برسی اثر نانو پوشش هیبریدی SiO2/TiO2 ترسیب شده برروی الیاف پلی استر به منظور حصول خواص خود تمیز شوندگی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه رنگ و روک شهای سطح، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران

2 گروه پلاستیک، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران، ایران

چکیده

این پژوهش به مطالعه خواص خودتمیزشوندگی پوشش هیبریدی SiO2/TiO2 برروی الیاف پلی استر م یپردازد. استفاده از ترکیبات نانو سیلیکا به منظور کاهش تخریب سطح در حضور نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بود. در ابتدا محلولهای رسوب دهی ازSiO2و TiO2 به طور جداگانه تهیه گردید و سپس محلولها در ترکیب درصدهای مولی مختلفSiO2/TiO2 به منظور پوشش دهی الیاف پلی استر آماده شدند. پیک های 1072cm-1 و 1527cm-1 در آزمو نهایFTIR نشان دهنده تشکیل ذرات سیلیکا و دی-اکسید تیتانیوم بوده و پس از فرآیند پوشش دهی شناسایی به روشATR وجود پیوند شیمیایی بین پوشش و الیاف را تایید کرده است. پیک حاصله از آزمون XRD در حدود 29 درجه  نیز نشان دهنده تشکیل ذرات دی اکسید تیتانیوم با ساختار بلوری آناتاز می باشد. از آزمون SEM به منظور بررسی نحوه ی ایجاد پوشش بر سطح الیاف استفاده گردید که تصاویر نشان دادندکه در اثر افزودنSiO2   پوشش دهی بهبود یافته و لایه ای یکنواختتر و ضخیمتر روی سطح الیاف مشاهده می گردد. نتایج آزمون زاویه ی تماس افزایش خاصیت آب دوستی در اثر افزودنSiO2 را نشان داد. تصاویر به دست آمده از الیاف پس از قرارگیری در معرض امواج ماورای بنفش نشان میدهد که بیشترین میزان تخریب لکه مربوط به الیاف پوشش داده شده با ترکیب 50;50  SiO2/TiO2 است. آزمون کشش نیز نشان م یدهد که در اثر پوشش دهی و قرارگیری در معرض امواج ماورای بنفش تخریب بستر در الیاف رخ داده و خواص مکانیکی تا50% کاهش می یابند که با افزودن نانو ذرات سیلیکا کاهش تخریب در بستر مشاهده گردید.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Dodiuk H, Rios PF, Dotan A, Kenig S,Hydrophobic and self-cleaning coatings, Polym. Adv. Technol., 18, 2007, 746-750.

[2] Ghosh SK, Functional coatings by polymer microencapsulation, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.,Ch. 1,2,2006.

[3] Num E, Oles M, Schleich B, Lotus-Effect Surface, Macromol.Symp.,187, 2005, 677-682.

[4] Ma M, Hill RM, Superhydrophobic surface, Curr. Opein. Colloid Interface Sci., 114, 2006, 193-202.

[5] Furstner R, Barthlott W, Wetting and Self-Cleaning Properties of Artifical Superhydrophobic surfaces, Langmuir,21, 2005, 956-961.

[6] Eustathopoulos N, Nicholas, MG Drevet B, Wettability at high temperatures. Oxford, UK, Pergamon, 1999.

[7] Johnson RE, Wettability, Marcel Dekker, Inc. New York, 1993.

[8] Marmur A, Wetting of Hydrophobic Rough Surfaces: To be heterogeneous or not to be, Langmiur, 19, 2003, 8343- 8348.

[9] Neimittrakoolchai O, Supothina S, Deposition of organic-based super hydrophobic films for anti-adhesion and self-cleaning applications, J. Eur. Ceram. Soc., 28, 2008, 947-952.

[10] Bico J, Marzolin C, Quere D, Pearl drops, Europhys. Lett., 47, 1999, 220-226.

[11] Chen W, Fadeev AY, Hsieh MC, Oner D, Youngblood J, McCarthy TJ, Ultrahydrophobic and Ultralyophobic Surfaces: Some Comments and Examples, Langmuir, 15, 1999, 3395-3399.

[12] Farrokhpay S, A review of polymeric dispersant stabilization of titania pigment, Adv. Colloid Interface Sci., 151, 2009, 24-32.

[13] Yamauchi G, Riko Y, Yasuno Y, Shimizu T, Funakoshi N, Nanostructured titanium dioxide films for self-cleaning and self-decontaminating surfaces, Nano and Hybrid Coatings, Paint Research Association, Manchester, UK, paper 20, 2005.

