اصلاح سطح پارچه پنبه ای با لایه های چند لایه نانو اکسید (مقاله ترجمه شده)

چکیدهفیلم های نانوکامپوزیت چندلایه مقاله اکسید مبتنی بر نانوذرات ZnO روی پارچه های پنبه بافته شده دارای یون مثبت از طریق روش خود مونتاژ لایه به لایه مولکولی ساخته می شوند. برای بار سطحی کاتیونی، پارچه های پنبه ای با کلرید 2،3-epoxypropyltrimethylammonium (EP3MAC) به روش دسته-پد تحت پرداخت قرار می گیرند.. XPS و SEM برای بررسی فیلم های چندلایه رسوب nano-ZnO بر روی پارچه های پنبه ای استفاده می شوند. فیلم های nano-ZnO رسوب یافته روی پارچه های پنبه ای، فعالیت ضد میکروبی بسیار عالی را در برابر باکتری استافیلوکوکوس اورئوس به نمایش گذاشتند. همچنین نتایج نشان داد که پارچه پوشش داده شده با فیلم چندلایه افزایش nano-ZnO حفاظت از پارچه های پنبه ای را در مقابل تابش UV ارتقا می دهد. تست های فیزیکی (استحکام کششی پود و تار نخ، نفوذپذیری هوا و ارزشهای سفیدی) بر روی پارچه ها، قبل و بعد از درمان با نانوذرات Zno به منظور بررسی اثر فرآیند لایه لایه(LbL) روی خواص پارچه پنبه انجام شد.مقدمهمونتاژ لایه به لایه (LbL)، اختراع شده توسط G. Decher، روشی منحصر به فرد برای ساخت فیلم های نازک کامپوزیتی است .جذب ترتیبی عکس متهم پلی کاتیون ها پلی آنیون ها بر روی سطوح جامد منجر به ایجاد فیلم های پلی الکترولیت چندلایه می شود. رسوب ترتیبی چندلایه را می توان با فرو بردن بستر در محلول های کاتیونی و آنیونی به صورت متناوب انجام داد. پس از رسوب هر لایه، بستر در محلول مقدار سپیدی غوطه ور می شود. هر دو مراحل جذب می تواند به صورت دوره ای برای تشکیل ساختارهای چند لایه در سطح بستر تکرار شود. طیف گسترده ای از مولکول های تابعی را می توان در فیلم، از جمله نانوذرات، رنگ ها، پروتئین ها و سایر ذرات فرامولکولی گنجانید[1-5]در زمینه های مختلف علوم از جمله به عنوان پوشش ضد استاتیک پلاستیک، سنسورها، دیود ساطع کننده نور، سلول های سوختی، پلیمری کپسول و غیره، فیلم های چند لایه حاوی نانوذرات به طور گسترده ای برای استفاده از توانایی های بالقوه خود مورد مطالعه قرار گرفته اند، اما تنها چند مطالعه از مواد نساجی به نتیجه رسیده است [4-12] به طور کلی، خود مونتاژهای پلی الکترولیت الیاف نساجی و سازه های مختلف مورد مطالعه قرار گرفتند و این مطالعات تنها امکان استفاده روش ازLbL را برای مواد نساجی بررسی نمودند [13-18]تجربیمصالحنانوذرات اکسید روی (اندازه ذرات < 100 نانومتر، سطح منطقه 15-25 مترمربع بر گرم)‌از آلدریچ خریداری شد و برای ترکیب فیلم چندلایه به صورت ذکر شده در زیر مورد استفاده قرار گرفت. تعلیق نانوذرات در 40 W به مدت 1 ساعت توسط همگن کننده اولتراسونیک سلول-Vibra Sonics آماده شد. غلظت تعلیق تا 0.1 درصد وزنی تنظیم شد. نقطه دارای فشار الکتریکی مساوی در اکسید روی در 8.6. PH بود. [31] PH سوسپانسیون نانوذرات Zno روی با استفاده ازHCl و سود در 3 و 11 تنظیم شد.پارچه پنبه بافته شده 100٪ حریرنما و سفید (پارامترهای پارچه ساده بافت، 138,84 g/m2, 56 ends/ cm, 31 picks/cm, 50/1 yarn count) به عنوان زیرلایه برای این روند LBL مورد استفاده قرار گرفت.این پارچه در تکه ها با حدود 18 در 25 سانتی متر قبل از فرایند کاتیونی نمودن بریده شد.