %14 B) ve Nextel 440

(%70 Al %28 SiO %2 B) lifleri bu tipe rneklerdir.

3.4.4. Alminyum Oksit / Zirkonya

Ktle alminyum okside ksmen kararl Zirkonya eklenmesi ile alminyum oksidin

mukavemet ve tokluunun artt gzlemlenmitir. Du Pontun PRD-166 lifi buna bir

rnektir.

3.5. Oksit Esasl Olmayan Seramik Lifleri

Oksit olmayan lifleri oluturmak, bu malzemelerin yksek erime scaklklar ve

younlamaya veya gzenekleri uzaklatrmaya olan direncinden dolay, olduka gtr

Silikon-karpit, yksek scaklktaki oksidasyona olan direnlerinden dolay, en ok aratrlan,

zerinde allan, okside olmayan liftir. Silikon-karpit, yksek scaklktaki oksidasyonesnasnda, oksidasyonu yavalatan ve/veya durduran bir engel gibi davranan, yzey zerinde

koruyucu bir silis tabakas oluturur. Dier silikon ihtiva eden liflerde bir dereceye kadar bu

zellie sahiptirler. Oksit esasl olmayan seramik lifleri, oksit esasl seramik liflere nazaran

daha iyi statik yorulma mukavemetine (srnme) ve tane byme direncine sahiptirler.

ekme mukavemetleri ve kopma uzamalar da, oksit esasl seramik liflerinkinden daha

yksektirler. Kimyasal direnleri de normal olarak ok iyidir.

3.5.1. Silikon-Karpit

Silikon-karpit lifleri, mkemmel bir zellik kombinasyonuna sahip olduklarndan

dolay, byk bir kullanm potansiyeline sahiptirler. Aadaki zellikleri mkemmel bir

kombinasyonu temin edebilir.

1- Yksek mukavemet,

2- Yksek modl,

20


21/58

3- Yksek s direnci,

4- Mkemmel kimyasal diren.

5-Yksek ssal kararllk,

6- yi oksidasyon direnci,

7- Yksek scaklklara maruz kaldktan sonra mekanik zelliklerini muhafaza edebilme.

Polimerin s ile zlmesi suretiyle yaplan silikon-karpit lifleri stoykiometrik SC

deildirler, ve oksijen ile serbest karbon ihtiva ederler. Bu durum, yksek scaklktaki

kararlln negatif ynde etkiler, i oksitlenme, l200C nin zerinde inert ortamlarda dahi,

mekanik zelliklerin dne sebep olur.

Textronun SCS-6 lifi, British Petroleum Co.nin Sigma lifi, Niccon Carbon Co.

Ltd. nin Nicalonu ve Dow Corningin Kristal Silikon-karbit lifi bu tipe ait rneklerdir.

3.5.2. Silikon-Nitrit

Silikon-nitrit lifi de, silikon-karpit gibi, iyi oksidasyon ve korozyon direncine

sahiptir. Bununda sebebi, ksmen, ilk oksidasyon esnasnda oluan koruyucu silikon

kaplamasndan dolaydr. Tonen silikon-nitrit lifi bu tipe bir rnektir.

3.5.3. Silikon-Karpit-Nitrit

Rhone-Poulene firmas, nce polisilazan ihtiva eden polimerik balang lifini eirir,

sonrada silikon-karpit-nitrit seramik lifini retmek iin bunu s ile zmeye tabi tutar. Bu

seramik lifler (fiberamik), 1400C ye kadar amorf yapdadrlar. Bu scaklkta ve okside edici

bir ortamda mukavemetinin %80ini muhafaza eder. Halen gelitirilmekte olan bu lif hem

kesikli hem de srekli formda retilmektedir. Dow Corningin HPZsi bu lif tipine birrnektir.

3.5.4. Bor

Bor liflerinin dikkate deer, bilinen zellikleri, fevkalade yksek mukavemet/arlk

oran, yksek erime scakl ve 1000 C ye kadar mukavemetini muhafaza etmesidir.

Bununla beraber, zayf bir oksidasyon direncine sahiptirler.

21


22/58

Textronun Textron Sor filamenti buna bir rnektir. Daha nce Avco olan Textron

firmas, bor lifini ince bir volfram tel zerine bor-triklorid gazndan borun kimyasal buhar

olarak depolanmas (CVD) yoluyla retir. 100m ve 140m aplarnda iki tipi vardr.

Textronun rettii monofilament borun byk bir ksm, uzay ve dier hava aralarnn

paralar iin epoksi matriks esasl kompozitlerde kullanlr. Alminyum matriks esasl

kompozit uygulamalar iin de almalar devam etmektedir.

3.6. Uygulamalar

Srekli seramik lifleri, malzeme bilimcilerinin ve tasarm mhendislerinin,

halihazrdaki organik ve metal malzemelerden daha hafif, daha kat, daha mukavim, daha

yksek scaklklara ve kimyasal dirence dayankl yaplar meydana getirmelerini salamtr.

Bu liflerin, organik, metal ve seramik matriks esasl kompozitlerde kullanlabilmeleri bir

avantajlar oldu. Tabii ki, her kullanm alannda olduu gibi bu liflerin kullanld alanlarda

da faydalar olduu gibi kullanm problemleri de olmutur.

Seramik lifler, genellikle ileme yardmc olabilmek iin organik maddelerle

kaplanrlar (hallanrlar). Bu kaplama (hal) maddeleri lifin kompozit oluturmak iin

matriks malzemesini takviyelendirmeden nce ssal olarak ayrrlar ve zlrler.Kompozit D Kullanmlar:

Srekli seramik liflerinin kullanm alanlarn; yksek scaklk engellenmesi,

filitreleme, ve zellikle yaltmn gerektii alanlar olarak sralayabiliriz. Kompozit d

kullanmlarda genellikle, yksek scaklklardaki fevkalade oksidasyon direnlerinden dolay

oksit esasl seramik lifleri kullanlr

3M firmasnn Nextel 312 seramik lifinden dokunan kumalar, ocak (frn)

kaylar, alev perdeleri, contalar, duvar yaltmlar, ocaklar ve kmr yakan gsantrallerinde yksek scaklk filtreleri olarak kullanlrlar. Yine Nextel 312 lifinden

oluturulan rme (braided) yaplar, s lclerin (thermocouple), elektrik kablolarnn, yakt

hatlarnn ve uzay mekiinin kap boluu gibi nem arz eden yerlerde conta ve salmastra

olarak kullanlr.

Yksek scaklk yaltm uygulamalarnda, seramik liflerinin mukavemet, katlk,

srnme gibi yapsal zelliklerinden yksek deerler istenmemektedir. Dolaysyla, daha ucuz

alternatifler bulmak mmkndr.

22


23/58

Organik Matriks Esasl Kompozitlerde Kullanm:

Epoksi ve termoplastik matriks esasl kompozitlerde takviye elaman olarak daha

ok organik ve karbon lifleri kullanlr. Cam ve asbest liflerinin takviye elaman olarak

kullanlmas da iyi bilinmektedir. Organik matriks esasl lif takviyeli kompozit malzemelerin

scaklklar 500C dan daha dk olduu iin, seramik liflerin kimyasal ve s direnlerinin

iyi olmas, bu kullanm alanlarnda bir avantaj olmamaktadr Organik matriks esasl

kompozitlerin kritik nem arz eden kullanm alanlar iin, katlk veya mukavemetin n

plandaki durumlarda, karbon veya aramid lifler, seramik liflerden daha kolay kullanlabildii

ve daha ucuz olduklar iin tercih edilirler.

Seramik liflerin organik matriks esasl lif takviyeli kompozit pazarna ehemmiyetli

miktarlarda girmemesine ramen, bu liflerden faydalanlacak uygun yerlerde vardr. Dk

ssal genileme. yksek ssal iletim, dk elektrik iletimi ve dk di elektik sabitinin .

elektronik devre kartlarnda, seramik liflerden takviye elaman olarak faydalanmak

dnlebilir.

