AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI

KÖKEN, Atike; KANIK, Mehmet

doi:10.7216/teksmuh.1222488

AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI

Atike KÖKEN, (Bursa Teknik Üniversitesi Mimar Sinan Yerleşkesi, Bursa, Türkiye)

Mehmet KANIK (Bursa Uludağ Üniversitesi, Görükle Yerleşkesi, Bursa, Türkiye)

Tekstil ve Mühendis

44 7

Yıl: 2022 Cilt: 29 Sayı: 128 Sayfa Aralığı: 249 - 260 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.7216/teksmuh.1222488 İndeks Tarihi: 09-01-2023

AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI

Öz:

Aerojeller bilim dünyasına girişleri ile çığır açan bilinen en hafif katı maddelerdir. Hafiflik özelliğinin yanı sıra birçok önemli özelliği bir arada taşımaktadırlar. Nano gözeneklere sahip olmaları ısı yalıtımı, ses yalıtımı ve düşük dielektrik katsayısı gibi oldukça önemli avantajlar sağlamaktadır. Dünya çapında pazar payı her geçen gün artan aerojellerin üretimi de artmaktadır. Farklı üretim parametreleri ve farklı kimyasal yapılar ile farklı özellikler elde etme imkânını sunmaktadır. Aerojellerin sahip olduğu üstün özelliklerden tekstil malzemelerinin özelliklerinin geliştirilmesinde de faydalanılmaktadır. Özellikle performans ve fonksiyonellik beklentisi bulunan teknik tekstil ürünlerinin geliştirilmesinde kullanılmaya başlanmıştır. Silika bazlı aerojeller ısı iletim katsayılarının çok düşük olması ile ön plana çıkmaktadır. Çoğunlukla malzemelerin ısı yalıtım özelliğini geliştirmek için kullanılan silika aerojeller, aynı zamanda su itici özellikleri ile de ilgi çekmektedirler. Literatürde özellikle dokusuz yüzeyler olmak üzere dokuma ve örme tekstil yüzeylerine aerojel uygulamaları üzerine yapılan çeşitli çalışmalar bulunmaktadır. Bu yazıda aerojellerin özellikleri, üretimi ve tekstil malzemeleri ile birlikte kullanımı amacıyla yapılan çalışmalar üzerinde durulmuştur.

Anahtar Kelime:

THERMAL INSULATION AND TEXTILE APPLICATIONS WITH AEROJELS

Öz:

Aerogels are the lightest known solids that have been groundbreaking with their introduction to the scientific world. In addition to their lightness feature, they have many important properties. Having nanopores provides very important advantages such as thermal insulation, sound insulation and low dielectric coefficient etc. The production of aerogels, whose market share is increasing day by day around the world, is also increasing. It offers opportunities to obtain different properties with different production parameters and different chemical structures. The superior properties of aerogels are also used to improve the properties of textile materials. They are especially used in the development of technical textile products with performance and functionality expectations. Silica-based aerogels stand out with their very low thermal conductivity coefficients. Silica aerogels, which are mostly used to improve the thermal insulation properties of materials, also attract attention with their water-repellent properties. In the literature, there are various studies on aerogel applications on woven and knitted textile surfaces, especially non-woven surfaces. This article focuses on the properties, production and use of aerogels with textile materials.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Derleme Erişim Türü: Erişime Açık

