مقدمه
در جوامع امروزی، پیشرفت بی سابقه ای در اندازه و تعداد ساختمانها، آسمان خراشها، انبارها و روشهای حمل و نقل صورت گرفته است. فرشها، مبلمان و پرده ها، وسایل، سوخت و گاز مصرفی برای گرم کردن، تماماً موجب افزایش میزان مواد آتش پذیر در ساختمانها شدهاند. تکنولوژیها، فرآیندها و کاربردهای جدید، خطرات جدیدی از آتش را معرفی کردند (مانند منابع اشتعال جدید همانند جرقه های جوشکاری و یا مدار کوتاه). روشها و تجهیزات محار آتش جدید و همچنین طراحی نوین ساختمانها، موجب کاهش میزان خرابی های ناشی از آتش شده است. گرچه، میزان بالای مواد قابل اشتعال موجود در ساختمانهای اداری و مسکونی می تواند موجب خنثی شدن موارد گفته شده حتی برای بهترین ساختمانهای ساخته شده بشوند [1].هر سال، بیش از 3 میلیون آتش سوزی موجب 29 هزار مجروح و 4500 کشته در آمریکا می شوند و چیزی متجاوز بر 100 میلیارد دلار خسارت وارد می شود. آتش سوزی های شخصی اکثراً در اماکن مسکونی روی می دهد جایئکه اثاث منزل، کفپوشها و البسه بطور گسترده وجود دارند و بعنوان سوختی مناسب برای آتش می باشند. خسارات بزرگ معمولاً در مکانهای تجاری مانند ادارات و انبارها ایجاد می شوند. آتش سوزی همچنین در هواپیماها، قطارها و اتوبوسها نیز رخ می دهد [1].بمنظور ایجاد محافظت بیشتر در برابر آتش و همچنین افزایش زمان فرار هنگام بروز آتش سوزی، روشهای افزایش بتأخیر افتادن سوختن کالاهای مصرفی گسترش یافتند. مواد تأخیر انداز شعله بصورت شیمیایی به پلیمرها، طبیعی و مصنوعی برای ایجاد خصوصیات تأخیر اندازی شعله اضافه شدند. مواد تأخیر انداز شعله شیمیایی اغلب بمنظور بهبود خصوصیات آتش پذیری پلیمرهای مصرفی از کم به متوسط استفاده می شوند. این مواد تأخیر انداز شعله یا بطریق فیزیکی و یا با ایجاد پیوند بر روی پلیمر مورد نظر مانع آتش می شوند. عموماً این مواد قابلیت اشتعال پذیری کمتر و یا پخش شدگی کمتر هنگامی که آتش آغاز شد را ایجاد می کنند. برخی از پلیمرها بدلیل ساختار پلیمری پایداری که دارند بطور ذاتی کمتر اشتعال پذیر هستند؛ که عموماً مواد گرانتری نظیر پلی ایمیدها، پلی بنز ایمیدازول و پلی اتر متونها می باشند [1].مواد تأخیر انداز شعله در مورد پلیمرهای مصنوعی و یا آلی به پنج طریق اصلی عمل می کنند که عبارتند از: (1)رقیق کردن گاز؛ (2) خنک کردن دمای محیط؛ (3) پوشش محافظ؛ (4) رقیق کردن فیزیکی؛ (5) واکنشهای شیمیایی، یا ترکیبی از روشهای گفته شده [2].1) گاز بی اثر رقیق بوجود آمده در اثر استفاده از مواد اضافه شده، مقادیر بزرگی از گازهای غیر قابل اشتعال در هنگام تجزیه را ایجاد می کند. این گازها اکسیژن مورد نیاز برای سوختن را رقیق می کنند و یا غلظت گازهای اشتعال پذیر را رقیق کرده و دما را پایین تر از حد اشتعال پذیری ماده نگه می دارند.هیدرواکسید فلزات، نمکهای فلزی و برخی ترکیبات نیتروژن دار به این طریق عمل می کنند. 2) خنک شدن دمای محیط نتیجۀ تجزیۀ گرماگیر مواد تأخیر انداز شعله می باشد. هیدروکسید فلزات، نمکهای فلزی و ترکیبات نیتروژن دار موجب کاهش دمای سطح و سرعت سوختن می شوند.3) بعضی از مواد تأخیر انداز شعله تشکیل یک سپر محافط کف مانند یا خاکستر را می دهند. این امر سبب محدود شدن مقدار پلیمر قابل دسترس برای سوخته شدن و یا بعنوان یک لایۀ عایق بمنظور کاهش میزان حرارت منتقل شده از شعله به پلیمر عمل می کند. ترکیبات فسفر دار و سیستمهای پف کننده که بر پایۀ ملامین و دیگر ترکیبات نیتروژنی هستند مثالهای این گروه می باشند.