Seramik lifleri, cam lifi vb. gibi dier takviye elamanlar ile kyaslandnda, organik

matrikslerin hem katlklarn, hem yorulma direnlerini daha iyi arttrd, ve di elektrik

sabitini drd grlecektir. Organik esasl matrikslerde kullanlan organik takviyeelamanlarnn yan sra yapya seramik liflerinde eklenmesiyle, takviye elamanlar iindeki bu

karm, seramik liflerinin daha yksek katlk ve basma mukavemetlerinden dolay kompozit

yapnn zelliklerini gelitirecektir. Bu tip karmlarn baz yksek performansl spor

eyalarnda (kayak gibi) uyguland grlmektedir. Wilsonun grafit (karbon), DuPontun

Kevlar aramid ve FP alumina (alminyum oksit) lifleri, yksek katlk takviye deerlerinden

dolay uygulama alan bulurlar.

Metal Matriks Esasl Kompozitlerde Kullanm:Metal matriks esasl kompozitlerin gelimesi, 1960lardan buyana devam

etmektedir, fakat ticari adaptasyonu yava olmaktadr. Metal matriks esasl kompozit

malzemelerin, takviyelendirilmemi metallere gre stnl; ykseltilmi mukavemet,

tokluk, yksek scaklk zellikleri, dinamik ve statik yorulma direnleri, ssal zelliklere gre

tasarm . anma direnleri gibi niteliklerinden dolaydr. Bu avantajlara ramen, yksek lif

maliyetleri ve metallere gre hasar toleranslarnn daha az olmasndan dolay, kullanm

alanlar olduka snrldr.

23


24/58

Metal matriks esasl lif takviyeli kompozit malzemelerin retimi, takviyelendirici

lifin erimi metalle temasnda btn zelliklerini muhafaza etmesini art koar. Alminyum

magnezyum, demir volfram gibi metallerin eriyiklerine ve bu ortamn kimyasal en iyi direnci

alminyum oksit lifleri gsterir. Dier baz seramik liflerin kullanm da, zel retim

tekniklerinin ve koruyucu tabakann (hal) kullanlmas ile mmkn olmaktadr.

Seramik Matriks Esasl Kompozitlerde Kullanm:

Takviyesiz seramikler birok uygulama alanlarna sahiptirler, fakat tokluk ve hasar

toleranslar kullanm alanlarn snrlar. Hasar toleranslarn arttrabilmek iin, lif ile

takviyelendirilir. Seramik matriks esasl kompozitlerin retimi kalplama ve pekitirme iin

yksek scakl gerektirir. Nihai kullanm alan gz nne alnmasa dahi, sadece seramik

ve/veya atee dayanr metal lifleri bu kompozitlerin retiminde fiziksel yap ve zelliklerini

muhafaza edebilecek liflerdir.

Halihazrdaki malzemelerin kimyasal inertliinin ve yksek scaklklardaki yapsal

kullanmlarnn stnde bir kimyasal inertlie ve yksek scaklkta kullanma sahip

olabilmeleri, seramik matriks esasl kompozitlerin avantajlar iinde saylabilir. En iyi sper

alamlarn kullanm scaklklar 1100C in altndadr. Seramik matriks esasl seramik lif

takviyeli kompozitler 1200C - 1400C a kadar alabilmektedir. Malzemenin kullanm

scaklndaki 100C - 200C lk bir art, yakt verimlilii, motor basnc, kullanm mrnnuzamas gibi nemli gelimeler demektir. G ve pahal retim ilemeleri ve de seramik

liflerin pahal olmas seramik matriks esasl kompozitlerin kullanmn snrlamaktadr.

Metal matriks esasl kompozitlerde olduu gibi, seramik matriks esasl

kompozitlerin gelimeleri de genellikle hkmetler yani devlet tarafndan desteklenmektedir.

Bu almalarn pahal ve mali olarak riskli olmas sebebiyle, genelde bu maliyet riski byk

gruplara datlr. Japonya, seramik liflerinin ve kompozitlerinin ticari olarak kullanmlar

ynnde bir milli politikaya sahiptir. A.B.D. deki bu konu ile ilgili almalarn ou,Savunma Bakanl, Enerji Bakanl ve NASA tarafndan desteklenmektedir. Avrupadaki

almalar iinde de, ksmen Fransz hkmetinin destekledii Societe Europeene de

Propulsion -(SEP)in silikon karpit ve Japonlarn Nikalon lifi ile oluturduklar seramik

matriks esasl kompozit aratrmalar saylabilir.

ok bilinen seramik kompozitlerinden biride, ABDnin uzay mekiinde kulland

Fibrous Refractory Composite Insulation (FRCD) dr. Bu yaltm amal kompozit 3M

irketinin Nextel 312 seramik lifi ile yksek saflktaki silikondan mteekkildir.

24


25/58

3.7. Seramik Liflerinin Gelecei Hakkndaki Grler

Cam ve cam-seramiklerden atee daha dayankl oksitlenmeyen sistemlere

geildike, tokluk ve oda scakllndaki gvenirlilik, kopma iinin 10 KJ/m daha fazla

olmas ve kopmadaki ekil deitirmenin (E) yaklak %1 gibi deere yaklamas ile, nemli

bir derece arttrlabilir. Bu zellikleri elde etmek iin, lif-matriks arabirim blgesinin kontrol

1esastr. Lif-matriks arabirimindeki ban veya balarn, liflenin kaymasna ve liflerin ara

arda yk transferi yapacak ve matrikste seri atlaklarn meydana gelmesine msaade edecek

kadara zayf olmas istenir. Bununla beraber, lif-matriks arabirimindeki ok zayf bir ba,

malzemenin non-lineer davranlarndaki mukavemetini drecektir. Lif-matriks

arabirimindeki kayma gerilmesi ile lif ekilmesinden dolay iyileecek olan toklu optimize

edilmesi gerekir. Seramik matriksler karbon lifleri ile takviyelendirildiinde, lif-matriks

arabirimindeki ba zayftr. Seramik liflerde ise, seramik lifin matriks ile reaksiyonunu

korumak ve lif-matriks arabirimini nitelendirmek iin seramik liflerin kaplanmas gerekir.

Farkl kaplamalar (hal) ve ok deiik lif-matriks sistemleri kullanarak, deiik zelliklerde

kompozit malzeme tasarmlamak mmkndr. Bu tasarmlarda, lif-matriks arabiriminin nasl

kontrol edilecei ve arabirimdeki ban kopmasndan sonra lif kayma srtnmesinin naslkontrol edileceinin anlalmas bir gerekliliktir. nemlisi, bu parametreler llebilmeli ve

kompozit yapnn kopma davranlaryla saysal olarak ilikilendirilebilmelidir.

Yksek scaklk kompozitlerinin esas itici gc, mhendislik malzemelerinin yksek

scaklk kullanm aralklarn gelitirmesidir. Bu konuda bugne kadar retilen kompozitlerin

mit verici scaklk aral 1000C ve biraz zerindedir. Bu scakl 2000C ye kadar

ykseltmek byk gelimeleri gerektirmektedir. Bu yksek scaklk blgesinde (1000C -

2000C) u andaki kompozitle mekanik zelliklerinde ok nemli ve byk miktarlardadler gzlenmektedir. Bunun ana sebepleri unlardr:

1-Takviye elaman olan liflerin ssal kararszl ve

2- Lif-matriks arabirim bana. zellikle kompozit yap gerilimlere maruz kaldnda

matriks atlamasndan dolay yapya giren, rtc (corrosive) paracklarn etkisidir.

25


26/58

Buna alternatif bir yaklam mekanik zelliklerini yksek scaklklarda muhafaza

edebilecek seramik liflerinin gelitirilmesidir. SiC (silikon karpit) sistemlerinde bu ynde bir

eilimle almalar yaplmaktadr. Burada istenen, dk younlukta, yaklak 3 GPa

mukavemetinde ve 400 GPa kadar bir modlde, kk apl seramik lifi retilmesidir. Byle

bir lif gelitirilse dahi, bu konuda ki problem, muhtemelen pahal olmasdr. Karbon lifi geni

aptaki zellikleri ve farkl scaklklardaki kullanm alanlar iin pazarda mevcut iken, yeni

retilecek yksek scaklktaki atee dayankl yeni bir lifin uygulama alan, hemen hemen ve

sadece ultra yksek performansl seramik matriks esasl kompozitler ve belki metal matriks

esasl kompozitler olacaktr. Bu sahada yeni liften istenen gerekli retim miktar olduka az

olacaktr. Bu da, bu liflerin ok pahal olmasnn sebeplerinden biridir. Bununla beraber, yeni

liflerin gelitirilmesi, retim iin kullanlan usullerin geniletilmesi ihtimalini de beraberinde

getirecektir.

Bu gelimelerin yan sra, eer lif-matriks arabiriminin degredasyonu zlrse, lif

matriks atmosfer uyumluluunun kontrol iin, gelitirilmi harici kaplamalarn (hal)

tasarlanmasna ihtiya olacaktr. Yksek s uygulamalarnda, s engel katlar, endotermik

reaksiyon ihtimalini azaltacak olan kompozit iindeki snn dn temin etmek iin

gerekli olabilir.

Srekli seramik liflerinin birok enteresan, nadir ve deerli zellikleri veuygulamalar vardr. Seramik liflerinin yeterli gelebilecei daha scak, daha hzl, daha

dayankl uygulamalar iin talep ve ilgi vardr.

Bugn, lif retimi hala olduka kk miktarlardadr, bu yzden de pahaldr. Daha

da tesi, metal matriks esasl kompozitlerin ve seramik matriks esasl kompozitlerin

ilenmeleri hala olduka gtr. Bu pahal ilem de, pahal kompozitlerin retilmesine sebep

olur. Eer bu liflerin kullanm artarsa, bu liflerin retilen miktarlar da artacak, bu da lif

maliyetini azaltacaktr. Stratejik olmayan ve ksmen pahal saylmayan balang maddeleriseramik lif retiminde kullanld iin, bu liflerin fiyatlar libre ( 454 g) bana 10- 25 US$

kadar debilecektir. Yeni metal ve seramik esasl kompozit retim teknolojileri bulunur ve

gelitirilir ilem glkleri azalacak bunlarn kompozitlerinin de fiyatlar da decektir.

Gelecekte bu duruma gelebilmek, biri dierine bal olan hem fiyatlar aa ekmek hem de

yeni kullanm alanlar bulmak gibi g meselelerin baarlmasna baldr.

Dk maliyetin yan sra, daha mukavim, oksidasyona daha direnli ve statik

yorulma direnleri (srnme) daha yksek olan yeni liflere ihtiya vardr. Lifleri iyi

26


27/58

oksidasyon direncine sahiptirler fakat polikristal tiplerinin yksek scaklktaki statik yorulma

(srnme) direnleri snrldr. Non-oksit lifleri daha iyi statik yorulma direncine sahiptirler

fakat yksek scaklktaki oksidasyondan dolay ayrrlar. Silikon karpit ve silikon nitrit lifleri

gibi silikon ihtiva eden non-oksit lifleri, oksidasyonun balangcnda lif yzeyinde meydana

gelen silikon di oksit kaplamasnn koruyucu etkisinden dolay, halihazrda iyi performans

gsteren liflerdir.

Dier nemli ihtiya, srekli seramik liflerinin kullanmn ihtiva eden retim

metotlardr. Farkl uygulama alanlar, lif oryantasyonunun farkl bileimlerini zorunlu klar.

Srekli seramik liflerinin kesikli tiplerine gre en byk avantaj, nceden belirlenmi

ynlerde oryente edilebilmeleridir. Belli yn ve blgelerde takviyelendirmenin istendii

kompozitlerde bu durum nemlidir. Dokuma, rme (braided) sarma ve dier metotlarn

gelitirilmesi gereklidir. % 1'den daha az kopma uzunluu olan bu lifleri ileyebilmek, tekstil

teknolojistlerinin maharetlerini gstermelerine baldr. 3 boyutlu takviyelendirilmi yaplar

ve n-ekillendirmeler iin gelitirilmi sistemlere ihtiya vardr. Kompozitlerin ou, takviye

edici lifin bulunduu katmanlarn nc ynde hi veya ok az bir takviye ile st ste

konulmas ile elde edilir. nc ynde takviyelendirmenin olmamas zayf kayma gerilmesi

ve syrlmalara sebep olmaktadr.

Srekli seramik liflerinin uygulamas, performans ve lif retimindeki daha ilerigelimeler inkiaf ederken, seramik liflerden retilen kompozit malzemeler daha fazla yksek

teknoloji problemlerini zecektir. Bu alanlarda karlalacak olan problemlerin, zlmesi

hem ciddi hem de cazip olacaktr.[2]

27


28/58


29/58

A Beyaz Asbestler

1. Krizotil

2. Amosit

B. Mavi Asbestler

Asbest oranlarna bal olarak ise u ekilde snflandrlrlar:

A. %100 beyaz asbest ierenler

B. en az %94 beyaz asbest ierenler

C. en az %83 beyaz asbest ierenler

K. %l00 mavi asbest ierenler

Tekstilde kullanm asndan asbestler genelde 2 gruba ayrlrlar

a. Beyaz asbest (Krisotil asbest)

b. Mavi asbest (Krokidolit asbest)

Tekstil sanayiinde kullanlan asbest liflerinin zelikleri gz nnde tutularak

snflandrlmalar alm satm ilerini kolaylatrd gibi, daha iyi deerlendirilmelerini de

salamaktadr. Bu nedenle asbest reten ve tketen birok lke bu liflerin belli llere gre

snflandrlmalarn salayan esaslar saptamtr. Ham ve ilenmi krizotil asbestin

Kanadada uzunluuna gre yaplan snflandrmas dnyann birok lkesinde olduu gibi

lkemizde de benimsenmitir. Bu snflandrmann esas ipliklerin arlklarna greierdikleri asbest miktarna dayanr.

Tablo 4: Asbest erii Oranlarna Gre Snflandrma[2]

Dereceler Arla Gre Asbest erii Oran

A % 85-90 aras

AA % 90-95 aras

AAA % 95-99 aras

AAAA % 99-100 aras

4.3. Asbest Lif Tiplerinin Genel zellikleri

29


30/58

Asbest lifleri ok ince lifler olup incelikleri genelde 1-2 mikron arasndadr. Bu

lifleri plak gzle birbirlerinden ayrt etmek zordur. Ancak mikroskopla ayrm yaplabilir.

Mikroskopla incelendiinde yzeylerinin przsz ve dmdz olduklar grlr. Kenarlar da

girintisiz ve kntszdr. Bu durum iplik olarak eirilmesini gletirir. Bu nedenle iplik

yapmnda genellikle bitkisel liflerle kartrlarak kullanlrlar. Asbest liflerinin uzunluu

12-14 mm.yi bulur.

4.4. Asbest Lif Yaps

Kimyasal Yap:

Asbest, kimyasal yaps elemanl bir yap olarak ele alnabilir. Bunlar;silikon

dioksit, metal oksitleri, ve sudur. Pratikte nem arz eden en nemli elemanlar su ve metal

oksitleridir. Asbestin yapsndaki su miktar krizotil ve amfibol zellikleri ortaya karr.

Fiziksel Yap zellikleri:

ncelik: Asbest elyaflar dier doal ve sentetik elyaflara gre daha incedirler. Elyaf

aplar krizotilde 0.02-0.04m amfibolde 0.1-0.2 m arasnda deimektedir. Asbest elyaflar

inceliklerinden dolay byk yzey alanna sahiptirler. Bu zellik krizotil iin 10-25 mkrokidolit iin ise 3-5 n arasnda deiir.

Uzunluk: Liflerin uzunluklar da deimektedir. Krizotil asbestin uzunluu 25-50

mm arasndadr. Krokidolit elyaf ise 15-75 mm arasnda uzunlua sahiptir. Genelleme

yapacak olursak asbestlerin uzunluklar inceliklerine gre ok fazladr ve ortalama 12-14mm

arasndadr.

Younluk: Younluk krizotil iin 2-2.6 gr/cm3 amfibol iin ise 2.8-3.6 gr/cm3

arasndadr. Younluun deiimi, elyafn bileiminde bulunan elementlerin oranlarnndeiiminden kaynaklanr.

Mukavemet: ok ince olan asbest liflerinin mukavemetlerini tek tek belirtmek

zordur. Bu nedenle asbestlerin mukavemet deneyleri iplik baznda yaplr. ekme

mukavemeti deerleri 12-92 CN arasnda deikenlik gsterir.

