خصوصيات خود پاک کنندگي فتوکاتاليستي
منسوجات پنبه اي اصلاح شده به وسيله کلاسترهاي Tio2
متصل
شده به وسيله فاصل دهنده هاي شيميايي
چكيده
بينش ها و ادراک هاي قابل توجهي در زمينه اتصال
Tio2 به سطوح پنبه با استفاده از فاصله دهنده هاي شيمياي حاصل آمده
است. اين فاصله دهنده ها از طريق تشکيل يک پيوند- استر به پنبه متصل
ميشوند. Tio2 بوسيله ادوات شيميايي به پنبه متصل ميگردد و بر اين
مبنا منسوجات ويژگي هاي خود پاک کنندگي را از خود به نمايش ميگذارند.
روش مهيا سازي سطوح پنبه اي پوشش دار Tio2 از ترکيبات يا محلول هاي
سمياستفاده نميکند. ته نشست شدگي Tio2 بر روي سطح منسوجات پنبه اي
بصورت ناهمگن ميباشد، که علت آن بواسطه سطح ناهموار پارچه هاي پنبه اي
استفاده شده است. پوشش Tio2 شامل لايه هاي شفاف t ميباشد و باعث تغيير
طيف ATR-IR فاصله دهنده که به منظور اتصال Tio2 بر روي گروههاي
هيدروکسيل سلولز استفاده شده است نميشود. افزايش دماي فرآوري در طي
روال استريفيکاسيون فاصله دهنده بوسيله سلولز- OH به نظر باعث افزايش
ميزان فاصله دهندههايي خواهد شد که ميبايست به منسوجات پنبه اي متصل
شوند، اما روال فرآوري در دماي بالا هميشه باعث بوجود آوردن منسوجات
پنبه اي پوشش دار با بهترين خصيصههاي پاک کنندگي نخواهد شد. محدوده
فرآوري گرمايي، 210 درجه سانتيگراد ميباشد که ميبايست به مدت چند
دقيقه اعمال گردد. فراتر از اين دما، حالت زرد شدگي ناچيز پنبه رخ
خواهد داد. فعاليت خود پاک کنندگي پنبه با تيتانياي باردار براي دو
نمونه پنبه با استفاده از فاصله دهندههاي مختلف در طي مدت تابش نوري
24 ساعتي مورد ارزيابي قرار گرفت. لک هاي ناشي از شراب، مواد آرايشي،
تعرق و قهوه به منظور انجام اين ارزيابي ها بر روي منسوجات قرار داده
شد. استفاده از ميکروسکوپ الکتروني قابليت نشان دادن جزئيات مربوط به
پوشش P25 Degussa
Tio2 بر روي دو نوع از پنبه را فراهم ساخته است. عملکرد خود پاک شدگي
اين امر را امکان پذير ميسازد تا با در نظر گيري فواصل بيشتر نسبت به
تميز نمودن بافتهاي پنبه اي که در هواپيما، البسه و صنعت بهداشت به کار
ميروند اقدام نماييم، چرا که روال خود تميز شدگي براي مواردي که ميزان
چرک و کثافت پارچه ها زياد باشند، تنها تا اندازه اي در رفع اين
معضل كارگشا خواهد بود.
کلمات کليدي:
خود پاک شدگي، منسوجات پنبه اي ، کلاسترهاي Tio2، فاصله دهندههاي پلي
کربوکسيليت دار، فتوکاتاليز
پنبه
تقريباً يک سلولز خالص ميباشد (حدود 98%)، کتان نيز حاوي حدود 80%
سلولز ميباشد و چوب محتوي سلولز 40 الي 50 درصد است. سلولز فراوان
ترين ماده آلي ميباشد که بصورت طبيعي وجود دارد و در جداره هاي سلولي
گياهان بزرگتر يافت ميشود و بصورت محلول در آب نميباشد. در پي
هيدروليز اسيدي، واحدهاي گلوکز سلولز بصورت پيوند بتا (4-1) نشان داده
شده اند. روش هاي پراکندگي يا انتشار نور اين موضوع را آشکار ميسازد
که سلولز متشکل از 5000 الي 10000 واحدهاي سلولزي ميباشد. خصيصه هاي
منحصر بفرد سلولز که ناشي از قابليت آن جهت فرم دهي الياف داراي زنجيره
دراز است بنام ميکرو فيبريلها خوانده ميشود. پيوندهاي بتا –
گلوکز اجازه بوجود آمدن يا شکل پذيري سخت و تعميم يافته را ميدهد. از
جمله ديگر پيامدهاي جايگزيني آرايش يافتگي يا هم ترازي گلوکز بصورت
بالا / پايين آن است که گروه هاي – OH زنجيره هاي مجاور اجازه يک پيوند
– H وسيع بين زنجيرهاي را ميدهند. اين پيوند- H ميان زنجيري وسيع
بوجود آورنده يک شکل فرم پذيري – بتا صلب ميباشد که باعث ميشود تا
الياف سلولزي در برابر عملکرد محلولهاي NaOH متراکم مقاومت نشان دهند.
اين مطالعه نشان دهنده آن است كه ميتوان نسبت به پيوند
TiO2 به منسوجات پنبهاي از طريق فاصله دهندههاي شيميايي اقدام نمود.
تجزيه عنصري بارگذاريهاي TiO2 بر روي پنبه، كه از فاصله دهندهها و
شرايط آزمايشي مختلفي بهره گرفته شد، نتيجه حول 1% را نشان ميدهد.
رويه پوششي بصورت مستقيم بوده و از واكنشگرهاي غير سمي در آن استفاده
شده است. منسوجات پنبهاي باردار TiO2 معرف خصيصههاي خود تميز شدگي
ثابتي بوده و بدينسان قابليت حذف نسبي رنگسازهاي مربوط به شراب قرمز
تحت تابش نور روز را ارائه نموده و عملكرد ثابت طولاني مدتي را به
نمايش گذاشته است. طيف بيني ATR-IR معرف تشكيل باندهاي استر بين فاصله
دهنده و سطح پنبه ميباشد. علاوه بر اين، ميتوان اين موضوع را نشان
داد كه واحدهاي كربوكسيل آزاد براي پيوند TiO2 همچنان باقي ميمانند.
بدون فاصله دهنده، هيچ كدام از منسوجات بصورت كارا به TiO2 پيوند
نخواهند خورد. سلولز بوسيله گونههاي راكتيو، كه بوسيله فرآيند
فوتوكاتاليستي در طي دوره آزمايش بوجود آمدهاند، تجزيه نخواهد شد.
پنبه C2 با ميزان كمتري از مواد پيش فرآوري شيميايي در مقايسه با پنبه
E براي عملكرد خود پاك شوندگي لكها تحت تابش نور از كارايي بيشتري
برخوردار ميباشد. با توجه به آنكه استفاده از غلظتهاي بالاتر فاصله
دهندهها بواسطه اشباع محلول محدود ميگردد، بارگذاري چند لايهاي ممكن
است توان بيشتري را بوجود آورده و در نتيجه بارگذاري TiO2 مطلوبتري
حاصل خواهد آمد. در اين مطالعه مرتبط با امكان سنجي، هيچگونه بهينه
سازي براي پارامترهاي گزارش شده حاصل نشده است.