توصيفگر ها :
پلي(اتيلن ترفتالات) , آميزه , افزاينده طول زنجير مولكولي , نانورس , ماده كند كننده شعله
چكيده فارسي :
اين پژوهش با هدف بهبود عملكرد پلي(اتيلن ترفتالات) چند بار بازيافتي (rrPET) از طريق بهكارگيري همزمان افزاينده طول زنجير مولكولي (CE)، ماده كندكننده شعله پايه فسفر (FR) و نانورس (NC) انجام شد. نوآوري اصلي كار، بررسي اثرات همافزاي اين سه افزودني بر ضايعات الياف پلياستر حاصل از ذوبريسي و معرفي آميزهاي بهينه براي توليد الياف كند كننده شعله با قابليت فرآيندپذيري مناسب است.
نمونههاي تهيهشده با طراحي آزمايش تاگوچي ساخته و با آزمونهاي متنوع شامل رئومتر مذاب، گرماسنجي روبشي تفاضلي (DSC)، آناليز گرماوزني (TGA)، پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، آزمون شاخص اكسيژن حدي (LOI)، تست UL-94 و آزمونهاي مكانيكي و رنگرزي مورد ارزيابي قرار گرفتند.
نتايج نشان داد كه افزودن 4/0 %وزني CE موجب افزايش گرانروي ذاتي از(dl/g) 376/0 به(dl/g) 596/0و كاهش شاخص پراكندگي پليمر (PDI) از 23/2 به 78/1 شد و رفتار الاستيك مذاب را بهبود بخشيد. استفاده از 5/4 % وزني ماده كند كننده شعله باعث ارتقاي كند كنندگي شعله شد؛ بهگونهاي كه شاخص اكسيژن حدي (LOI) از حدود 21 % در rrPET خام به 03/28 %رسيد. در عين حال، استحكام كاهش يافت از(CN/den) 07/3 به(CN/den) 88/1 و ازدياد طول تا پارگي با افزودن يك درصد نانو رس Cloisite 30B از 56/38 % به 43/42 % افزايش پيدا كرد. همچنين حضور نانو رس موجب بهبود پراكنش نانو ذرات شد و ميزان كربن باقيمانده از 73/0 %به 02/8 % رسيد كه باعث ارتقاي پايداري گرمايي شد، در حالي كه درصد تبلور تغيير چشمگيري نداشت.
در مجموع، آميزه منتخب موفق شد تعادل مناسبي ميان خواص رئولوژيكي، گرمايي، مكانيكي، كند كنندگي شعله و قابليت رنگرزي برقرار كند. اين يافتهها نشان ميدهند كه رويكرد حاضر ميتواند بهعنوان يك راهكار پايدار و كارآمد براي استفاده مجدد از ضايعات پلياستر و توسعه الياف نساجي كند كننده شعله و دوستدار محيط زيست مورد توجه قرار گيرد.
چكيده انگليسي :
This study aimed to enhance the performance of multiple-recycled poly (ethylene terephthalate) (rrPET) through the simultaneous incorporation of a chain extender (CE), a phosphorus-based flame retardant (FR), and nanoclay (NC). The novelty of this work lies in investigating the synergistic effects of these three additives on polyester fiber waste derived from melt spinning and in introducing an optimized formulation for the production of flame-retarded fibers with suitable processability.
The prepared samples were designed using the Taguchi method and characterized by a variety of techniques, including melt rheometry, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), limiting oxygen index (LOI), UL-94 vertical burning test, as well as mechanical and dyeability tests.
The results revealed that the addition of 0.4 wt% CE increased the intrinsic viscosity from 0.376 dl/g to 0.596 dl/g and reduced the polymer dispersity index (PDI) from 2.23 to 1.78, thereby improving the melt elasticity. Incorporating 4.5 wt% FR enhanced flame retardancy, raising the LOI from about 21% in virgin rrPET to 28.03%. However, tensile strength decreased from 3.07 CN/den to 1.88 CN/den, while elongation at break increased from 38.56% to 42.43% upon the addition of 1 wt% Cloisite 30B nanoclay. The presence of nanoclay also improved nanoparticle dispersion and increased the residual char from 0.73% to 8.02%, leading to improved thermal stability, whereas the crystallinity percentage remained nearly unchanged.
Overall, the optimized formulation successfully established a balance among rheological, thermal, mechanical, flame retardant, and dyeing properties. These findings demonstrate that the proposed approach can serve as a sustainable and efficient strategy for recycling polyester waste and producing flame-retarded, environmentally friendly textile fibers
