وبلاگ

نانو تکنولوژی از جمله علومی است که امروزه مورد توجه قرار گرفته است. مهمترین کاربردهای نانو تکنولوژی در صنایع پزشکی و دارویی در تولید نانو داروها، تولید انرژی و صنعت نفت، صنایع دفاعی و امنیتی جهت تولید ادوات نظامی، صنایع الکترونیکی و ارتباطی در تولید تراشه های حافظه، بهینه ساز محیط زیست و صنایع غذایی می باشد. این تکنولوژی فناوری نوین میان رشته ای است که در دهه های اخیر سبب پیشرفت در صنعت نساجی نیز شده است. در صنعت نساجی نانو تکنولوژی در تولید الیاف نانو و تکمیل منسوجات کاربرد وسیعی دارد. از جمله این فرآیندهای تکمیلی تکمیل های ضدباکتری و میکروبی، ضد چروک، آنتی استاتیک، دفع چرک، مقاومت در برابر اصطکاک و ضد اشه ماوراء بنفش (UV) می باشند.

پرتوهای فرابنفش موجود در طیف نور خورشید دارای سه محدوده طول موجی 400 – 315 نانومتر (UVA)، پرتوهای 315 – 280 نانومتر 

(UVB) و 280 – 100 نانومتر (UVC) می باشد. با وجود اینکه بخش زیادی از در مناطق بالای جو جذب می شوند و شدت انرژی فوتوهای UVC پس از عبور از لایه اوزن در سطح زمین به صفر می رسد، اما انرژی فوتوهای UVB و UVA به پوست بدن آسیب می رساند. استفاده از لباس های مناسب و کرم های ضد آفتاب به عنوان از بهترین روش ها برای محافظت از پوست بدن می باشند. میزان انتقال تشعشعات ماوراء بنفش از منسوجات به پارامترهای متعددی از جمله نوع الیاف، ساختار بافت، فواصل بین نخ ها، نوع ماده رنگزا، عمق آن و نیز مواد تکمیلی بستگی دارد. الیاف ابریشم حساس ترین لیف به تشعشع UV بوده و در اثر تشعشع بسیاری از زنجیرهای پپتیدی و پیوندهای بین مولکولی آن شکسته می شوند و استحکام الیاف کاهش می یابد. همپنین تشعشع UV بر رنگزاهایی که با سطح الیاف پیوند داده اند، تأثیر دارد. مهمترین تأثیر تشعشع UV بر رنگزاها، فتولیز یا تجزیه شیمیایی بر اثر تابش نور، فوتواکسیداسیون یا اکسایش در اثر نور و احیاء شدن در اثر نور می باشند. ساختار شیمایی رنگ نیز یکی از مهمترین عوامل از نظر ثبات نوری است. رنگزاها و پیگمنت های رنگ پریده می توانند به عنوان حساس کننده کالا در برابر نور یا تجزیه کننده نور عمل کنند.

ترکیباتی به شکل فیزیکی تشعشع UV را دفع می کنند و این ترکیبات با سه روش شامل دفع مستقیم، غیرمستقیم و مکانیزم پلیمری عمل می کنند. مهمترین مواد دافع فیزیکی مستقیم دی اکسید تیتانیوم و اکسید روی می باشند. در محدوده UVA مقاومت اکسید روی بیشتر از دی اکسید تیتانیوم می باشد و این ماده تشعشع UV را بیشتر جذب می کند تا پخش. اکسید روی از موادی است که از فرآیند فوتوکاتالیز تبعیت می کند.

