کتب و مقالات
فیلم های آموزشی
دوره های آموزشی

کد : ١٠۵٧٩
تاریخ انتشار : ١٣٩۶/١١/٢۵
بازدید : ١۶٨

پوشش سوپرآب گریز بر سطح پارچه¬ی اصلاح شده با PVC



پوشش سوپرآب گریز بر سطح پارچه¬ی اصلاح شده با PVC
پوشش سوپرآب گریز بر سطح پارچه­ی اصلاح شده با PVC
یک سطح آب گریز بر روی پارچه­ها­ی معماری پوشش داده شده با پلی وینیل کلراید با استفاده از روش پوشش دهی با اسپری بوجود آمد. نانوذرات پخش شده در یک ماده­ی فلوئورو شیمیایی به عنوان محلول پوشش دهی آماده شدند. پس از فرآیند اسپری کردن-خشک شدن-پخت، آزمایش­های زاویه­ی تماس، زاویه­ی لغزش و آب گریزی انجام شدند و مورفولوژی سطحی بین سطوح پوشش داده نشده و پوشش داده شده با PVC مقایسه شدند. نتایج بیانگر این است که یک پوشش یکنواخت از نانوذرات تیتانیوم اکسید، یک لایه­ی سوپر آب گریز را بر سطح PVC با زاویه­ی تماس بالا، (150 درجه) و زاویه­ی لغزش پایین (2 درجه) ایجاد می­کند. با ترکیب این دو مورد اصلی، اندازه­ی درجه­ی زبری و انرژی پایین سطحی، اثر خود تمیز شوندگی بر سطح PVC بوجود آمد.
معرفی
پارچه­های پلی استری با پوشش پلی وینیل کلراید، بیشترین کاربرد را در ساخت پارچه­های معماری دارند. در بین خصوصیات مختلف این نوع پارچه­ها که به عنوان سایبان استفاده می­شوند، مقاومت در برابر آلودگی و تجزیه­ی سطح، مقاومت در برابر آب و هوا، مهم­ترین ویژگی­ها برای تضمین زیبایی این پارچه­ها است. ایجاد اثر خود تمیز شوندگی بر سطح پلی وینیل کلراید (PVC)، یک تکنیک موثر برای تقویت ویژگی­های آن است. یک سطح با زاویه­ی تماس بیشتر از 150 درجه با آب و زاویه­ی لغزش کمتر از 5 درجه، یک سطح سوپر آب گریز نامیده می­شود [1-4]. ویژگی سوپر آب گریزی که اثر لوتوس را بر یک سطح اعمال می­کند، باعث می­شود که قطرات به آسانی از روی سطح لیز بخورند و آلودگی و ذرات دیگر را از روی سطح حتی با مقدار اندک باران، بشویند.
برای ساخت یک سطح فوق العاده آب گریز، ترکیب دو عامل، انرژی سطحی پایین و میزان زبری بالا، باید در نظر گرفته شود. بسته­های هوایی که در بین زبری­های سطح گیر می­افتند، سطح تماس و چسندگی ذرات آلوده و ذرات آب را بر سطح کاهش می­دهند [1]. در این تحقیق، ترکیب یک ماده با انرژی سطحی پایین و ذرات نانو برای ایجاد زبری موثر بر سطح PVC، استفاده شده است.
آب گریزی پارچه­ی PVC با روکش فلوئوروشیمیایی
آب گریزی PVC با استفاده از پوشش پرفلوئوروآلکیل آکریلات بهبود می­یابد. پوشش فلوئوروشیمیایی باعث بیشینه آب گریزی می­­شود. با اعمال فرآوری هیبرید فلوروشیمیایی با عمل دوگانه، که شامل سگمنت­های پلیمری آب گریز و فلوئوردار است، انرژی سطحی مورد نیاز در هوا و محیط آبی بدست می­آید. همچنین، در زمانی که این سطوح را در آب فرومی­بریم، گروه­های آب گریز با شکست گروه­های فلوئوروشیمیایی زیر سطح، در مقابل محیط آبی قطبی منظم می­شوند. بنابراین ویژگی خود تمیز شوندگی بهبود می­یابد. در اصلاح گرمایی، گروه­های حاوی فلوئور بر روی سطح مهاجرت می­کنند [5].
اثر نانوذرات بر خاصت سوپر آب گریزی پارچه­ی PVC پوشش داده شده
