بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق، غشای پلییورتانی و لایه هیدروژل پلیآکریلوآمیدو پروپان سولفونیک اسید به طور متوالی به بیبافت پلیاستری اضافه شد. برای بررسی کردن میزان هواگذری منسوج تهیه شده و نحوه قرار گرفتن لایه های مختلف غشا بر روی پشتیبان بی بافت، به ترتیب؛ از تست تراوایی بخار آب و میکروسکوپ الکترونی استفاده شد. بیشترین نرخ انتقال بخار آب برای منسوج پوشش داده شده با 8 درصد وزنی-وزنی هیدروژل و 20 درصد وزنی-وزنی پلیاتیلنگلیکول 580g/m2.dayگزارش شد. نتایج میکروسکوپ الکترونی نشان داد منسوج تهیه شده از یک پیوستگی و انسجام ساختار مناسبی برخوردار است. منسوج ساخته شده در این تحقیق دارای پتانسیل زیادی برای طراحی و ساخت لباس کوهنوردان و طبیعتگردان است و همچنین برای لباسهای محافظ در برابر عوامل شیمیایی نیز میتواند مفید باشد.
کلید واژه- غشا پلییورتانی، لایه هیدروژل، تراوایی بخار آب
-1 مقدمه
پارچههای ضدآب و هوا گذر این قابلیت را دارند که، در شرایط محیطی مختلف از بدن انسان در برابر عوامل مضر محافظت کنند. و درعینحال از راحتی پوشاک مناسبی برخوردار هستند. کاربرد این لباسها از موارد تفریحی تا موارد پزشکی و نظامی متغیر است. منسوجاتی که داری این دو ویژگی به صورت همزمان میباشند از راحتی پوشاک مناسبی برخوردار نیستند. برای افرادی که منسوجات با کارایی بالا انتخاب میکنند راحتی پوشاک یک عامل مهم در انتخاب کالای آنها میباشد.. تهیه کردن منسوجات ضدآب، هواگذر با قابلیت راحتی پوشاک مناسب بهعنوان یک چالش عمده برای تولیدکنندگان وجود دارد.[1]
اولین و احتمالا بهترین غشا تولید شده با ویژگی ضدآب و هواگذر در سال 1976 توسط گور و با نام تجاری گورتکس تهیهشده است. این فیلم ساختهشده از پلیتترافلوراتیلن - - PTFE داری 1/4 میلیون حفره ریز در هر سانتیمتر مربع می باشد. که قطر هر حفره 1000 برابر از کوچکترین قطره آب کوچک تر و 700 برابر بزرگتر از یک مولکول آب می-باشند.[2] رابرت لومکس در مورد پلییورتانهای ضد آب، هواگذر تحقیقات گستردهای به عملآوردهاست که غشاهای ضدآب، هوا گذر را به دودسته، آبدوست و میکرو متخلخل تقسیم میکند. که در این دو غشا مکانیسم انتقال بخارآب باهم متفاوت میباشد.
هوا همانند پارچههای معمولی از داخل غشاهای میکرو متخلخل عبور کرده و همچنین بخارآب ودیگر اجزایِ تشکیلدهنده هوا میتوانند بهصورت آزاد به داخل ساختار بههمپیوسته تخلخلها، نفوذ کرده و تحت گرادیان غلظت مناسب رها شوند. اینگونه از انتقال از قانون فیک پیروی میکند و با تغییر دما و در رطوبت قابلاستفاده میباشد. و سرانجام ضدآب بودن غشا میکرو متخلخل به سایز حفرات و مقدار فشار هیدرو استاتیکی بستگی دارد، که حفرات می-تواند تحمل کند .[3]در این پژوهش قصد داریم، با استفاده از روش رسوب غوطهوری، یک غشا میکرو متخلخل پلی یورتانی، بر روی پشتیبان بیبافت پلیاستری پوشش داده و در طرف دیگر پشتیبان از لایهی هیدروژل به عنوان غشا آب دوست استفاده کنیم تا در نهایت بتوان یک منسوج ضدآب، هواگذر با قابلیت مناسب تولید کنیم.
-2 تجربیات/تئوری
1؛-2 اساس انتقال بخارآب
پخش مواد از طریق یکلایه توسط قوانین 1 و 2 فیک شرح داده میشود که به ترتیب برای شرایط پایدار و ناپایدار کاربرد دارند. قانون اول فیک بهصورت معادله 1 نمایش دادهشده است.