الیاف پلی پروپیلن:
پروپیلن محصول جانبی پالایشگاههای نفتی است ، وقتی پروپیلن تحت شرایط معینی پلیمریزه شود پلیمرهای قابل مصرف در تولید لیف بدست می آید یعنی پلی پروپیلن بدست می آید.
بعد از انجام پلیمریزاسیون و تولید پلیمر ، پلیمر ذوب شده و توسط پمپی از میان رشته سازها عبور می نماید. استفاده از این فراید ریسندگی ( ریسندگی مذاب ) بدلیل ارزان بودنش رایج است. پلیمر قبل از ریسندگی محتوی 50 % بلور است که این مقدار پس از ریسیده شدن به 33% افت می کند سپس لیف حاصله کشیده شده و در نتیجه مقدار بلورینگی محتوی به 47% افزایش می یابد. آنگاه تحت فرآیند آنیله شدن قرار می گیرد- یعنی گرمای نهایی به آن داده می شود و بدین ترتیب با افزایش درجه حرارت به تحرك مولکول های پلیمر افزوده گردیده و فرصت دیگری برای مرتب شدن به آنان داده می شود تا به نحو مناسب تری در کنار یکدیگر قرار بگیرند.

سطح مقطع لیف کاملا به صورت مدور می باشد و جدیدا لیف هایی به سطح مقطع مربع مستطیل و مثلثی تولید شده که از جلا خاصی برخوردار بوده و در مقایسه با نخ های پیوسته دارای سطح مقطع مدور و ظاهری تخت و کدر ، بسیار جالب توجه می باشد.
خصوصیات الیاف پلی پروپیلن به شرح زیر می باشد:
1- چون دارای جذب آب نزدیک به صفر می باشد قوام و تطویل آن در حالت خشک و تر یکسان است.
2- نور خورشید به مدت طولانی باعث تخریب شدنش می گردد.
3- در برابر عوامل شیمیایی مقاوم می باشد.
4- نقطه نرم شدن در حدود 155 درجه سانتیگراد می باشد.
5- در برابر سرمای فوق العاده زیاد بسیار مقاوم می باشد.
6- بی رنگ می باشد و به سختی رنگ می پذیرد.
7- بدلیل پایین بودن وزن مخصوص خطی در آب به صورت شناور قرار می گیرد.
8- ارزان می باشد.
9- فاقد الکتریسیته ساکن و شوك های آزاردهنده می باشد.
10- ضمن مواجه شدن با سیگار روشن بطور موضعی ذوب و نازیبا می گردد.

پوست اولین پوششی است که از ابتدای پیدایش انسان بر روی کره خاکی همواره با او بوده است. در قرآن کریم و کتب دیگر ادیان مانند انجیل و تورات آیاتی در مورد استفاده از پوست به عنوان پوشش آمده است.
در کشورهای باستانی از جمله ایران و مصر و روم از پوست مانند پول برای داد و ستد استفاده می شد. مشکل عمده در آن زمان برای استفاده بیشتر از پوست نحوه نگهداری آن بوده است که بعد از خارج شدن رطوبت پوست خشک و غیرقابل انعطاف شده و با مرطوب کردن دوباره پوست فاسد می شد.
در همان دوران انسان با روش های جالبی به برطرف کردن این نقیصه پرداخت که از جمله آن دود دادن پوست خام و یا مالیدن خاکستر چوب و یا مالیدن روغن های حیوانات به سطح پوست به زبان امروزی موفق با دباغی پوست گردید.
با گذشت زمان و آشنایی انسان با مواد جدیدی برای دباغی دیگر پوست تنها به عنوان پوشش استفاده نشد بلکه در تهیه وسایل خانگی مانند فرش و یا به عنوان وسایل ارتباطی مانند طبل ها و یا در ساخت مشک های آب و وسایل نگهدارنده غذا مانند خیک پنیر و در آخر به عنوان لباس رزم و استفاده از خصوصیات چرم در مبارزه بر ارزش و اهمیت تولید چرم سازی افزود.