1. Manasoglu, G. Kanık, M. (2021) Investigation of thermal and solar properties of perlite coated woven fabrics, J Appl Polym Sci. 2021;e51543. doi: 10.1002/app.51543
2. Koebel, M. Rigacci, A. Achard P. (2012) Aerogel-based thermal superinsulation:an oweview, J. Sol-Gel Sci Technology, 63, 315-339. doi: 10.1007/s10971-012-2792-9
3. Arslan M. A. ve Aktaş M. (2018) İnşaat sektöründe kullanılan yalıtım malzemelerinin ısı ve ses yalıtımı açısından değerlendirilmesi, Politeknik Dergisi, 21(2): 299-320.
4. Bayraktar, D. Bayraktar, E. A. (2016) Mevcut Binalarda Isı Yalıtımı Uygulamalarının Değerlendirilmesi, Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enst. Dergisi, 7(1), 59-66.
5. Ke, Y. Wang, F. (2018) Warmth without the weight, Engineering of High Performence Textiles, Miao, M., Xin, J.H., United Kingdom: Woodhead Publishing. doi: 10.1016/B978-0-08-101273-4.00008-1
6. Caps R. Fricke J. (2004) Aerogels for Thermal Insulation. In: Aegerter M.A., Mennig M. (eds) Sol-Gel Technologies for Glass Producers and Users. Springer, Boston, MA. doi: 10.1007/978-0-387-88953-5_46
7. Venkataraman, M. Mishra, R. Militky, J. Hes, L. (2014). Aerogel Based Nanoporous Fibrous Materials for Thermal Insulation, Fibers and Polymers, 15/7, 1444-1449, 1-9. doi: 10.1007/s12221-014-1444-9
8. Yücel, S. Karakuzu, B. Temel, T. M. (2016) Aerojel: Üstün özellikleri, Çeşitleri ve Gelişen Uygulama Alanları, TURKCHEM, 52-64.
9. Yeşildal, B. B. (2002) Enerji Korunumu Açısından Dış Duvarlarda Saydam Yalıtım Kullanımının İrdelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi.
10. TUBİTAK, (2021) Dünyanın En Hafif Katısı: Aerojel. Erişim Adresi:https://e-dergi.tubitak.gov.tr/edergi/yazi.pdf?dergiKodu= 4&cilt=41&sayi=618&sayfa=60&yaziid=26385 (Erişim Tarihi: 2.07.2021)
11. Nanokar Nano Teknolojik Çözümler, (2020). Grafen aerojeller. Erişim Adresi: https://www.nanokar.com.tr/kategori/grafen-aerojeller. (Erişim Tarihi: 14.12.2020)
12. Venkataraman, M. Mishra, R. Kotresh, T. M. Militky, J. Jamshaid, H (2016) Aerogels for thermal insulation in high-performance textiles, Textile Progress, 48:2, 55-118. doi: 10.1080/ 00405167. 2016.1179477
13. Cantürk Öz D, Öz B, Kaya N (2018) Alümina aerojellerin fiziksel özellikleri üzerine yaşlandırma ve kurutma süresinin etkisi, BAUN Fen Bil. Enst. Dergisi, 20(1), 198-211.
14. Kesik, M. A. (2019), Hidrofobik Silika Aerojel Eldesinde Kullanılan Kimyasalların Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
15. Metal Dünyası (2022). Dünyanın En hafif Katı Malzemesi: Aerojeller, https://www.metaldunyasi.com.tr/tr/guncel/69/ dunyanin-en-hafif-kati-malzemesi-aerojeller.html (Erişim Tarihi: 03.05.2022)
16. Iswar, S., Malfait, W. J., Balog, S., Winnefeld, F., Lattuada, M., & Koebel, M. M. (2017). Effect of aging on silica aerogel properties. Microporous and Mesoporous Materials, 241, 293-302.
17. Getir, Ş. (2019) Monolitik Silika Aerojel Eldesi ve Karakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
18. Projack, (2019) http://www.projack.net/aerogel/ (15.11.2019)
19. Maleki, H. Duraes L. Portugal, A. (2014) An overview on silica aerogels synthesis and different mechanical reinforcing strategies, Journal of Non-Crystalline Solids, 385 (2014) 55–74. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2013.10.017
20. Yılmaz, Y. (2013) Farklı başlangıç maddeleri kullanılarak sol-jel yöntemiyle monolitik silika aerojel ve silika aerojel sentezi ve karakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi.
21. Li, Z. Zhao, S. Koebel, M. M. Malfait, W. J. (2020) Silica aerogels with tailored chemical functionality. Materials & Design, 193, 108833. doi: 10.1016/j.matdes.2020.108833
22. Research and Markets, (2021) Global Aerogel Market 2021-2025. Erişim Adresi: https://www.researchandmarkets.com/reports/ 5311466/global-aerogel-market-2021-2025#rela0-5003332 (Erişim Tarihi: 6.02.2021)
