چرم تأخیرانداز شعله فراوری شد

به گزارش 10 از 10، محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر پیروز به فراوری چرم هایی شدند که شعله ور شدن را به تأخیر می اندازد.

چرم تأخیرانداز شعله فراوری شد

به گزارش گروه علمی و دانشگاهی 10 از 10 به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر ، محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر پیروز به فراوری چرم هایی شدند که شعله ور شدن را به تأخیر می اندازد.

سیده فرزانه طباطبائی حسینی فارغ التحصیل مقطع دکتری از دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح سنتز پراکنه های پلی یورتان آب پایه خودشبکه ای شونده تأخیرانداز شعله برای پوشش دهی چرم گفت: قانون فدرال ایالات متحده آمریکا مربوط به کنترل آلودگی هوا تحت عنوان فعالیت در جهت پاکسازی هوا، در سال 1970 به همراه بسیاری از قوانینی که اخیراً در کشورهای اروپایی تصویب شده است، همه صنایع پوششی و رنگسازی را به کاهش رهاسازی ترکیبات آلی فرار موظف نموده است.

وی با بیان اینکه در واکنش به این قوانین، سازندگان به دنبال راهی برای حذف حلال های آلی از پوشش ها و رنگ ها برآمدند، اضافه نمود: با رویکرد به سمت پوشش های آب پایه، صنایع با فواید دیگر آن ها نظیر کاهش قیمت ناشی از حذف حلال ها در کنار کاهش خطرات احتاقتصادی نظیر آتش سوزی، سمیت و غیره رو به رو شدند.

این محقق با بیان اینکه در سال های اخیر، پراکنه های پلی یورتان آب پایه توجه تجاری بسیاری را به ویژه در حوزه پوشش ها به سمت خود جلب نموده گفت: از دلایل توجه به آن ها را می توان ناشی از دوست دار محیط زیست بودن به دلیل کاهش انتشار ترکیبات آلی فرار و آلاینده های پرخطر هوا گرانروی کم در عین جرم مولکولی بالا، قیمت مناسب تر دانست.

به گفته فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر، فرایندهای مختلفی برای تهیه پراکنه های پلی-یورتان-آب پایه توسعه یافته است.

وی با بیان اینکه یکی از کاربردهای پرمصرف پراکنه های پلی یورتان آب پایه در صنعت تکمیل چرم است، اعلام کرد: از مسائل پراکنه های پلی یورتان آب پایه ترموپلاست، حساسیت به آب نسبتاً بالا و خواص مکانیکی ضعیف آن هاست که کاربرد این پراکنه ها را به عنوان پوشش رویه در تکمیل چرم محدود می سازد.

وی ادامه داد: این در حالی است که در بسیاری از کاربردهای محصولات چرمی، مقاومت به آب جزء مهمترین خاصیت به شمار می رود. همچنین امروزه بهبود مقاومت کالاهای چرمی در برابر آتش به ویژه در صنایع مبلمان ، خودروسازی و هواپیماسازی مورد توجه گسترده ای واقع شده است.

وی با تاکید بر اینکه امروزه بیشترین تحقیقات صورت گرفته بر روی پراکنه های پلی یورتان آب پایه به منظور بهبود خواص فیزیکی-مکانیکی، حرارتی و مقاومت در برابر جذب آب و حلال آن هاست، خاطر نشان کرد: این اصلاحات به وسیله پیوند زدن، ایجاد اتصال عرضی و یا اختلاط با پلیمرهای دیگر حاصل می گردد.

طباطبایی اعلام کرد: در این سیستم ها به دلیل احتیاج به منبع گرما و یا تابش پرتو، محدودیت فرصت کاربری جزء اتصال دهنده و همچنین در بیشتر موارد سمیت ناشی از جزء دوم نظیر آزیریدین، کاربرد عملی آن ها محدود می گردد. بدین منظور در سال های اخیر توجه زیادی به سمت ساخت پراکنه های پلی یورتانی آب پایه خودپخت شونده در دمای محیط توسط فرآیند هیدرولیز و تراکمی گروه های آلکوکسی سیلان جلب شده است.

وی اضافه نمود: چالش های اصلی در سنتز پراکنه های پلی یورتانی آب پایه خودشبکه ای شونده سیلوکسانی، کنترل پارامترهای فرآیندی مهم (رطوبت و دما) در حین ساخت و همچنین برقراری تعادلی محتاطانه بین درجه اتصال عرضی و محتوای گروه های آبدوست است همچنین آتش پذیری ذاتی مواد پلیمری، سالانه خسارات جانی و اقتصادی متعددی را به همراه دارد.