4) پر کننده های خنثی (الیاف شیشه و میکرو کره ها) و مواد معدنی (تالک) بعنوان یک خنک کننده حرارتی بمنظور افزایش ظرفیت حرارتی پلیمر یا کاهش دهنده حجم قابل سوختن آن عمل می کنند.5) هالوژنها و برخی از مواد تأخیر انداز شعله فسفر دار بوسیلۀ واکنشهای شیمیایی عمل می کنند. مواد تأخیر انداز شعله به صورت رادیکال آزاد موجب قطع کردن زنجیر فرآیند سوختن می شوند.مواد شیمیایی که بعنوان تأخیر انداز شعله مورد استفاده قرار می گیرند می توانند غیر آلی، آلی، معدنی، هالوژن دار و یا فسفر دار باشند. واژه تأخیر اندازی شعله بیان کننده نوع استفاده می باشد نه ساختار شیمیایی ماده [2].روشهای محافظت در برابر آتش، شامل استفاده از مواد تأخیر انداز شعله، از دیرباز مورد استفاده بوده است. برخی از مثالهای پیشرفتهای ابتدایی در مورد تأخیر اندازی شعله در جدول 1 نشان داده شده است [3].ظهور پلیمرهای مصنوعی در اوایل قرن بیستم اتفاق بخصوصی بود، زیرا نمکهای غیر آلی محلول در آب که تا آن موقع استفاده می شدند اصلاً و یا بمیزان بسیار کم در مورد این مواد که بشدت غیر آبدوست نبود د استفاده شدند. در نتیجه پیشرفتهای نوین، بر روی گسترش مواد تأخیر انداز شعله سازگار با پلیمرهای مصنوعی معطوف شد.با وقوع جنگ جهانی دوم، عملیات تکمیل تأخیر اندازی شعله چادرهای کرباسی که مورد استفاده نیروهای نظامی بودند، بوسیلۀ مخلوطی از پارافینهای کلر دار شده و نمکهای فلزی غیر محلول که اکثراً اکسید آنتیموان بودند و برای جلوگیری از اشتعال بکار می رفتند، صورت گرفت. این دو ماد توسط یک رزین چسبناک همراه هم بر روی سطح کالا قرار می گرفتند.پس از جنگ، پلیمرهای ترموپلاستیک غیر سلولزی بیش از پیش بعنوان الیاف اصلی در تهیه البسه مورد استفاده قرار گرفتند و در نتیجه ایجاد خاصیت تأخیر اندازی شعله در آنها بیشتر اهمیت پیدا کرد. یک مثال بارز از برتری ترکیبات غیر سلولزی محدود شدن استفاده از پنبه در لباس خواب کودکان بر اساس استاندارد های جدید بود. در سال 1971، 78 درصد لباس خواب کودکان از پنبه بود، درحالیکه در سال 1973 این میزان کمتر از 10 درصد در آمریکا بود [4].با افزایش استفاده از پلیمرهای ترموپلاستیک و ترموست در ابعاد بزرگتر در ساختمانها، حمل و نقل، مهندسی برق و الکترونیک، سیستمهای جدید تأخیر اندازی شعله بوجود آمدند. اساس این سیستمها بر روی ترکیبات آلی و غیر آلی که شامل برم،کلر، فسفر، نیتروژن، بور، و اکسیدها و هیدروکسیدهای فلزی بودند، می بود. امروزه، سیستمهای تأخیر اندازی شعله که چندین نوع عملکرد تأخیر اندازی شعله مختلف را که در بالا نام برده شد دارا هستند، بوجود آمده اند [4].