فرآیند کاتیونیزه شدنفرآیند کاتیون دار نمودنبرای تولید سایت های کاتیونی روی سطح الیاف پنبه، روندکاتیون دار نمودن [32] مورد استفاده قرار گرفت. پارچه پنبه کاتیونی با استفاده از کلرید 2،3-epoxypropyltrimethylammonium (EP3MAC) آماده شد. EP3MAC در محلول آبی با واکنش 3-chloro-2-هیدروکسی پروپیل آمونیوم کلریدtrimethyl (CHP3MAC) با سود آماده شد. زمانی که که EP3MAC با گروه های هیدروکسیل سلولز واکنش نشان می دهد ، بارهای کاتیونی بر روی سطح نمونه ایجاد می شود. بلورهایCHP3MAC (65%) و سود از آلدریچ به دست آمد. در 200 میلی لیتر آب مقطر، 100 گرم از CHP3MAC و 45.5 گرم سود افزوده شد. این محلول پد، برای نمونه های پنبه در برداشت 100٪ مرطوب اعمال شد و نمونه پارچه به مدت 24 ساعت در شرایط محیط ((20 C و 65٪RH) ) در کیسه های Ziploc. نگهداری می شود. پارچه پنبه دارای یون مثبت در خشک کن تجاری در 60 درجه خشک شد. نمونه های تصادفی که از پارچه بریده شد با رنگ های آنیونی رنگ شد تا اطمینان حاصل شود که فرایندکاتیون دار نمودن تشکیل شده است.تشکیل فیلم چند لایه نانو ZnOتشکیل فیلم چندلایه ano-ZnOبرای فرایند رسوب چندلایه، جعبه های حمل و نقل پلی پروپیلن (20 سانتی متر در 30 سانتی متر) مورد استفاده قرار گرفت. در فرایند رسوب، پارچه های پنبه با بار مثبت در محلول ها به طور متناوب برای دوره های 5 دقیقه غوطه ور شد: (a) محلول آنیونی کلوئید اکسید روی (b) آب مقطر، (c) محلول کاتیونی کلوئیدی اکسید روی، (d) آب مقطر. این چرخه رسوب به عنوان یک چرخه رسوب 2 لایه در نظر گرفته شد و تا زمانی که 10 و 16 فیلم چندلایه اکسید روی در الیاف پنبه رسوب یابد تکرار شد. فیلم چند لایه رسوب یافته بر روی پارچه پنبه ای در دمای 60 خشک شد و در دمای 130 C برای 3 دقیقه پرداخت شد.توصیف کاراکتراندازه گیری های طیف فوتوالکترون اشعهX -(XPS)اندازه گیری های XPS با استفاده از طیف سنج SPECS با منبع Mg و و یک تحلیلگر آینه کروی کارکردی در حالت طیفی انجام شد. فشار کل در محفظه خلاء اصلی در تجزیه و تحلیل بود، به طور معمول 4 9 10-7 Torr بود.. عناصر شیمیایی حاضر نمونه از طیف بررسی مشخص شد. اسکن بررسی در 1100 الکترون ولت آغاز و در با 0.80 الکترون ولت پایان یافت و گام های 0.40 EV با زمان ساکن 0.30 میلی ثانیه اتخاذ شد. بالاترین رزولوشن اسکن در اطراف قله های موردنظر انجام شد.میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)میکروسکوپ اسکن الکترونی (SEM)میکروسکوپ اسکن الکترونی QUANTA 400F با وضوح بالا (SEM) برای بررسی سطوح نمونه های بافته شده پنبه در ولتاژ در ولتاژ شتاب 10 کیلو ولت مورد استفاده قرار گرفت. نمونه های پارچه پنبه با 10 نانومتر طلا/ PD قبل از مشاهداتSEM. پوشش داده شد.اندازه گیری نفوذپذیری هوااندازه گیری نفوذ پذیری هواابزار Tex Test Instruments FX 3300 Air Permeability Tester III برای به دست آوردن مقادیر نفوذپذیری هوا در پارچه های پنبه ای فیلم-رسوب یافته nano-ZnO در در فشار Pa 100 بر اساس استاندارد EN ISO 9237. مورد استفاده قرار گرفت.اندازه گیری مقدار سفیدی اسپکتروفتومتر Minolta 3600d برای به دست آوردن مقدار سپیدی پارچه های پنبه ای دارای یون مثبت و نانو اکسید روی فیلم رسوب به عنوان شاخصStensby با با استفاده از منابع نورD 65 مورد استفاده قرار گرفت.اندازه گیری استحکام کششیآزمون های مکانیکی در Lloyd LR5K به علاوه دستگاه های الکترونیکی استحکام کششی با توجه به استانداردEN ISO 2062. انجام شد. قدرت شکستن و کشیدگی نخ های تار و پود در شکستگی مورد بررسی قرار گرفت. بیست نمونه برای هر آزمون مورد استفاده قرار گرفت، و نتایج آزمون با تجزیه و تحلیل آماری برنامه SPSS 16.0 بررسی شد.اندازه گیری فعالیت ضد باکتریاییاستاندارد تعیین پارچه آنتی باکتریال ISO 20645 برای روش آزمون فعالیت آگار صفحه نفوذ ضد میکروبی برای به دست آوردن اثرات ضد میکروبی پارچه های پنبه ای چندلایه فیلم رسوب یافته بر علیه باکتری استافیلوکوکوس اورئوس (گرم مثبت) مورد استفاده قرار گرفت.