توصيفگر ها :
توسعه پايدار , بازيافت سلولز , دوستدار محيطزيست , فيلم سلولزي , آبخورشوندگي , اصلاح پلياستر
چكيده فارسي :
توجه روزافزون توسعه پايدار به بازگرداني ضايعات سلولزي و استفاده بهينه از منابع مختلف به مديريت مصرف منابع تجديدناپذير تاكيد ميكند؛ بنابراين توليد يك ماده باارزش افزوده بالا از ضايعات ليفي سلولز، ميتواند مصرف سلولز از منابع مختلف را كنترل نمايد. از طرفي پارچه پلياستر به علت خواص مكانيكي بالا مصرف روبهرشدي دارد؛ ولي به علت جذب رطوبت كم و الكتريسيته ساكن بالا نياز به اصلاح خواص دارد. استفاده از محلول سلولزي حاصل از ضايعات ليفي حل شده در يك حلال دوستدار محيطزيست، و پوششدهي اين محلول روي پارچه پلياستر بهعنوان اصلاحكننده خواص رطوبتي و الكتريسيته ساكن، ضمن توليد ماده با ارزش افزوده بالا، به بازيافت سلولز كمك كرده و خواص پلياستر را بهينه ميكند.فرايند انحلال ضايعات سلولز در حلال دوستدار محيطزيست و پوششدهي فيلم سلولزي روي پارچه پلياستر و بهبود خواص رطوبتي و الكتريسيته ساكن از اهداف پژوهش حاضر است. ابتدا، حلال دوستدار محيطزيست و ارزانقيمت سود/ اوره/ تيواوره براي انحلال ضايعات سلولزي با نسبت 8/8/6.5 انتخاب شد و سپس روش انحلال با استفاده از همزن به عنوان روش بهينه انحلال باتوجهبه نتايج ويسكوزيته محلول سلولزي انتخاب شد. در گام بعدي انعقاد با اسيد استيك و سولفوريك اسيد با نسبت هاي مختلف، اثر حضور حلال سود/اوره/تيواوره در حمام انعقاد، و زمان انعقاد مورد ارزيابي قرار گرفت و انعقاد در شرايط استيك اسيد 10% به همراه 3% حلال سود /اوره /تيواوره در مدت زمان 10 دقيقه به عنوان حمام انعقاد بهينه انتخاب شد. سپس پوششدهي پارچه پلياستري با استفاده از محلول سلولزي به روش تيغهاي و تهيه پارچه يكلايه و دولايه انجام شد. بهمتظور بهبود پوششدهي پارچه پلياستر، فرآيند پوششدهي پارچه يكلايه با روشهاي : تركردن پارچه با آب و حلال قبل از پوششدهي، استفاده از ZnO به دو روش متفاوت، استفاده از گليسيرين و استفاده از بيندر در محلول سلولزي بررسي شد.تصاوير ميكروسكوپ الكتروني، افزايش وزن 4 تا 5 درصدي،كاهش 61% نفوذپذيري هوا و افزايش ضخامت، حضور فيلم سلولزي روي پارچه پلياستر را تأييد كردند. افزايش جذب21 برابري رطوبت بازيافتي، كاهش 36 % زمان جذب قطره ، افزايش113% ارتفاع مويينگي و كاهش 87% مقاومت الكتريكي نشان دهنده بهبود خواص رطوبتي و كاهش الكتريسيته ساكن پارچه پلياستر در اثر پوششدهي شده با فيلم سلولزي بوده است. با ارزيابي ميزان پايداري عمليات تكميل نتيجه گيري شده كه با افزايش وزن 4 تا5 %،كمتر از 1% كاهش وزن در اثر سايش و شستشو رخ داده است كه بيانگر پايداري بالا فيلم سلولزي روي پارچه پلي استري بوده و نمونه حاوي بيندر بالاترين ثبات را داشته است. ارزيابي استحكام كششي نمونه ها نشان داد كه در اثر حضور فيلم سلولزي روي پارچه كاهش استحكام 5 تا 6 % رخ داده كه حضور ZnO نه تنها موجب كاهش استحكام نميشود بلكه بهبود 1 تا2 % استحكام ايجاد كرده است. اندازه گيري طول خمش نشان داده كه عمليات تكميل موجب افزايش 53% طول خمش شده و در اثر حضور گلسيرين به 42% رسيده است. نمونه دولايه به علت جذب بيشتر سلولز ، افزايش 45 برابري رطويت بازيافتي،كاهش 61% زمان جذب قطره و كاهش 91% خواص مقاومت الكتريكي داشته است ؛ ولي نفوذپذيري هوا كمتري نسبت به پارچه تكلايه دارد. بهمنظور بهينهسازي عمليات تكميل، پوششدهي روي پارچه هيدروليز قليايي انجام شد. در نمونه هيدروليز شده به علت افزايش وزن 6 % در اثر حضور فيلم سلولز ، بهبود خواص رطوبتي بهتر بوده است. همچنين استفاده از ZnO وگليسيرين موجب بهبود خواص استحكامي، نرمكنندگي در نمونه هيدروليز شده نيز گشته است. با بررسي نمونههاي پوشش داده شده روي پارچه هيدروليز قليايي نتيجه گرفته ميشود كه ايجاد گروه هيدروكسيل روي سطح پلياستر موجب جذب بيشتر سلولز شده است؛ بنابراين خواص رطوبتي و ثبات سايشي و شستشويي بهتري نسبت به نمونه هيدروليز نشده در اثر حضور سلولز از خود نشان داده است.