فهرست مطالب

.چکیده ……………………………………………………………………………………………………………….1
.مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………3

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

.فصل اول : روشهای مقاوم سازی در برابر شعله

اکثر خسارات شخصی ناشی از آتش در اماکن مسکونی جائیکه اثاث منزل، پوششهای دیوار و کف و لباسها بطور گسترده نقش سوخت را ایفا میکنند،اتفاق می افتد. یکی از روشهای ممکن برای کاهش میزان خسارات ناشی از آتش سوزی استفاده از مواد تأخیر انداز شعله می باشد [1].
1-1-1 فرآیند سوختن
برای درک نحو ه عمل مواد تأخیر انداز شعله، ابتدا فرآیند اشتعال و سوختن بطور مختصر شرح داده می شود:آتش یک واکنش فاز گازی می باشد. بنابراین، یک جسم برای سوختن لازم است به گاز تبدیل شود. بعنوان یک ماده، منسوجات در مقابل افزایش درجه حرارت آسیب پذیر می باشند. اگر دمای منبع حرارت (تابشی یا شعله گاز) به میزان کافی بالا و نرخ خالص انتقال حرارت به بافته زیاد باشد، تجزیه حرارتی زیر لایه های الیاف صورت می گیرد [5].مواد حاصل از این تجزیه شامل گازهای اشتعال پذیر، گازهای غیر قابل اشتعال و خاکستر کربن دار می باشد.گازهای اشتعال پذیر با هوای محیط اطراف و اکسیژن موجود در آن مخلوط می شوند. هنگامیکه نسبت اجزاء تشکیل دهنده مخلوط و حرارت مناسب باشد، مخلوط شعله ور شده و ایجاد شعله می کند. بخشی از حرارت ایجاد شده در آتش به بافته منتقل شده و سبب ادامه فرآیند سوختن می شود و بخش دیگر در محیط از بین می رود (شکل 1) [6].

1-1-2 مکانیسم تأخیر اندازی شعله
چرخه زنجیری سوختن در امتداد هر دو فاز گاز و متراکم رخ می دهد. نقش مواد تأخیر انداز شعله شکستن این چرخه بوسیلۀ فرآین دهای فیزیکی یا شیمیایی(یا هر دو) مؤثری است که در یک یا هر دو فاز رخ می دهد. روشهای مختلفی برای قطع کردن این چرخه زنجیری وجود دارد. گرچه هر روشی که استفاده شود، هدف نهایی کاهش نرخ انتقال حرارت به کالا و در نتیجه حذف منبع سوخت می باشد [6].بطور کلی چهار فرآیند در آتش پذیری پلیمرها وجود دارد: حرارت دادن اولیه، تجزیه، اشتعال و پخش و سوختن. حرارت دادن اولیه شامل حرارت دادن ماده بوسیلۀ یک منبع خارجی، که نرخ افزایش دمای ماده وابسته به شدت حرارت منبع اشتعال، هدایت حرارتی ماده، گرمای ویژه ماده و گرمای نهان همجوشی و تبخیر ماده است. هنگامیکه ماده به میزان کافی حرارت دید، شروع به تغییر شکل دادن می کند، یعنی ماده در اثر شکسته شدن پیوندهای ضعیفترش خصوصیات اصلی خود را از دست می دهد. در اثر سوختن مواد گازی شکل ایجاد می شوند، میزان ایجاد آنها بستگی به عواملی نظیر شدت حرارت خارجی، حرارت مورد نیاز برای تجزیه، و سرعت تجزیه. غلظت گازهای اشتعال پذیر افزایش می یابد تا جائیکه به مرحله ای می رسد که اجازه می دهد تا اکسیداسیون پایداری در حضور منبع اشتعال صورت پذیرد. خصوصیات اشتعال پذیری گاز و همچنین در دسترس بودن اکسیژن دو متغییر بسیار مهم در هر فرآیند سوختن می باشند. پس از مشتعل شدن و حذف منبع اشتعال، اگر حرارت به میزان کافی ایجاد شود و به کالا برگردانده شود تا فرآیند تجزیه ادامه پیدا کند، سوختن به یک فرآیند خود انتشار تبدیل می شود. فرآیند سوختن تابع عواملی نظیر نرخ تولید حرارت، نرخ انتقال حرارت به سطح، مساحت سطح و سرعت تجزیه می باشد. بنابراین عمل تأخیر اندازی شعله می تواند با حذف (یا بهبود با به تأخیر انداختن) هر یک از این عوامل بدست آید. یک ماده تأخیر انداز شعله باید موجب جلوگیری و یا حتی توقف فرآیند سوختن شود. بسته به طبیعتشان، مواد تأخیر انداز شعله می توانند بصورت فیزیکی یا شمیایی (یا هر دو) در فاز جامد، مایع و یا گاز عمل کنند. آنها می توانند در هریک از مراحل سوختن یعنی حرارت دادن، تجزیه، اشتعال و گسترش شعله دخالت کنند [6].
1-1-3

.° 1-1 مکانیسم عمل مواد تأخیرانداز شعله…………………………………………………………………………7
.° 1-1-1 فرایند سوختن ………………………………………………………………………………………………..7
.° 1-1-2 مکانیسم تأخیراندازی شعله…………………………………………………………………………………8
.° 1-1-3 عملکرد فیزیکی……………………………………………………………………………………………….8
.° 1-1-4 عملکرد شیمیایی………………………………………………………………………………………………8
.° 1-1-5 هم افزودنیها برای استفاده با مواد تأخیر انداز شعله……………………………………………………….12
.° 1-1-6 متوقف کننده های دود…………………………………………………………………………………………..13
.° 1-2 اشتغال پذیری الیاف……………………………………………………………………………………………….15
.° 1-3 آزمایشات مربوط به اندازه گیری میزان اشتعال پذیری………………………………………………………….17
.° 1-3-1 آزمایش سوختن عمودی…………………………………………………………………………………………18
.° 1-3-2 آزمایش سوختن زاویۀ º45 ……………………………………………………………………………………..18
.° 1-3-3 شاخص حداقل اکسیژن………………………………………………………………………………………….21
.° 1-3-4 آزمایش پوشش ایمنی……………………………………………………………………………………………22
.° 1-3-5 آزمایش سیم گداخته ……………………………………………………………………………………………22
.° 1-3-6 کالریمتری مخروطی …………………………………………………………………………………………..22
. 1-4 نانو تکمیلهای نساجی و نانو تکمیل تأخیر انداز شعله …………………………………………………………. 23
.° 1-4-1 تعریف نانو ………………………………………………………………………………………………………..23
° 1-4-2 نانوتکنولوژی در صنعت نساجی ………………………………………………………………………………..23
° 1-4-3 نانو ذرات و کاربردهای آنها در نساجی ………………………………………………………………………… 24
° 1-4-4 نانوتکنولوژی در تکمیل منسوجات …………………………………………………………………………….. 25
.° 1-4-4-1 تکمیل ضد باکتری و میکروبی………………………………………………………………………………26
.° 1-4-4-2 تکمیل ضد چروک……………………………………………………………………………………………27
.° 1-4-4-3 تکمیل ضدالکتریسیته ساکن ……………………………………………………………………………….27
.° 1-4-4-4 تکمیل دفع چرک………………………………………………………………………………………….27
.° 1-4-4-5 تکمیل مقاومت در برابر خش و اصطکاک………………………………………………………………..28
.° 1-4-4-6 تکمیل ضد اشعه ماوراء بنفش(UV) 2.ا………………………………………………………………….28
.° 1-4-4-7 تکمیل تأخیر اندازی شعله ……………………………………………………………………………….28