23. Moheman, A., Bhawani, S. A., Tariq, A., (2021), Aerogels for waterborne pollutants purification, Advances in Aerogel Composites for Environmental Remediation, Elsevier, 2021,p. 109-124.
24. Feng, J., Su, B., Xia, H., Zhao, S., Gao, C., Wang, L., Ogbeide, O., Feng, J., Hasan, T. (2021), Printed aerogels: chemistry, processing,and applications, Chem. Soc. Rev., 2021, 50, 3842–3888. DOI: 10.1039/c9cs00757a.
25. Alwin, S., Shajan, X. S. (2020), Aerogels: promising nanostructured materials for energy conversion and storage applications, Materials for Renewable and Sustainable Energy. DOI:10.1007/s40243-020-00168-4.
26. Pinto, I., Silvestre, J. D., Brito, J., Júlio, M. F. (2020), Environmental impact of the subcritical production of silica aerogels, Journal of Cleaner Production 252 (2020) 119696. doi: 10.1016/j.jclepro.2019.119696.
27. Hrubesh, L. W. (1998) Aerogel applications, Journal of Non-Crystalline Solids, 225, 335-342.
28. Xie, T. He, Y. Hu, Z. (2013) Theoretical study on thermal conductivities of silica aerogel composite insulating material, International Journal of Heat and Mass Transfer,58, 540-552. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2012.11.016
29. Dorcheh, A. S. Abbasi, M. H. (2008) Silica Aerogel; Synthesis, Properties and Characterization, Journal of Materials Processing Technology, 199, 10-26. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2007.10.060.
30. He, S. Huang, Y. Chen, G. Feng, M. Dai, H. Yuan, B. Chen, X. (2019) Effect of heat treatment on hydrophobic silica aerogel, Journal of Hazardous Materials, 362, 294-302. doi: 10.1016/J.JHAZMAT.2018.08.087
31. Aerogel, (2020). Silica Aerogel. Erişim Adresi: http://www. aerogel.org/?p=16 (Erişim Tarihi: 20.02.2020)
32. TS EN 13171, (2010) Isı yalıtım mamulleri-Binalarda kullanılan-Fabrika yapımı odun lifli (wf) mamuller-Özellikler, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
33. TS 825, (2009) Binalarda Isı Yalıtım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
34. Bayrakçı, H. C. Davraz, M. Başpınar, E. (2011) Yeni Nesil Isı Yalıtım Malzemesi: Vakum Yalıtım Panel, Süleyman Demirel Üniversitesi Teknik Bilimler Dergisi, 1(2) 1-12.
35. Temiz, H. Olgar, K. (2017) Doğal ve Yapay Liflerden Üretilen Panellerin Yalıtım Özelliklerinin Araştırılması, Karaelmas Fen ve Müh. Dergisi, 7(2), 608-618.
36. Yaman, Ö. Şengül, Ö. Selçuk, H. Çalıkuş, O. Kara, İ. Erdem, Ş. Özgür, D. (2015) Binalarda Isı Yalıtımı ve Isı Yalıtım Malzemeleri, Türkiye Mühendislik Haberleri (TMH), 487, 62-75.
37. Eas Fibers, (2019). Insulation materials thermal conductivity coefficients. Erişim Adresi: http://tr.eas-fiberglass.net/news/Silica-Aerogel-Insulation-Blanket.html (Erişim Tarihi: 07.04.2019)
38. Ebert, H. P. (2015) Functional materials for energy-efficient buildings, EPJ Web of Conferences, 98, 08001. doi: 10.1051/epjconf/20159808001.
39. Dai, Y. J., Tang, Y. Q., Fang, W. Z., Zhang, H., & Tao, W. Q. (2018). A theoretical model for the effective thermal conductivity of silica aerogel composites. Applied Thermal Engineering, 128, 1634-1645.
40. Mazrouei-Sebdani, Z. Begum, H. Schoenwald, S. Horoshenkov, K. V. Malfait, W. J. (2021) A review on silica aerogel-based materials for acoustic applications, Journal of Non-Crystalline Solids, 562 (2021) 120770. doi: 10.1016/j.jnoncrysol. 2021.120770.
41. Jichao, W. Jun, S. Xingyuan, N. Bo, W. Xiaodong, W. Jia, L. (2010) Acoustic Properties of Nanoporous Silica Aerogel, Rare Metal Materials And Engineering, Vol.39, Suppl.2. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2021.120770
42. Gronauer, M. Kadur, A. Fricke, J. (1986) Mechanical and acoustic properties of silica aerogel, J. Fricke (Ed.), Aerogels, Springer, Berlin, 1986, 167–173, doi: 10.1007/978-3-642-93313-4_1.
43. North Face, (2019). Verto S8K model botlar. Erişim Adresi: https://www.thenorthface.com/shop/mens-verto-s8k. (Erişim Tarihi: 29.03.2019)
