دانلود پایان نامه ارشد : بررسی خواص کالای پنبه ای اصلاح سطح شده با کرونا توسط نرم کننده های نانو سیلیکونی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : نساجی

گرایش : شیمی نساجی و علوم الیاف

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

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری

دانشکده فنی مهندسی . گروه نساجی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد ‹‹ M.S.c ››

گرایش : شیمی نساجی و علوم الیاف

عنوان :

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

استاد راهنما :

دکتر شیرین نوربخش

استاد مشاور :

دکتر مازیار پروین زاده

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

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 میزان سفیدی 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 ……………………………………………………………………………………………….پ……77

چکیده انگلیسی…………………………………………………………………………….پ…….80

چکیده :

یکی از فرآیندهای مهم در تکمیل کالای نساجی بهبود زیر دست در منسوجات است . تکمیل نرم کننده لطافت مطلوبی را برای پارچه فراهم کرده و خواص آن را بهبود می بخشد و اهداف اصلی نرم کننده ایجاد کاهش الکتریسیته ساکن ، نرمی بیشتر ، مقاومت در برابر سایش و همواری می باشد . نوع طبقه بندی نرم کننده ها براساس ساختار یونی آن ها است که از انواع آن می توان نرم کننده آنیونی ، کاتیونی ، غیر یونی و سیلیکونی را نام برد . از نظر اندازه مولکولی نرم کننده سیلیکونی به ذرات  ماکرو ، میکرو و نانو تقسیم         می شوند . که در این پژوهش هدف مقایسه بین نرم کننده سیلیکونی و نانو سیلیکونی بر روی پارچه پنبه ای اصلاح سطح شده با کرونا و کرونا نشده است . بدین منظور پارچه های پنبه ای با غلظت های 1٪ ، 2٪ ، 3٪ و 4٪  از نرم کننده های سیلیکونی و نانو سیلیکونی پوشش داده شده اند. مقاومت خمشی ، ضریب اصطکاک ، جذب آب و بازگشت از چروک اندازه گیری شد . مقاومت خمشی ، ضریب اصطکاک و جذب آب با افزایش غلظت نرم کننده کاهش یافته و بازگشت از چروک نمونه ها با افزایش غلظت نرم کننده افزایش یافته است . در مورد ویژگی های اسپکتروفتومتری انعکاسی ، در نمونه هایی که اصلاح سطح شده و پوشش دهی شده با نرم کننده نانو سیلیکونی هستند افزایش سفیدی و کاهش زردی مشاهده می شود . با استفاده از میکروسکوپ SEM ذرات نانو و اصلاح سطح پارچه توسط کرونا قابل مشاهده است . نمونه های پوشش دهی شده با نرم کننده های نانو سیلیکونی و کرونا شده خواص بهتر و نتیجه مناسب تری را در مقایسه با نرم کننده سیلیکونی و بدون کرونا نشان می دهد .

کلمات کلیدی : نرم کننده ، کرونا ، پنبه ، نانو سیلیکونی ، طول خمش ، جذب آب

 

1-1پنبه :

1-1-1ساختار لیف پنبه:

پنبه خالص ترین سلولز یافته شده در طبیعت می باشد. مولکولهای سلولز پنبه از پلیمرهای خطی که حاوی حداقل 5000 واحد ایندروگلوکز می باشند تشکیل می گردد. معمولاً این مولکولها در حالت جامد به شکل صفحات مسطح می باشند و در حضور آب این صفحات به طور منظم به هم چسبیده می شوند ولی در بعضی مواقع آنها از این حالت مسطح تبعیت نمی کنند و چین خوردگی های زنجیر بعضی الیاف سلولزی مشاهده می گردد. مولکولهای سلولز پنبه به صورت کاملاً گسترده و به موازات محور فیبریلها قرار دارند. مطالعات به وسیله جذب نور مادون قرمز نشان می دهد که اغلب گروههای هیدروکسیل موجود در زنجیر سلولز با یکدیگر پیوند هیدروژنی برقرار می سازند، ولی هنوز چگونگی حالت تشکیل این پیوندهای هیدوژنی به طور دقیق معلوم نشده است]1[ .

ضخامت سطح وقتی می تواند تشکیل گردد که بین گروههای هیدروکسیل اتمهای اکسیژن در زنجیرهای مجاور پیوند هیدروژنی بیشتری برقرار گردد. پیوند بین صفحات مولکولها احتمالاً به وسیله نیروهای واندروالس حاصل می شود. باید اضافه نمود که از پیوند مولکولهای آلفا گلوکز زنجیر خطی مستقیم که قابلیت تشکیل لیف سلولزی را داشته باشند بدست نمی آید بلکه مواد سلولزی دیگری مانند نشاسته حاصل می شود. دیوار اولیه از پوسته ای به ضخامت 1/0 تحت زاویه مشخصی نسبت به محور لیف تشکیل شده است.دیواره ثانویه از لایه های متعددی تشکیل شده که این دیواره متراکم تر از دیواره اولیه بوده و دسته های فیبریلی آن در طول لیف ، جهت آرایش، زاویه فیبریلهای خود را نسبت به محور لیف عوض می کنند و این تغییر در آن محل موجب تاب دار شدن لیف پنبه می گردد.