صویر میکروسکپ  SEMاز نمونه خام پنبه ای با بزرگنمایی 25

صویر میکروسکپ SEMاز نمونه خام پنبه ای با بزرگنمایی 25

.فصل دوم : تئوری موضوع پروژه

سلولز که جزء اساسی مواد گیاهی است تقریباً ثلث مواد تشکیل دهنده سلولهای دیواره گیاهان عالی را شامل می شود. درطبیعت، سلولز هرگز به طور خالص یافت نمی شود؛ بطوریکه در چوب حدود 50-40 درصد و در کتان 85-60 درصد و پنبه حدود 90 درصد وزن لیف را تشکیل میدهد.سلولز ترکیبی آلی ازپلیمرهای بلند است که از تکرار واحدهای سلوبیوز تشکیل شده است این واحد با اتصال گلوکوزریدیک به هم مربوط می شوند. هر واحد سلوبیوزاز دو واحد (حلقه) گلوکزی پیرانوز2 تشکیل شده است که ساختمان آنها در شکل (9) نشان داده شده است.قسمتی از فرمول که داخل براکت قرار دارد یک واحد سلوبیوز است و از نظر شیمیایی به آن انیدروسلوبیوز می گویند و از دو جزء انیدروگلوکز تشکیل شده است و در واقع گلوکزی است که فاقد یک مولکول آب است. گلوکز یک قند ساده است که فرمول مولکولی آن عبارت است از 6C6H12O، در حالیکه انیدرو گلوکز با فرمول 5C6H10O یک مولکول آب کمتر دارد. گلوکز مخلوط متعادلی از دو نوع ساختمان یکی حلقه پیرانوز و دیگری شکل آلدئیدی است. در واقع عامل آلدئیدی است که گلوکز را یک قند احیاء کننده می کند و سبب خنثی شدن مایع فهلینگ می شود.حال بدون توجه بشکل فضایی سلولز و با در نظر گرفتن اینکه هر واحد سلوبیوز از دو حلقه گلوکزی تشکیل شده است، می توان گفت سلولز زنجیری بلندی است از تکرار واحدهای گلوکز با دو گروه انتهایی که جمعاً می توان آنرا با فرمول زیر نشان داد [26].
2- 2 پنبه
اگرچه الیاف ساقه ای در نوع خود دارای ارزشی در صنعت نساجی است، ولی اهمیت آنها هرگز به پنبه نمی رسد. از خصوصیات مهم این الیاف، استحکام زیاد در پارچه، داشتن قدرت و قابلیت انعطاف در مقابل هرگونه عملیات ریسندگی و بافندگی و تمایل به جذب رنگهای متفاوت است. همین خصوصیات باعث شده که با وجود افزایش الیاف مصنوعی، پنبه اهمیت خودش را حفظ کند و مقدار محصول و مصرف آن همواره افزایش یابد.تاریخ تولید پارچه های پنبه ای بدوران تمدن اولیه مصر قدیم می رسد. عملیات ریسندگی و بافندگی پنبه بطور ابتدایی در کشور هندوستان، در حدود 1500 سال پیش از میلاد انجام می گرفت. در دوره امپراطوری رم، کشت پنبه در سواحل دریای مدیترانه کاملاً رایج بود. انقلاب صنعتی انگلیس باعث تغییراتزیادی در صنعت نساجی شد و در قرن نوزدهم کشت پنبه در اکثر نقاط دنیا به مقدار فوق العاده زیادیافزایش یافت.امروزه مقدارتولید پنبه در ایالات متحده آمریکا در حدود یک سوم مجموع تولید پنبه در جهان است.در بیش از 60 کشور مختلف، کشت پنبه انجام می گیرد [26].
2 -2 -1 خصوصیات گیاهی
پنبه گیاهی است علفی که ارتفاع آن به 6/0 تا 2 متر می رسد. برگهایش دارای بریدگی است و گلهای سفید، زرد و یا صورتی دارد. میوه پنبه کپسولی است به اندازه یک گردو و به نام غوزه پنبه1 که تخمکها که در واقع همان تخم پنبه2 هستند درون آن قرار دارند. الیاف پنبه بصورت توده ای متراکم که در سطح تخمکها رشد می کنند. گلهایی که در روی گیاه می رویند، معمولاً هر کدام بیش از 15 تخمک دارند که درون غوزه پنبه قرار گرفته اند. غوزه پس از رشد کامل گیاه باز می شود و تخمکها و الیاف در داخل غوزه بصورت توده کرکدار در معرض هوا قرار می گیرند. هریک از تخمکهای گیاه در حدود 20000 تار لیف در سطح خود دارد و بنابراین هریک از غو زهها تقریباً حاوی 300000 تار لیف هستند. وقتی که غوزه گیاه باز می شود رطوبت داخل الیاف تبخیر می شود و الیاف حالت استوانه بودن خود را از می دهد و این عمل باعث می شود که دیوارهای سلولی آن جمع شوند و حالت فروریختگی بیابند. در چنین حالتی، تار پنبه یک پیچش مختصر، یا نیم تاب بخود می گیرد که آنرا اصطلاحاً پیچیدگی3 می نامند

.° 2-1ساختمان شیمیایی سلولز ………………………………………………………………………………….. 33
.° 2-2پنبه …………………………………………………………………………………………………………….33
.° 2-2-1 خصوصیات گیاهی ………………………………………………………………………………………… 34
.° 2-2-2 اثر شرایط محیط در رشد پنبه ………………………………………………………………………………34
.° 2-2-3 ایجاد نپ …………………………………………………………………………………………………….34
.° 2-2-4 ساختمان سلول گیاهی ……………………………………………………………………………………….35
.° 2-2-5 مشخصات قسمتهای مختلف ساختمان تار ……………………………………………………………….36
.° 2-2-6 مواد تشکیل دهنده الیاف پنبه ……………………………………………………………………………….38
.° 2-3 دیرسوز نمودن الیاف …………………………………………………………………………………………..41
.° 2-3-1 انواع مواد تأخیرانداز شعله ………………………………………………………………………………….41
.° 2-3-2 مواد تأخیر انداز شعله هالوزن دار …………………………………………………………………………..41
.° 2-3-3 مواد تأخیر انداز شعله فسفر دار …………………………………………………………………………….43
.2-3-4 مواد تأخیر انداز شعله نیتروژن دار …………………………………………………………………………….44
.2-3-5 مواد تأخیرانداز شعله غیرآلی ……………………………………………………………………………………45
.2-4 هیدروکسید آلومینیوم ………………………………………………………………………………………………47