44. Yalteksan, (2019) Levron aerogel ürünleri. Erişim Adresi: http://yalteksan.com.tr/levron-aerogel/ (Erişim Tarihi: 15.05.2019)
45. Cabot Aerogels, (2018). Aerogel Particles. Erşim Adresi: http://www.cabotcorp.com/solutions/products-plus/aerogel/particles (Erişim Tarihi: 07.02.2018)
46. Du, A. Zhou, B. Zhang, Z. Shen, J. (2013) A Special Material or a New State of Matter: A Review and Reconsideration of the Aerogel, Materials, 6, 941-968. doi: 10.3390/ma6030941
47. Jin, L. Hong, K. Yoon, K. (2013), Effect of Aerogel on Thermal Protective Performance of Firefighter Clothing, Journal of Fiber Bioengineering and Informatics, 6:3- 315-324. doi: 10.3993/jfbi09201309
48. Prevolnik, V. Zrim, P. K. Rijavec, T. (2014) Textile technological properties of laminated silica aerogel blanket, Contemporary Materials, V:1, 117-123. doi: 10.7251/COMEN1401117P
49. Shaid, A. Fergusson, M. Wang, L. (2014) Thermophysiological comfort analysis of aerogel nanoparticle incorporated fabric for fire fighter's protective clothing, Chemical and Materials Engineering, Vol. 2( 2), 37-43. doi: 10.13189/cme.2014.020203
50. Razzaghi, M. Raeisi, H. R. Bahramian, A. R. (2015) Improvement of Polyester Blanket Thermal Insulator Properties Using Phenolic Aerogel, Procedia Materials Science, 11, 522 – 526. doi: 10.1016/j.mspro.2015.11.017
51. Jabbari, M. Dan, A. Skrifvars, M. Taherzadeh, J.M. (2015) Novel lightweight and highly thermally insulative silica aerogel-doped poly(vinyl chloride)-coated fabric composite, Journal of Reinforced Plastics and Composites, Vol.34(19), 1581-1592. doi: 10.1177/0731684415578306
52. Maseraa, G. Wakili, K. G. Stahl, T, Brunner, S. Galliano, R. Monticelli, C. Aliprandi, S. Zanelli, A. Elesawy, A. (2017) Development of a super-insulating, aerogel-based textile wallpaper for the indoor energy retrofit of existing residential buildings, Procedia Engineering, 180, 1139 – 1149. doi: 10.1016/j.proeng. 2017.04.274
53. Bhuiyan, M. A. R. Wang, L. Shaid, A. Shanks,A.R. Ding, J. (2019) Polyurethane-aerogel incorporated coating on cotton fabric for chemical protection, Progress in Organic Coatings, 131, 100–110. doi: 10.1016/j.porgcoat.2019.01.041
54. Altay, P. Atakan, R. Atav R. (2021) Silica Aerogel Application to Polyester Fabric for Outdoor Clothing, Fibers and Polymers 2021, Vol.22, No.4, 1025-1032. doi: 10.1007/s12221-021-0420-4
55. Wang, P. Liu, S. Zhang, M. Pan, Z. Wu, G. Li, F. Zhang, A. Huimin, L. (2021) Preparation And Properties Of Reduced Graphene Oxide-Carbon Nanotubes Aerogel/Cotton Flexible Composite Fabric With Electromagnetic Shielding Function, Journal of Industrial Textiles, Vol. 0(0) 1–16. doi: 10.1177/15280837211060879
56. Liao, Y., Wu, H., Ding, Y., Yin, S., Wang, M., & Cao, A. (2012). Engineering thermal and mechanical properties of flexible fiber-reinforced aerogel composites. Journal of sol-gel science and technology, 63(3), 445-456. doi: 10.1007/s10971-012-2806-7
57. Koebel, M. M., Huber, L., Zhao, S., & Malfait, W. J. (2016). Breakthroughs in cost-effective, scalable production of superinsulating, ambient-dried silica aerogel and silica-biopolymer hybrid aerogels: from laboratory to pilot scale. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 79(2), 308-318. Doi: 10.1007/s10971-016-4012-5.
58. Cuce, E. Cuce, P. M. Wood, C. J. Riffat, S. B. (2014) Toward aerogel based thermal superinsulation in buildings: A comprehensive review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 34, 273–299. DOİ: 10.1016/j.rser.2014.03.017
59. Smirnova, I. Gurikov, P. (2018) Aerogel production: Current status, research directions, and future opportunities, The Journal of Supercritical Fluids, 134, 228-233. doi: 10.1016/j. supflu. 2017.12.037
60. IMARC, (2020). Aerogel Market: Global Industry Trends, Share, Size, Growth, Opportunity and Forecast 2020-2025. Erişim Adresi: https://www.imarcgroup.com/aerogel-market (Erişim Tarihi: 20.05.2020)

