اصلاح سطحی پلی‌استر با نانوذرات تیتانیم دی‌اکسید در محیط قلیایی و بررسی اثر هم‌افزایی آنها روی پارچه

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

تهران، دانشگاه صنعتی امیر کبیر، قطب علمی متعامل سازی الیاف و محیط زیست، صندوق پستی ۴۴۱۳-۱۵۸۷۵

چکیده

در این مقاله اثر متقابل آبکافت قلیایی پلی‌استر در جذب نانوذرات تیتانیم دی‌­اکسید روی کالا ونانوذرات تیتانیم دی­‌اکسید در فرایند آبکافت قلیایی به طور هم­زمان بررسی شده است. برای این منظور، نمونه­‌های پلی‌­استر در محیط قلیایی  سدیم هیدروکسید و نانوذرات تیتانیم دی‌­اکسید با غلظت‌­های مختلف در شرایط جوش به مدت یک ساعت عمل‌آوری شده‌اند. وزن نمونه­‌های عمل‌آوری شده در اثر عملیات آبکافت قلیایی کاهش یافته و وجود نانوذرات تیتانیم دی‌­اکسید سبب تشدید کاهش وزن نمونه‌­ها شده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی گسیل میدانی و آزمون ترکیب عنصری وجود نانوذرات تیتانیم دی‌­اکسید را روی سطح کالای پلی‌­استری ثابت کردند. همچنین افزایش جذب نانوذرات روی سطح کالای پلی‌­استری با عملیات آبکافت قلیایی و غلظت بیشتر نانوذرات تیتانیم دی‌­اکسید نشان داده شده است. فعالیت نورکاتالیزوری کالای پلی­‌استر عمل‌آوری شده با نانوذرات تیتانیم دی‌­اکسید با تخریب رنگ­زای آبی متیلن زیر نور روز بررسی و نشان داده شده که فعالیت نورکاتالیزوری کالاهای عمل‌آوری شده با افزایش سدیم هیدروکسید و نانوذرات تیتانیم دی‌­اکسید افزایش یافته است. به علاوه میزان جذب آب نمونه‌­های عمل‌آوری شده افزایش یافته و مقدار آویزش آنها بر اساس نتایج سختی خمش نیز بهبود یافته است. در نهایت انجام فرایند آبکافت قلیایی با وجود نانوذرات تیتانیم دی‌­اکسید بر خلاف روش معمول آبکافت قلیایی پلی‌استر سبب بهبود استحکام کششی کالا شده ­است. بنابراین به کارگیری نانوذارت تیتانیم دی‌­اکسید در فرایند آبکافت قلیایی ضمن ایجاد اثر هم افزایی در کاهش وزن کالا سبب ایجاد  خواص مناسب دیگری مانند خود تمیزشوندگی، آبدوستی و افزایش استحکام کششی نیز شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Surface Modification of Polyester by Nano Titanium Dioxide in Alkaline Media and Their Synergism Effect on the Fabric

نویسندگان [English]

  • V. Allahyarzadeh
  • M. Montazer
Textile Engineering Department, Center of Excellence in Textile Functionalization and Environment, Amirkabir University of Technology, P.O. Box: 15875-4413, Tehran, Iran
چکیده [English]

The effect of alkaline hydrolysis with sodium hydroxide on nano titanium dioxide (nano TiO2) adsorption was studied on polyester fabric surface as well as the influence of nano TiO2 on the alkaline hydrolysis of polyester. To do this, the polyester fabrics were treated with different concentrations of nano TiO2 and boiling sodium hydroxide solution for 1 h. The results revealed that alkaline hydrolysis reduced the weight of the fabric, which was more prominent in presence of nano TiO2. Field emission scanning electronic microscope and energy dispersive X-ray confirmed the presence of nano TiO2 on the polyester fabric surface. Increasing sodium hydroxide and nanoTiO2 concentrations led to higher loading of nano particles on the polyester fabric surface. Also, the photocatalytic activity of nano TiO2 particles on the polyester fabric was confirmed by the degradation of methylene blue as a model stain under daylight irradiation. The results indicated that increasing sodium hydroxide and nano TiO2 concentrations led to higher photocatalytic activities of the alkali-treated polyester fabrics. Further, the bending rigidity of the treated polyester fabrics decreased while the water absorption of the fabric improved. Unexpectedly, the tensile strength of the nano TiO2 treated polyester fabrics improved even with the action of alkali and surface hydrolysis that usually produce fabric with lower tensile strength. The synergism influence of nano TiO2 particles in alkali hydrolysis of polyester fabric indicated to lower weight fabrics. Overall, this treatment was considered as another useful property such as higher self-cleaning, hydrophilicity and tensile strength.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alkaline Hydrolysis
  • Nano Titanium Dioxide
  • Polyester
  • photocatalytic activity
  • tensile strength