تمام نمونه­های پوشش داده شده با مخلوط نانوذرات و مواد فلوئوروشیمیایی بیشینه آب گریزی را نشان می­دهند، زاویه­ی لغزش شدیداً تحت تاثیر غلظت نانوذرات است. به دلیل اثر زیاد غلظت نانوذرات تیتانیوم اکسید بر مورفولوژی سطح، زاویه­ی لغزش نمونه­ها تحت تاثیر قرار می­گیرد. در غلظت کم­تر از 2% از نانوذرات، زاویه­ی لغزش حدود 24 است، نمونه­هایی که تنها ماده­ی فلوئوروشیمیایی دارند و هیچ نانوذراتی ندارند، زاویه لغزش حدود 20 دارند. زاویه­ی لغزش با افزایش غلظت نانوذرات تیتانیوم اکسید تا 2%، کاهش می­یابد، این پدیده در هر دو حالت طبق این شرح داده می­شود که چگونه نانوذرات بر سطح به صورت یکنواخت و در خط تماس سه فاز (مایع/جامد/بخار) توزیع می­شوند. هیسترسیس زاویه­ی تماس که به عنوان یک معیار برای ویژگی­های لغزش استفاده می­شود، با طبیعت تماس هوا/جامد/مایع کنترل می­شود. این ترم که بیانگر نیروی مورد نیاز برای حرکت یک قطره بر سطح است، مهم­ترین معیار در تعیین آب گریزی است. خط تماس پیوسته، می­تواند تحرکاتی با سدهای انرژی پایین­تر را باعث شود و باعث زاویه­ی لغزش کمتری می­شود [6]. در غلظت­های کمتر نانوذرات تیتانیوم اکسید (0.25 و 0.5 و 1%)، نانوذرات با فاصله از هم قرار گرفته­اند. بنابراین، به نظر می­رسد که ساختار این سطح نه تنها نمی­تواند یک خط تماس پیوسته بوجود آورد، بلکه می­تواند به عنوان یک سد مانع با نفوذ قطره در خلل و فرج­ها عمل کند. این منجر به حرکت سخت­تر قطره در مقایسه با سطح صاف می­شود و زاویه­ی لغزش را بالا می­برد. در غلظت­های بالاتر نانوذرات تیتانیوم اکسید (2 و 3 و 4%) که سطح به صورت یکنواخت پوشش داده می­شود، جمع شدگی نانوذرات باعث زاویه­ی لغزش پایین (2) و زاویه­ی تماس بالا می­شود که همین امر یک سطح سوپر آب گریز را بر PVC ایجاد می­کند. این نتایج با پژوهش­های Johnson و Dettre شرح داده می­شود، این دانشمندان بیان کردند که هیسترسیس بر سطوح آب گریز با افزایش زبری سطح در نواحی با زبری کم، افزایش می­یابد اما وقتی که زبری بزرگ می­شود، هیسترسیس کاهش می­یابد [7].
رابطه­ی مستقیمی بین زاویه­ی تماس با آب و غلظت نانوذرات وجود دارد که در آن زاویه­ی تماس با افزایش غلظت نانوذرات نینانیوم اکسید افزایش می­یابد. گفته می­شود که با اعمال نانوذرات بر سطح لایه، زبری ایجاد شده زاویه­ی تماس بین هوا و قطرات آب را افزایش می­دهد. در ویژگی سوپرآب گریزی با استفاده از 3% نانوذرات تیتانیوم اکسید، قطرات بر روی نانوذرات متصل می­شوند و یک پیکر بندی آب-جامد-مایع بوجود می­آید. بر طبق نتایج، مشاهده می­شود که سطح با پوشش 3% نانوذرات تیتانیوم اکسید، در مقایسه با نمونه­های پوشش داده نشده و نمونه­های با پوشش ماده­ی فلوئوروشیمیایی، خاصیت خود تمیز شدگی بالاتری دارد.


[1] B. Bhushan, Y.C. Jung, J. Phys. Condens. Matter 20 (2008) 225010.
[2] X. Feng, L. Jing, Adv. Mater. 18 (2006) 3063.
[3] M. Ma, R.M. Hill, Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 11 (2006) 193–202.
[4] Y.W. Wong, M.Y. Yuen, S.K. Ku, H.L. Lam, AUTEX Res. J. 6 (1) (2006) 1–8.
[5] A.J. Hall, Textile Finishing, Heywood Books, London, 1966.
[6] J.P. Youngblood, T.J. McCarthy, Macromolecules 20 (1999) 6800–6806.
[7] M. Miwa, A. Nakajima, A. Fujishima, K. Hashimoto, T. Watanabe, Langmuir 13 (2000) 5754–5760.
 
 

برچسب: پارچه های معماری, ماده ی فلوئوروشیمیایی, سوپر آب گریزی, انرژی سطحی, اثر خود تمیز شوندگی, زبری

فرم ارسال نظر

ارسال نظر

نام:
 
آدرس ایمیل:
پیام:
 
    
عبارت امنیتی:
 

نظرات

موردی یافت نشد !
تصویر موجود نمیباشد