APA	KÖKEN A, KANIK M (2022). AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI. , 249 - 260. 10.7216/teksmuh.1222488
Chicago	KÖKEN Atike,KANIK Mehmet AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI. (2022): 249 - 260. 10.7216/teksmuh.1222488
MLA	KÖKEN Atike,KANIK Mehmet AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI. , 2022, ss.249 - 260. 10.7216/teksmuh.1222488
AMA	KÖKEN A,KANIK M AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI. . 2022; 249 - 260. 10.7216/teksmuh.1222488
Vancouver	KÖKEN A,KANIK M AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI. . 2022; 249 - 260. 10.7216/teksmuh.1222488
IEEE	KÖKEN A,KANIK M "AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI." , ss.249 - 260, 2022. 10.7216/teksmuh.1222488
ISNAD	KÖKEN, Atike - KANIK, Mehmet. "AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI". (2022), 249-260. https://doi.org/10.7216/teksmuh.1222488

APA	KÖKEN A, KANIK M (2022). AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI. Tekstil ve Mühendis, 29(128), 249 - 260. 10.7216/teksmuh.1222488
Chicago	KÖKEN Atike,KANIK Mehmet AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI. Tekstil ve Mühendis 29, no.128 (2022): 249 - 260. 10.7216/teksmuh.1222488
MLA	KÖKEN Atike,KANIK Mehmet AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI. Tekstil ve Mühendis, vol.29, no.128, 2022, ss.249 - 260. 10.7216/teksmuh.1222488
AMA	KÖKEN A,KANIK M AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI. Tekstil ve Mühendis. 2022; 29(128): 249 - 260. 10.7216/teksmuh.1222488
Vancouver	KÖKEN A,KANIK M AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI. Tekstil ve Mühendis. 2022; 29(128): 249 - 260. 10.7216/teksmuh.1222488
IEEE	KÖKEN A,KANIK M "AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI." Tekstil ve Mühendis, 29, ss.249 - 260, 2022. 10.7216/teksmuh.1222488
ISNAD	KÖKEN, Atike - KANIK, Mehmet. "AEROJELLERLE ISI YALITIMI VE TEKSTİL UYGULAMALARI". Tekstil ve Mühendis 29/128 (2022), 249-260. https://doi.org/10.7216/teksmuh.1222488