بررسی خواص کالای پنبه ای اصلاح سطح شده با کرونا توسط نرم کننده های نانو سیلیکونی

 

عنوانشمارصفحه

فصل اول

چکیده…………………………………………………………………………………………………………………………………………..1

1-1 پنبه ………………………………………………………………………………………………………………………………………2

1-1-1 ساختار لیف پنبه ………………………………………………………………………………………………………………..2

1-1-2 خصوصیات پنبه …………………………………………………………………………………………………………………3

1-1-3 مواد تشکیل دهنده الیاف سلولزی (پنبه) ………………………………………………………………………………..3

1-1-4 جذب رطوبت ……………………………………………………………………………………………………………………3

1-1-5 خواص شیمیایی …………………………………………………………………………………………………………………4

1-1-6 خواص فیزیکی ………………………………………………………………………………………………………………….4

1-2 مقدمه ای بر روش های اصلاح سطح ……………………………………………………………………………………….4

1-2-1 پلاسما……………………………………………………………………………………………………………………………….5

1-2-1-1 تاریخچه پلاسما………………………………………………………………………………………………………………5

1-2-2 مکانیزم عملیات پلاسما………………………………………………………………………………………………………..6

1-2-2-1 مکانیزم خوردگی…………………………………………………………………………………………………………….6

1-2-2-2 ایجاد اتصالات عرضی……………………………………………………………………………………………………..6

1-2-2-3 فعال سازی ……………………………………………………………………………………………………………………7

1-2-2-4 پوشش ………………………………………………………………………………………………………………………….7

1-2-3 کاربرد پلاسما در تکمیل منسوجات ………………………………………………………………………………………8

1-2-4 کرونا ………………………………………………………………………………………………………………………………..8

1-2-4-1 تخلیه الکتریکی کرونا …………………………………………………………………………………………………….8

1-2-5 مزایای استفاده از کرونا ……………………………………………………………………………………………………….9

1-2-6 عملیات سطحی ……………………………………………………………………………………………………………….10

1-3 مقدمه ای بر نرم کننده های شیمیایی………………………………………………………………………………………..11

1-3-1 تکمیل نرم کننده شیمیایی ………………………………………………………………………………………………….12

1-3-2 مکانیزم نرم کنندگی ………………………………………………………………………………………………………….13

1-3-3 نرم کننده های کاتیونی ……………………………………………………………………………………………………..17

1-3-4 نرم کننده آمفوتریک ………………………………………………………………………………………………………….18

1-3-5 نرم کننده غیر یونی …………………………………………………………………………………………………………..19

1-3-6 نرم کننده آنیونیک …………………………………………………………………………………………………………….20

1-3-7 نرم کننده راکتیو ……………………………………………………………………………………………………………….21

1-3-8 تکمیل های نرم کننده سیلیکونی …………………………………………………………………………………………22

1-3-8-1 سیلیکون ها در صنایع نساجی ………………………………………………………………………………………..22

1-3-8-2 سیلیکون ها در تولید الیاف ……………………………………………………………………………………………22

1-3-8-3 ترکیبات سیلیکونی ……………………………………………………………………………………………………….23

1-3-8-4 سیلیکون ها به عنوان مواد کمکی فرآیند ………………………………………………………………………….24

1-3-8-5 سیلیکون ها در پوشش الیاف …………………………………………………………………………………………25

1-3-8-6 اثر نرم کننده های ماکرو ، میکرو و نانو بر روی الیاف ……………………………………………………….25

1-3-8-7 پلی دی متیل سیلوکسان ………………………………………………………………………………………………..26

1-3-8-8 پلی دی متیل سیلوکسان های راکتیوی …………………………………………………………………………….26

1-3-8-9 سیلوکسان های کاربردی آمین ……………………………………………………………………………………….27

1-3-9 نرم کننده های الیاف و پرزدهی ………………………………………………………………………………………….28

1-3-10 انواع زیست محیطی نرم کننده های شیمیایی ……………………………………………………………………..29

1-3-10-1 سیلیکون ها در محیط …………………………………………………………………………………………………30

1-3-11 روش های ارزیابی و آزمایش …………………………………………………………………………………………..30

1-3-11-1 تست های مربوط به نرمی معمول ………………………………………………………………………………..32

 