Kimyasal Davran:

30


31/58

Deiik tipteki asbestlerin asit ve alkalilere kar direnci deimektedir. Asbest

elyaflar asitlere kar nemli lde arlk ve mukavemet kaybna uramaktadrlar. zellikle

HCl beyaz asbestte ok ciddi mukavemet ve arlk kayb meydana getirmektedir. Asitler

karsnda 528 saatlik muamele sonucu, asbestlerin arlk kayb krizotil iin % 55-57,

krokidolit iin % 3.4 ve amosit iin % 11-13 arasndadr. Arlk kaybn hzlandran

faktrler, asidin scakl, konsantrasyonu ve ayrma derecesidir.

Alkalilerle muamele, asitler kadar zararl olmamaktadr. Konsantre kostik ile 528

saat muameleden sonra krizotil asbestte arlk kayb % 1.03, krokidolit asbestte % 1.20,

amositte ise % 6.28 orannda olmaktadr,

Issal zellikler:

Krizotil asbest 500C nin zerinde stldnda, krokidolit ve amosit asbest ise

200C nin zerinde stldnda kimyasal zellikleri deiir. 700-750C scaklkta yapsndaki

hidroksil gruplar su eklinde dar verirler. Bu deiim kendini elyaf mukavemetinde ar

azalma olarak gsterir. Btn asbest tipleri iin arlk kayb zaman ve snn ykselmesi ile

artar. Krizotil, antofilitve tremolit asbestleri iin maksimum arlk kayb yaklak 1000C

civarnda gerekleir. Krokidolit iin ise ayn durum 680 de gerekleir.

4.5. Asbestin lenmesi ve plik Haline Getirilmesi

Madenlerden karlan asbest elyafnn sadece kk oranlardaki miktarlar iplik

haline getirilebilir. Asbest liflerinden iplik yaplabilmesi bunlarn erilebilme zelliklerine

baldr.

Bu lifler uzunluk bakmndan doal ve kimyasal liflere gre ok ksadrlar. Ancak %

5-20 orannda selloz esasl liflerle kartrlmak suretiyle iplik haline getirilebilirler. Bu

amala pamuk veya viskoz kullanlmas yaygn bir metottur.Ayrtrma iin n art elyaf uzunluudur. Krizotil liflerin sadece baz ksmlar

erilebilir. Ksa ve krlgan lifler eirme ilemi iin uygun deildirler. Asbest liflerinin

erilmesi ile iplik haline sokulabilmesi iin aamal bir ilem dizisi uygulanr. Bunlar

ama, tarama ve eirme ilemlerini kapsar.

1. Ama aamasnda asbest maddesinin liflemesi salanr. Bilindii gibi, krizotil

maddesi, asbest yataklarndan ham demetler halinde karlr. Bunlar yaprakklar eklinde st

ste bulunur. Silindirler arasnda ezilerek lifletirilirler.

31


32/58

2. Tarama aamasnda ise, ham lifler yn taramasnda olduu gibi nce kabartma,

sonra paralelletirme amac ile kaba ve ince olmak zere iki tip taraktan geirilerek taraklanr.

3. Eirme aamasnda ise, taranm lifler ekilmek ve bklmek suretiyle iplik

haline dntrlm olur. Bu amala konvensiyonel tiplerden mekikli yada bilezikli eirme

makinalar kullanlr.


Asbest lifleri yksek sl dayanm, yksek anma direnci ve yksek

mukavemetinden dolay, eitli teknik tekstillerin ve sanayii rnlerin yapmnda

kullanlmaktadrlar. Tekstilde kullanmlar bakmndan nem arz eden asbest tipleri krizotil ve

krokidolit asbesttir. Dier tr asbestlerden iplik elde edilmesi ve bunlarn dokuma veya rg

mamuller haline getirilmesi zor olduundan, onlar dier sanayii dallarnda tercih edilirler.

Tekstil sanayiinde asbestlerin kullanmn gerektiren balca neden, bunlarn yksek

sya yksek kimyasal dirence sahip olmalardr. Asbest lifleri deiik amalarla lif, kee,

levha , fitil, iplik, halat, erit, kuma ve s eleman olarak retilebilirler.

Asbest liflerinin en nemli kullanm alanlarndan birisi de szdrmazlk elemanlar

olan yumuak salmastralarn retimidir. Yumuak salmastra imalatnda krizotil ve krokidolitasbest trleri kullanlmaktadr.

Krizotil asbestte lif yaps ii bo tp eklinde olduu iin sl direnci ok iyidir. Bu

yap dolaysyla salmastra retiminde bnyesine verilecek olan emprenye maddesi ve

yalayc maddeleri emme ve bnyesinde uzun sre saklama avantaj salar. Asbest lifinin sl

dayanmn etkileyen en nemli faktr, asbest lifinin tpk ksmnda bulunan kristalize su ve

madensel tuzlardr. Scaklkta kristal su buharlat zaman asbest yanar. Bugn en yksek

kalite beyaz asbest pratikte 550C scakla dayanmaktadr. Asbest elyaf bnyesinde kloritihtiva etmektedir. Yumuak salmastra olarak kullanld zaman klorit miktarna bal olarak

millerde paslanma meydana getirir. Trkiyede retilen asbestte 300 ppm den fazla klorid

olduu iin ok hzl korozyona neden olmaktadr.

Asbest lifinin yumuak salmastra olarak kullanlmas durumunda lif uzunluu da

nem arz etmektedir. Ksa lifli asbest dinamik ekipmanlarda kullanlacak salmastralarn

yapmnda pek tercih edilmemelidir. Ksa lifli asbestin hem dinamik yklere olan direnci

32


33/58

azdr, hem de yksek scaklklarda almas ok zordur. rnein uzun lifli asbestlerde 550C

scakla kadar allabilmesine ramen, ksa lifli asbestlerde 300C nin zerine klamaz.

Asbest lifi ok eitli akkanlar ve kimyasal maddeler iin uygundur. Deriik

asitlerle kullanlamaz. Beyaz asbest lifleri katk maddeleri ile kullanlmak sureti ile beyaz

asbestli yumuak salmastralarn kimyasal direnci pH 2-14 deerine ulatrlmtr.

Krokidolit mavi asbestten yaplan yumuak salmastralar scaklk bakmndan daha

geni bir alma aralna sahiptirler. % 100 saf mavi asbest iin alma aral - 100C

kimyasal direnci ise pH 0-8 aralndadr. zellikle deriik asitler iin uygun bir malzemedir.

Lifler rijit kristal ineler eklindedir. Krlgan ve ksadrlar. plik haline

getirilebilmeleri iin pamuk veya viskoz ile kartrlmalar gerekmektedir. Bu yzden sl

dayanmlar daha azdr. nsan sal asndan beyaz asbeste gre daha zararldrlar.[2]

5. KARBON LFLER

5.1. Giri

33


34/58

1879 ylnda Swan ve Edison karbonlatrlm pamuk ipliklerini elektrik lambas

filamenti olarak kullanmtr. Bununla birlikte, bu karbonlatrlm lifler, yksek

performansl bir liften beklenen zelliklere sahip deildi.

1950 ve 1960l yllarda yksek mukavemetli karbon lifleri retmek iin ciddi abalar

harcand. Bu aratrmada grup yer ald: Wright Paterson Air Force Base, ABD viskoz

rayonu balang olarak kulland; Japonyada bulunan Indus Rsearch Institute ve

ngilteredeki Royal Aircrafts Establishment ise PAN lifini kulland.

5.2. retimi ve zellikleri

Karbon liflerinin rayondan retilmesinde aama bulunmaktadr: bunlar 400 Ca

varan scaklklarda oksidatif stabilizasyon, 1500 Ca varan scaklklarda karbonlatrma ve

2500C varan scaklklarda grafitletirmedir. Karbonlatrma aamasnda grafit-benzeri

tabakalar olumaya balamaktadr. Yksek modll lif elde edilmesi iin zellikle

grafitletirme aamasnda %50 ye varan bir gerdirme uygulanmaktadr. PAN esasl karbon

liflerinin retilmesinde de aama bulunmaktadr: istenen lif tipine bal olarak, 200-300C

oksidatif stabilizasyon, 1500C da karbonlatrma ve 1500-2700C arasnda grafitletirme.PAN-esasl karbon lifleri yksek mukavemet, yksek modl ve ultra yksek modl

olmak zere tipte retilmektedir. Karbon lifinin younluu deiken olup, 1.7-2.2 g/cm

Karbon lifleri elektrik iletkenleridir, fakat elektrii iletme kabiliyetleri nemli bir tehlike arz

etmektedir: imalat veya servis esnasnda havada asit olursa elektrik ekipman zerine

yerleebilir ve ksa devreye neden olabilir.