وی ادامه داد: از اینرو در تحقیقات اخیر توجه بسیاری معطوف به بهبود خواص تأخیراندازی شعله مواد پلیمری شده است. آنالیز های صورت گرفته در این حوزه نشان داده است که در میان مواد تأخیرانداز شعله، ترکیبات حاوی فسفر و عاری از هالوژن به دلیل بازده بالا و فراوری کمتر دود و گازهای سمی، مورد استقبال بیشتری واقع شده اند.

وی با بیان اینکه تقریباً 7درصد از منابع نفت و گاز دنیا برای ساخت پلیمرها مصرف می گردد، اعلام کرد: اخیراً به دلایلی چون نگرانی در خصوص محدودیت ذخایر نفتی، قیمت بالای نفت خام و دلایل زیست محیطی توجه زیادی به سمت استفاده از مواد تجدیدپذیر زیستی به ویژه روغن های گیاهی جلب شده است.

طباطبایی عنوان نمود: روغن های گیاهی به دلیل فراوانی و دردسترس بودن، ارزانی، غیرسمیت و پایداری حرارتی بالا مورد توجه بیشتری قرار گرفته اند. از اینرو در سال های اخیر تحقیقات فراوانی در جهت استفاده از روغن های گیاهی به عنوان مواد اولیه در ساخت پلیمرها به ویژه پراکنه های پلی یورتانی صورت گرفته است.

ارائه طرح های نوآورانه برای ایجاد پوشش هایی به عنوان ماده اولیه چرم

وی اضافه نمود: هدف از انجام پژوهش حاضر، طراحی نوآورانه و دوستدار محیط زیست از پراکنه های پلی یورتان آب پایه به عنوان پوشش های تأخیرانداز شعله برای تکمیل چرم است. به گفته این محقق، بدین منظور در فاز اول پژوهش به منظور بهبود خواص مکانیکی و حرارتی پراکنه های پلی یورتان آب پایه به جهت استفاده در پوشش رویه چرم، از اتصال دهنده عرضی سیلانی استفاده شده و غلظت آن در فرمولاسیون بهینه شد.

وی تاکید نمود: در ادامه خواص تأخیراندازی شعله و مقاومت در برابر جذب آب فیلم های پلی یورتان آب پایه اصلاح شد. در خاتمه کارآیی این پوشش ها توسط اعمال بر روی چرم طبیعی آنالیز شد. در ادامه مفصلاً به توضیح پژوهش و نوآوری آن پرداخته می گردد.

وی با اشاره به فرایند پروژه که در اسپانیا انجام گرفته است، اعلام کرد: در ابتدا پراکنه های پلی یورتان آب پایه با قابلیت ایجاد اتصال عرضی در دمای محیط ساخته شد و سپس خواص ساختاری، کلوییدی، سطحی، فیزیکی-مکانیکی و حرارتی مورد آنالیز واقع شد.

وی خاطر نشان کرد: محتوای ژل برای نمونه حاوی 10 درصد وزنی از عامل اتصال دهنده سیلانی، مقدار 5/90 درصد گزارش شد که تاییدی بر تشکیل ساختار شبکه ای سیلوکسانی بود. افزایش در غلظت آلکوکسی سیلان از صفر به 10 درصد وزنی، منجر به افزایش در اندازه ذره از 5/36 به 63 نانومتر گشت. با این حال، نمونه ها بیش از 12 ماه در دمای محیط نگه داری شدند و هیچ گونه علایمی از رسوب و یا دوفازی شدن مشاهده نشد. آنالیز ریخت شناسی، بهبود در جدایش میکروفازی در حضور آلکوکسی سیلان را نشان داد. به علاوه، با افزایش میزان اتصال دهنده عرضی، سیستم سخت تر شده که منجر به افزایش در دمای انتقال شیشه ای، مدول یانگ و استحکام کششی و همچنین کاهش در ازدیاد طول در هنگام پارگی گشت.

طباطبایی اضافه نمود: از طرفی فیلم های پلی یورتان آب پایه خودپخت شونده، خواص ضدآبی و پایداری حرارتی بالایی از خود نشان دادند که ناشی از عمکرد عالی شبکه سیلوکسانی بود. به عنوان نتیجه کلی، حضور 10 درصد وزنی از عامل اتصال دهنده سیلانی باعث بهبود چشمگیری در خواص پراکنه، ضدآبی، مکانیکی و حرارتی شد. از اینرو در بخش بعدی برای ساخت پراکنه ها از غلظت بهینه 10 درصد وزنی آلکوکسی سیلان استفاده شد.

وی ادامه داد: در بخش دوم از پژوهش، از دی ال فسفری تجاری به عنوان عامل تأخیرانداز شعله از نوع فعال برای واکنش با ایزوسیانات، استفاده شد.