فصل دوم

2-1 مواد مصرفی و تجهیزات ……………………………………………………………………………………………………….35

2-1-1 مواد مصرفی ……………………………………………………………………………………………………………………35

2-1-2 تجهیزات مصرفی………………………………………………………………………………………………………………35

2-2 روش کار ……………………………………………………………………………………………………………………………40

2-2-1 روش استفاده از کرونا و دستگاه کرونا ………………………………………………………………………………..40

2-2-1-1 تخلیه کرونا …………………………………………………………………………………………………………………40

2-2-2 آغشته سازی با نرم کننده …………………………………………………………………………………………………..41

2-2-3 خشک کردن نمونه ها ……………………………………………………………………………………………………….41

2-2-4 شستشوی مکرر خانگی …………………………………………………………………………………………………….41

2-3 آزمون نمونه ها …………………………………………………………………………………………………………………….42

2-3-1 آزمایش جذب آب …………………………………………………………………………………………………………..42

2-3-2 آزمایش مقاومت نمونه ها در برابر خمش ……………………………………………………………………………42

2-3-3 آزمایش میزان بازگشت از چروک نمونه ها ………………………………………………………………………….42

2-3-4 آزمایش ضریب اصطکاک ………………………………………………………………………………………………….43

2-3-5 اندازه گیری میزان سفیدی نمونه ها……………………………………………………………………………………..43

2-3-6 میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) ………………………………………………………………………………44

2-3-7 آزمایش طیف سنجی مادون قرمز FTIR/ATR …………………………………………………………………….45

فصل سوم

3-1 نتایج و بحث ……………………………………………………………………………………………………………………….46

3-1-1 ارزیابی میزان جذب آب ……………………………………………………………………………………………………46

3-1-2 ارزیابی مقاومت نمونه ها در برابر خمش …………………………………………………………………………….48

3-1-3 ارزیابی میزان زاویه بازگشت از چروک نمونه ها ………………………………………………………………….55

3-1-4 ارزیابی ضریب اصطکاک …………………………………………………………………………………………………..59

3-1-5 اندازه گیری میزانسفیدی نمونه ها …………………………………………………………………………………….61

3-1-6 بررسی ویژگی های میکروسکوپی ………………………………………………………………………………………63

3-1-7 ارزیابی طیف سنجی مادون قرمز FTIR/ATR ……………………………………………………………………. 71

نتیجه گیری ………………………………………………………………………………………………………………………………..75

پیشنهاد ………………………………………………………………………………………………………………………………………76

منابع ………………………………………………………………………………………………………………………………………….77

چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………………………………………………80

فهرست جداول

عنوان                                                                                                     شماره صفحه

جدول 1-1تعدادی از تکمیل های آنیونیک ویژه …………………………………………………………………………….20

جدول 2-1غلظت آغشته سازی نرم کننده………………………………………………………………………………………41

جدول 3-1زمان جذب آب…………………………………………………………………………………………………………..46

جدول 3-2زمان جذب قطره آب بر روی پارچه های کرونا شده و بدون کرونا با پوشش دهی نرم کننده سیلیکونی و نانو سیلیکونی…………………………………………………………………………………………………………….47

جدول 3-3 زمان جذب قطره آب بر روی پارچه های کرونا شده و بدون کرونا با پوشش دهی نرم کننده سیلیکونی و نانو سیلیکونی بعد از عملیات Laundering…………………………………………………………………48

جدول 3-4 طول خمش در جهت تار و پود…………………………………………………………………………………….49

جدول 3-5 طول خمشی در جهت تار و پود بر روی پارچه پنبه ای پوشش دهی شده با نرم کننده سیلیکونی و نانو سیلیکونی……………………………………………………………………………………………………………………………50

جدول 3-6 طول خمشی در جهت تار و پود بر روی پارچه پنبه ای پوشش دهی شده با نرم کننده سیلیکونی و نانو سیلیکونی بعد از عملیات Laundering……………………………………………………………………………….50

جدول 3-7 بازگشت از چروک در جهت تار و پود…………………………………………………………………………..56

جدول 3-8 بازگشت از چروک در جهت تار و پود بر روی پارچه پنبه ای پوشش دهی شده با نرم کننده سیلیکونی و نانو سیلیکونی……………………………………………………………………….…………………………………………56