Yksek zgl mukavemet ve katlk karbon liflerinin temel zellikleridir ve bu lifin

hemen hemen btn uygulamalarnda fayda salar. Scaklk dayanm, kimyasal ve biyolojik

adan inert olmas, elektrik iletkenlii, iyi titreim snmleme kabiliyeti ve yorulma

dayanm zel uygulamalar da yararl olabilir. Karbon lifinin uyguland balca iki alan

havaclk ve nkleer mhendislii iine alan yksek teknoloji sektr ve yataklar, kamlar, fan

34


35/58


36/58

Cam lifleri yanmama, korozyon dayanm, yksek mukavemet, ortalama younluk,

iyi s ve ses izolasyonu ve elektrik zellilerinden dolay ok geni bir kullanma sahip

olduundan, yksek performansl liflerde nemli bir kategoriyi tekil etmektedir. retiminde

kullanlan hammadde bolca bulunur ve lifler pahal deildir. u ana kadar ele alnan liflerin

aksine cam lifleri kristalin yapda deildir ve de moleklleri oryente durumda deildir.

zotropik -boyutlu a lif ekseni boyunca ve dik ynde bir biri ile kyaslanabilir zellikler

elde edilmesini salar. Camn balca ieriklerinden biri silistir (SiO2) Kristalin silisin atomlan

bir latis oluturur.

Kompozitlerde lif eklinde byk kullanma sahip E-cam ve yksek mukavemetli

cam lifi iin bir kaynak olan S-cam, pencere cam ve dier genel kullanmlar olan kire

kayma camnn kimyasal ierikleri Tablo 4de verilmitir.

Tablo 5: Cam liflerinin tipik kompozisyonu (arlk yzdesi)[1]

Cam lifi SiO2 Al2O3 CaO MgO B2O3 Na2O3 K2O

Kire kayna cam 72 0,6 10 2,5 - 14,2 -

E-cam 54,4 14,4 17,5 4,5 8 - 0,5

S-cam 25 - 25 10 - - -

Camn mukavemet ve modl iindeki oksitlerin boyutlu yaps ile

belirlenmektedir. Bunun bir sonucu da, lif ekseni boyunca mekanik zellikler eksene enine

ynde de ayndr. Cam liflerinin kopma uzamas karbon lifinden daha yksektir. Bununla

birlikte, cam liflerinin mukavemeti yzey atlaklklarna son derece duyarldr ve yeni lifolarak ekilmi ince lifler en dayankl olanlardr. Cam lifinin nemli bir uygulama alan

polimerik malzemeler iin takviye eklindedir: takviyeli plastikler endstriyel uygulamalarda

ve otomotiv uygulamalarnda, spor ve hobiye ynelik faaliyetlerde ve hafif uak paralarnda

byk lde kullanlmaktadr.[1]

7. BORON LFLER

36


37/58

Cam liflerinin nemli bir darboaz dk katldr (76 Gpa). Boron liflerinin

modl 379-414 Gpa civarndadr ve bu nispeten byk ap ile birletiinde (100 m),

eilmeye mkemmel dayanm elde edilir. Boron lif takviyeli kompozitler yksek kompresif

mukavemete sahiptir. Boron lifinin karbon lifi ile ortak bir avantaj da, yzey hasarlarna cam

lifleri kadar hassas olmamasdr.

Boron lifinin yksek fiyatl olmas, alminyum esasl kompozitlerde bir takviye lifi

grevi grd askeri uak ve uzay mekiklerinde kullanlmasn snrlandrmtr. Bu liften

kk miktarlarda spor eyalarnda kullanlr. Boron lifinin yksek modl takviyeli plastik

bileenlerin stn mekanik zelliklerine katkda bulunmaktadr. [1]

8. METALK LFLER

37


38/58

Gl metal teller veya filamentler gerekli takviye malzemeleridir. nce elik tel

radyal lastik takviyesinde bilinmektedir. Metalik lifler, yumuak malzemeler veya

polimerlerden ok beton takviyesinde bilinmektedir. Tablo 5de baz metal tellerin

zellikleri gsterilmektedir.[1]

Tablo 6: Baz metalik liflerin zellikleri [1]

Metal telYounluk

(g/cm)

Modl

(Gpa)

ekme mukavemeti

(Gpa)

Isl genleme

katsaysPaslanmaz elik

(50-250 m ap)8 198 1-1,4 18

Tugsten

(


39/58

zellikle uzay, havaclk, askeriye, tp gibi ileri teknolojinin kullanld alanlarda

kritik role sahip olan teknik tekstiller, gnlk yaammzda da spor, gezinti ve elence

giysileri, demeler, mobilyalar, bina ve bina donanm gibi alanlarda aktif olarak kullanlr

hale gelmitir. Gelecekte ise teknik tekstiller insan yaamnda daha ok yer edinecei ve

vazgeilmez rnler arasna yerleecei beklenmektedir.

Teknik tekstillerin ksa srede hzl bir gelime gstermesinde, malzeme

zelliklerinden beklenen esneklik, elastikiyet ve mukavemet gibi zelliklerinin yansra,

sonsuz tasarm olanaklar ile kullanlp atlabilme veya kendiliinden bozunabilme gibi

zelliklere sahip olmalar etkili olmutur. Kompozit malzemeler olarak adlandrlanlar

zellikle uzay, havaclk, otomobil ve inaat sektrnde kullanlmakta olup, retim nedenleri

arasnda, malzemenin dk arlkl ve yksek dayanml olmasnn yannda retim

proseslerinin ucuz, basit ve standart kalitede olmasndandr.

Teknik tekstil teriminin kullanm olduka yenidir. Bu adan teknik tekstil terimiyle

nelerin kastedildiini ksaca tanmlamak yerinde olacaktr. zel olarak tasarlanan, herhangi

bir rnde veya proses dahilinde veya yalnz bana belirli bir zellii yerine getirmek

amacyla kullanlan malzemelere "teknik tekstil" denilmektedir. Teknik tekstiller bu terimden

baka; endstriyel tekstiller, yksek performansl tekstiller, yksek teknik tekstiller,

konvansiyonel olmayan tekstiller, mhendislik tekstilleri diye de isimlendirilebilmektedir.En az konvansiyonel tekstiller kadar eski olan bu rnler, konvansiyonel tekstillerin

aksine, tekstil dndaki alanlarda da kullanlr. Bu rnler; kimyasallara, hava artlarna ve

mikro organizmalara dayanml, yksek mukavemet, yanmazlk, yksek anma dayanm gibi

yksek performans zellikleri gsteren rnlerdir. Bunun yansra bu rnler konvensiyonel

tekstillere gre, grn ve konforun belirleyici bir kriter olmad, pahal, katma deeri

yksek, bizzat direk alcnn kendisinin kullanmad, filtrelerde kullanlan tekstiller gibi her

hangi bir malzemenin paras olarak da kulland rnlerdir.Teknik tekstillerin retiminin balangc olarak, gemiler iin yelken bezlerin

retilmesi kabul edilebilir. Bu tip kuma retiminden nce nasl bir tekstil malzemesinin

retildii ve hangi standart zelliklerin arand konusunda elimizde bilgiler mevcut deildir.

zellikle 1939 ylnda ilk sentetik lifin kullanlmasndan sonra, teknik tekstil retiminde ve

uygulama alanlarnda byk apta artma olmutur. ok farkl zelliklere sahip sentetik lif

retimi sayesinde ok sayda teknik tekstil retimi olanak dahiline girmitir. Bilindii gibi

polimer lif zellikleri doal kaynakl lif zelliklerinden yksek salamlk, yksek elastikiyet,

39


40/58

kimyasallara dayanm, kf ve rmeye dayanm, yanmazlk, hidrofob yap, termoplastik gibi

zellikler ynyle farkllk gsterir.