این معادله به ما نشان میدهد که مقدار تغییرات جرم عبوریG از سطح پارچه A در طول مدتزمانt معینی انجامشده است واحد میزان نرخ انتقال بخارآب بهصورت - g/m2day - در SI بیانشده است .[2]
2؛-2 مواد و روشها
پلییورتان - - TPUs با درجه سختی شور 95 ساخت آلمان با چگال 1,3 گرم بر سانتیمتر مکعب بهصورت گرانول، پلیاتیلن گلیکول با وزن مولکولی400، منومر -2اکریلآمیدو--2متیل پروپان سولفونیک اسید ساخت شرک الدریچ آمریکا به چگالی1,13 گرم بر سانتیمتر مکعب بهصورت پودر سفیدرنگ، پتاسیم پراکساید دی سولفات - - KPS، ماده اتصال دهنده عرضی - MBAA - متیل بیس اکریل آمید، پشتیبان بیبافت با چگالی سطحی 55 گرم بر مترمربع مورداستفاده قرار گرفت.
3؛-2 تهیه محلول پلییورتان و هیدروژل
بهمنظور تهیه کردن محلول هیدروژل از منومر -2اکریلآمیدو--2متیلپروپان سولفونیک اسید در درصدهای مختلف وزنی-وزنی - - 6,7,8,9,10,11,12 استفاده شد. از آب بهعنوان حلال، پتاسیم پراکساید دی سولفات - - KPS بهعنوان آغازگر و گلیسیرین بهعنوان نرم کن استفادهشده است، بعد از انجام این مراحل برای پلیمریزاسیون غلظت دهنده - هیدروژل - ، تا دمای85 درجه سانتیگراد حرارت داده شد. محلول پلییورتانی به همراه پلیاتیلن گلیکول بهعنوان عامل حفره ساز ، در نسبتهای وزنی -وزنی - 40،35،30،25، - 20 مختلف ساختهشده است. هر یک از نسبتهای گفتهشده با پلییورتان همراه با حلال مخصوص - - DMSO در یک ظرف مک کارتی قرار گرفت و توسط همزن مغناطیسی هم زده شد. عملیات هم زدن تا به دست آمدن یک محلول شفاف و بدون حباب انجام شد. غشا پلییورتانی و لایه هیدروژل با استفاده از شابلون تخت روی پشتیبان بیبافت پوشش دادهشده است.
-3 بحث و نتایج
1؛-3 بررسی تراوایی بخارآب
نمودار شماره - 1 - نتایج تراوایی بخار آب برای نمونه ها مختلف را نشان داده است. نتایج حاصل برای تمام نمونهها نشان داد که، افزایش غلظت پلی اکریل آمید بر روی پشتیبان بیبافت، باعث کاهش پیدا کردن مقدار تراوایی بخارآب شده است. علت کاهش تراوایی بخارآب ناشی از افزایش پیدا کردن ضخامت لایه هیدروژل تشکیل شده بر بروی پشتیبان بیبافت است. ازآنجاییکه سازوکار انتقال در غشای متراکم ایجادشده از طریق سازوکار جذب-نفوذ- دفع است. افزایش ضخامت لایه هیدروژل باعث افزایش مدتزمان انتشار بخارآب در داخل غشا شده، که همین امر باعث کاهش تراوایی بخارآب شده است.
اما در مورد افزایش غلظت پلیاتیلنگلیکول در غشای پلییورتانی میتوان گفت که این ماده توانسته است، بهخوبی نقش خود را در ایجاد حفره در داخل غشا ایفا کند. ازآنجاییکه سازوکار انتقال در غشای متخلخل پلییورتانی پویسوله و نادسن است افزایش تعداد حفرات در داخل غشا، افزایش تراوایی بخارآب و یا درواقع افزایش انتقال مواد در داخل غشا متخلخل را باعث میشود. پس بهصورت کلی میتوان گفت، افزایش غلظت پلی اکریل آمید کاهش نرخ انتقال بخارآب، و افزایش غلظت پلی اتیلنگلیکول افزایش نرخ انتقال بخارآب را به همراه داشته است.بر اساس استانداردهای تعریفشده، میزان نرخ انتقال بخارآب بیشتر از 400 - g/m2.day - برای منسوجات آنها را در دسته مواد هواگذر قرار میدهد .[4] با توجه به میزان استاندارد منسوج مورد نظر ما در دسته منسوجات هواگذر قرار میگیرد