.فصل سوم : مواد اولیه مصرفی و آزمایشات انجام شده

مراحل پوشش می تواند با تکنیک های متعددی مانند spraying ،pad- dry- cure و غیره، بررویسطح پارچه اعمال می شود. با توجه به مطالعات صورت گرفته روش pad- dry- cure بکار گرفته شد، کهاساس آن ایجاد یک لایه نازک برروی سطح کالای پنبه ای جهت سایت گذاری و تشکیل هسته اولیه از نانو کریستال های هیدروکسید آلومینیوم می باشد. برای رسیدن به این هدف ابتدا پارچه پنبه ای شسته شده را در حمام حاوی نانو هیدروکسید آلومینیوم به مدت 5 دقیقه غوطه ور ساخته بعد از اتمام زمان آزمایش مقدار اضافی نانو هیدروکسید آلومینیوم را با یک فشار کم از کالا برداشت می کنیم(مرحله padding). عملیات پد در هر حمام برای یک نمونه یک مرتبه و برای نمونه ای دیگر سه مرتبه صورت گرفت. سپس کالای پوشش داده شده با نانو هیدروکسید آلومینیوم را بمدت 30 دقیقه با هوا خشک می کنیم. (Cure) ب) پختنمونه های آماده شده در مرحله قبل جهت عملیات پخت،که بمنظور ثبات و شکلگیری نانو هیدروکسید آلومینیوم انجام می شود، در داخل Oven بمدت 10 دقیقه و در دمای C˚140عمل می شوند. (Formation)ج) شکل گیریدراین فرایند نمونه های شستشو داده شده ابتدا بمدت 10 ساعت در حمام نانوهیدروکسید آلومینیوم غوطه ور شدند سپس همانند مراحل قبل تحت عملیات پد و پخت قرار گرفت. هدف از مرحله شکل دهی تشکیل کریستال های بزرگتر نانو هیدروکسید آلومینیوم برروی سطح پارچه پنبه ای می باشد. بدین ترتیب که در مرحله coating کریستال های نانو هیدروکسید آلومینیوم در سایزهای کوچک بعنوان هسته تشکیل، در مرحله cure تثبیت نانو هیدروکسید آلومینیوم برروی پارچه و در مرحله formation بسط و گسترش کریستال ها را برروی سطح کالا انتظار رفت.

.3-1 مواد اولیه و وسائل مصرفی ……………………………………………………………………………………..50
.3-2 آماده سازی نمونه ها ……………………………………………………………………………………………..51
.3-2-1 تهیه محلول معلق شده نانو هیدروکسید آلومینیوم در آب ……………………………………………………..51
.3-2-2 شستشوی کالای پنبه ای …………………………………………………………………………………………51
.3-2-3 مراحل پوشش دهی …………………………………………………………………………………………….52
.3-2-4 رنگرزی نمونه های پنبه ای ……………………………………………………………………………………..52
.3-3 آزمایشات انجام شده ………………………………………………………………………………………………..53
.3-3-1 میکروسکوپ ……………………………………………………………………………………………………………..…ا..53
.3-3-2 آنالیز عنصری (EDX) ..ا…………………………………………………………………………………………53
.3-3-3 اندازه گیری میزان خاکستر باقیمانده ……………………………………………………………………………53
.3-3-4 آزمون سوختن ˚45 …… ………………………………………………………………………………………..53
.3-3-5 آنالیز حرارتی TGA .ا…………………………………………………………………………………………..54
.3-3-6 آنالیز حرارتی DSC .ا……………………………………………………………………………………………54
.3-3-7اندازه گیری طول خمش پارچه ………………………………………………………………………………….54
.3-3-8 اندازه گیری استحکام پارچه …………………………………………………………………………………….54
.3-3-9 آزمون اسپکتروفوتومتر انعکاسی ………………………………………………………………………………54

فصل چهارم : مباحث و نتایج

تصاویر شکل (15) مربوط به نمونه پنبه ای پوشش داده شده با غلظت 5% از نانو هیدروکسید آلومینیوم با بزرگنمایی های 500، 5000، 15000 و 30000 برابر می باشد. همانگونه در تصاویر دیده می شود رسوبات نانو هیدروکسید آلومینیوم بر روی سطح الیاف قرار گرفته که این تجمع ذرات بخوبی در شکلهای a-15و -b15دیده می شود. تجمع و تشکیل لایه های چندگانه از رسوبات نانو هیدروکسید آلومینیوم که ناشی از تجمع1 این ذرات می باشد در شکل -c15 که مربوط به بزرگنمایی 15000 می باشد مشاهده می شود. در شکل -d15 این تجمعات به شکل کریستالهای نانو هیدروکسید آلومینیوم با ابعاد 50 تا 80 نانومتر اندازه گیری شدند که نشان دهنده پراکندگی (dispersion) مناسب نانو ذرات هیدروکسید آلومینیوم می باشد. ذرات نانو هیدروکسید آلومینیوم دارای ابعاد 15 نانومتر در حالت پودری شکل بودند که پس از عملیات معلق سازی در آب و قرار گرفتن بر روی سطح الیاف پنبه و تشکیل کریستال ابعاد آنها افزایش یافت.