ارزش و اهمیت پوست و چرم در زندگی انسان های قدیم کمتر از ارزش نفت در زندگی انسان های امروزی نبوده است حرفه چرم سازی در روزگار قدیم جزء حرفه هایی عجیب و مرموز بوده است اما با گذشت زمان و حضور شیمیدان ها در این حرفه دیگر تنها به عنوان یک پیشه کاروری از آن یاد نشد بلکه به عنوان یک صنعت در هر کشور پا به صحنه تولید گذاشت.
در اصل چرم سازی یک صنعت تبدیلی و ایجاد ارزش افزوده در یک صنعت می باشد. به واسطه چرم سازی ضایعات دریافی از کشتارگاه ها به کالای باارزش چرم تبدیل می شود. در تمامی کشورهای دنیا لازمه بقاء و پیشرفت توجه به کشاورزی و دامپروری در آن کشورها می باشد پس باید پوست های موجود در صنعت دامپروری را به چرخه تولید و مصرف بازگرداند.
از این رو در تمام کشورهای دنیا چرم سازی وجود دارد اما میزان بهره وری از این صنعت بزرگ در اقتصاد کشورها به مدیریت کلان آن کشورها بستگی دارد.
در کشورمان ایران در سال 1344 از طریق سازمان FAO (مرکز بهبود پوست و چرم ایران) در تهران تاسیس شد که از سال 1358 وزارت کار مدیریت این مرکز را به عهده گرفت. در دهه 60 خدمات آموزشی بسیار مطلوبی به صاحبان صنایع مربوطه و دیگر علاقمندان ارائه نمود اما در اوایل دهه 70 این مرکز تعطیل شد و تنها مرکز آموزشی موجود در صنعت چرم ایران از بین رفت. امروزه در زمینه چرم سبک در ایران تنها به تولید سالامبور و صادرات آن قناعت می کنیم در حالی که صنعت چرم کشورهای اطراف ایران مانند ترکیه در حال رقابت با کشورهایی مانند ایتالیا می باشد. و یکی از راه های موفقیت این کشورها بالا بردن تکنولوژی چرم سازی و پشتیبانی علمی دانشگاه ها از این صنعت می باشد. در حال حاضر صنعت چرم سازی در ایران با کمترین رونق به کار خود ادامه می دهد. و طی تحقیقات انجام شده در 10 سال اخیر میزان شاغلین و صاحبان صنعت چرم سازی 50% کاهش و کارخانجات با کمترین میزان تولید خود کار می کنند.
اما با وجود این مسائل اقداماتی از طرف دلسوزان این صنعت صورت گرفته که از جمله آن ساخت ماشین آلات مورد نیاز و ساخت مواد شیمیایی قابل مصرف از پوست خام تا چرم و گسترش صادرات چرم می باشد.
متاسفانه در ایران آموزش چرم سازی متولی خاصی ندارد و بعضی از مراکز و واحدهای آموزشی کشور اقدام به راه اندازی رشته هایی مثل پشم و پوست و چرم نموده اند و این مرازک از نظر امکانات آزمایشگاهی و نیروی انسانی متخصص برای تربیت دانشجو در مضیقه هستند و امید به این است با توجه بیشتر مسئولین مربوطه به این صنعت فراموش شده و افزایش واحدهای تولیدی در آن و اختصاص آزمایشگاه های تخصصی در کنار استفاده از علم روز دانشگاه ها بتوان جزء کشورهای مطرح در صنعت چرم سازی قرار گیریم.

:
بدلیل شیوع بیماری های عفونی توسط باکتری های بیماری زای مختلف و پیشرفت مقاومت آنها در مقابل آنتی بیوتیک های گروههای دارویی، پژوهشگران را به آن داشت که عوامل ضدمیکروبی جدیدی را جستجو کنند . امروزه موا دی در ابعاد نانو بوجود آمده است که بدلیل مساحت سطح به حجم بالا و خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد بعنوان مواد ضدمیکروبی جدید استفاده می شوند. تولید پوشاك های جدید که در واقع مواد نانو فاز را بر روی پارچه منسوج قرار داده اند در دانشگاهها و صنعت بسیار توسعه یافته. اخیراً بخش وسیعی از نانو ذرات با ساختارهای گوناگون را می توانند بر روی الیاف قرار داد که منجر به تولید منسوجات با خواص جدید می شوند.
یونهای نقره که بعنوان مواد آنتی باکتریال استفاده می شوند، امروزه نوآوری جالب توجهی را بوجود آورده اند که علت آن از بین بردن باکتریهایی است که نسبت به آنتی بیوتیک ها افزایش مقاومت داشته اند . بطور خلاصه فعالیت ضدباکتری نقره بسیار معروف است و بر

