تولید پارچه‌ ضد حریق، چروک و آب از سوی محققان دانشگاه آزاد اسلامی

مصطفی سعیدی، گروه واحدهای دانشگاه آزاد اسلامی خبرگزاری آنا- دکتر شیلا شهیدی عضو هیات علمی و دانشیار گروه مهندسی نساجی دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک است. او 14 سال در پروژه‌های فیزیک پلاسما تحقیقات انجام داده و موفق به تولید پارچه‌ای با 12 خصوصیت ضد حریق، ضد چروک، ضد آب و... شده است.

شرکت «آتیه حکمت آبتین» به همت شهیدی و دکتر محمود قرآن‌نویس در زمینه تولید منسوجات با استفاده از فناوری پلاسما و نانو سال 92 راه‌اندازی شد و پس از دو سال مجوز دانش‌بنیان خود را از معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری دریافت کرد.

طراحی و ساخت دستگاه فعال‌سازی سطوح با عملیات پلاسما (Plasma Textile Activator) یکی از محصولات تولید شده از سوی این پژوهشگر واحد علوم و تحقیقات است. اصلاح سطحی برای تغییر ترکیبات و یا ساختار و تغییر خواص الیاف و پلیمر‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد و مواردی همچون به دست آوردن خواص سطح جدید، تاثیرگذاری بر برخی خواص مثبت و از بین بردن خواص منفی مانند کاهش نپ، افزایش ظرفیت جذب و... در ساخت این دستگاه مدنظر محققان بوده است.

شهیدی درباره دستگاه فعال‌سازی سطوح با عملیات پلاسما به آنـا می‌گوید: «به دلیل کاهش مبلغ مواد تولیدی در آینده فرایندهایی همچون اصلاح سطحی که مواد بی‌ارزش را به مواد تکمیل شده با ارزش تبدیل می‌کنند، بسیار حائز اهمیت خواهد بود و مولفه مهمی برای تضمین موفقیت صنعت است. از این رو امروزه اصلاح سطحی پلیمر‌ها و الیاف مورد توجه پژوهشگران در صنعت پلیمر و نساجی قرار گرفته است.»

این پژوهشگر واحد علوم و تحقیقات ادامه می‌دهد: «در دستگاه طراحی شده از پلاسما برای اصلاح سطحی منسوجات، حکاکی، تمیزسازی، پلیمریزاسیون، رسوب‌گذاری و ایجاد ساختار نانو استفاده می‌شود. ذرات فعال پلاسما و واکنش نانو مقیاس آنها با سطح مواد باعث پارگی زنجیر‌ها و ایجاد رادیکال‌های آزاد می‌شود در حالی که خصوصیات توده مواد ثابت باقی می‌ماند.»

وی می‌افزاید: «در زمینه الیاف مصنوعی بیشتر از تکنولوژی پلاسما به‌منظور خواص آب‌دوستی، ضد الکتریسیته ساکن، رنگ‌پذیری و بهبود خواص چسبندگی در تولید کامپوزیت‌ها استفاده می‌شود. فن‌آوری پلاسما باعث بهبود رنگ‌پذیری و چاپ‌پذیری منسوجات می‌شود که این تاثیرگذاری بر روی الیاف طبیعی و مصنوعی مشترک است.»

به گفته وی خواصی همچون بهبود خاصیت مویینگی، افزایش مساحت خارجی، کاهش بلورهای سطحی، ایجاد سایت‌های فعال و بسیاری دیگر می‌تواند پیامد عملیات پلاسما باشد.»

شهیدی درباره کاربری دستگاه دستگاه فعال‌سازی پلاسما (Plasma Textile Activator) به آنــا می‌گوید: «این دستگاه در مقیاس نیمه صنعتی در مرکز تحقیقات فیزیک پلاسما ساخته شده است و می‌تواند در کارخانجات نساجی و ساخت قطعات پلیمری بسیار کاربردی باشد. این دستگاه بدون نیاز به آب و مواد شیمیایی که گران‌قیمت و گا‌هی سمی هستند، می‌تواند عملیات تکمیلی را با بکارگیری پلاسما انجام دهد.»

پژوهشگر واحد علوم و تحقیقات خاطرنشان می‌کند: «با کمک پلاسما و با انتخاب فاکتورهای مناسب، می‌توان سطح منسوج را برای جذب رنگ و مواد شیمیایی بیشتر آماده سازی کرد. مدت زمان عملیات، اندک و محیط پلاسما کاملا خشک است. با کمک این دستگاه، میزان مصرف رنگ‌زا و مواد شیمیایی کاهش می‌یابد و این فرایند کاملا دوستدار محیط زیست و مقرون به صرفه است.»

شهیدی با بیان اینکه عملیات پلاسما سبب کاهش هزینه، افزایش سرعت عملیات، کاهش قیمت و اثرات جانبی می‌شود و روشی کاملا دوستدار محیط زیست است، اظهار می‌کند: «در این تحقیق ابتدا نمونه پارچه‌های پلی استری تحت عملیات شست‌وشو و سفیدگری همزمان با شرایط استاندارد قرار گرفتند، سپس قسمتی از نمونه‌ها تحت عملیات پلاسما با گاز هوا قرار گرفتند. در ادامه عملیات آغشته‌سازی نمونه‌ها با نانوذرات دی اکسید تیتانیوم انجام شد که نمونه‌ها قبل و بعد از عملیات آغشته‌سازی، توسط روش‌های ارزیابی مختلف مانند طیف سنجی مادون قرمز، تفرق اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی پویشی SEM، EDX و آزمون قطره مورد بررسی قرار گرفتند.»

وی ادامه داد: «به‌منظور بررسی خواص خود پاک شوندگی، قسمتی از نمونه‌ها توسط رنگ «متیلن بلو» لکه گذاری شدند و برای مدت زمان‌های مختلف در معرض نور مستقیم خورشید قرار گرفتند، سپس تغییر رنگ نمونه‌ها توسط اسپکتروفتومتری انعکاسی مورد مطالعه واقع شد.»

دانشیار گروه مهندسی نساجی واحد اراک افزود: «خواص خود پاک شوندگی بر روی منسوج پلاسما شده و آغشته شده به نانوذرات دی اکسید تیتانیوم بعد از قرار گرفتن در معرض نور خورشید به خوبی قابل مشاهده است و از طرفی ماندگاری خاصیت خود پاک شوندگی بر روی منسوج پلاسما شده بسیار قابل توجه است.»

این محقق درباره تاثیرگذاری عملیات پلاسما بر خواص نهایی محصول اظهار کرد: «بر اساس بررسی‌ها به کمک عملیات پلاسما، گروه‌های فعال شیمیایی بر روی منسوج ایجاد شده و سطح منسوج تا حدودی حکاکی فیزیکی شده و ناهمواری‌هایی بر روی سطح الیاف ایجاد می‌شود، همین دو مورد سبب افزایش جذب نانوذرات بر روی منسوج می‌‌شود.»

به گزارش آنا، نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری شهیدی، محمود قرآن نویس و ابوسعید رشیدی اعضای هیات علمی واحد علوم و تحقیقات تهران، محمد احمدی کارشناس ارشد مهندسی نساجی واحد علوم و تحقیقات تهران است در مجله‌ Micro & Nano Letters (جلد ۱۰، شماره ۸، سال ۲۰۱۵، صفحات ۴۰۸ تا ۴۱۳) به چاپ رسیده است.