آبگریزی ابریشم پنبه پلاسمای هگزافلوروپروپین

آبگریزی ابریشم پنبه پلاسمای هگزافلوروپروپین – 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.

ارتقای ویژگیهای آب گریزی ابریشم و پنبه از طریق فرآوری پلاسمای هگزافلوروپروپین

چکیده

فرآوری سطح پلاسما منسوجات ابریشم و پنبه در یک اتمسفر هگزافلوروپروپینC₃F₆)) تحت شرایط تجربی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز الیاف فرآوری شده به وسیله طیف نمایی فتو الکترون اشعه ایکس (XPS) معرف آن است که در حدود ۵۰ درصد اتم فلورین در ساختار سطح این دو الیاف مشارکت داشته و همچنین حضور گروه های –CF, –CF₂, –CF₃ بر روی سطح نیز مورد تأکید قرار گرفته شده است. پس از مشاهده شستشو با آب و همچنین استخراج الکل، از طریق اتلاف نسبی فلورین از سطح، زاویه تماس و سنجش های زمان آب خوری الیاف هنوز نشان دهنده ویژگی های آب گریزی ارتقایافته می‌باشد. خصیصه های دیگر منسوجات فرآوری شده، نظیر نفوذ پذیری بخار آب و قدرت کششی نیز مورد ارزیابی قرار گرفت.

کلمات کلیدی: ابریشم، پنبه ، هگزافلوروپروپین، فرآوری پلاسما، ویژگی آب گریزی

آبگریزی ابریشم پنبه پلاسمای هگزافلوروپروپین

۱- مقدمه

تکنیک پلاسما، به عنوان یکی از روش های مرتبط با محیط زیست، به طور گسترده ای جهت تصحیح ویژگی های سطحی پلیمرها و مواد منسوجات مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از ویژگی های قابل توجه در این زمینه تولید یک سطح با دوام و آب گریز به وسیله فناوری پلاسما در اتمسفر فلوروکربن می‌باشد. بر اساس گزارشات، استفاده از CF₄,CHF₃, C2F₆ و ترکیبات آنها در اصلاح پلاسمای پلیمرها و منسوجات به صورت موثری در زمینه بهره‌مندی از حالت دفع شدگی آب در الیاف پلی استر، پنبه، نایلون و منسوجات آکرولیک نقش داشته است. بمباران پلاسما به عنوان یک فرآیند کاملاً پیچیده مطرح می‌باشد چرا که روالهای پیوند سطح، خوردگی یا برداشت رنگ و پلیمریزاسیون همگی به صورت همزمان با هم انجام می‌پذیرند. کارایی فرآوری سطح با توجه به شرایطی چون اتمسفر، قدرت پلاسما و زمان فرآوری می‌تواند متغییر باشد. بر این اساس ایریاما و یاسودا گزارش نمودند که فرآوری پلاسما به وسیله مولکول های کوچک نظیر CF₄ و C2F₆ باعث بروز و ایجاد یک سطح فرآوری شده متناسب و بادوام نخواهد شد، چرا که تنها بخش های نسبتاً کوچکی بر روی سطح پلیمر شکل می‌گیرند.

در این مقاله، فرآوری های پلاسما در جو هگزافلوروپروپین در شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفته است تا آنکه موثرترین پارامترهای فرآوری در این زمینه مشخص گردد. بر این اساس تغییرات شیمیایی ایجاد شده به وسیله پلاسما در سطح الیاف به وسیله روال طیف نمایی فتو الکترون اشعه ایکس (XPS) مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفت. عملکرد الیاف نیز با بهره گیری از تکنیک های مختلف بررسی شد.

آبگریزی ابریشم پنبه پلاسمای هگزافلوروپروپین

۲- روال تجربی

۱-۲ مواد خام

در این مطالعه ابریشم مورد نیاز به وسیله شرکت وجیانگ چین حاصل شد. قبل از انجام روال فرآوری، منسوجات مربوطه با استفاده از مواد شوینده و پاک کننده همانند کربنات سدیم، سیلیکات سدیم، هیدروسولفیت سدیم صمغ زدایی شد. علاوه بر این پنبه های مورد نیاز نیز از شرکت وکسی و تجهیزات رنگرزی چین وارد شد.

هگزافلوروپروپین نیز از شرکت نیومتریال ۳F شانگهای با خلوص ۹/۹۹% بدست آمد.

۲-۲ فرآوری پلاسما

سیستم تخلیه تابناک GPT-3 (ساخت چین) در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفت. در ابتدا نمونه مربوطه (۵سانتیمتر ×۵سانتیمتر) در محفظه پلاسما قرار داده شد و سپس پمپ خلأ تا ۱۰ Pa بکار گرفته شد. به هنگامیکه گاز مونومر در راکتور مصرف گردید و به فشار ثابت مشخصی نایل آمد، دشارژ نوری یا همان تخلیه تابناک آغاز گردید و به مدت مشخص شده خاصی تداوم یافت. پس از آنکه فرآوری پلاسما به اتمام رسید و اتاق خلأ تهویه شد، نمونه ها برداشت شده و به دقت از محل دور شدند تا آن که از آلودگی های احتمالی منسوجات جلوگیری به عمل آید.

۳-۲ اندازه‌گیریها

۱-۳-۲ زاویه تماس

دستگاه آنالیزکننده زاویه تماس دینامیک (DCA322A ، شرکت چینا اینسترومنتز) به منظور سنجش زاویه تماس منسوجات فرآوری شده و  فرآوری نشده به کار گرفته شد. این برآوردها در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی ۶۵% همراه با آب مقطر به عنوان مایع تست انجام گردیدند. برای هر نمونه سه روال سنجش مستقل انجام پذیرفت. پس از آن مقادیر میانگین و انحراف معیار محاسبه شد.

۲-۳-۲ زمان آب خوری

زمان آب خوری با استفاده از تست AATCC – ۷۹۱۹۹۵  حاصل شد. در این تست یک قطره آب مقطر ۰٫۱ میلی لیتر از بلندی ۵ سانتی متری به داخل سطح افتاد و زمانی که برای جذب این قطره در داخل پارچه مورد نیاز بود نیز به عنوان زمان آب خوری پارچه محاسبه شد. برای هر نمونه، میانگین زمان آب خوری برای پنج مورد اندازه گیری ثبت شد.

۳-۳-۲ آنالیز PXS

سطح الیاف کامپوزیت شیمیایی با استفاده از طیف سنج نوری VG ESCALAB MKII XPS (MgKa) مورد آنالیز قرار گرفت و طیف مربوطه بر روی سیستم در ۲۲۰۰W (11kV * 20 mA) ثبت شد.

۴-۳-۲ نفوذ پذیری بخار آب

بر حسب ۱۲۷۰۴-۹۱GB/T ، شاخص نفوذ پذیری بخار آب با استفاده از _۲CaCl به عنوان ماده جاذب اندازه گیری شد.

۵-۳-۲ قدرت کششی

قدرت کششی الیاف با استفاده از سیستم تست مواد ۵-HKS بر حسب ۱۹۹۷ ۳۹۲۳٫۱-GB/T مورد اندازه گیری قرار گرفت.

۶-۳-۲ آب شستگی

الیاف فرآوری شده در ابتدا به وسیله آب حاوی دترجنت به میزان ۱ گرم در لیتر در ماشین شستشو مورد شستشو قرار گرفت (که این عمل در دمای اتاق برای مدت ۴۰ دقیقه تداوم یافته و سپس مواد مربوطه در ۸۰ درجه سانتی گراد خشک شدند). زاویه تماس و زمان آب خوری نیز پس از شستشو اندازه گیری شدند.

۷-۳-۲ استخراج الکل

نمونه های الیاف فرآوری شده به میزان ۲ گرم همراه با الکل در دستگاه استخراج سوکسله (Soxhlet) به مدت ۶ ساعت حاصل شد. پس از استخراج، این الیاف در دمای ۸۰ درجه سانتی گراد خشک شدند پس از آن نیز زاویه تماس و زمان آب خوردگی اندازه گیری شد.

آبگریزی ابریشم پنبه پلاسمای هگزافلوروپروپین

۳-نتایج و مباحث

۱-۳٫ تأثیرات شرایط فرآوری مختلف بر روی خصیصه‌های آب‌گریزی الیاف فرآوری شده

۱-۳-۳ زمان فرآوری

به منظور بررسی تأثیر زمان فرآوری، روال های فرآوری پلاسما در دوره های زمانی ۱، ۳،۵ و ۱۰ دقیقه انجام گرفت که همراه با فشار گاز و توان عملیاتی ۵۰Pa و ۱۰۰W به ترتیب حاصل شد. زاویه تماس و زمان آب خوردگی نیز سپس مورد سنجش قرار گرفتند. نتایج بدست آمده در جدول ۱ خلاصه شده است.

۲-۱-۳ توان کاری

با حفظ فشار در ۵۰Pa و زمان فرآوری ۵ دقیقه‌ای، شرایط توان مختلفی بکار گرفته شد (۲۵،۵۰، ۱۰۰، ۱۲۵ ، ۱۵۰ و ۲۰۰ وات) تا آنکه بتوان تأثیر توان عملیاتی را بدست آورد. نتایج حاصل شده در جدول ۲ نشان داده شده اند. به هنگامیکه میزان توان در حد ۲۵ وات تنظیم می‌شود، زوایای تماس به میزان  و  برای ابریشم و پنبه به ترتیب می‌باشند.

۳-۱-۳ فشار عملیاتی

ارتباط بین فشار و زاویه تماس تحت شرایط توان ثابت (۱۰۰ وات) و زمان (۵ دقیقه) مورد بررسی قرار گرفت و نتایج بدست آمده در جدول ۳ نشان داده شد. در شرایط ۲۵Pa، زاویه تماس در حدود ۱۲۳ درجه برای هر دو منسوج ابریشم و پنبه بدست آمد و افزایش بعدی در فشار تقریباً هیچ ارتقایی را در زمینه ویژگی های آبگریزی این منسوجات بوجود نیاورد. حتی به هنگام فشار عملیاتی آنها تا ۷۵Pa رسید، شرایط بدتر شده و برخی از موارد کاهش زاویه تماس مشاهده شد. این بحث مدنظر قرار گرفته است که گونه های فعال دارای تمایل به تصادف با یکدیگر به صورتی راحت تر و به هنگامی‌خواهند داشت که تراکم گاز بالاتر باشد و بر این اساس باعث می‌شوند تا ذرات تحریک شده، انرژی خود را قبل از آنکه به سطح الیاف برسند از دست بدهند.

۲-۳ ثبات لایه آب گریز

زاویه تماس و زمان آب خوردگی منسوجات فرآوری شده قبل و بعد از آب شستگی و استخراج الکل مورد اندازه گیری قرار گرفت. نتایج بدست آمده را می‌توان در جدول ۴ مشاهده نمود برای منسوجات ابریشمی، زوایای تماس از  به  کاهش یافته است که این مورد پس از ۵ بار سیکل شستشو همراه با استخراج الکل به مدت ۶ ساعت حاصل شده است.

۳-۳ ترکیب شیمیایی سطح منسوجات فرآوری پلاسما

Xps به منظور شناسایی تغییر در ترکیب شیمیایی سطح به کار گرفته شده است و نتایج حاصله در جدول ۵ مشخص گردیده است. درمقایسه با منسوجات فرآوری نشده، افزایش قابل توجهی در میزان فلورین به چشم می‌خورد که حدوداً ۵۰% بر روی سطح الیاف و به واسطه احیای کربن، اکسیژن و مقادیر نیتروژن برای هر دو منسوج می‌باشد.

۴-۳ قدرت کششی و نفوذ پذیری بخارآب

قدرت کششی و نفوذ پذیری بخار آب منسوجات فرآوری شده پلاسما در جدول ۶ خلاصه شده است. همانگونه که از این جدول مشاهده می‌شود قدرت کششی پس از فرآوری پلاسما به میزان اندکی افزایش خواهدیافت. این امر می‌تواند به واسطه سایش یا خوردگی سطح باشد که خود باعث ارتقای سختی سطح الیاف شده و باعث می‌شود تا نخ ها با حالت چسبندگی بهتری در کنار هم جای گیرند.

آبگریزی ابریشم پنبه پلاسمای هگزافلوروپروپین

۴- نتیجه گیری

فرآوری پلاسمای C₃F₆ باعث ارتقای آب گریزی منسوجات ابریشمی‌و پنبه ای به میزان قابل توجهی می‌شود برای هر دوی این منسوجات، زوایای تماسی می‌تواند، پس از فرآوری پلاسما در حدود ۱ دقیقه، به میزان ۱۲۰ درجه یا بیشتر حاصل آید، در حالیکه زمان آبخوری می‌تواند به میزان ۶۰ دقیقه ارتقا یابد. سطوح اصلاح شده به وسیله سنجش XPS مورد ارزیابی قرار گرفتند، که معرف آن است که مشارکت فلورین تا میزان ۵۰ درصد یا بیشتر بر روی سطح قابل توجه خواهد بود.

شستشو و استخراج الکل، برخی از گروه های- فلورو را از سطح الیاف برداشت می‌نماید و بدین علت سبب کاهش در زاویه تماس و زمان آبخوری پارچه می‌شود. اما خاصیت آب گریزی منسوجات ابریشمی ‌و پنبه ای فرآوری شده در خلال زمان تغییر نخواهد نمود.

قدرت کششی پس از فرآوری پلاسما افزایش می‌یابد. منسوجات فرآوری شده هنوز نیز دارای نفوذ پذیری بخارآب بالایی بوده و این منسوجات چه بعد و چه قبل از فرآوری تغییر عمده ای را در زمینه خصیصه های تناسب فیزیکی از خود نشان ندادند.