 روی حدود 650 نوع از باکتری ها تأثیر واضح و روشنی دارد.

تحقیقات اخیر ثابت کرده که فعالیت آنتی باکتری نانو ذرات نقره بستگی به جذب شیمیایی +Ag دارد که بطور آماده روی سطح نانو نقره شکل داده می شود که ناشی از حداکثر حساسیت آنها نسبت به اکسیژن است . بنابر این مکانیزم تحویل یون نقره از خوشه های نقره به باکتریها نیازمند تحقیقات بیشتری است. از این رو ترکیب نانو ذرات نقره را بر روی انواع مختلفی از پارچه ها با روشهای مختلف قرار داده اند تا منسوجات ضدمیکروبی تولید کنند که در این سمینار به برخی از این روشها پرداخته شده است.
فصل اول
کلیات
1-1) الیاف مصنوعی
تولید الیاف مصنوعی در سال 1939 توسط تحقیقات کاروترز (Carothers) در آزمایشگاه های شرکت دوپون پایه گذاری گردید و به این ترتیب الیاف نایلونی از طریق ذوب ریسی تهیه گردید. مهمترین اعضاء تشکیل دهنده خانواده الیاف مصنوعی را نایلون ها، پلی استرها، آکریلیک ها و پلی الفین ها (پلی پروپیلن و پلی اتیلن) تشکیل می دهند.
به طور کلی پلیمرهای زنجیره ای شکل مناسب برای تولید الیاف باید از وزن مولکولی به قدر کافی بالا برخوردار بوده و در عین حال بتواند تا حدودی نسبت به محور لیف نظم و آرایش یافتگی پیدا کند. جهت کسب نظم مورد، نظر الیاف معمولاً در حین تولید و در مراحل بعدی کشیده می شوند. تولید الیاف  مصنوعی همچنین ریسندگی اولیه نام دارد.
نحوه تولید الیاف به نوع پلیمر بستگی دارد. از بین الیاف مصنوعی که در بالا نام برده شده است فقط آکریلیک به روش ترریسی و بقیه از طریق ذوب ریسی تهیه می گردند.
الیاف پلی آمید (نایلون)
تولید نایلون در حقیقت باز کننده راه به سوی تعداد زیادی از الیاف مصنوعی دیگر با خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت بوده است و مهندسی الیاف را و به عبارت دیگر تولید الیاف با تعیین خواص از قبل را امکان پذیر ساخته است.
اولین لیف مصنوعی موفق نایلون 66 بود که از یک دی آمین (هگزامتیلن دی آمین) و یک دی کربوکسیلیک اسید (آدپیک اسید) سنتز گردید. زنجیره ها در نایلون کاملاً کشیده بوده و دارای گروههای جانبی حجیم نمی باشد و بصورت صفحاتی متبلور می گردند که توسط پیوندهای هیدروژنی بین گروههای NH و CO به یکدیگر مربوط می گردند. این صفحات ممکن است به دو صورت مختلف نسبت به یکدیگر قرار گیرند (Packing) که فرم بلورین مختلفی را خواهند داشت. تصاویر پراش اشعه ایکس دلیل بر آن دارند که 50 تا 60 رصد نایلون متبلور است. بعد از خروج از رشته ساز، الیاف نایلون دارای آرایش زیادی نمی باشد.
به کمک کشش سرد می توان درجه آرایش یافتگی و تبلور را در نایلون افزایش داد. مقدار آرایش یافتگی اولیه به شرایط تولید بستگی دارد و با ازدیاد سرعت تولید فیلامنت، درجه آرایش یافتگی هم افزایش یافته و میزان کشش باقیمانده جهت کسب خواص مطلوب برای فیلامنت کاهش می یابد. با کشش گرم و ازدیاد میزان کشش و در نتیجه آرایش بالاتر می توان استحکام الیاف نایلونی را به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش داد. الیاف کشیده شده به مقدار زیاد، در مقایسه با الیاف معمولی به استحکام بالا (High Tenacity) معروف می باشند.