.4-1 میکروسکوپ SEM ..ا……………………………………………………………………………………………..56
..4-2 آنالیز عنصری (EDX) .ا…………………………………………………………………………………………..61
.4-3 اندازه گیری میزان خاکستر باقیمانده ……………………………………………………………………………61
.4-4 آزمون سوختن ˚45 ………………………………………………………………………………………………..62
.4-5 آنالیزهای حرارتی ……………………………………………………………………………………………….64
.4-6 طول خمش پارچه ………………………………………………………………………………………………..72
.4-7 استحکام پارچه ……………………………………………………………………………………………………72
.4-8 اسپکتروفوتومتر انعکاسی …………………………………………………………………………………………73

تصاویر میکروسکوپ الکترونی  SEMاز سطح نمونه پنبه ای پوشش داده شده با غلظت  %12با بزرگنماییهای  برابر30000  و15000 ،5000 ،50

تصاویر میکروسکوپ الکترونی SEMاز سطح نمونه پنبه ای پوشش داده شده با غلظت %12با بزرگنماییهای
برابر30000 و15000 ،5000 ،50

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات

.° نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………….78
.° پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………..79
.پیوست هامنابع و ماخذ ………………………………………………………………………………………………..83
فهرست منابع فارسی ……………………………………………………………………………………………………84
فهرست منابع لاتین ……………………………………………………………………………………………………85
سایت های اطلاع رسانی ………………………………………………………………………………………………86
.چکیده انگلیسی ……………………………………………………………………………………………………….88

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

جدول ها

مقدمه : تاریخچه پیشرفت در فرآیند تأخیر اندازی شعله ………………………………………………………………….5
1-1 : مقادیر LOI الیاف مختلف …………………………………………………………………………………………….16
1-2 : رفتار الیاف مختلف در برابر آتش ……………………………………………………………………………………17
3-1: نسخه حمام های محلول معلق شده نانو هیدروکسیدآلومینیوم …………………………………………………51
4-1 : نتایج مربوط به آزمون سـوختن ˚45 نمونـههـای عمـل شـده بـا غلظتهـای …………………………………….63
4-2 : مقادیر طول خمش نمونه خام پنبه ای و همچنین نمونههای عمـل شـده بـا ……………………………………..72
4-3 : نتایج آزمون استحکام نمونه خام پنبه ای و همچنین نمونه های عمل شده بـا……………………………………..73
4-4 : مقادیرمؤلفههای رنگی نمونههای رنگرزی شده و سپس پوشش داده شـده بـا ……………………………………73
4-5 : مقادیر K/S نمونه های رنگرزی شده و سپس پوشش داده شده با نانو هیدروکسید آلومینیوم در مقایسه با نمونه پوشش داده نشده ………………………………………………………………………………………………………………………..75
فهرست نمودارها
درصد خاکـستر بـاقی مانـده بـرای غلظتهـای مختلـف از نـانو هیدروکـسیدآلومینیوم و همچنین نمونه خام ………………..62
4-2 : نمودار درصد خاکـستر بـاقی مانـده حالتهـای مختلـف از غلظـت 12% نـانوهیدروکسید آلومینیوم ………………….62