Teknik tekstiller kullanm alanlar olarak balca gruba ayrlabilir. Bunlar;

Bunlardan ilki endstriyel bir rnn bir bileeni olarak kullanlrlar. rnein; araba

lastiinde kullanlan kord bezi, uzay roket motorlarnda kullanlan karbon elyaf, inaat

sektrnde kullanlan takviye dokular gibi. kinci kullanm alan, her hangi bir proseste bir

malzeme olarak kullanlmalardr. rnein; diyaliz makinelerindeki filtreler, yol yapmnda

kullanlan membranlar, damarlar gibi. nc kullanm alan bir veya daha ok zellii

yerine getirecek ekilde yalnz bana kullanlmasdr. rnein; su geirmezlik amacyla

kaplanm kumalar, yanmaz kumalar, anti bakteriyel kumalar, ameliyat iplikleri gibi.

9.2.Teknik Tekstillerden Beklenen zellikler

Teknik tekstil reticileri ile tketici arasndaki iletiim ancak malzemeden

beklenen zelliklerin belirlenmesi ile salanabilir. Tketici ihtiyac olan zellii belirtir,

retici ise bu zellii salayacak malzeme ve retim teknolojisini tespit ederek

malzemeyi retir. Teknik tekstillerin zelliklerinin ok fazla olmas nedeniyle bu

zelliklerin drt ana grup altnda snflandrlabilir.

9.2.1. Mekaniksel zellikler

Teknik tekstillerden beklenen mekaniksel zellikler gruba ayrlabilir.

Bunlardan ilki mukavemettir. Emniyet kemeri, daclk ipleri, balama ipleri, hava yast,

balistik yelek gibi teknik amal kullanlacak tekstillerden istenen zellik yksek

mukavemettir. rnn mukavemetli olmas yksek mukavemetli lif kullanm yannda tekstilyzeyinin doku yapsyla da yakndan ilgilidir. Teknik tekstillerden beklenen dier

mekaniksel zellik ise Takviyelendirme (matriksin kuvvetlendirilmesi)dir. Teknik tekstiller,

termoset veya termoplastik polimer reineler, kauuklar, betonlar, metaller, seramikler gibi

matriksleri takviyelendirecek dayanm ve katlk zelliklerine sahiptir. Helikopter pervaneleri,

roket motoru, uak kanad, golf sopas, kayak gibi malzemelerde olduu gibi matriks-tekstil

yzeyi arasndaki yapma zelliinin iyi olmas halinde istenen kuvvetlendirme zellii

kullanlacak lif cinsi ve oluturulacak doku yapsna bal olarak salanabilir. Teknik

40


41/58

tekstillerden beklenen nc mekanik zellik elastikiyettir.

Teknik tekstil rnleri, sahip olduu esneklik ve elastikiyet sayesinde otomobil

endstrisinden paketleme endstrisine kadar geni bir yelpazede kullanm alan bulduu

belirtilmektedir.

9.2.2. Deitirme zellikleri

Teknik tekstiller gzenekli malzemeler olmas nedeniyle belirli byklkteki

partikllerin gemesine izin vermesi, daha byk partikllerin geiini engellemesi, s iletim

veya yaltm, elektrik iletim veya yaltm gibi zellikleri sayesinde bir malzemenin

durumunda deiiklik yapabilme zelliine sahiptirler. Deitirme zellikleri be gruba

ayrlabilir. Bunlardan ilki filtrasyondur. Tekstil yzeyleri yaplarnda gzenekler olmas

nedeniyle filtre amal kullanlabilir. Bu tip filtreler, kat-gaz, kat-sv ve sv-sv ayrmnda

kullanlan filtrelerdir. Kompleks ve kaln yaplarnn getirdii avantajlar nedeniyle dokuma ve

dokusuz filtre kuma kullanm olduka yaygndr.

Deitirme zelliklerinin dier bir parametresi de izolasyon ve iletkenliktir. Elektrik

iletimi veya yaltm, s yaltm ve ses yaltmnn seilen uygun lif ve malzeme doku

yapsyla salanabilecei bir gerektir.Deitirme zelliklerinin nc parametresi drenajdr.Youn ve yksek gzenekli tekstil yzeyleriyle ortamdan yksek miktarlarda su transfer

edilerek (dokuya dik veya paralel olmak zere iki ynde) topran su ile birlikte gitmesi

engellenebilmekte ve yapnn stabil kalmas salanmaktadr. Bu zellik filtrasyon ve erozyon

kontrolnde nemli bir faktrdr. Su geirmezlik teknik tekstillerin deitirme zelliklerinin

dier parametresidir. Spor malzemeleri, ayakkablar, at alt gibi nefes alabilen ancak su

geirmeyen malzemeler iin nemli bir zelliktir. Tekstil yzeylerinin reine ile

kaplanmasyla da jeomembran ve at kaplamalarnda kullanlan hem sv hem de gazgeirmez malzemeler yaplabilir. Emicilik (sv), tp, ambalaj, hijyenik gibi alalarda istenen

bir zelliktir. Bu zellik tekstil yzeyinin kalnlna, lif inceliine, gzenekliliine ve

zellikle de hidrofil veya hidrofob zelliine baldr.

9.2.3. nsan Sal le lgili zellikler

Tekstil malzemeleri, mikro organizmalara kar korunma, protez, ameliyat

41


42/58

malzemeleri, dokulara uyumlu paralar veya biyolojik olarak vcutta znebilen malzemeler

olarak insan sal asndan nemli olan bir ok alannda kullanlmaktadr.Teknik

tekstillerden beklenen nemli zelliklerden biri anti - bakteriyel zelliktir. giyim, orap ve

ameliyat nl, hasta yatak rtleri gibi amalarla kullanlan tekstiller, anti-bakterial zellii

ile mikro organizmalara ve sonucunda oluan pis kokulara kar korunma salanmaktadr.

Ameliyat iplii, protez, yapay doku gibi malzemelerde vcuda uyumluluk zellii onun toksik

olmamas ve istenmeyen tepkimeye girmemesi ile belirlenirken, biyolojik bozunmas makro

molekllerinin mikro organizmalardan tarafndan paralanmas ile ilgilidir ki aa kan

rnler zararl olmamaldr. Bu amala vcuda uyumlu ve biyolojik olarak bozunabilen

tekstiller gelitirilmitir.

9.2.4. Koruma zellii

Koruma ilemi ok eitlilik gstermektedir. Kullanlan tekstil malzemesi ile

kullananlarn sl, mekaniksel, kimyasal, elektriksel ve radyasyon gibi etkilerden korunmas

salanabilir. Isl koruma liflerin s iletimi ve doku iindeki hava tabakas ile yakndan

ilgilidir. lave katklarla tekstil yzeyinin termal koruma zellikleri gelitirilebilir (faz

deitiren malzemeler). Atee kar koruma insan sal ile ilgili dier bir zelliktir.Tekstillerin aleve kar dayankllk zellii kullanlan yere ve ihtiya duyulan seviyeye

baldr. En iyi koruma itfaiyeci elbiselerinde olduu gibi, termostabil ve aleve dayankl lif

kullanm ve uygun doku yapsyla salanabilir. Tekstil malzemesinin alev alma davran,

tutuma direnci, yaylma sresi ve byme sresinin llmesiyle belirlenir. Mekanik koruma

ile tekstillerin, balistik, bak kesmeleri, delinme, arapnel paralarna kar, metal eriyik

sramalarna ve saldrlara kar vcudu korumas belirtilmitir. Bu zellik ise yksek

performansl lif kullanm ve uygun doku yapsyla elde edilir. Bir ok endstri kollar zararlkimyasal ve gazlar kullanmaktadr. Bu gibi zararl maddelerin vcuda temasnn nlenmesi

yine teknik tekstillerin kimyasallara kar koruma zellii olarak karmza kmaktadr. Bu

amala sreli kullanml, sresiz kullanml ve atlabilir koruyucu elbise ve eldivenler

yaplmtr. Uygun reinelerle kaplanm kumalar bunlara bir rnektir. Korunma

zelliklerinin dier bir maddesi nefes alabilme ve geirmezlik zelliidir. Bu zellik,

malzemenin su buharn geirmesi ancak suyun sv olarak gemesine msaade etmemesi

anlamna gelmektedir. Bu zellik ise tekstil yzeyinin mikro gzenekli kaplamalarla

42


43/58


44/58


45/58

uygun rn tantm ve pazarlamas yeterli deildir. Endstriyel Tekstiller (Indutech)

%10,3; teknik giysiler (Clothtech) %3,8; zirai tekstiller (Agrotech) %3,9 yllk byme

oranlar ile mit vaat eden branlardr. Yap tekstilleri (yllk 5,7 byme oran) ve

jeotekstiller (yllk %2,4 byme oran) ekonomideki bymeye, yeni yollara yaplan

yatrmlara ve jeotekstil kullanmnn yaygnlamasna bal olarak oranlar artacak

tekstillerdir. Jeomembranlar ve dier jeotekstil rnleri bugn iin kullanm yaygnlamam

rnler olmakla birlikte yakn gelecekte de mit verici bir pazar gsterememektedirler.

