استفاده از دندريمر در تهيه بلانكت ايروژلي سيليس و بررسي خواص آن

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

اصلاح سطحي آيروژل سيليس با تركيبات آمين‌دار ظرفيت جذب يون‌هاي فلزات سنگين، رنگزاها و گاز كربن‌دي‌اكسيد را بهبود مي‌دهد. پليمرهاي دندريمري كه شامل پليمر‌هاي پرشاخه، دندريمر و دندريگرافت مي‌شود، مي‌توانند جاذب بسياري از مواد از طريق فضاي خالي بين شاخه‌ها و گروه‌هاي عاملي انتهايي فراوان خود باشند. اين پژوهش با هدف افزايش گروه‌هاي آمين بر سطح آيروژل، بدون استفاده از تركيبات متداول ارگانوسيلان‌ها كه پيچيدگي فرايند و سميت را افزايش مي‌دهند و با استفاده از پليمر دندريمري انجام شد. سنتز آيروژل سيليس با استفاده از پليمر دندريمري پلي‌آميدوآمين (PAMAM) كه داراي گروه‌هاي آمين انتهايي فراوان است، از طريق هيبريدسازي شبكه سيليس با پليمر PAMAM به روش سل-ژل دو مرحله‌اي در فشار محيط انجام شد. همچنين استفاده از PAMAM براي اصلاح بلانكت آيروژلي سيليس از اهداف ديگر اين پژوهش است. در اين راستا روش و شرايط سنتز آيروژل اصلاح شده با PAMAM، شرايط اصلاح سازه ليفي، شرايط بارگذاري PAMAM بر سازه ليفي و نيز اثر اصلاح بر ساختار حفره‌ها و ويژگي‌هاي فيزيكي، آب‌دوستي و جذب رنگزاي اسيدي نمونه‌هاي پودر و بلانكت آيروژلي با استفاده از آزمون‌هاي مختلف مانند جذب و واجذب نيتروژن، FTIR، FESEM، EDX و زاويه تماس بررسي شد. سنتز آيروژل اصلاح شده به صورت افزودن محلول PAMAM با غلظت‌هاي معين به سل سيليس پس از مرحله هيدروليز، حذف مرحله تراكم با آمونياك و تشكيل ژل در حضور PAMAM، زمان‌دهي با اتانول و خشك كردن نمونه‌ها در فشار محيط انجام شد. بهترين غلظت PAMAM و دماي تراكم براي سنتز آيروژل اصلاح شده به ترتيب w/v 20% و ˚C 30 تعيين شد. . آزمون EDX حضور 9% اتم نيتروژن كه ناشي از حضور گروه‌هاي آمين PAMAM در شبكه آيروژل است و همچنين يكنواختي توزيع PAMAM در ساختار را تاييد كرد. براساس نتايج آزمون جذب و واجذب نيتروژن ميانگين اندازه حفره‌هاي آيروژل از nm 6 در نمونه خالص به nm 11 در نمونه اصلاح شده افزايش و سطح مخصوص كاهش يافت. نتايج نشان دادند كه بازدهي جذب با رنگزاي اسيد قرمز 114 از محلول ppm 50 در pH خنثي از 16% براي آيروژل سيليس خالص به 58% در آيروژل سيليس اصلاح شده با پليمر دندريمري افزايش يافت. تهيه بلانكت آيروژلي سيليس اصلاح شده به سه روش انجام شد. روش اول به صورت اصلاح لايه بي‌بافت پلي‌استر با سديم‌هيدروكسيد و سپس PAMAM و در ادامه، سنتز درجاي ذره‌هاي آيروژل سيليس خالص بر آن انجام شد. سنتز درجاي ذره‌هاي آيروژل اصلاح شده بر لايه بي‌بافت پلي‌استر قليايي شده در روش دوم بعد از آغشته‌سازي لايه بي‌بافت به سل سيليس خالص، از طريق اسپري محلول PAMAM بر آن و در روش سوم با استفاده از سل اصلاح شده با PAMAM و آغشته‌سازي لايه بي‌بافت با آن انجام شد. در اثر اصلاح قليايي و دندريمري لايه بي‌بافت پلي‌استر، زاويه تماس آب، بيش از ˚25 كاهش يافته كه ايجاد گروه‌هاي آب‌دوست بر سطح آن را نشان مي‌دهد. همچنين ارتفاع نفوذ عمودي آب در لايه‌هاي پلي استر اصلاح قليايي و دندريمري تا حدود چهار برابر نسبت به لايه اوليه افزايش يافت. اما حضور ذره‌هاي آيروژلي آبدوست با تخلخل زياد و حفره‌هاي مزومتري بر روي لايه پلي استر خالص و اصلاح شده و تشكيل بلانكت آيروژلي تاثير بسيار قابل ملاحظه بر جذب آب نشان داد به طوري كه لايه پلي استر آبگريز تبديل به لايه فوق آبدوست در بلانكت آيروژلي شد و زمان نفوذ عمودي آب تا ارتفاع حدود cm 10 در لايه اصلاح شده از حدود يك ساعت به كمتر از 30 ثانيه در بلانكت‌هاي اصلاح شده در روش اول رسيد و ميزان جذب آب لايه حدود 300% افزايش يافت. ميزان بهبود بازدهي جذب رنگزاي اسيدي نمونه‌هاي بلانكت اصلاح شده در محيط خنثي براساس نوع روش اصلاح بلانكت و در نتيجه ميزان دسترسي پليمر دندريمري PAMAM و گروههاي آمين انتهايي آن به رنگزا متفاوت بوده و بالاترين بازدهي جذب رنگزاي اسيدي (%42) براي بلانكت آيروژلي اصلاح شده به روش سوم در مقايسه با بازدهي جذب %20 و %9 به ترتيب براي بلانكت آيروژلي تهيه شده با روش دوم و بلانكت خالص حاصل شد.

217855

شيمي نساجي

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان

حسن حدادزاده، صديقه برهاني