Dış Kaynaklı Proje Süreçleri Yönetim Sistemi
Sarıışık A. (Yürütücü), Büyükkamacı N. , Ziylan A. , Uğur Ş.
Birçok mühendislik malzemesine kıyasla üstün özelliklere sahip olmasına rağmen zayıf UV dayanımı, aramid esaslı materyallerin uygulanabilir alanlarının genişlemesini son derece kısıtlamaktadır. Aramid liflerinin son teknoloji alanlarındaki stratejik konumu göz önüne alındığında, UV kaynaklı ciddi mukavemet kayıpları kabul edilebilir değildir. Bu nedenle, UV koruyucu kaplamalar ile bu hasarların en aza indirilmesi akademide ve endüstride büyük ilgi görmektedir. Ancak güncel tekniklerde, lif zararı, uygulama zorluğu ve daha önemlisi sürdürülebilir sistem tasarımının eksiliği dikkat çekmektedir.
Bu eksikliği gidermek üzere sunulan projenin ana hedefi, aramid esaslı materyaller için hem materyal hem de prosesin yeşil gereklilikleri karşıladığı güçlü bir UV koruyucu sistem geliştirilmesidir.
Bu projenin özgün değeri, literatürde karşılaşılan sorunlara getirilen çözüm önerilerinden oluşmaktadır.
(i) Layer by Layer tekniği ile güncel tekniklerin sınırlarını aşan ve doğrudan kaplama yapmaya imkân tanıyan ılımlı bir modifikasyon sunulması
(ii) Aplikasyonun iplik ve kumaş formlarında gerçekleştirilmesi
(iii) Mukavemet özellikleriyle ilişkili olarak ayrı ayrı UVA/UVB/UVC spektral bölgelerinde yaşlanma etkilerinin incelenmesi
(iv) Potansiyel çevresel etkilerin ilk defa ölçülerek yaşam döngüsü analizi literatürüne kazandırılmasıdır.
Aramid lifi yapısı gereği kimyasal olarak inert bir yüzeye sahip olduğu için çoğunlukla herhangi bir bitim işleminden önce lif yüzeyi asit veya alkali ile aktifleştirilmektedir. Ancak, bu tip ön işlemler hem liflerin yapısı ve gerilme özelliklerini tahrip etmekte hem de ek kimyasal ve enerji gereksinimi nedeniyle artan çevresel etkilerin eşlik edeceği sürdürülebilir olmayan bir alt prosese yol açmaktadır. Bu projede, aramid lifi için aşındırıcı ön işlemler yerine adezyonu güçlü katekol/poliamin bileşikleriyle doğrudan kaplama önerilmektedir. Böylece ön işlemlerin çevresel yükünün ortadan kaldırılması, lif zararının önlenmesi, UV absorbanların üzerinde birleştirilebileceği bir platform oluşturulması hedeflenmektedir.
Aramid lifleri için etkili bir UV koruma, çoğunlukla güçlü UV absorpsiyon kabiliyetine sahip yarı iletkenlerle sağlanmaktadır. Bu malzemelerin aynı zamanda fotokatalizör olmaları, aramid yüzeylerin kendisine zarar verme riskini doğurmaktadır. Bu projede, UV absorbanların olası fotokatalitik etkisini engellemek veya azaltmak için katekol/poliamin kaplamaların radikal süpürücü özelliğinden faydalanılacaktır. Bu özellik, fotokatalitik etki göstermeyen UV koruyucu malzeme tasarımına son derece elverişli olan hidroksiapatit ile desteklenecektir. Böylelikle fotokatalitik etkiye karşı materyal bazında çifte koruma sağlanması hedeflenmektedir.
UV korumada yalnızca solar maruziyet değil aynı zamanda UVC ışınları da göz önüne alınmıştır. Bu projede, UV kaynaklı mukavemet kayıplarına karşı etkin koruma sağlamak amacıyla CeO2 (UVA koruma) ile hekzagonal bor nitrür (UVB/UVC koruma) kullanılacaktır.
Dikkate değer bir diğer konu, UV koruyucu modifikasyonların baskın şekilde lif formunda çalışılmış olmasıdır. Kısıtlı sayıdaki iplik ve kumaş çalışmalarından sadece birkaçında UV yaşlandırma ile mukavemet kayıplarının değerlendirdiği görülmüştür. Bu projede UV koruyucu modifikasyonlar hem iplik hem de kumaş formunda gerçekleştirilecektir. Ardından UV yaşlandırmayla UVA/UVB/UVC maruziyetlerinin mukavemet özelliklerine etkileri kapsamlı şekilde incelenecektir.
Literatürde aramid materyallerin UV koruyucu modifikasyonunda çevresel etkilerin belirlenmesine yönelik hiçbir yaşam döngüsü analizi çalışmasına rastlanmamıştır. Bu proje ile aramid esaslı materyallere yönelik bir UV koruyucu sistemin potansiyel çevresel etkileri ölçülecek ve yaşam döngüsü analizi literatürüne kazandırılacaktır. Akademi ve sanayideki paydaşlar bu projenin çıktılarını aramid esaslı materyallerle ilgili stratejik karar alma süreçlerine yansıtabileceklerdir. Son olarak, bu projenin kurucu motivasyonlarından birini oluşturan bor kullanımının ileri teknoloji uygulamalarında ülkemizin kaynaklarının değerlendirilmesine katkı sağlanacağı düşünülmektedir.