Teknik tekstiller iinde paylar yllk %3,9 ve 2,4 olan zirai tekstiller (Agrotech) ve ekolojik

tekstiller (Oekotech) iin de durum ayndr. Fakat evrenin korunmasna ynelik ekolojik

endieler arttka uzun vadede ekolojik tekstillerin nem kazanmas beklenebilir.Brezilya'da

polipropilen tm teknik tekstil rnlerinin %68'inde yer alarak en nemli yere sahip olmakla

birlikte onu %21,2 ile polyester, %9 ile polyamid izlemektedir. Gelecek iin uzmanlar

transport pazarnda polyamid kullanmnn kord bezlerinde polyester kullanlmas sebebiyle

azalacan tahmin etmektedirler.leri teknoloji tekstillerinin 60'larda ve ilerleyen yllardaki

ortaya k, genilemesi ve olgunlamas, tekstille ilgili sanayilerde takdirle karland.

Asya'daki gelimekte olan lkelerde ileri teknoloji tekstillerine olan talep, yksek ekonomik

byme ve gelien hayat standartlar sayesinde artmtr. Gelimi lkelerle senkronize olarak

baz rnlerin yannda Asya pazarnn kendisi de teknik tekstiller alannda spesifik olarak yeralmaya balamtr.

Asya'daki gelimekte olan lkeler, konvansiyonel tekstil pazarnn doygunlua

ulamas, retimin ileri teknoloji rn olan teknik tekstillere kaymasn mecburi klmtr.

Ancak bu alandaki pazar geliiminde rekabet iin henz yeteri kadar nitelikle halde

olmadklarndan bir ok can alc teknolojik noktalardan gelimeye ihtiya

duymaktadrlar.Asya'daki in gibi bir tekstil devinin yan sra Hindistan da AR-GE ve teknik

tekstiller alannda son yllardaki atlmlaryla ykselen yldz olma yolundadr. Blgedekiyksek byme oranlaryla birlikte ziraat, inaat, giyim, ev tekstilleri, tbbi tekstiller,

otomotiv tekstilleri ve ekolojik tekstiller yksek miktarlarda spesifik-uygulamaya ynelik

tekstil gerektirirken dnya nfusunun %65'ini barndrmas da Asya blgesini gelecek

asndan cazip klmaktadr. Asya'nn 1990'l yllarn sonlarnda yaad ekonomik krizleri

frsatlara dntrmesi de teknik tekstiller pazarnn olumas ve yeni seenekler yaratmas

asndan nemlidir.Asya'da sentetik liflere olan ihtiyacn artmas, teknik tekstillerin

retiminde art da gndeme getirir. Blgede Japonya hem AR-GE hem de teknik tekstil

45


46/58

retimi asndan liderdir. Japonya'daki teknik tekstil retiminin ou denizar pazarlar

iindir. Ancak son yllarda dier lkelerde gerekletirilen teknik gelimeler Japonya'y

pazarlama ynn daha yksek teknik seviyeli rnler ortaya karmakla birlikte kendi i

pazarnda da gelime aramaya zorlamaktadr. Bu gne kadar Japonya'daki toplam lif

tketiminin %45'i (doal lifleri de iermek suretiyle) ileri teknoloji rn tekstiller iin

gerekletirilmitir.

Tayvan ve Kore, tekstil sanayiinde benzer gemilere sahip olduklarndan, rekabet

ortamnda daha gl olabilmek iin ibirlii yapmlardr. ki ekonomi de ithalatta varlk

gstermekte ve 1995-2005 yllar arasnda kendi i ihtiyalarnda %4-6 byme oran

beklemektedir. Kore'nin pazar pay Tayvan'dan daha fazladr .Japonya'nn ardndan en byk

teknik tekstil alc pazar in'dir. Ekonomideki hzl byme ve inaat sektrndeki artan

byk lekli projeler sebebiyle in'deki toplam lif tketiminin %37'sinin teknik tekstiller

kapsamnda olduu ve 2005'te in'in bu alandaki tketimde en yksek noktada olaca

dnlmektedir.Japonya %29 ile ikinci sradadr. En sonda ise %6 ile Tayvan

bulunmaktadr. Kore ve Tayvan'da spor tekstilleri, ev tekstilleri ve teknik giysiler en st

sradaki anahtar rnler olmakla birlikte bazen dier teknik tekstil alanlarnda mkemmel

rnler de bildirilmektedir.Asya pazarnda baz endstriyel tekstillerin pazar aratrmalar

yledir:Jeotekstiller: Japonya, blgedeki birok profesyonel retim ve uygulama projelerini

baaryla bitirmi bir lke olarak (rnein Osaka liman tneli projesi) jeotekstillerin

kullanm konusunda ok daha fazla paya sahiptir. Genellikle jeotekstillerin kullanm

hkmet tarafndan yrtlen projelerde sz konusu olur ve teknik spesifikasyon

gereksinimleri de ok skdr. Bu nedenle fiyat rekabeti de daha iddetli olur. Ancak jeotekstil

pazar bir lkenin finansal durumuna bamldr yoksa sabit, dzenli bir tabana oturmaz.

Byle olmasna ramen Asya'da zellikle gelimekte olan lkelerde jeotekstillerin pazar payveya kullanm frekans gelecekteki Avrupa veya Amerika pazarndan daha iyi grnmektedir.

rnein Tayvan'daki yksek hzl tren projesi 5 milyar metrekareden fazla jeotekstil

kullanmn gerektirmektedir. Bu da hem Tayvan hem de dier lkelerin jeotekstil retiminin

canlanmasn beraberinde getirir.

Sportif Tekstiller: Yeni sentetik liflerin bulunmas ve kullanm ile sportif

tekstillerin retiminde art sz konusudur. Asya bu alanda hem retim hem tketim asndan

dnyadaki en hzl byme oranna sahiptir. Bunun bir sebebi de artan gelir oran sebebiyle

46


47/58

sportif faaliyetlere daha fazla zaman ayrlmasdr. Hala bu alandaki retimde Tayvan

liderliini srdrmektedir ve bu durumun yakn gelecekte deimesi de beklenmemektedir.

Sportif giysilerin yannda spor salonu ve gnelik iin kanvas, suni tohumlama, kamp

adrlar ve yzme havuzu rtleri de sportif tekstil retimi arasnda saylmaktadr ancak

bunlarn byk ksm ihra edilmektedir.

Teknik Giysiler: Asya'daki teknik giysilerdeki rekabet birka yl nce balad.

Teknik giysi retimi iin AR-GE almalar yaplmaktadr. Asya'daki retimin yaklak

%60' Avrupa ve ABD'ye ihra edilirken kalan %40' kendi i ihtiyalar iin

kullanlmaktadr. Asya'da bu alandaki son trend teknik kumalarn nde gelen spor giyim

markalaryla ibirlii yapmasdr. Tabii bunu gerekletirirken hedef pazara ait tketici

davran iyi tahlil edilmeli ve retim iin dikkate alnmaldr. rnein Avrupal insanlar

futbol ve tenis zerinde younlamken Amerikallar beysbol ve basketbol ok severler.

Asya'da da zellikel sportif giysiler daha ok tketilmektedir. Blgeler arasnda az yada ok

fark vardr ve bu fark evre ve yaam standartlaryla yakndan ilikilidir.