چكيده انگليسي :
Sustainable development focuses on the recycling of cellulosic waste and the optimal use of various resources to manage the resources. Consequently, producing a high-value material from cellulosic waste can help regulate cellulose consumption from different sources. Additionally, polyester fabric is increasingly utilized due to its high mechanical properties; however, it requires modifications because of low moisture absorption and high static electricity. The application of a cellulosic solution from dissolved cellulosic waste in an environmentally friendly solvent, along with coating this solution onto polyester fabric, serves as a modifier for moisture and static electricity properties, while also aiding in cellulose recycling and optimizing the polyester’s characteristics. This research aims to dissolve cellulosic waste in an environmentally friendly solvent and apply a cellulosic film coating on polyester fabric to enhance moisture and static electricity properties. An inexpensive and eco-friendly solvent composed of sodium hydroxide /urea/thiourea in an 8:8:6.5 ratio was chosen to dissolve the cellulosic waste. The next step involved coagulation with acetic and sulfuric acid at varying ratios to assess the effects of the NaOH/urea/thiourea solvent in the coagulation bath and the coagulation time. A 10% acetic acid with 3% NaOH/urea/thiourea solvent for 10 minutes was the optimal coagulation bath. The coating of polyester fabric was performed using the cellulosic solution through a blade application method for both single and double-layer fabrics. To improve the coating of the polyester fabric, various techniques were explored, including pre-wetting with water and solvent before coating, ZnO in two different methods,using glycerin, and adding a binder to the cellulosic solution. Scanning electron microscope images,4% to 5% increase in weight,61% reduction in air permeability, and an increase in thickness confirmed the presence of the cellulosic film on the polyester fabric. The results showed increase in moisture absorption,36% decrease in drop absorption time, 113% increase in capillarity height, and an 87% decrease in electrical resistance,show the enhancement of moisture properties and reduction in static electricity of the polyester due to the using cellulosic film. The stability indicated that the weight increase of 4% to 5% resulted in less than 1% weight loss due to abrasion and washing, particularly in samples containing the binder, which exhibited the highest stability. Tensile strength assessments revealed 5% to 6% reduction in strength due to the presence of the cellulosic film on the fabric, while the inclusion of ZnO not only mitigated the reduction in strength but also contributed to an improvement of 1% to 2%. The measurement of bending length indicated that the finishing process increased the bending length by 53%, which reached 42% with glycerin inclusion.The double-layer sample demonstrated a 45-fold increase in moisture absorption, a 61% reduction in drop absorption time, and a 91% decrease in electrical resistance properties due to higher cellulose absorption; however, it exhibited lower air permeability compared to the single-layer fabric. To optimize the finishing process, coating was applied to alkali-hydrolyzed fabric. In the hydrolyzed sample, a 6% weight increase from the presence of the cellulosic film contributed to improved moisture properties. Furthermore, the use of ZnO and glycerin enhanced the strength and softness of the hydrolyzed sample.The examination ofcoated samples on alkali-hydrolyzed fabric revealed that the introduction of hydroxyl groups on the polyester surface facilitated greater cellulose absorption, resulting in enhanced moisture properties and better wash and abrasion stability compared to unhydrolyzed samples due to the presence of cellulose.
