منسوجات پنبه‌ای ضدآب و ضد‌ آتش

منسوجات پنبه‌ای ضدآب و ضد‌ آتش – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  نساجی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

بسمت سطوح چند منظوره با استفاده از فرآیند پلیمریزاسیون پیوند تحریک پلاسما ( PIGP ) : منسوجات پنبه‌ای ضدآب و ضد‌ آتش

چکیده

به منظور تولید سطوح چند کاربری، روالهای تکمیلی ضدآب و ضد آتش نمودن بر روی پارچه‌ها با استفاده از تکنیک پلاسمای سرد به صورت ترکیبی انجام شد. بر این اساس در این سیستم سه پروتکل مختلف شامل پلیمریزاسیون پیوند مونومر‌های ضد آتش ناشی از ( pigp ) ( فسفات اکریلایت ومشتقات فسفونات‌‌ها ) ترکیب شده با عملیات تکمیل ضدآب –  عملیات پلاسما cf4 یا پلیمریزاسیون پیوند ۱و۱و۲و۲، تتراهیدرو پرنلوئور و دسیل اکریلایت ( ac8 ) معرفی گردید.

شاخص‌های اکسیژن محدود ( LOI ) و فشار‌های schmerber ( psch ) به ترتیب برای ارزیابی خواص ضدآب و ضد آتش اندازه‌گیری شدند. نتایج بدست آمده نشان داد که برای هر پروتکل، منومر‌های ضد آتش تعیین شده ( DEAEPN ،DEAEP ) با پروسه تکمیل ضدآب سازگاری دارند.

 کلید واژه‌ها : پلیمریزاسیون پیوند، سطوح چند منظوره، ضد آب و ضد آتش، منسوجات پنبه‌ای

منسوجات پنبه‌ای ضدآب و ضد‌ آتش

۱- مقدمه

این موضوع به خوبی آشکار شده است که تکنولوژی‌های پلاسمای سرد که در بسیاری از فرآیند‌های صنعتی استفاده می شوند، روش‌های موثری را برای اصلاح مواد پلیمری طبیعی یا مصنوعی ارائه می‌کنند. در واقع این تکنولوژی‌ها به صورت موفقیت آمیزی برای ارتقا و جایگزینی فرآیند‌های مکمل در چند حوزه شامل بیو‌پزشکی و مکانیک، صنایع نور، کاغذ، نساجی، خودرو سازی، بسته‌بندی مواد غذایی و غیره، به کار گرفته‌ شده‌اند. این کاربرد‌های وسیع ناشی از این حقیقت می‌باشد که تغییرسطوح ممکن است از طریق فعال سازی سطوح، سائیدگی، کنده کاری با اسید، پیوند‌های عرضی، رسوب لایه و یا توسط ترکیبی از این تاثیرات بوجود آید. مزایای تکنولوژی‌های پلاسمای سرد زیاد است: مصرف بهینه انرژی برای اصلاح یا تغییر خواص سطحی هر نوع ماده ( حتی غیر فعال )، به اندازه کافی ( گاز پلاسما در دمای اتاق ) و برای اصلاح سطوح مواد آبی سبک ( soft enough ) مد نظر است که علاوه بر این  فرآیند‌های اکثرا‍ خشک، تنوع وسیعی از گاز‌ها قابل استفاده و تاثیرات تخریبی زیست محیطی کمتر نیز از مزیتهای این سیستم بشمار می‌آید. این تکنیک‌ها، قابل توسعه در فشار‌های گوناگون، محفظه راکتور ( واکنش ) بزرگ و سیستم‌های غلتکی برای سطوح بزرگ هم اکنون باقیمت‌های رقابتی در دسترسی می‌باشند. همه این موارد با حفظ خواص مواد حجیم ( عمق عمق نفوذ کمتر از ۱/۰)، محقق می‌شوند.

…

در این مقاله مزیت ترکیب دو منومر ضد آتش متفاوت  deaepn،deaep ( شکل۱ ) با عملیات‌های متفاوت ضدآب ( پلاسما cf4 یا پلیمریزاسیون پیوند ac8 ناشی از پلاسما آرگون ) مورد بررسی قرار گرفته است.

منسوجات پنبه‌ای ضدآب و ضد‌ آتش

۲- تجربیات

۱-۲٫ مواد و واکنشگرها

پارچه‌های پنبه‌ای سفیدگری شده (۱۲۰ و g/m²  ۲۱۰ ) توسط شرکت بین‌المللی DHJ و CREAT تهیه شدند. سنتز منومر‌های ضدآتش استفاده شده در این تحقیق DEAEP دی‌استیل اکریلویلوکسی‌اتیل فسفات [۶]، DEAEPN دی‌استیل  ( اکریلویلوکسی‌اتیل ) قبلا شرح داده شده است.

۲-۲- فرآیند پلاسما فشار پائین

پلاسما میکروویو با استفاده از سیستم یورو پلاسما DC 300PC متشکل از سه بخش تولید شد: (۱) ژنراتور میکروویو ( ۴۶/۲ گیگاهرتز ) با توان قابل تنظیم از ۰ تا ۶۰۰ وات، تولید کننده تخلیه تابشی آرگون، (۲) محفظه خلاء ( L27) محفظه آلومینیومی که محل انجام فرآیند است (۳) سیستم پمپاژ شامل پمپ اولیه (E2 M28 PFPE Edwards ). جریان گاز بواسطه واحد کنترل کننده‌های جریان جرمی تنظیم می‌شود.

۳–۲٫ روش پلیمریزاسیون – پیوند ناشی از تحریک پلاسما آرگون

آزمایش‌ها با استفاده از سه پروتکل مختلف اجرا شدند. برای پروتکل a ( بخش ۱/۳ ) و پروتکل b ( بخش ۲/۳ )، پارچه‌های ضد آتش شده مطابق با دستور زیر آماده شدند. قطعات ( mm140*mm52 ) پارچه‌های پنبه‌ای سفیدگری شده (g/m² 210و۱۲۰ ) وزن شدند و سپس درون بیست میلی‌لیتر محلول متانول حاوی مقادیر مختلف ( g/L 300-200 ) منومر‌های ضد آتش ( FR ) DEAEPN یا DEAEP ، در حضور    ۵%(w/w) از فتو آغازگر (Iracure 819) و ۵ تا ۱۰%(w/w) از عامل پیوند عرضی  (EGDA) به مدت یک دقیقه و در دمای اتاق غوطه‌ور شدند. سپس این پارچه‌های اشباع شده برای خارج شدن محلول اضافی تحت فشار قرار گرفتند. سپس بر روی صفحات شیشه‌ای و در معرض پلاسما آرگون MW قرار گرفتند.                          (

۲-۴– تکنیک‌های تحلیل و ارزیابی تاثیر خواص ضد‌آتش و ضدآب بر روی پارچه‌ها

طیف مادون قرمز برروی اسپکترومتر  Perkin Elmer FT IR-2000 حاصل شد. طیف جرمی منومر‌ها بر روی اسپکترومتر جرمی  Finnigan MAT SSQ 700 ثبت شد. درجه پیوند مطابق با فرمول زیر تعیین شد:

منسوجات پنبه‌ای ضدآب و ضد‌ آتش

۳- نتیجه‌گیری وبحث

۱-۳- عملیات پلاسمای CF₄ پارچه‌های پنبه‌ای ضدآتش با DEAEP، DEAEPN: پروتکل (a)

پلاسمای پرفلورکربن از نظر ضدآب کردن ماده‌های پلیمری چه بصورت فلورینه کردن لایه سطحی (مثلا CF₄) یا رسوب پلیمری پلاسما (مثلا C₃F₆ و C₆F₁₄) [15-9] به خوبی شناخته شده‌اند. بنابراین انتظار می‌رود که عملیات پلاسما CF₄ بر روی پارچه‌های پنبه‌ای ضدآتش (FR) ممکن است منجر به افزایش خاصیت ضدآب منسوج شود. پارچه‌های پنبه‌ای با فرآوری ضدآتش و معمولی (بدون تکمیل ضدآتش) (با DEAEP و DEAEPN بواسطه روش PIGP) طی ۵ دقیقه در معرض پلاسمای CF₄ قرار گرفتند (P=300 W ، mb 66/0 = فشار کار و F_CF4=36 sccm). این فرآیند در شکل (۱) نشان داده شده است.  قبل و بعد از عملیات پلاسما، فشار Schmerber (P_Sch.) اندازه‌گیری شد. نتایج بدست آمده در جدول (۱) آورده شده است.

۲-۳- پلیمریزاسیون پیوند ناشی از تحریک پلاسمای AC8 بر روی پارچه‌های پنبه‌ای FR با DEAEP و DEAEPN: پروتکل (b).

در این روش منومر ۱و۱و۲و۲ تتراهیدروپرفلورودسیل‌اکریلات [۱۸-۴] بر روی سطح پارچه‌های پنبه‌ای FR با DEAEP و DEAEPN پیوند و پلیمریزه شد. این فرآیند شامل دو مرحله پلاسما هموپلیمریزاسیون منومرها با استفاده از روش PIGP درون پلاسما آرگون مایکروویو است (شکل ۳). در ابتدا پلیمرهای حاوی فسفرهای اکریلیکی برای تکمیل ضدآتش پیوند زده شدند و سپس منومر پرفلوروالکیل اکریلات (AC8) برای ضدآب کردن پارچه‌های فرآوری ضدآتش استفاده شد (شکل ۳).

۳-۳- کوپلیمریزاسیون- پیوند ناشی از تحریک پلاسمای منومرهای AC8 و DEAEPN : پروتکل (c).

