شماره ركورد
26185
شماره راهنما
CHE2 954
عنوان
بهبود مقاومت شعله، خواص ضد باكتريايي و مكانيكي پارچه پنبه اي با استفاده از پلييورتانهاي آبپايه كاتيوني تابش پز فرابنفش حاوي نانوساختارهاي لايهاي، تركيبات فسفردار و كيتوسان
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
شيمي- شيمي پليمر
دانشكده
شيمي
تاريخ دفاع
1404/07/23
صفحه شمار
103 ص .
استاد راهنما
عباس محمدي
استاد مشاور
احسان نادري كلالي
كليدواژه فارسي
پلي يورتان آب پايه تابش پز فرابنفش , بازدارندگي شعله , ضد باكتريايي , پارچه چند منظوره , نانوساختارهاي لايه اي
چكيده فارسي
پارچههاي پنبهاي، عليرغم نرمي، راحتي و زيستسازگاري كم نظير كه آنها را به انتخابي بيبديل در پوشاك، منسوجات بيمارستاني، و دكوراسيون داخلي تبديل كرده است، با محدوديتهاي حياتي نظير اشتعالپذيري ذاتي، رشد سريع ميكروارگانيسمها و افت خواص مكانيكي و دوام شستشو مواجه هستند. هدف اين پژوهش، توسعه يك پوشش پليمري چندمنظوره و پايدار بر پايهي پلييورتان آبپايهي كاتيوني با قابليت پخت فرابنفش (UV) است كه بهطور همزمان، مقاومت در برابر شعله، فعاليت ضدباكتريايي و خواص مكانيكي پارچه را ارتقا دهد. براي اين منظور، نانوكامپوزيت تأخيرانداز شعله DOPO-LDH (DL) سنتز و بهعنوان تقويتكننده اصلي فرمولاسيون استفاده شد؛ ساختار لايهاي LDH و پيوندهاي هيدروژني قوي آن با الياف پنبه، چسبندگي، پايداري حرارتي و تقويت مكانيكي را بهبود بخشيد و تركيب DOPO با LDH، عملكرد بازدارندگي شعله در فاز گازي را ارتقا داد، ضمن اينكه رنگ سفيد آن از تغيير رنگ پارچه جلوگيري نمود. همچنين، براي تقويت اثر ضدباكتري و بازدارندگي شعله، كيتوسان با گليسيديلتريمتيلآمونيوم كلريد اصلاح و هيدروكسيپروپيلتريمتيلآمونيومكلريدكيتوسان (HACC) با اصلاح پراكندگي و فعاليت ضدباكتري بهينه در طيف وسيع pH، سنتز گرديد. پلييورتان كاتيوني تابش پز فرابنفش بهعنوان بستر پوشش، بهواسطه ايجاد شبكههاي اتصالات عرضي، پايداري شستشو را تضمين كرده و بار مثبت آن، چسبندگي بهتر و اثر ضدباكتري را تقويت نمود. شناسايي ساختار و توزيع نانوكامپوزيتهاي DL و HACC با آزمونهاي FTIR، XRD، NMR و FESEM تأييد شد. پوششهاي نهايي شامل HACC5٪ و مقادير مختلفDL(5/5،2و5/7درصد)بودند كه بهترين عملكرد با تركيب 5٪HACC و5٪DL(WPUH/5DL) حاصل گرديد. پوششدهي با روش غوطهوري انجام و سپس با تابش UV پخت شد. نتايج آزمونهاي TGA و احتراق، بازدارندگي شعلهاي برجسته را اثبات كرد: در حالي كه پارچهي بدون پوشش در كمتر از يك دقيقه كاملاً شعلهور شد، نمونهي بهينه بهآرامي، بدون دود سياه و چكه سوخت و باقيماندهي زغالي آن از ٪08/13 به ٪52/16 افزايش يافت. استحكام كششي پارچه با پوشش بهينه نيز از 9/39مگاپاسكال به 9/43مگاپاسكال ارتقا يافت كه ناشي از پيوندهاي هيدروژني LDH، HACC و شبكه اتصالات عرضي پلييورتان است. فعاليت ضدباكتري قوي و پايدار پوشش، با هالههاي مهار رشد 12و18 ميلي متري به ترتيب عليه باكتري هاي E. coli و S. aureus مشاهده شد. تحليل FESEM توزيع يكنواخت پوشش و حفظ تخلخل پارچه را نشان داد. همچنين، زاويه تماس آب از °9/43 در پارچه بدون پوشش به °3/112 درجه در پارچه اصلاح شده افزايش يافت و پايداري شستشو با كاهش وزن تنها ٪4/4 پس از ده چرخه اثبات گرديد. اين پژوهش راهكاري جامع و صنعتي براي توليد منسوجات نخي مقاوم در برابر شعله، ضدباكتري و با خواص مكانيكي بهبود يافته فراهم ميكند كه پتانسيل كاربرد گستردهاي در پوشاك محافظ، روپوشهاي بيمارستاني و منسوجات صنعتي دارد.
