بخشی از مقاله
چکیده
گوناگونی مواد نانو ذره ای به خاطر تنوع کاربرد آنهاست. نانو ذرات مس بدلیل خواص فراوان و کاربردهای زیادی که دارا می باشد، دارای اهمیت بسزایی است، از این رو سنتز آن بسیار مورد توجه است.در این تحقیق از بین روش های موجود برای سنتز نانو ذرات، روش احیا با روش سبز بدلیل سازگاری با محیط زیست مورد توجه است. همچنین ترکیب احیا کننده ها با مواد تغییر فاز دهنده روی منسوج پنبه ای که علاوه بر حفظ خواص نانو ذره، خاصیت حفظ و نگهداری گرمایی را نیز ایجاد میکند، بهره گرفته شده است. علاوه بر آن انجام تست های تکمیلی از جمله تست استحکام، خمش، سایش، اسپکتروفتومتر انعکاسی و FTIR نتیجه اثر این نانو ذرات را بر بهبود خواص کالای پنبه ای مشخص می کند.
-1 مقدمه
هر چند صنعت نساجی بخش کوچکی از تحقیقات جهانی در حوزه نانو فناوری را در برمی گیرد، ولی کاربردهای فناوری نانو در صنعت نساجی، به مراتب عمومی تر بوده است و دامنه مصرف کنندگان آن عام تر است.[1] پنبه ماده نساجی ارزشمندی است که هیچ لیفی تاکنون نتوانسته جای آن را بگیرد. این ماده بدلیل جذب سریع رطوبت بیشتر در مناطق گرمسیری کاربرد دارد.
در این تحقیق سعی شده است با استفاده از نانو ذرات آبدار مس بعنوان ماده تغییر فاز دهنده، تعادل حرارتی در پنبه ایجاد شود و کاربرد آن را در شرایط مختلف آب و هوایی میسر سازد. مواد تغییر فاز دهنده توانایی جذب، پنهان کردن و آزاد کردن گرما در طی یک پروسه گرمایی را دارند.[5-3] این نانو ذرات آبدار با جایگیری در منافذ لیف که سراسر پارچه را در بر گرفته است، قابلیت حبس و نگهداری گرما را دارند.
.2آزمایشات .2.1مواد و دستگاه ها
در این تحقیق از موادی شامل نیترات مس ساخت شرکت مرک آلمان، گلوکز و مالتوز ساخت شرکت مرک آلمان، همچنین استفاده از پارچه پنبه ای خام با تراکم 25 پود در سانتی متر استفاده شده است. از دترجنت از نوع نانیونیکی ساخت شرکت بایر آلمان و کربنات سدیم ساخت شرکت مرک آلمان برای مرحله شستشو استفاده شده است.
جهت بررسی اندازه گیری شاخص تحت استانداردهای رنگی - L* a*b* - از دستگاه اسپکتروفتومتر انعکاسی مدل color-eye7000A با منبع نوری D65 استفاده شده است. برای بررسی میزان نانو ذرات موجود در لایه های سطحی از تست جذب اتمی بهره گرفته شده است.
برای تعیین ساختار و اندازه گیری گونه های شیمیایی از دستگاه FTIR مدل Bruker27 وجهت بررسی مورفولوژی مناطق آمورف کریستال های داخلی لیف از دستگاه XRD مدل Equinox3000 استفاده شده است. برای بررسی تعیین میزان مقاومت پارچه در برابر اعمال نیروی کششی از دستگاه استحکام سنج مدل Testometric M500-25 CT و برای سنجش ثبات سایشی از دستگاه مارتیندل مدل NASJ SANJ و برای بررسی میزان سختی و مقاومت خمشی نمونه ها از دستگاه تست خمش مدل NASJ SANJ مورد استفاده قرار می گیرد.