وی با تاکید بر اینکه از روغن کرچک به عنوان گزینه مناسب در جهت افزایش آبگریزی چرم استفاده کردیم، اعلام کرد: روغن کرچک با داشتن گروه های هیدروکسیل برای واکنش مستقیم با ایزوسیانات بدون انجام اصلاحات اضافی، در ساخت پلی یورتان ها مورد توجه واقع شده است. از اینرو استفاده از این روغن در ساخت پراکنه های پلی یورتان آب پایه نه تنها منجر به بهبود آبگریزی سیستم شده بلکه میزان خوراک تجدیدپذیر در فرمولاسیون را افزایش داد که گامی مثبت در جهت نگرانی های اخیر در رابطه با محدودیت سوخت های فسیلی است.

وی با تاکید بر اینکه به همین دلیل از روغن کرچک برای پوشش چرم بهره بردیم، اظهار کرد: به هنگام انجام آزمایش ها، اثر تأخیرانداز شعله و پلی ال تجدیدپذیر بر خواص ساختاری، پراکنه، فیزیکی-مکانیکی، حرارتی و در نهایت تأخیرانداز شعله را مورد آنالیز قرار دادیم.

وی خاطر نشان کرد: مقادیر جذب آب فیلم های پلی یورتان آب پایه با اضافه نمودن دی ال فسفری افزایش یافت. با این حال به منظور بهبود آبگریزی سیستم، روغن کرچک در فرمولاسیون استفاده شد و منجر به افزایش زاویه تماس آب و مقاومت در برابر جذب آب فیلم ها گشت. مقدار شاخص حدی اکسیژن برای فیلم حاوی 7/8 درصد وزنی دی ال فسفری، 4/30% همراه با رتبه بندی V0 در آزمون سوختن عمودی UL-94 به دست آمد.

به گفته این محقق، همچنین نتایج آزمون گرماسنجی مخروطی در مقیاس میکرو برای نمونه های حاوی دی ال فسفری، کاهش چشم گیری در مقادیر نرخ رهایش گرما، بیشترین دما در پیک نرخ رهایش رما، مجموع گرمای آزادشده و ظرفیت گرمای آزادشده نشان داد. براساس نتایج حاصل از آزمون های صورت گرفته، سازوکار تخریب حرارتی پلی یورتان های آب پایه تأخیرانداز شعله به طور جزئی از نوع فاز گاز و عمدتاً از نوع فاز فشرده ناشی از تشکیل لایه زغال محافظ در اثر هم افزایی فسفر و سیلیکون به دست آمد.

فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر اضافه نمود: در خاتمه می توان نتیجه گرفت که با تغییر محتوای وزنی دی ال فسفری و پلی ال تجدیدپذیر می توان به پلی یورتان های آب پایه عامل دار شده با خواص متنوع جهت کاربرد در پوشش های تأخیرانداز شعله دست یافت.

وی تاکید نمود: در خاتمه به منظور آنالیز کارایی نمونه های پلی یورتان آب پایه تأخیرانداز شعله حاوی روغن کرچک به عنوان پوشش رویه چرم طبیعی، بعضی از آزمون های کیفی مهم به همراه آزمون شاخص حدی اکسیژن بر روی چرم های پوشیده شده از این نمونه ها انجام شد.

وی با اشاره به نتیجه تحقیقات خود گفت:طبق نتایج به دست آمده از آزمون های صورت گرفته بر روی پراکنه ها و فیلم های پلی یورتان آب پایه تأخیرانداز شعله حاوی روغن کرچک، این نمونه ها دارای خواص مطلوب برای استفاده در پوشش رویه چرم طبیعی بودند. فیلم های پوششی برای تمامی نمونه ها عاری از چسبناکی همراه با شفافیت بسیار بالا و چسبندگی عالی به لایه های زیرین چرم بود. همچنین ثبات نمونه ها در برابر سایش تر و خشک، نور و لکه آب بسیار مناسب گزارش شد. همچنین نمونه های چرمی حاوی دی ال فسفری، بهبود در خواص تأخیراندازی شعله به وسیله افزایش در مقادیر شاخص حدی اکسیژن (بالای 30%) و کاهش دود در حین سوختن نشان دادند.

وی ادامه داد: از اینرو، نتایج حاصل از آزمون های صورت گرفته، پراکنه های پلی یورتان آب پایه خودشبکه ای شونده را گزینه ای بسیار مناسب به عنوان پوشش های تأخیرانداز شعله در صنایع چرم مطرح می سازد.

بخش آزمایشگاهی این طرح به طور کامل در کشور اسپانیا در دانشگاه باسک انجام گرفت. اساتید راهنمای این پروژه دکتر منوچهر خراسانی و دکتر مرتضی ابراهیمی هستند.

منبع: خبرگزاری فارس
انتشار: 29 بهمن 1398 بروزرسانی: 26 آبان 1399 گردآورنده: 10az10.ir شناسه مطلب: 777

به "چرم تأخیرانداز شعله فراوری شد" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "چرم تأخیرانداز شعله فراوری شد"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید