Nano çinko oksit içerikli yağlayıcı emülsiyonların üretimi, karakterizasyonu ve çok foksiyonlu deri üretimi üzerine araştırmalar

Çalışmalarımızın ilk aşamasında; nano çinko oksit içerikli yağlayıcı özellikli parafin emülsiyonlarının üretimi için ön formülasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Ön formülasyon çalışmalarında yağlama maddeleri için belirlenen HLB değeri aralığı üzerinden kullanılacak olan emülgatörlerin oranları HLB cetvelinden belirlenmiştir. Ön formülasyonlarda farklı parametrelerin (pH, karıştırma hızı, çinko oksitin emülsiyona verilme zamanı, çinko oksitin partikül boyutu) emülsiyon üstündeki etkileri değerlendirilmiştir. Yapılan çalışmalarda karıştırma hızının emülsiyonun partikül boyutunu etkilediği fakat çinko oksitin kendi partikül boyutunun emülsiyon içerisinde önemsiz kaldığı tespit edilmiştir. Üretilen emülsiyonların partikül boyutları sanayide kullanılan yağların partikül boyutlarıyla kıyaslanmış ve üretilen nano çinko oksit içerikli parafin emülsiyonlarının partikül boyutunun sanayide kullanmaya uygun olduğu tespit edilmiştir. Çinko oksit konsantrasyonu öncelikle litaratürlerde antibakteriyel etkinin çıktığı minumum konsantrasyonda ve farklı üretim koşullarında denenmiştir. Üretilen bu yağlama emülsiyonları krast derilere yağlama işleminde verilmiş ve bu şekilde üretilen derilerde antibakteriyel etkinlik ASTM E2149-01 (Hareketsiz Antibakteriyel Ajanların Hareketli Temas Şartlarında Antimikrobiyel Özelliğinin Belirlenmesi Standartı) standardına göre belirlenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, ön formülasyonlarla üretilmiş derilerdeki test mikroorganizması E. coli'ye karşı antibakteriyel etkinliğin yetersiz olduğu tespit edilmiştir. Derilerdeki en yüksek bakteri azalma oranı %50,36 olarak ölçülmüştür. Test bakterisine karşı antibakteriyel etkinliğin artırılması ve ana emülsiyonlarda kullanılacak olan formülasyonların belirlenmesi amacıyla, emülsiyon üretiminde kullanılan etken maddenin, deri üretim reçetelerinde kullanılacak olan yağlama oranın, emülsiyonların pH değerlerinin ve emülsiyonların partikül boyutunun optimizasyonu işlemleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmalarımızın ikinci aşamasında; optimizasyon çalışmaları sonrası belirlenmiş formülasyonlar, sabit sıcaklık koşullarında 6 farklı parafin türevi ile üretilmiştir. Wet blue olarak alınan sığır derileri mobilya döşemelik amaçlı wet blue sonrası işlem reçetesine göre işlenmiştir. Üretilen parafin emülsiyonları deri işlem reçetesinde yağlama aşamasında derilere uygulanmıştır. Derilerde antibakteriyel etkinlik ASTM E2149-01 standardına göre belirlenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde 3 farklı pH değerinde üretilen tüm parafin emülsiyonlarının derilere test mikroorganizmasına karşı kuvvetli derece antibakteriyel özellik kazandırdığı tespit edilmiştir. Sonuçlara göre optimize edilen derilerin SEM fotoğrafları çekilmiştir. Araştırmalarımızın üçüncü aşamasında; derilerin fiziksel özellikleri ortaya konmuştur. Üretilen derilerin öncelikle kalınlıkları ölçülmüştür. (Kalınlık tayini TS 4117 EN ISO 2589) Daha sonra mamul derilerin çekme mukavemetleri (Çekme mukavemeti tayini TS 4119 EN ISO 3376), tek kenar yırtılma mukavemetleri (Yırtılma Mukavemeti TS 4118-1 EN ISO 3377-2), çift kenar yırtılma mukavemetleri (Çift Kenar Yırtılma Mukavemeti TS 4118-2 EN ISO 3377-2), dikiş yırtılma mukavemetleri (Dikiş Yırtılma Dayanımı TS 4138) ve cilt çatlama dayanımları (TS4118-2 EN ISO 3377-2) belirlenmiştir. Araştırmada kullanılan çinko oksit içerikli parafin emülsiyonlarının derilerin ışık haslığı üzerine olan etkileri EN ISO 105-B02 standardına göre incelenmiştir. Ayrıca yağlama emülsiyonları ile işlem görmüş deri örneklerinin renklerinin ölçülmesinde Konica Minolta CM-3600d marka spektrofotometresi kullanılmış ve deriler; sıcaklığı ayarlanabilen UV kabininde (UV light of 254 nm) 80 oC sıcaklık ve UV altında 24h ve 48h süreyle yaşlandırmaya tabi tutularak derilerde UV altında solma sağlanmıştır. Analizlerde kıyaslama yapabilmek ve kullanılan emülsiyonların etkilerini inceleyebilmek için, çinko oksit içerikli emülsiyon ile işlem görmeden mamul hale getirilen deri örneklerine de yaşlandırma yapılmış ve diğer örneklerle karşılaştırılmıştır. 24h ve 48h yaşlandırma sonrası kontrol örneklerine göre her bir deri renginin ne kadar değiştiği incelenmiştir. Yine parafin emülsiyonlarının derinin hidrotermal stabilitesi üzerine etkisinin belirlenmesi için, derilerin büzülme sıcaklıklığı (Ts) tayini IUP 16 standart test metoduna göre ölçülmüştür. Ayrıca parafin emülsiyonlarının derilere sağladığı dolgunluk etkisini belirlemek için derilerdeki kalınlık artışları incelenmiştir. Analiz sonuçları incelendiğinde yağlama işleminde kullanılan parafin emülsiyonları ile işlenmiş deriler, kontrol grubu örneklerine göre kıyas edildiğinde, mamul derilerin çekme mukavemeti ve dikiş yırtılma mukavemetinin büyük oranlarda iyileştiği tespit edilmiştir. Paroil 1045 ve Cloparten 330 parafini içeren emülsiyonlarla işlem görmüş derilerin en yüksek mukavemet değerlerine sahip olduğu belirlenmiştir. Mamul derilerin tek kenar yırtılma mukavemetleri incelendiğinde kullanılan parafin emülsiyonlarının birçoğunun mukavemeti artırdığı fakat bazı emülsiyonların etkisiz olduğu belirlenmiştir. Verilen yağlama emülsiyonlarının çift kenar yırtılma mukavemeti ve cilt çatlama dayanımı üzerinde genel olarak etkisiz olduğu tespit edilmiştir. Işık haslığı sonuçları incelendiğinde; yağlama işleminde kullanılan parafin emülsiyonlarının kontrol grubu örneklerine kıyasla mamul derilerin ışık haslığını iyileştirdiği tespit edilmiştir. Hidrotermal stabilite sonuçlarına göre, kullanılan parafin emülsiyonlarının derilerin büzülme sıcaklıklarını kontrol grubu örneklerine göre 15oC kadar artırdığı tespit edilmiştir. Emülsiyonların doldurucu etkileri sonuçlarına göre parafin emülsiyonlarının derilerde %30'lara varan kalınlık artışı sağladığı, dolayısıyla bu yağlama maddelerinin iyi derecelerde doldurma etkisine sahip olduğu tespit edilmiştir. Çalışmalarımızın dördüncü aşamasında; elde edilen derilerin dinamik su emme (TS 8541), statik su emme (TS 4123) ve su buharı geçirgenliği (TS 4135) analizleri yapılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde, yağlama işleminde kullanılan parafin emülsiyonlarıyla işlem görmüş derilerin kontrol grubu örneklerine göre kıyas edildiğinde mamul derilerin su emme özelliklerinin önemli oranlarda azaldığı dolayısıyla bu emülsiyonlar ile işlem görmüş derilerin su geçirmezlik yeteneklerinin arttığı, buna karşın su buharı geçirgenliği değerlerinin de olumsuz etkilenmediği tespit edilmiştir. Nano çinko içerikli yağlama emülsiyonu ile yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlar, bu tür yeni nesil yağlama maddelerinin deri sanayinde kullanımı açısından oldukça umut vaat edici olarak bulunmuştur.;Deri, nano ZnO, yağlama, emülsiyon, fonksiyonel.;Leather, nano ZnO, fatliquoring, emulsion, functional.