ضخامت فیبریلهای موجود در سلولز در حدود nm20 می باشد و از تجمع این فیبریلها یک دسته فیبربل به ضخامت nm200 حاصل می شود که می توان آنها را به وسیله میکروسکوپ نوری مشاهده کرد. این دسته فیبریلها با نیروی بسیار ضخیمی به یکدیگر متصل شده اند که به راحتی از هم گسسته می شوند. در مطالعه با اشعه X نشان داده شده است که 58 تا 60% از گروههای هیدروکسیل پنبه دارای پیوندهای هیدروژنی منظم و 40% دیگر غیر منظم می باشد]1[.

1-1-2خصوصیات پنبه:

 از خصوصیات مهم این الیاف ، استحکام زیاد در پارچه، داشتن قدرت و قابلیت انعطاف در مقابل هرگونه عملیات ریسندگی و بافندگی و تمایل به جذب رنگهای متفاوت است]2[.

1-1-3 مواد تشکیل دهنده الیاف سلولزی (پنبه):

   صرف نظر از سلولز که تقریباً 88-94% از وزن الیاف پنبه را تشکیل می دهد مواد دیگری نظیر پکتین، واکس، پروتئین  در این لیف وجود دارد. مولکولهای آب قادر هستند که در شبکه سلولزی پنبه نفوذ کنند و در فواصل فیبریلها قرار می گیرند. با ایجاد پیوندهای هیدروژنی با گروههای موجود در سلولزی نیز مقداری آب جذب می شود. مولکولهای آب جذب شده در هر حال در فواصل فیبرها ایجاد فشار می کنند و سبب کاهش سختی ساختمان سلولزی لیف می شود]2[. در واقع آب جذب شده در پنبه عمل ساده نرم کننده را انجام می دهد، که فیبریل های مولکولهای سلولز تحرک بیشتر می یابند، در نتیجه در اثر اعمال نیروی خارجی تغییر شکل و تغییر مکان زنجیرهای سلولز بیشتر می شود. کیفیت جذب آب در پارچه پنبه ای که منجر به تورم الیاف و نخ می شود باعث جمع شدگی پارچه می شود]2[.

1-1-4 جذب رطوبت:

میزان رطوبت بازیافتی پنبه در رطوبت نسبی 65% ، معادل 7% است و قابلیت نگهداری آب توسط این لیف 50% می باشد. دانسیته الیاف پنبه  35/1 است]3[.

1-1-5 خواص شیمیایی :

حلالهای پنبه در محیط آبی هیدروکسید کوپرآمونیوم، کوپراتیلن دی آمین، اتیلن دی آمین کادمیم می باشد . الیاف پنبه در آمیدها و مواد اکسید کننده قوی تجزیه شده و از بین می روند در حالیکه حلالهای آلی تاثیر خاصی بر این الیاف ندارند]3[.

1-1-6 خواص فیزیکی :

 سطح مقطع لیف پنبه حالت لوبیایی شکل دارد و مغز لیف به صورت خط دیده می شود. طول متوسط الیاف طبیعی پنبه حدود 14-36 میلیمتر و قطر آن 15-20 میکرون می باشد. استحکام لیف حدود 3-6 گرم بر دنیر و ازدیاد طول آن تا حد پارگی 5-7 درصد است. مولکولهای سلولز به دلیل داشتن سه گروه هیدروکسیل   می توانند با مولکولهای آب، پیوند هیدروژنی برقرار کنند. لیف پنبه به دلیل اینکه از نظر تئوری هر واحد سلولز می تواند سه مولکول آب را جذب کند، جاذب مناسب آب است]1[.

1-2 مقدمه ای بر روشهای اصلاح سطح :
همواره اصلاح سطح منسوجات مد نظر بوده است و از اصلاح  سطح برای تغییر ترکیبات و یا تغییر ساختار خواص الیاف استفاده می شود. هدف از اصلاح میتواند موارد زیر باشد:

  • بدست آوردن خواص جدید
  • تاثیر گذاری روی بعضی خواص مطلوب
  • از بین بردن خواص منفی ، مانند کاهش نپ و افزایش ظرفیت جذب رنگ ، مواد شیمیایی و آب .