جدول 3-9 بازگشت از چروک در جهت تار و پود بر روی پارچه پنبه ای پوشش دهی شده با نرم کننده سیلیکونی و نانو سیلیکونی بعد از عملیات Laundering…………………………………………………………………57

جدول 3-10 ضریب اصطکاک در جهت تار……………………………………………………………………………………60

جدول 3-11 ضریب اصطکاک پارچه ها در جهت تار بعد از پوشش دهی با نرم کننده سیلیکونی و نانو سیلیکونی……………………………………………………………………………………………………………………………………60

جدول 3-12 ارزیابی اسپکتروفتومتری پارچه پنبه ای خام وکرونا شده………………………………………………..61

جدول 3-13 ارزیابی اسپکتروفتومتری پارچه ها بعد از پوشش دهی با نرم کننده سیلیکونی و نانو سیلیکونی…………………………………………………………………………………………………………………………………….62

جدول 3-14 ارزیابی اسپکتروفتومتری پارچه ها بعد از پوشش دهی با نرم کننده سیلیکونی و نانو سیلیکونی بعد از عملیات Laundering……………………………………………………………………………………………………….63

فهرست اشکال

عنوان                 شماره صفحه

شکل 1-1 ساختار DSDMAC…………………………………………………………………………………………………….14

شکل 1-2ابعاد مولکولی DSDMAC………………………………………………………………………………………….. 15

شکل 1-3 ترسیم آرایش یافتگی نرم کننده روی سطح الیاف …………………………………………………………….16

شکل 1-4 ساختار شیمیایی نرم کننده کاتیونی………………………………………………………………………………….17

شکل1-5 ساختار شیمیایی نرم کننده آمفوتریک………………………………………………………………………………19

شکل 1-6 ساختار پلی دی متیل سیلوکسان……………………………………………………………………………………..26

شکل 1-7 سیلیکون های اپوکسی………………………………………………………………………………………………….27

شکل 1-8 ساختار آمینو سیلوکسان……………………………………………………………………………………………….. 27

شکل 1-9 روش غلتک برای سنجش ضریب اصطکاک……………………………………………………………………..32

شکل 1-10روش طول خمیدگی پارچه…………………………………………………………………………………………..33

شکل 2-1نمایی از دستگاه اسپکتروفتومتری انعکاسی………………………………………………………………………..35

شکل 2-2نمایی از دستگاه طیف سنج مادون قرمز ………………………………………………………………………….36

شکل 2-3 نمایی از دستگاه میکروسکوپ SEM……………………………………………………………………………..36

شکل 2-4 نمایی از دستگاه کرونا……………………………………………………………………………………………………37

شکل 2-5 نمایی از دستگاه مقاومت خمشی…………………………………………………………………………………….38

شکل 2-6 نمایی از دستگاه اندازه گیری زاویه بازگشت از چروک………………………………………………………38

شکل 2-7 نمایی از دستگاه ضریب اصطکاک…………………………………………………………………………………..39

شکل 2-8 نمایی از دستگاه استنتر…………………………………………………………………………………………………..39

شکل 2-9 شماتیک دستگاه کرونای مورد استفاده در تحقیق ……………………………………………………………..40

شکل 3-1پوشش دهی شده با نرم کننده سیلیکونی و کرونا شده ( جهت پود )…………………………………..51

شکل 3-2 پوشش دهی شده با نرم کننده سیلیکونی و کرونا شده ( جهت تار )…………………………………..51

شکل 3-3 پوشش دهی شده با نرم کننده نانو سیلیکونی و کرونا شده ( جهت پود )……………………………..52

شکل 3-4 پوشش دهی شده با نرم کننده نانو سیلیکونی و کرونا شده ( جهت تار )………………………………52

شکل 3-5 پوشش دهی شده با نرم کننده سیلیکونی و بدون کرونا ( جهت پود )………………………………….53

شکل 3-6 پوشش دهی شده با نرم کننده سیلیکونی و بدون کرونا ( جهت تار )…………………………………..53

شکل 3-7 پوشش دهی شده با نرم کننده نانو سیلیکونی و بدون کرونا ( جهت پود)……………………………..54

شکل 3-8 پوشش دهی شده با نرم کننده نانو سیلیکونی و بدون کرونا ( جهت تار )…………………………….54