.2.2 شستشو
در این مرحله نمونه های پنبه ای در حضور gr/l 2 دترجنت نانیونیکی و gr/l 1 کربنات سدیم، در دمای 70 درجه سانتی گراد و در مدت زمان 30 دقیقه و با نسبت L:R، 30:1 شستشو داده می شوند و سپس با آب سرد آبکشی شده و در هوای اتاق خشک می شوند.
.2.3مرحله سنتز و آغشته سازی
جهت سنتز نانو مس بر روی نمونه ها از PCM نمک های هیدراته نیترات مس در دمای 60 درجه سانتی گراد و با نسبت L:R، 30:1 و در غلظت PPM500 با دو احیا کننده گلوکز ومالتوز و در دو زمان استفاده شد که جدول 1 شرایط انجام این سنتز و کدبندی نمونه هارا نشان می دهد. پس از سنتز نانو ذره مس روی نمونه ها، آنها را توسط دستگاه ها، مورد آنالیز قرار میدهیم.
.3نتایج و بحث 3.1 آنالیز اسپکتروفتو متر انعکاسی نمونه ها
بررسی نمونه های سنتز شده با نانوذرات نقره توسط دستگاه اسپکتروفتومتر انعکاسی انجام گرفت. برای بررسی نمونه ها از لحاظ بصری با اندازه گیری میزان زردی آنها با استاندارد ASTM1925 و میزان سفیدی با استاندارد CIE CANZ 82 و اندازه گیری اختلاف رنگی با - - - که با رابطه 1 محاسبه گردید
نتایج آنالیز اسپکتروفتومتر انعکاسی نمونه ها در جدول 2 آورده شده است.
جدول:1 شرایط سنتز نمونه ها
جدول: 2 مقادیر - ، زردی، سفیدی، تست های فیزیکی
با توجه به نتایج بدست آمده در جدول 2 مشخص می گردد که تغییر شرایط آزمایش سبب شده بین نمونه ها اختلاف رنگی بوجود آید که با تغییر نوع و مقدار احیاء کننده طبیعی بکارگرفته شده، این اختلاف تغییر می نماید که افزایش زمان، اختلاف رنگی بین نمونه ها را افزایش داده و آن هم به این دلیل است که افزایش زمان مقدار نانو مس سنتزی را افزایش می دهد و چون در نانو مس به دلیل طول موج جذبی آن در محدوه فرکانس نور قرمز قرار می گیرد اختلاف رنگی بین نمونه ها از این تئوری تبعیت می نماید.
با توجه به نتایج بدست آمده از جدول 2 مشخص می گردد که تغییر نوع احیاء کننده مالتوز و گلوکز نیز در مقدار نانو مس سنتزی تاثیر دارد به نحوی که بین نمونه های حاوی احیاء کننده مالتوز و گلوکز اختلاف رنگی ها تحت شرایط یکسان متفاوت می باشد. همچنین اثر غلظت احیاء کننده در اختلاف رنگی بین نمونه ها موثر بوده و بایستی در سنتز نانو مس با این دسته از احیاء کننده ها هم نوع وهم ، زمان و هم بر غلظت احیاء کننده کنترل داشته تا بتوان میزان نانو مس سنتزی را کنترل نمود.
همچنین با تغییر نوع احیاء کننده و غلظت احیاء کننده تغییراتی در اختلاف رنگی بین نمونه ها بوجود می آید که آن هم به این دلیل اختلاف جرم مولکولی گلوکز و مالتوز، اختلاف گروه های فعال و تعداد آنها که در سرعت واکنش پذیری آنها و همچنین باقیمانده آنها با یکدیگر متفاوت است می باشد. مجموع این عوامل سبب شده بین نمونه ها از لحاظ اختلاف رنگی و درجه زردی و سفیدی اختلاف های معنی داری ایجاد گردد.
.3.2 استحکام، سایش، خمش
خاصیت سختی و استحکام نمونه های پارچه ای تحت استاندارد ASTMD1445 بررسی گردید. میزان اختلاف درصد نیرو در حد پارگی ، میزان ثبات سایشی و میزان خمش نمونه ها با نمونه خام در جدول2