روش سوم (c) نشان داده است کوپلیمریزاسیون منومری اکریلیک حاوی اتم‌های فسفر (DEAEPN) و فلورین است (AC8). در بخش قبلی نشان داده شد که بهترین مقدار Schmerber با منومرهای فسفر آمید حاصل می‌شود. علاوه بر این، LOI بزرگتر از ۲۶%O₂ با DEAEPN حاصل می‌شود. بنابراین پارچه‌های پنبه‌ای (g/m² 210 و g/m² 120) درون ۲۰ میلی‌لیتر محلول متانول با غلظت g/L300 حاوی DEAEPN و AC8 با نسبت (W/W) 70:30 که متناظر با نسبت مولی ۴:۱ است حاصل و در حضور (W/W) 5% از فتو آغازگر (BAPO) و EGDA (W/W)10% درون پلاسما آرگون MW تحت فرآوری قرار داده شدند(۰٫۴ mb, P= 100 W, t= 15 mn  = فشار پایه و F_Ar = 125 sccm ). بعد از عملیات، نمونه‌ها به مدت ۲۴ ساعت درون محفظه‌ حاوی کلروفرم، برای زدودن منومرها و کوپلیمر پیوند داده نشده قرار گرفتند، سپس درون آب شسته شدند و سپس به مدت ۱ ساعت در دمای C°۱۰۰ تحت حرارت قرار گرفتند(شکل ۵).

۴-۳- آزمایش فرسایش

پایداری و استحکام کوپلیمر پیوند شده (AC8 و DEAEPN) pol در برابر شستشو توسط روش شستشوی ارائه شده بوسیله McSherry و همکارانش [۸] تعیین شد. LOI پنبه ۲۱۰ از %O₂ 28 (34 %G ) تا %O₂24 (4/26%G) کاهش یافت و P_Sch. نیز از ۲۲ تا mb8 کاهش یافت. کاهش LOI را می‌توان به سایش جزئی کوپلیمر پیوند شده که منجر به کاهش محتوای فسفر می‌شود، مربوط دانست. کاهش چشمگیر فشار Schmerber بعد از فشار McSherry (C°۹۵) را می‌توان به تغییرات کشش سطحی polyAC8 و محلول شستشو مربوط دانست. در واقع زمانیکه درجه حرارت آب افزایش می‌یابد کشش سطحی کاهش می‌یابد، این در حالتی است که کشش لایه‌های polyAC8 افزایش می‌یابد [۴]. زنجیرهای فلورینه شده متمایل به مهاجرت در جهت (سمت) سطح الیاف هستند، بنابراین کشش سطحی پارچه را افزایش می‌دهند. این تاثیر موجب کاهش مقدار Schmerber می‌شود. با خشک کردن پارچه به مدت ۱ ساعت در دمای C°۱۰۰ پس از فشار McSherry، P_Sch. از ۸ تا mb20 افزایش می‌یابد.  

منسوجات پنبه‌ای ضدآب و ضد‌ آتش

۴- نتایج

هدف این مطالعه بررسی امکان تحصیل دو خاصیت متفاوت از پارچه‌های پنبه‌ای با استفاده از تکینک‌ پلاسما سرد می‌باشد. نتایج بدست آمده نشان دادند که برای هر پروتکل، منومرهای ضدآتش (DEAEP, DEAEPN) با عملیات ضدآب سازگارند. در واقع کارایی خاصیت ضدآتش تحت تاثیر فرآوری پلاسما CF_­۴ و پیوند پلیمر فلورینه شده قرار نمی‌گیرد. افزایش خاصیت ضدآب برای نمونه‌های پنبه‌ای FR فرآوری شده با AC8 (دولایه یا کوپلیمریزاسیون) نسبت به نمونه‌های فرآوری شده درون پلاسما CF_­۴ خیلی بیشتر بود. دلیل این امر این است که با منومر AC8 ، پلیمر پرفلورینه شده شانه‌ای شکل بر روی سطح پارچه پیوند زده می‌شوند. در حالیکه عملیات در پلاسما گاز CF_­۴ منجر به فلورینه شدن سطحی می‌شود. با کوپلیمریزاسیون DEAEPN با AC8 در نسبت (۷۰:۳۰)، می‌توانیم با توجه به عملیات تک مرحله‌ای با استفاده از روش PIGP، خواص ضدآب و ضد آتش عالی را به پارچه‌های پنبه‌ای بدهیم. علاوه بر این، چنین روالهای تکمیلی مقاومت خوبی را در برابر شستشو نشان می‌دهند.

این نتایج بسیار مشوق توسعه سطوح چند کاربره هستند. در واقع نیاز به تولید پوشاک محافظ که دارای ترکیبی است از خواص مختلف همچون ضدآتش، ضدآب، ضدروغن، آنتی باکتریال، مقاوم در برابر شرایط جوی، مقاوم در برابر رطوبت و مقاوم در برابر رنگ، افزایش یافته است. روش PIGP به نحو موثری برای این اهداف قابل استفاده است. انتخاب فرآیندهای تک لایه و یا چند لایه، عمدتا وابسته به سینتیک یا همو یا کوپلیمریزاسیون هر منومر مورد استفاده از نقطه نظر سازگاری و تاثیرات متقابل آنها است.