Tbbi Tekstiller: Tbbi tekstiller pazarnn artna hem dnya nfusundaki art

hem de gelimekte olan lkelerde artan refah seviyesi neden olmutur.Ayrca teknolojideki

gelimeler de eitli salk koruma ve tbbi ihtiyalar da beraberinde getirmitir. Artan refaha

bal olarak yal nfustaki art ta tbbi tekstiller pazarnn bymesini temin etmitir.zellikle batl lkelerde bu pazar gelimi olmakla birlikte Asya'da da insanlarn daha fazla

tbbi bakma ihtiya duymasyla gelimektedir. Disposable ya da recyclable rnlerin seimi

tartlabilir bir konu olmakla birlikte Tayvan'da genel olarak disposable rnler tercih

edilmektedir. Asya iin tbbi tekstil kullanmnda 2005 ylna kadar yllk %5,5 orannda art

beklenmektedir. Pazardaki byk ve tekel firmalarn varl yeni ve kk markalarn

markete girmesini zorlatrmakla birlikte yeni uygulama alanna ynelik rnler iin bu

durum daha kolaydr Avrupa'da teknik tekstillerin genel tekstil retimi iindeki pay epeyyksektir. Almanya'da bu oran %40 civarndadr, giysi ve ev tekstilleri ise %30'ar orannda

yer bulmaktadr. Ancak bu son iki sektrn paylar ok kk oranda art gstermektedir.

Almanya ve tm Avrupa Birlii lkelerinde teknik tekstillerin genel tekstil retimi iindeki

pay giderek artmaktadr. 2000 ylnda teknik tekstiller iin dnya pazar 11 milyon tonla 60

milyar ABD dolar iken Asya'nn pay 3,4 milyon tonla Kuzey Amerikann nnde 3,6 milyon

ton olarak gereklemitir. Bat Avrupa'nn pay ise 2,7 milyon tondur.

47


48/58

9.4. Sonu

Teknik tekstillerin kullanm alanlarnn bu kadar geni bir platforma yaylmas, her

bir kullanm zelliinin tespit edilme ihtiyacn da beraberinde getirmitir. Bu ise retilen

malzemelerin istenen zelliklere sahip olup olmadnn laboratuvar koullarnda test

edilmesini gerektirir. Aksi taktirde kullanm aamasnda ortaya kan sorunlarn giderilmesi

maddi zararn yannda zaman israfna da neden olmaktadr. Teknik tekstillerden beklenen

zelliklerin konvansiyonel tekstillerden beklenen zelliklerden farkl olmas nedeniyle farkl

test yntemlerinin kullanlaca aikardr. Bu ise farkl test cihazlarnn gelitirilmesini

gerektirmektedir. Teknik tekstillerin zelliklerinin test edilmesi konvansiyonel tekstillere gre

zor ve uzun sre alan almalardr. rnein, yol yapmnda kullanlan ayrma veya drenaj

gibi teknik tekstil malzemelerinin mukavemet zellikleri tespiti, ortam artlarnn

ayarlanmasndaki zorluk ve malzemeden uzun sreli dayanm istenmesi nedeniyle laboratuvar

simlasyon almalarnn gelitirilmesine ihtiya duymaktadr. Bu zorluklara ramen teknik

tekstillerin zelliklerinin tespitinde bir ok standart metot gelitirilmitir. Bu standart metotlar

teknik tekstil malzemesinin kullanm amacna uygunluunun tespitinde kullanlr. Trkiye'de

teknik tekstil retimi her ne kadar kstl olsa da kullanm yelpazesi ok genitir.[4],[5]

10. GELECEN TEKSTL RNLER

Son 60 yl boyunca tekstil dnyas, polimer ve elyaf biliminde yeni ufuklar aan

keifler tarafndan atelenen sentetik elyafta hzl bir byme yaamtr. Yakn tarihlerde

48


49/58

bakm kolayl ve doal-benzeri estetie sahip elyaflar ile birlikte yksek performansl ve

fantazi elyaflar zel bir neme sahip olmutur.

Bir zamanlar endstrinin hzl bymesini salayan birok sentetik elyaf rnleri,

artk dk byme ve dk kar marj ile karakterize edilen olgunlam ticari rnler haline

gelmitir. Youn global maliyet basks, yksek tketici beklentileri, yksek derecede

eitlilik gsteren mteri taban ve azaltlm Ar&Ge harcamalar, tekstil dnyasndaki ar

bymenin nedenlerini oluturmaktadr. Gelecek iin zm; rn ve retimde yaplacak

teknolojik yenilikler ile endstrinin tekrar canlandrlmas ve i uygulamalarnn global

ierikte tekrar deerlendirilmesidir.

Gelecein tekstil rnlerinin baars, uzun kullanm sresi ve maddelerin her

birinden, elden karmaya kadarki aamalarda kullanm ekline baldr. Yaygn olarak doal

elyaflarn ekolojik olduu dnlmektedir. Doal elyaflarn biyolojik olarak bozunabildii

dorudur ancak bcek ilalarnn, mantar ilalarnn ve gbrenin olumsuz etkisi gz ard

edilmektedir.

Biyoloji ve genetik alanlarnda kaydedilen gelimeler hastala dayankl ve doal

olarak renklendirilmi pamuk varyasyonlar elde edilmesini salamaktadr. Bundan dolay

doal elyaftaki gelimeler bu nemli piyasa kolunda yeni olanaklar sunmaya devam edecektir.

10.1. Biyolojik Olarak Bozunan Elyaflar

Baz sentetik elyaflarn evre tarafndan tamamyla asimile edilen bileenlere

dnmesi uzun zaman almaktadr. Bu ilemi hzlandrmak iin, biyolojik olarak bozunan

elyaflarn gelitirilmesi konusunda aratrmalara balanmtr. Baz sentetik elyaflarn kabul

edilebilir bir maliyetle hammadde haline dntrlebilmesi veya biyolojik olarak bozunan

duruma getirilmesi halinde pazarda varlklarn srdrebilecei grlmektedir.Polyester sz konusu olduunda atk, "metnoliz" ad verilen bir prosesle

bileenlerine ve yeni rnler haline geri dntrlebilmektedir.

Naylon iin tekrar ileme teknolojileri de olduka gelikin dzeydedir ve atk hallar

tekrar ileme sokulabilmektedir. Akrilik elyaflarn paralarna ayrlmas ve tekrar ileme

sokulmas u an iin mmkn deildir ve sonu olarak akrilik elyaflarn pazar payn

kaybetmesi beklenmektedir.

49


50/58

Birok mevcut retim ileminde, polimerizasyon iin evreye zarar veren metal

kataliz kullanlmaktadr. Polyester sz konusu olduunda antimon ve kobalt katalizlerinin

yerini daha yksek polimer sonular veren yeni jenerasyon zeolit bazl bileikler almaktadr.

Yeni yksek verimlilie sahip kataliz teknolojisi ile ilk gei verimi %95'ten daha yksek

olabilmektedir ve atk olduka azaltlmtr.

Boyahaneler, atk su boaltma problemi ile uramak zorunda kalmtr. Kuma

terbiyesi ve kuru temizleme iin biyolojik olarak uygun boyalarn kullanld yeni

teknolojiler gelitirilecektir. stenen renk dzeyini elde etmek iin ince numaral filament

iplikler olduka fazla boya gerektirdii iin, hem retim hem de evdeki ykama ilemlerindeki

suyun iindeki fazla boya ile ilgili sorunlar n plana karlmtr. DuPont bu problemi reaktif

boyarmadde teknolojisinin kullanm sayesinde zmeye almaktadr.

Bu alanda ortaya kan rnler arasnda klasik boya teknolojilere gre ok daha az

sayda kimyasal madde gerektiren ve dikkat eken bir ykama haslna sahip DuPont'un

Tactel Colorsafe rn vardr. rn, renginin uzun mrl olmas ve evre asndan zararsz

ilem salamas nedeniyle, hem tketiciye hem de elyaf reticisine ok sayda avantaj

salamaktadr. Reaktif boyarmadde teknolojisinin 21. yzylda endstri standard olmas

beklenmektedir.

10.2. retim Teknolojileri

Ticari elyaf teknolojisi genel olarak olgunlamtr ve yatrmclara aktr. Sonu

olarak proses teknolojisindeki rekabet avantajlar hzla azalmaktadr ve gelecek dier gler

tarafndan oluturulacaktr. Bu gler, istisnai kalite ve proses verimliliinin yksek kapasiteli

reticiler iin byk bir neme sahip olduu rekabeti bir dnya pazarn kapsamaktadr.

Ticari elyaf retimi muhtemelen artan sayda retici tarafndan gerekletirilirken,fantazi elyaf rnleri

Documents

yüksek performasnlı lifler