فهرست شکل ها

1-1 : فرآیند سوختن ………………………………………………………………………………………………………………………….7
1-2 : شماتیک دستگاه آزمایش سوختن عمودی …………………………………………………………………………………..19
.1-3 : بخش جارو کننده آزمون سوختن º45 ……………………..………………………………………………………………….20
.1-4 : دستگاه آزمون سوختن º45 …………………………………………………………………………………………………….20
.1-5 : دستگاه سنجش مقدار LOI ا…………………………………………………………………………………………………22
.1-6 : نانو ذره تأخیرانداز شعله با لایۀ سطحی اصلاح شده …………………………………………………………..29
.1-7 : منحنی ایجاد حرارت نسبت به مدت زمان سوختن بـین نمونـه بـدون مـاده……………………………………29
.1-8 : ساختار پلیمری لایه های سیلیکاتی ……………………………………………………………………………..31
.2-1 : ساختمان شیمیایی سلولز ……………………………………………………………………………………….33
.2-2 : ساختمان شیمیایی سلولز ……………………………………………………………………………………….39
.2-3 : نانو هیدروکسید آلومینیوم و ساختار شبکه ای آن ……………………………………………………………..47
.3-1 : گراف شستشوی کالای پنبه ای …………………………………………………………………………………51
.3-2 : گراف عملیات رنگرزی پنبه با رنگزای راکتیو ………………………………………………………………………52
.4-1 : تصویر میکروسکپ SEM از نمونه خام پنبه ………………………………………………………………………56
.4-2 : تصاویر میکروسکوپ الکترونی SEM از سطح نمونه پنبه ای پوشش داده ………………………………..57
4-3 : تصاویر میکروسکوپ الکترونی SEM از سطح نمونه پنبه ای پوشش داده …………………………………58
4-4 : تصاویر میکروسکوپ الکترونی SEM از سطح نمونه پنبه ای پوشش داده ………………………………..59
4-5 : تصاویر میکروسکوپ الکترونی SEM از سطح نمونه پنبه ای قرار گرفته شده …………………………..60
4-6 : آنالیز عنصری (EDX) کالای سلولزی پوشش داده شده با ATH …ا……………………………………….61..
4-7 : منحنی TGA پودر نانو هیدروکسید آلومینیوم …………………………………………………………….64
4-8 : منحنی DSC پودر نانو هیدروکسید آلومینیوم ……………………………………………………………..65
4-9 : منحنی TGA نمونه خام پنبه ای …………………………………………………………………………66
4-10 : منحنی DSC نمونه خام پنبه ای ………………………………………………………………………..66
4-11 : منحنی TGA نمونه پنبه ای پوشش داده شده با غلظت 5% از نانو ………………………………………….67
4-12 : منحنی DSC نمونه پنبه ای پوشش داده شده با غلظت 5% از نانو …………………………………………..68
4-13 : منحنی TGA نمونه پنبه ای پوشش داده شده با غلظت 8% از نانو …………………………………………68
4-14 : منحنی DSC نمونه پنبه ای پوشش داده شده با غلظت 8% از نانو ………………………………………….69
4-15 : منحنی TGA نمونه پنبه ای پوشش داده شده با غلظت 12% از نانو ………………………………………70
4-16 : منحنی DSC نمونه پنبه ای پوشش داده شده با غلظت 12% از نانو ………………………………………70
4-17 : منحنی TG نمونه عمل شده با نانو هیدروکسید آلومینیوم 5%، 8%، 12% و ……………………………..70
4-18 : منحنی DSC نمونه عمل شده با نانو هیدروکسید آلومینیوم 5%، 8%، 12% …………………………….71
4-19 : منحنی تغییرات انعکاس نسبت به طول موج نمونههای عمل شده با نانو ……………………………..74

 

ABSTRACT

Cellulosic fabrics which are commonly used for children’s wear, personal wear, and other various specific end uses due to its comfort, have higher proneness to burning. To prevent the fabrics from getting into fire, flame retardant finish is to be given. A flame retardant fabric may be defined as one, which does not propagate the flame, although it may burn or char when subjected to any form of heat. The agents commonly used are phosphorus and halogen containing chemicals. Despite of some advantages these materials have, disadvantages such as toxicity and environmental problems which cause using these materials been prohibited in developed countries. The best replacements for these materials are inorganic flame retardants and especially metal hydroxide flame retardants. Aluminum hydroxide, also known as alumina trihydrate (ATH) is the most commonly used flame retardant nowadays. When aluminum hydroxide heated over 200˚C, during an endothermic reaction it decomposes to aluminum oxide and water eventually decreasing energy level of the environment and therefore decreasing the temperature. The produced aluminum oxide act as a cover layer which prevents the air oxygen to reach to the surface of the substanceIn this research, nano aluminum hydroxide used as environmental friendly flame retardant to coat cotton fabrics and flame retardancy and thermal properties of the treated fabrics were studied.
Since most textile finishing procedures are in aqueous environment, nano aluminum hydroxide powder had to be dispersed in water. Nano ATH was dispersed and the method was optimized. The solution of dispersed nano aluminum hydroxide at different concentrations namely as 5%, 8% and 12% were provided. Fabrics were then treated with these solutions according to the “pad-dry-cure” method. Some samples were padded 1 to 3 times. The formation process was carried out for 10 hours on selected samplesScanning electron microscopes (SEM), EDX analysis were used to evaluate the surface properties of treated fabrics. Ash content analysis, 45˚ flammability test, Differential scanning calorimetery (DSC) and Thermo gravimetric analysis (TGA) were employed to assess the flammability of samples. Tensile strength and elongation, bending length evaluation and reflectance spectrophotometery were also used to study the effect of nano aluminum hydroxide on the physical properties of treated cotton samples.
The results of the present study indicated that nano aluminum hydroxide (ATH) could cover the surface of cotton fabrics and that nano aluminum hydroxide is greatly capable of increasing fire resistance of cotton fabric which is related to the concentration of ATH in solution.



 مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

فایل word

خرید35000تومان