[14] Allen N, Edge M, Ortega A, Sandoval G, Liaw C, Verran J, Stratton J, McIntyre R, Degradation and stabilization of polymers and coatings: nano versus pigmentary titania particles, Polym. Degrad. Stab., 85, 2004, 927-946.

[15] Mills A, Lepre A, Elliott N, S Bhopal, Parkin IP, O Neill S, Characterisation of the photocatalyst Pilkington Active TM: a referce film photocatalyst, J. Photochem. Photobial. A, 160, 2003, 213-224.

[16] Pappas SP, Frscher RM, Photocemistrybof pigments: studies on the mechanism of chalking, J.Paint Technol., 46, 1974, 65-72.

[17] Tryba B, Piszcz M, Morawski AW, Photocatalytic and Self-Cleaning Properties of Ag- Doped TiO2, Open Mater. Sci. J.,4, 2010, 5-8.

[18] Wilhelm P, Dietmear S, Photodegradation of rhodamine B in aqueos solution via SiO2/TiO­2nano-spheres, J. Photochem. Photobiol.A, 185, 2007, 19-25.

[19] Ohko Y, Utsumi Y, Niwa C, Tatsuma T, Kobayakawa K, Satoh Y, Kubota Y, Fujishima A, Self-sterilizing and self-cleaning of silicanecatherers coated with TiO2 photocatalyst thin films: A preclinical work, J. Biomed. Master. Res., 58, 2001, 97-101.

[20] Fujishima A, Zhang X, Tryk D, TiO2 photocatalysis and related surface phenomena, Surf. Sci. Rep., 63, 2008, 515-582.

]21[فریدون محمدی: تهیه، خواص الکتروشیمیایی و پایداری پوشش های نانو کامپوزیت اکسید روتنیم و نیکل به روش سل-ژل، فصلنامه مواد پیشرفته و پوشش ­های نوین، 11، 777-786، 1393.

[22] Nur H, Modification of titanium surface species of titania by attachment of silica nanoparticles, Mater. Sci., Eng., B, 133, 2006, 49-54.

[23] Khadem-Hosseini A, Mirabedini SM, Pazokifard S, Photocatalytic activity and colloidal stability of various combinations of TiO2/SiO2 nanocomposites, J. Mat. Sci., 51, 2016, 3219-3230.

[24] Isaev AB , Orudjev FF, Shabanov NS, Magomedova GA, Gasanova FG, Khizrieva IK, Synthesis and studies of photocatalytic activity of composite based on nanodispersed TiO2 and SiO2, Nanotechnologies in Russia, 10, 2015, 357-361.

[25] Pazokifard S, Mirabedini SM, Esfande M, Mohseni M, Ranjbar Z, Silane grafting of TiO2nanoparticles:dispersibility and photoactivity in aqueos solutions, Surf. Interface Ananl., 47, 2012, 41-47.

[26] Roldan MV, Castro Y, Pellegri N, Duran A, Enhanced photocatalytic activity of mesoporous SiO2/TiO2 sol–gel coatings doped with Ag nanoparticles, J. Sol-Gel Sci. Tech., 76,  2015, 180-194.

[27] Pakdel E, Daoud WA, Wang X,  Self-cleaning and superhydrophilic wool by TiO2/SiO2 nanocomposite, J. Appl. Surf Sci., 275, 2013, 397–402.

[28] Moafi HF, Shojaie AF, Zanjanchi MA, Titania and titania nanocomposites on cellulosic fibers: Synthesis,characterization and comparative study of photocatalytic activity, Chem. Eng. J. 166, 2011, 413–419.

[29] Almeida RM, Sol–Gel Science and Technology Processing Characterization and Applications, Kluwer Academic Publishers, Massachusetts, 2004.

[30] Ren J, Li Z, Liu S, Xing Y, Xie K, Silica–titania mixed oxides: Si O Ti connectivity, coordination of titanium, and surface acidic properties, Catalysis Letters 124, 2088, 185–194.

[31] Zhang M, Shi L, Yuan S, ZhaoY, Fang J, Synthesis and photocatalytic properties of highly stable and neutral TiO2/SiO2 hydrosol, J. Colloid Interf. Sci., 330, 2009, 113–118.

[32] Pakdel E, Daoud W, Self-cleaning cotton functionalized with TiO2/SiO2: focus on the role of silica, J. Colloid Interf. Sci., 401,2013, 1-7.