خواص انتقالی پارچه های تکمیل شده با نانو مواد لیفی پشمی

خواص انتقالی پارچه های تکمیل شده با نانو مواد لیفی پشمی – www.irantarjomeh.ir

مقالات ترجمه شده آماده گروه  نساجی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

خواص انتقالی پارچه های تکمیل شده با نانو مواد لیفی پشمی

خواص انتقالی پارچه های تکمیل شده با نانو مواد لیفی پشمی

چکیده

این مقاله خواص نانو مواد لیفی پشمی بر مبنای درخواست ثبت امتیازی را ارائه می‌نماید که با کمک این تکنولوژی الیاف طبیعی پشم از نظر مورفولوژی و ساختاری به ذرات بسیار کوچک در حد نانو تبدیل می گردند. بعد از سه مرحله پودر سازی، الیاف پشم نانویی بصورت لیفی شکل با ابعاد  ۸۰ الی ۳۰۰ نانومتر تبدیل می ­شوند. قطر ذرات ۱۰ الی ۸۰ نانومتر می باشد و سایز غالب ذرات در حدود ۱۰۰ نانومتر می­ب اشد. سطح الیاف پنبه جهت تکمیل پارچه به کمک فیلم نازکی از  نانو ذرات لیفی پشمی پوشیده می­ شوند؛  تکمیل الیاف پنبه ­ای توسط این مواد، میزان جذب آب، انتقال حرارتی و  ضریب Q_max پارچه را به صورت  قابل توجهی تغییر می­دهد. نتایج موکد قابلیت استفاده از نانو ذرات لیفی پشمی جهت تکمیل  پارچه­ های پنبه ­ای می‌باشند.

کلمات کلیدی: پشم، نانو ذرات، مواد لیفی شکل، کارایی

خواص انتقالی پارچه های تکمیل شده با نانو مواد لیفی پشمی

مقدمه

به دلیل خواص منحصر به فرد و کیفیت بالای الیاف طبیعی، این الیاف از دوران باستان نقش مهمی را به عنوان مواد نساجی داشته اند. این الیاف در حال حاضر نیز به صورت وسیعی در صنایع نساجی مدرن کاربرد دارند. همه الیاف طبیعی  قابلیت ریسندگی و تولید نخ را ندارند، زیرا تعدادی از آنها از طول کوتاهی برخوردار می ‌باشند. در نتیجه الیاف طبیعی مانند پشم، ابریشم، پنبه و کنف در طول پروسه ریسندگی و نیز در کاربرد نهایی هدر می روند. روش جدید  استفاده مجدد از این الیاف  بدلیل خواص منحصر به فرد و خوب  آنها  پتانسیل بازاریابی بالاتری را عرضه می‌نماید. در عین حال لازم بذکر است که نه تنها صنایع نساجی بلکه بسیاری از صنایع دیگر نظیر صنایع زیست- پزشکی (پزشکی زیستی) نیز به این مواد سازگار با محیط زیست نیازمندند . در این مقاله خواص نانو مواد لیفی پشمی که اقدام به ثبت آن شده است مورد بررسی قرار گرفته است. در این تکنولوژی الیاف پشم  در طی پودر سازی به نانو ذرات لیفی شکل تبدیل می­گردند، این نانو ذرات برای تکمیل پارچه های  ۱۰۰% پنبه ای کاربرد دارند و خواصی کاربردی زیادی مانند افزایش مقاومت در برابر نور ماورای بنفش، جذب نور مادون قرمز و نگهداری حرارتی، برای پارچه تکمیل شده، را به ارمغان می‌آورند.

۲٫ تجربیات

تکنولوژی چند مرحله­ای خردایش الیاف پشم پیشرفت نموده است: اولین مرحله پروسه خردایش (خردایش الیاف پشم و رساندن آن به مقیاس میلیمتر) توسط تیغه چرخان (Jielin, China و Plant crusher, FZ102) انجام می شود، دومین مرحله خردایش جهت رساندن ابعاد الیاف به حد میکرو توسط خرد کننده الترا سونیک ((JY99,China,Ningbo و سومین مرحله خردایش جهت رساندن ابعاد الیاف به حد نانو توسط ماشین ضربه زن نانو(nano-colliding machine -NT1500/5, Beijing, China)  صورت میگیرد. مورفولوژی الیاف پشم به کمک میکروسکوپ الکترونی  (Japan emission scanning electron microscope, JEOL, (SEM) (JSM-6336F field بررسی شد، مورفولوژی پودر حاصل بعد از سه مرحله خردایش  به کمک میکروسکوپ پروپ (SPM) (CSPM2000, Beijing, China). مشخص شد.

۳٫ مباحث و نتایج

الیاف پشمی به کار برده در این آزمایش دارای طولی ۶۰–۱۲۰mm و قطری  در حدود ۲۵mm بودند. تصویر SEM  نمونه ای از لیف در تصویر ۱ نشان داده شده است. تفاوت بین تصاویر SEM و آنالیز سایز ذرات ممکن است به تعدادی از علل بالقوه نسبت داده شود.۱) پودرها در یک مساحت استاندارد بصورت رندم انتخاب شدند.