در سالهای اخیر نانو تکنولوژی و استفاده از نانو مواد در نساجی بویژه در بخش تکمیل کاربرد فراوانی یافته است. نانو مواد ممکن است به صورت نانو ذرات یا صفحات نانو موجود باشد. این مواد حداقل از یک جهت در ابعاد 1 تا 100 نانومتر هستند. با کاهش اندازه ذرات میزان پوشش سطحی یا سطح مخصوص افزایش یافته که این ویژگی با تغییرات فیزیکی و شیمیائی ارتباط مستقیم دارد. کاربرد نانو ذرات، نانو کامپوزیتها و نانو کپسولها در نساجی باعث افزایش خاصیتهای ضد آب وضد روغن، رنگ پذیری، مقاومت سایشی، خواص ضد میکروب و

 کاهش نفوذ پذیری گازها می شود. روشهای مختلفی همانند اسپری، غوطه وری، چاپ غلطکی و پلاسما برای پوشش دهی نانو مواد در نساجی استفاده می شوند. یکی از موادی که در کاربرد نساجی آن کمتر مورد توجه قرار گرفته نانورس می باشد. به طور کلی خاك رس ماده ای معدنی شامل لایه های سیلیکاتی و یونهای قابل انتقال در بین لایه های خود است. خاك رس بر اساس نوع ساختار کریستالی و یا تعداد مکانهای باردار به ازای هر واحد کریستالی طبقه بندی می شوند. یکی از ساختارهای مهم کریستالی مونت موریلونیت (MMT) می باشد که یک لایه رس شامل 2 صفحه کریستالی 4 وجهی است که به صورت ساندویچ شکل یک صفحه 8 وجهی را احاطه کرده اند. نانورس ذرات در ابعاد نانو خاك رس می باشد که عموماً پایه کریستالی MMT داشته و توسط نمکهای آمونیوم چهار ظرفیتی اصلاح سطحی شده اند. در زمینه کاربرد نانورس در پلیمر و نانو کامپوزیتهای پلیمری تاکنون تحقیقات متعددی انجام شده است. در علوم پلیمر نانورس پایدار کننده حرارتی و افزایش دهنده استحکام در رزین ها، فیلم های پلیمری و نانو کامپوزیتهای پلیمری است. بهبود خواص حرارتی ،تاخیر اندازی آتش ،نفوذ ناپذیری و استحکام نانو کامپوزیتهای پلیمری بر پایه نانورس نشان دهنده اهمیت به کار گیری این ماده است. در صنعت نساجی اضافه کردن نانورس بر پایه MMT به الیاف پلی پروپیلن در فرایند تولید موجب ایجاد رنگ پذیری با رنگهای اسیدی و دیسپرس می شود. لیف نایلون 6 حاوی 5% نانورس دارای خواص مکانیکی و حرارتی بهتری است. با توجه به تحقیقات پیشین کاربرد نانورس در تکمیل پارچه به منظور بهبود خواص نهایی مشاهده نشده است. در این پژوهش اثر پوشش دهی نانورس بر پارچه 100 % پنبه به منظور افزایش پایداری حرارتی و جذب اشعه ماوراء بنفش و افزایش مقاومت الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته است.