اصلاح سطحي پلي‌استر با نانوذرات تيتانيم دي‌اكسيد در محيط قليايي و بررسي اثر هم‌افزايي آنها روي پارچه

Surface Modification of Polyester by Nano Titanium Dioxide in Alkaline Media and Their Synergism Effect on the Fabric

در اين مقاله اثر متقابل آبكافت قليايي پلي‌استر در جذب نانوذرات تيتانيم دي‌­اكسيد روي كالا ونانوذرات تيتانيم دي­‌اكسيد در فرايند آبكافت قليايي به طور هم­زمان بررسي شده است. براي اين منظور، نمونه­‌هاي پلي‌­استر در محيط قليايي سديم هيدروكسيد و نانوذرات تيتانيم دي‌­اكسيد با غلظت‌­هاي مختلف در شرايط جوش به مدت يك ساعت عمل‌آوري شده‌اند. وزن نمونه­‌هاي عمل‌آوري شده در اثر عمليات آبكافت قليايي كاهش يافته و وجود نانوذرات تيتانيم دي‌­اكسيد سبب تشديد كاهش وزن نمونه‌­ها شده است. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني پويشي گسيل ميداني و آزمون تركيب عنصري وجود نانوذرات تيتانيم دي‌­اكسيد را روي سطح كالاي پلي‌­استري ثابت كردند. همچنين افزايش جذب نانوذرات روي سطح كالاي پلي‌­استري با عمليات آبكافت قليايي و غلظت بيشتر نانوذرات تيتانيم دي‌­اكسيد نشان داده شده است. فعاليت نوركاتاليزوري كالاي پلي­‌استر عمل‌آوري شده با نانوذرات تيتانيم دي‌­اكسيد با تخريب رنگ­زاي آبي متيلن زير نور روز بررسي و نشان داده شده كه فعاليت نوركاتاليزوري كالاهاي عمل‌آوري شده با افزايش سديم هيدروكسيد و نانوذرات تيتانيم دي‌­اكسيد افزايش يافته است. به علاوه ميزان جذب آب نمونه‌­هاي عمل‌آوري شده افزايش يافته و مقدار آويزش آنها بر اساس نتايج سختي خمش نيز بهبود يافته است. در نهايت انجام فرايند آبكافت قليايي با وجود نانوذرات تيتانيم دي‌­اكسيد بر خلاف روش معمول آبكافت قليايي پلي‌استر سبب بهبود استحكام كششي كالا شده ­است. بنابراين به كارگيري نانوذارت تيتانيم دي‌­اكسيد در فرايند آبكافت قليايي ضمن ايجاد اثر هم افزايي در كاهش وزن كالا سبب ايجاد خواص مناسب ديگري مانند خود تميزشوندگي، آبدوستي و افزايش استحكام كششي نيز شده است.

The effect of alkaline hydrolysis with sodium hydroxide on nano titanium dioxide (nano TiO2) adsorption was studied on polyester fabric surface as well as the influence of nano TiO2 on the alkaline hydrolysis of polyester. To do this, the polyester fabrics were treated with different concentrations of nano TiO2 and boiling sodium hydroxide solution for 1 h. The results revealed that alkaline hydrolysis reduced the weight of the fabric, which was more prominent in presence of nano TiO2. Field emission scanning electronic microscope and energy dispersive X-ray confirmed the presence of nano TiO2 on the polyester fabric surface. Increasing sodium hydroxide and nanoTiO2 concentrations led to higher loading of nanoparticles on the polyester fabric surface. Also, the photocatalytic activity of nano TiO2 particles on the polyester fabric was confirmed by the degradation of methylene blue as a model stain under daylight irradiation. The results indicated that increasing sodium hydroxide and nano TiO2 concentrations led to higher photocatalytic activities of the alkali-treated polyester fabrics. Further, the bending rigidity of the treated polyester fabrics decreased while the water absorption of the fabric improved. Unexpectedly, the tensile strength of the nano TiO2 treated polyester fabrics improved even with the action of alkali and surface hydrolysis that usually produce fabric with lower tensile strength. The synergism influence of nano TiO2 particles in alkali hydrolysis of polyester fabric indicated to lower weight fabrics. Overall, this treatment was considered as another useful property such as higher self-cleaning, hydrophilicity and tensile strength.