كليدواژه لاتين
UV-curable waterborne polyurethane , flame retardant , antibacterial , multifunctional fabric , layered nanostructures
عنوان لاتين
Improving flame resistance, antibacterial and mechanical properties of cotton fabric using UV-curable cationic waterborne polyurethanes containing layered nanostructures, phosphorus compounds and chitosan
گروه آموزشي
شيمي پليمر
چكيده لاتين
Despite their unparalleled softness, comfort, and biocompatibility that make them an ideal choice for apparel, hospital textiles, and interior decoration, cotton fabrics face critical limitations such as inherent flammability, rapid growth of microorganisms, and degradation of mechanical properties and wash durability. The aim of this research is to develop a versatile and stable polymer coating based on a water-based cationic polyurethane with ultraviolet (UV) curability that simultaneously enhances flame resistance, antibacterial activity, and mechanical properties of the fabric. For this purpose, a flame retardant nanocomposite DOPO-LDH (DL) was synthesized and used as the main reinforcement of the formulation; the layered structure of LDH and its strong hydrogen bonds with cotton fibers improved adhesion, thermal stability, and mechanical reinforcement, and the combination of DOPO with LDH enhanced the flame retardancy performance in the gas phase, while its white color prevented the discoloration of the fabric. Also, to enhance the antibacterial effect and flame retardancy, chitosan modified with glycidyltrimethylammonium chloride and hydroxypropyltrimethylammonium chloride chitosan (HACC) with optimal dispersion and antibacterial activity in a wide pH range were synthesized. Cationic polyurethane as a coating substrate ensured wash stability by creating cross-linked networks, and its positive charge enhanced better adhesion and antibacterial effect. The structure and distribution of DL and HACC nanocomposites were confirmed by FTIR, XRD, NMR and FESEM tests. The final coatings contained 5% HACC and different amounts of DL (2.5, 5 and 7.5) percent, with the best performance being achieved with a combination of 5% HACC and 5% DL (WPUH/5DL). The coating was performed by immersion method and then cured by UV irradiation. The results of TGA and combustion tests demonstrated outstanding flame retardancy: while the uncoated fabric fully ignited in less than a minute, the optimized sample burned slowly, without black smoke or dripping, and its char residue increased from 13.08% to 16.52%. The tensile strength of the optimally coated fabric also improved from 39.9 MPa to 43.9 MPa, which is due to the hydrogen bonds of LDH, HACC, and the polyurethane cross-linking network. Strong and stable antibacterial activity of the coating was observed, with growth inhibition zones of 12 and 18 mm against E. coli and S. aureus bacteria, respectively. FESEM analysis demonstrated uniform distribution of the coating and preservation of the fabric porosity. Also, the water contact angle increased from 43.9° in the uncoated fabric to 112.3° in the modified fabric, and wash stability was demonstrated with a weight loss of only 4.4% after ten cycles. This research provides a comprehensive and industrial solution for producing flame-resistant, antibacterial, and improved mechanical properties cotton textiles, which have the potential for widespread application in protective clothing, hospital gowns, and industrial textiles.
تعداد فصل ها
4
فهرست مطالب pdf
171257
نويسنده