خواص انتقالی پارچه های تکمیل شده با نانو مواد لیفی پشمی

۱٫۳٫ مورفولوژی مواد لیفی نانو- پشمی

تصویر۲ معرف  SPM ذرات پشم بعد از ۳ مرحله خردایش می باشد. همانگونه که در تصویر مشخص است ذرات پشم بعد از سه مرحله خردایش لیفی شکل بوده و دارای طول ۸۰–۳۰۰ nm  و قطر۱۰–۸۰ nm می ­باشند.

۳٫۲٫ توزیع سایز ذرات

نتیجه آنالیز توزیع سایز ذرات در تصویر ۳ نشان داده شده است. پیک نمودار توزیع و یا مد قطر ذرات بعد از اولین مرحله خردایش ۳٫۵ mm بعد از دومین مرحله خردایش ۰٫۵mm و بعد از سومین مرحله خردایش ۱۰۰ nm می باشد.  تفاوت بین نتایج عکس SEM و آنالیز سایز ذرات به عوامل بالقوه ای بستگی دارد: ۱) پودر در یک منطقه خاص بصورت رندم و تصادفی انتخاب می­شود. ۲) در آنالیز سایز ذرات بصورت کروی فرض شده است، در حالیکه ذرات پشم خرد شده در واقع حالت لیفی شکل دارند.۳) آنالیز سایز ذرات بر اساس شمارش درصد تعداد ذرات در پودر بوده است.

۳٫۳٫ تجزیه و تحلیل طیف FTIR

تصویر ۴ آنالیز طیف FTIR را نشان می دهد. تغییر قابل توجهی  در ساختار شیمیایی ذرات پشم بعد از پروسه خردایش ایجاد نشده است.  ولی در هر حال نتایج آزمایش XRD نشان میدهند که درصد مناطق کریستالی پودر پشم از ۴۷٫۹% در مرحله اول خردایش به ۱۲٫۱% در مرحله دوم خردایش و به ۵٫۴% در مرحله سوم خردایش کاهش یافته است. [۱۱]

۳٫۴٫ خواص نگهداری حرارتی( خاصیت ایزولاسیون)

تصویر ۶ خواص انتقال حرارتی پارچه های تکمیل شده را در مقایسه با پارچه های تکمیل نشده نشان می دهد. در مقایسه با پارچه های تکمیل نشده، هدایت حرارتی پارچه های تکمیل شده کاهش یافته است. این نتیجه حاکی از آن است که با کاهش هدایت حرارتی پارچه تکمیل شده میزان ایزولاسیون حرارتی آنها کاهش می­یابد و گرمای بیشتری را در خود نگه می­دارد. تصویر ۷ نشان دهنده ارزش Qmax  است که نشان می­دهد در تماس با پارچه چقدر احساس خنکی به فرد دست می­دهد. هر چه میزان Qmax بیشتر باشد یعنی در موقع لمس پارچه، خنکی بیشتری را حس میکنیم.

۳٫۵٫ جذب مایع

تصویر ۸ خواص جذب رطوبت مایع توسط پارچه را نشان می­دهد. در مقایسه با نمونه پارچه­ های تکمیل نشده، نرخ جذب ماکسیمم پارچه تکمیل شده نسبت به پارچه تکمیل نشده کاهش یافته است. ماکزیمم جذب سطحی از ۳۰۰ برای پارچه تکمیل نشده به ۲۰ برای پارچه تکمیل شده کاهش یافته است. این تغییر نشان دهنده آن است که کاربرد نانو ذرات لیفی پشمی بر روی پارچه پنبه ­ای منجر به تغییر انرژی سطحی الیاف پنبه­ ای و در نتیجه  منجر به کاهش قابلیت جذب رطوبت آنها می­شود.

۴٫ نتیجه گیری

در این مقاله، خواص مورفولوژی و کاربردی نانو ذرات لیفی پشمی، حاصل از یک مورد مقوله ثبت شده در این زمینه، مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش نشان داد که نانو ذرات پشم لیفی شکل هستند و دارای طول ۸۰–۳۰۰ nm و قطر ۱۰–۸۰ nm می ­باشند و از نظر ساختار شیمیایی مشابه الیاف پشم هستند. سایز اغلب ذرات در حدود  ۱۰۰ nm می باشد. نانو ذرات لیفی شکل جهت تکمیل پارچه کاملاً پنبه ­ای به کار گرفته شدند. بر این مبنا، مشخص شد که نانو ذرات لیفی شکل به صورت فیلم بر روی سطح الیاف پنبه قرار گرفتند، که بصورت قابل ملاحظه ­ای جذب سطحی آب  بر روی پارچه، هدایت حرارتی و  ارزش  Qmax را کاهش دادند. این نتایج حاکی از آن است که نانو ذرات لیفی شکل پشم می­توانند به عنوان یک ماده کاربردی جهت تکمیل پارچه های پنبه­ای  به کار روند.

خواص انتقالی پارچه های تکمیل شده با نانو مواد لیفی پشمی