اندازه گیری نفوذ UV و حفاظتتوانایی یک پارچه برای جلوگیری از نور UV توسط مقدار عامل حفاظت از اشعه ماوراء بنفش (UPF). ارائه می شود. سیستم های اندازه گیری نفوذ و حفاظت از UV، Camspec M350 UV/ visible Spectrophotometer (SDL/ATLAS) قابل مشاهده (SDL / ATLAS) برای بدست آوردن میانگین UV-A، میانگینUV-B و مقادیر میانگین UPF برایب پارچه های پنبه ای چندلایه فیلم رسوب یافته با توجه به Australian/New Zealand Standard AS/NZS 4399:1996 مورد استفاده قرار گرفت.روش لباسشوییفعالیت های ضد باکتریایی پارچه پنبه ای nano-ZnO فیلم رسوب یافته بعد از فرآیندLbL مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. برای تعیین دوام ویژگی ضد باکتری، نمونه های پارچه پنبه ای 10 و 20 بار در 40 درجه به مدت 30 دقیقه با ماشین شستشوی Gyrowash نوع آزمایشگاهی شسته شدند. نمونه های پارچه چند لایه با توجه به استاندارد روش آزمون EN ISO 20105-C01 قرار گرفتند، و مواد شوینده استاندارد AATCC بدون درخشان کننده های نوری در سراسر چرخه شستشو استفاده شدند.نتایج و بحثطیف سنجی فوتوالکترون اشعه X-برای بررسی تجزیه و تحلیل دولت شیمیایی سطح در فرآیند مونتاژnano-ZnO روی فیلم نانوذرات بر روی پارچه های پنبه ای بافته شده مورد استفاده قرار گرفت. یک طیف XPS اسکن بررسی از پارچه پنبه بافته شده دارای یون مثبت در شکل. 1. نشان داده شده است همانطور که انتظار می رود، قله های مشخص در 283.95، 399.6 و 530.11 ولت نشان دهنده حضور کربن، نیتروژن و اکسیژن، است. شکل 2 نشان دهنده طیف XPS بررسی اسکن از 10 و 16 فیلم اکسید روی چندلایه نانوذرات رسوب یافته بر روی پارچه های پنبه ای دارای یون مثبت است. قله های متمایز در 283.95، 530.11 و 1،033.7 ولت نشان دهنده حضور کربن، اکسیژن و روی، به ترتیب است. با فرآیند رسوبLbL، پیک روی را افزایش در شدت را با افزایش تعداد لایه را نشان می دهد.نتیجه گیریمونتاژ نانوذرات ZnO برای تشکیل فیلم چندلایه روی پارچه های پنبه ای توسط فرآیند رسوب لایه به لایه آماده شد. تحلیل های XPS و SEM برای بررسی فیلم های چندلایه نانوکامپوزیت روی فیبرهای پنبه ای به کارگرفته شد. نتایج میکروگراف SEM نشاندهنده یک تفاوت چشمگیر در مورفولوژی فیبرها قبل و بعد از فرآیند رسوب LBL بود. تحلیل عنصری نشان داد که رابطه ای خطی بین تعداد لایه های رسوب یافته و محتوای Zn وجود دارد. فرآیند رسوب LbL با نانوذرات ZnO اثرات قابل توجهی روی نفوذپذیری هوا، مقدار سفیدی و ویژگی های استحکام کششی پارچه های پنبه ای ندارد. به طور مشخص نتیجه گیری شد که چندلایه nano-Zno روی پارچه های پنبه نشاندهنده فعالیت ضدباکتریایی عالی در برابر استافیکولوس اوئورس است. پارچه های پنبه ای که در آن فیلم های چندلایه nano-Zno توسط فرآیند Lbl رسوب می یابند، دارای ویژگی حفاظت از UV نسبت به پارچه پرداخت نشده به علاوه فعالیت ضدباکتریایی کارامد بود. این کار، یک روش ساده و جدید را برای رسوب فیلم نانوکامپوزیت nano-Zno روی پارچه های پنبه ای و کاربرد آنها در پارچه های پنبه ای برای دستیابی به عملکرد حفاظت UV و ضدباکتریایی ارائه می دهد.این مقاله ISI در سال 2010 در نشریه اسپرینگر و در مجله نامه های تحقیقاتی در مقیاس نانو، توسط گروه مهندسی نساجی منتشر شده و در سایت ای ترجمه جهت دانلود ارائه شده است. در صورت نیاز به دانلود رایگان اصل مقاله انگلیسی و ترجمه آن می توانید به پست دانلود ترجمه مقاله اصلاح سطح پارچه پنبه ای با لایه های چند لایه نانو اکسید در سایت ای ترجمه مراجعه نمایید.