مشکل اساسی این است که یک اصلاح ایده آل که همه ی خواص منفی را از بین برده و خواص مثبت را جایگزین کند ، وجود ندارد. به همین دلیل است که روش های اصلاح سطحی مختلفی وجود دارد. با وجود تعدد روش های اصلاح سطح هنوز طبقه بندی خاصی برای آنها مشخص نگردیده است.بعضی محققین آنها را به دو گروه تقسیم کرده اند یک دسته آنهایی که ترکیب شیمیایی الیاف را تغییر می دهند (اصلاح شیمیایی) و دیگر آنهایی که ساختار الیاف را تغییر می دهند و به (اصلاح فیزیکی) معروف هستند [8] .

1-2-1 پلاسما:

1-2-1-1 تاریخچه پلاسما:

در سال 1923 ميلادي لانگ ميور (Long Muir) و تنگس (Tonx) دو فيزيكدان آمريكايي اعلام        نمودند كه پلاسمای گازي است كه اكثر اتمها يا مولكولهاي آن يونيزه شده باشد.اصولاً پلاسما يك حالت ماده از درجه حرارت 1000 به بالا مي باشد و اين همان حالتي از ماده است كه اكثر اجرام سماوي مانند خورشيد از آن تشكيل شده اند. پلاسما فراوان ترين حالت ماده در جهان است و اصولاً اجرام سماوي را كه منبع حرارت هستند، توده هاي متراكم پلاسمايي ناميده اند. طبقه فوقاني جو نيز از پلاسما تشكيل شده، به همين خاطر آن را يونوسفر مي نامند] 9[.

 در تعاريف علمي، پلاسما گاز يونيزه شده اي است كه قسمت هاي زيادي از اتمهاي آن يك يا چند الكترون خود را از دست داده باشند و به يونهاي مثبت تبديل شوند. محيط پلاسما شامل الكترونهاي آزاد، راديكال ها، يونها ، تشعشعات ماوراء بنفش ، مادون قرمز و تعداد زيادي اجزاي برانگيخته مختلف مي باشد ]10[.

پلاسما حالت خاصی از ماده است چرا که خواص یکنواخت و منحصر به فردی دارد. یونیزه شدن یا واژه (Ionized) اشاره به وجود یک یا چند الکترون آزاد دارد که با اتم و مولکول ها پیوند برقرارنمی کنند.و همین سبب می شود که پلاسما را از لحاظ الکتریکی هادی بدانیم. پلاسما با حرارت دادن و یا یونیزه کردن گاز توسط جدا کردن الکترون ها از اتمهای خنثی ایجاد می شود. در گاز معمولی هر اتم شامل تعداد مساوی از شارژ مثبت و منفی میباشد . بارهای مثبت در هسته توسط الکترونهایی با بار منفی احاطه شده و هر اتم از لحاظ الکتریکی خنثی است . یک گاز وقتی پلاسما می شود که با اعمال یک حرارت افزوده و یا دیگر انرژی ها ، تعدادی از اتم های آن ، بعضی یا تمام الکترون های خود را رها کنند. برای جداسازی الکترون از اتمهای خنثی و تشکیل پلاسما انرژی لازم است که این انرژی می تواند از منابع مختلف مانند حرارتی ، الکتریکی ، نوری (فرابنفش ، نور مرئی یا لیزر) باشد. پلاسما توسط میدانهای مغناطیسی و الکتریکی شتاب داده و کنترل می شود [11] .

1-2-2 مكانيزم عمليات پلاسما

 در يك راكتور پلاسما واكنشهاي شيميايي به دو دسته واكنش همگن و غير همگن، تقسيم مي گردد.         واكنش هاي غير همگن بين ذرات پلاسما و سطح جامد كه در حال غوطه وري يا تماس با پلاسما هستند انجام مي شود ولي واكنش های همگن بين ذرات در فاز گازي اتفاق مي افتد كه به عنوان نتيجه اي از برخورد غير الاستيك بين الكترون ها و ذرات سنگين و يا بين تركيبات ذرات سنگين اتفاق مي افتد. ميدان مغناطيسي خارجي، انرژي الكترون ها را تأمين مي كند و الكترون ها نيز آن را به گاز منتقل مي كنند تا پلاسما را تحريك و نگهداري نمايد [9] .

عوامل فعال در محفظه پلاسما روي زمينه واكنش مي دهند و بسته به پارامترهاي مورد استفاده، ممكن است باعث تمييز كردن، تغيير سطح يا پوشش دادن سطح شوند [12] .اصلاح سطح پليمرها مي تواند از چهار طريق مكانيزم خوردگي (ablation) ، ايجاد اتصالات عرضي (cross linking) ، فعال سازي (activation) و پوشش (deposition) صورت گيرد [12] .

تعداد صفحه : ۱۰۸

قیمت : 14700تومان

———–

——-

پشتیبانی سایت :               [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  --