شکل 3-9 پوشش دهی شده با نرم کننده سیلیکونی و کرونا شده ………………………………………………………57

شکل 3-10پوشش دهی شده با نرم کننده نانو سیلیکونی و کرونا شده………………………………………………..58

شکل 3-11پوشش دهی شده با نرم کننده سیلیکونی و بدون کرونا……………………………………………………58

شکل 3-12پوشش دهی شده با نرم کننده نانو سیلیکونی و بدون کرونا……………………………………………..59

شکل 3-13 تصویر میکروسکوپ الکترونی از نمونه پنبه خام با بزرگنمایی 2500…………………………………64

شکل 3-14 تصویر میکروسکوپ الکترونی از نمونه پنبه کرونا شده با بزرگنمایی 2500………………………..65

شکل 3-15 تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح الیاف پنبه بدون کرونا و پوشش دهی با نرم کننده سیلیکونی 4٪ با بزرگنمایی  2500…………………………………………………………………………………………………65

شکل 3-16 تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح الیاف پنبه بدون کرونا و پوشش دهی با نرم کننده نانو سیلیکونی 4٪ با بزرگنمایی  20000………………………………………………………………………………………………..66

شکل 3-17تصویر میکروسکوپ الکترونی از اندازه نانو در سطح الیاف پنبه بدون کرونا و پوشش دهی با نرم کننده نانو سیلیکونی 4٪ با بزرگنمایی  20000……………………………………………………………………………66

شکل 3-18 تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح الیاف پنبه کرونا شده و پوشش دهی با نرم کننده سیلیکونی 4٪ با بزرگنمایی  2500………………………………………………………………………………………………….67

شکل 3-19تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح الیاف پنبه کرونا شده و پوشش دهی با نرم کننده نانو  سیلیکونی 4٪ با بزرگنمایی  20000………………………………………………………………………………………………..67

شکل 3-20 تصویر میکروسکوپ الکترونی از اندازه ذرات نانو از  سطح الیاف پنبه کرونا شده و پوشش دهی با نرم کننده نانو سیلیکونی 4٪ با بزرگنمایی  20000 ………………………………………………………………..68

شکل 3-21 تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح الیاف پنبه بدون کرونا و پوشش دهی با نرم کننده سیلیکونی 4٪ بعد از عملیات Launderingبا بزرگنمایی  2400……………………………………………………68

شکل 3-22 تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح الیاف پنبه بدون کرونا و پوشش دهی با نرم کننده نانو سیلیکونی 4٪ بعد از عملیات Launderingبا بزرگنمایی  20000………………………………………………….69

شکل 3-23 تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح الیاف پنبه کرونا شده و پوشش دهی با نرم کننده سیلیکونی 4٪ بعد از عملیات Launderingبا بزرگنمایی2500…………………………………………………….69

شکل 3-24 تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح الیاف پنبه کرونا شده و پوشش دهی با نرم کننده نانو سیلیکونی 4٪ بعد از عملیات Launderingبا بزرگنمایی  20000 ………………………………………………….70

شکل 3-25تصویر میکروسکوپ الکترونی از سطح الیاف پنبه کرونا شده و پوشش دهی با نرم کننده نانو سیلیکونی 4٪ بعد از عملیات Launderingبا بزرگنمایی  20000…………………………………………………..70

شکل 3-26طیف FTIR/ATR پارچه پنبه ای خام و کرونا شده………………………………………………………..72

شکل 3-27 طیف FTIR/ATR پارچه پنبه ای خام و پوشش دهی شده با نرم کننده میکرو سیلیکون 4٪……………………………………………………………………………………………………………………………………………..72

شکل 3-28 طیف FTIR/ATR پارچه پنبه ای خام و پوشش دهی شده با نرم کننده نانو سیلیکونی 4٪……………………………………………………………………………………………………………………………………………..73

شکل 3-29طیف FTIR/ATR پارچه پنبه ای کرونا شده و پوشش دهی شده با نرم کننده میکرو سیلیکونی 4٪………………………………………………………………………………………………………………………………73

شکل 3-30 طیف FTIR/ATR پارچه پنبه ای کرونا شده و پوشش دهی شده با نرم کننده نانو سیلیکونی 4٪……………………………………………………………………………………………………………………………………………..74