Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Zadhosh,Akbar Khoddami
علی زادهوش (استاد راهنما) اکبر خدامی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shabnam Joneydi
شبنم جنیدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

An Investigation into Creating Self-cleaning Effect on Structural Fabrics
oly¬(vinylchloride)-coated polyester fabrics are the most commonly used material in construction of structural fabric. Among different properties of these fabrics which are used as awning and canopies, resistance against dirt pick up and surface degradations, weathering, are the most important characteristics to ensure long-life aesthetic properties. Preparation of self-cleaning effect on surface of Poly¬(vinylchloride) is an effective technique to improve performance. Therefore, combination of a low surface energy material and nano particles was used to create effective roughness on the top of Poly¬(vinylchloride) surface. Adhesion decrease of dirt particles and water droplets to surface is obtained by decreasing the contact area. First, Poly¬(vinylchloride) plastisols with different amount of additives were prepared and coated on Polyster fabrics. The sample which had optimum properties was selected as base fabric for the next experiments. Second, different percentages of nano Titanium Dioxide and nano Zinc Oxide were dispersed in mixture of Perfluoroalkylacrylates and 2-isopropanol. These topcoating solutions were sprayed on the selected Poly¬(vinylchloride)-coated fabric. After dry-cure process, the effects of finishing on the topcoated sample properties were evaluated by measuring contact angle, sliding angle and 3M water repellency test. quantitative self-cleaning property of the samples was studied. Because of low abrasion fastness of topcoating, Improvement in topcoating, adhesion to the substrate was improved using surface functionalization by UV-Ozone treatment. The effect of different conditions of surface modification on the samples performance was studied by ATR-FTIR spectroscopy and Martindale wear-abrasion tester. Results obtained indicate that optimum percentage of Perfluoro¬alkylacrylates topcoating can increase water-repellent properties of Poly¬(vinylchloride). Furthermore, existence of 3% nano Titanium Dioxide created a superhydrophobic surface on Poly¬(vinylchloride) with high contact angle (150°) and very low sliding angle (2°). Super¬hydrophobicity which causes self-cleaning effect occurred due to low surface energy of Perfluoroalkylacrylates and multi-scale structured roughness on the surface. So, surface cleanability by water droplet was increased three times. Abrasion fastness of top coating was improved by surface oxidation via UV-Ozone surface treatments. ATR-FTIR analysis demonstrated that formation of oxygenated functional groups (such as C-O, C=O and O=C-O), improves Poly¬(vinylchloride) wettability and adhesion of topcoating to it. The longer time of exposure, the more oxygenated functional groups were created. At last, a superhydrophobic surface with self-cleaning property was produced which had not only good resistance to weathering like ultraviolet beam and rain, but also a good washing and abrasion fastness.
پارچه¬های پلی¬استری پوشش¬داده¬شده با پلی¬وینیل¬کلراید(PVC)، متداول¬ترین ماده در ساخت سازه¬های پارچه¬ای به¬شمار می¬روند. از میان خصوصیات مختلف این پارچه¬ها که عمدتاً به عنوان سقف¬ها و سایبان¬ها مورد استفاده قرار می¬گیرند، مقاومت در برابر عوامل جوی،که موجب کثیف¬شدن و تخریب سطح می¬شوند، مهمترین خصوصیتی است که زیبایی بلند مدت سازه را تضمین می¬کند. به نظر می¬رسد ایجاد اثر خودتمیزشوندگی بر روی PVC، روشی موثر جهت بهبود کارایی این پارچه¬ها باشد. به¬ همین دلیل ترکیبی از ماده¬ای با انرژی سطحی کم و نانو ذرات مورد استفاده قرار گرفت تا ناهمواری¬های موثری بر روی سطحPVC ایجاد شود و با کاهش سطح تماس، موجب کاهش چسبندگی ذرات آلودگی و قطرات آب به سطح ¬گردد. در انجام آزمایش¬ها ابتدا پلاستی¬سول¬هایی حاوی PVC و درصدهای مختلف از مواد افزودنی آماده و بر روی پارچه پلی¬استری پوشش¬داده شدند. سپس خواص مکانیکی پارچه¬های پوشش¬داده¬شده مورد بررسی قرار گرفت و نمونه¬ای که دارای خواص بهینه بود به عنوان پارچه زمینه، جهت انجام ادامه¬ی آزمایش¬ها انتخاب گردید. در مرحله دوم، دیسپرسیون¬هایی حاوی درصدهای مختلفی از نانو ذرات دی¬اکسیدتیتانیوم و نانو ذرات اکسید روی در پرفلوئوروآلکیل¬آکریلات آماده شده و به¬عنوان پوشش رویه بر روی پارچه¬ منتخب مرحله قبل، اسپری شدند. پس از انجام عملیات خشک- پخت، میزان تاثیر تکمیل¬های انجام شده بر روی نمونه-های پوشش¬داده¬شده، توسط اندازه¬گیری زاویه تماس، زاویه سرش و آزمایش آبگریزی 3M بررسی گردید. در ادامه، خاصیت خودتمیزشوندگی نمونه¬ها به طور کمی مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس بهبود چسبندگی پوشش رویه به کالا، توسط عملیات UV-Ozone و همچنین تاثیر شرایط مختلف بر روی اصلاح سطحی نمونه¬ها توسط طیف سنجی ATR-FTIR و آزمایش ثبات سایشی در دستگاه مارتیندل بررسی شد. در نهایت نمونه¬ها جهت بررسی میزان مقاومت نسبت به عوامل جوی، مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد، ترکیب بهینه از پوشش رویه حاوی پرفلوئوروآلکیل¬آکریلات می¬تواند خواص آبگریزی PVC را افزایش دهد. علاوه بر این، وجود نانو ذرات دی¬اکسید تیتانیوم به میزان 3% در دیسپرسیون، سطحی فوق¬آبگریز با زاویه تماس بالا(°150) و زاویه سرش بسیار کم(°2) بر روی PVC ایجاد نمود. فوق¬آبگریزی که به دلیل انرژی سطحی کم پوشش رویه و ناهمواری¬های دو مقیاسی ایجاد شده توسط نانو ذرات، رخ داده بود، منجر به اثر خودتمیزشوندگی گردید. به طوریکه میزان تمیزشوندگی سطح توسط قطره آب، به میزان 3 برابر افزایش یافت. ثبات سایشی پوشش رویه نیز توسط روش اکسیداسیون سطحی از طریق عملیات سطحی UV-Ozone بهبود یافت. آنالیز ATR-FTIR نشان داد، بوجود¬آمدن گروه¬های عاملی اکسیژن¬دار(نظیرC-O،C=O وO=C-O)، ترشوندگی PVC و چسبندگی پوشش رویه به سطح آن را افزایش می¬دهند. به ¬طوریکه با افزایش زمان عملیات به تعداد گروه¬های عاملی اکسیژن¬دار افزوده می¬گردد. بدین¬ترتیب سطحی فوق¬آبگریز و خود تمیزشونده حاصل شد که علاوه بر مقاومت در برابر عوامل¬جوی نظیر اشعه ماوراء بنفش خورشید و باران، از ثبات شستشویی و سایشی مطلوبی برخوردار بود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی