SUPERVISOR
Hossein Izadan,Akbar Khoddami,Haleh Khalili
حسین ایزدان (استاد راهنما) اکبر خدامی (استاد مشاور) هاله خلیلی (استاد راهنما)
STUDENT
Mohammadreza Rahimi
محمدرضا رحیمی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
TITLE
The effect of nano - Tio2 on the dyeing and finishing properties of polyester fibres
Extension of nanotechnology have led to progression and development in various scientific and commercial fields. Textile industry is not deprived of the benefits of nanotechnology. The use of nanoparticles is very common in the textile industry, Titanium dioxide is one of nanoparticles which has many different applications in textile industry. Two important properties of this nanoparticle that make it very efficient and useful are the Photocatalyst and superhydrophilicity properties. Polyester polymer based on polyethylene terephthalate has a compact structure and partially crystalline. Static electricity which lead to attraction of dust, Difficulty in dyeing Process, Discomfort polyester textiles and clothing (due to low ability to absorb water and perspiration) are problems of common fibers. In this study, the two Photocatalyst and hydrophilic properties of titanium dioxide nanoparticles were used in order to achieve suitable dyeing polyester fabrics. First, surface roughness is created on the surface of polyester fabric by alkaline hydrolysis treatment, and then by Pad-dry-curing process the solution with different amounts of titanium dioxide nanoparticles which obtained in the ultrasonic bath in the form of dispersions in water, were fixed at different temperatures on the surface of polyester fabric in the Astntr machine.Taguchi method was used for experimental design In order to achieve optimal experimental conditions. After pad-dry-curing Process and determination of optimal experimental conditions, treated and untreated samples were dyed in the boiling temperature by Disperse Blue 56. Using of K/S samples in the wavelength of maximum absorption, investigated the absorption rate and the Kinetics of dyeing color samples. Also light and washing fastness of samples were investigated. Dyeing process showed that although the adsorption and dyeing rate of polyester treated with titanium dioxide nano particles increased significantly than untreated polyester fabric dyed without carrier, but the carrier method, demonstrated higher adsorption and dyeing rate. Washing fastness of untreated polyester that is dyed with carrier and without carrier was similar to washing fastness of polyester treated with titanium dioxide nanoparticles. Light fastness of treated polyester that dyed without carrier is lower than two other samples. This reduction can be attributed to the presence of titanium dioxide nanoparticles and catalyst properties of the nanoparticles. Also using a test absorption time and wettability properties of untreated and treated polyester with titanium dioxide nanoparticles were studied. The results show a significant increase of wettability properties of fabrics treated with titanium dioxide nanoparticles than the untreated. The increase of wettability, with irradiated UV light is more intense. Tensile strength experiments showed no significant change in strength of polyester treated with titanium dioxide nanoparticles. Finally, self-cleaning experiments, was done by methylene blue and UV radiation. The results showed that the presence of titanium dioxide nanoparticles on the surface treated polyester, leads to significant improvement of this property. XRD, FTIR, SEM Tests also was performed on the samples. XRD samples showed that increasing crystallite polyester treated with titanium dioxide nanoparticles. SEM shows the surface roughness polyester fabric treated compared to untreated. FTIR samples showed the presence of titanium dioxide does not reaction with the treated polyester fabric. Key words: titanium dioxide nanoparticles, alkaline hydrolysis, polyester, dyeing, self-cleaning
گسترش فناوری نانو باعث پیشرفت و توسعه در زمینه های علمی و تجاری مختلفی شده است. صنعت نساجی نیز از این مزیت فناوری نانو بی بهره نیست. نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم یکی از نانو ذراتی است که در نساجی در کاربردهای مختلفی مورداستفاده قرار می گیرد. دو خاصیت مهم این نانوذره که آن را بسیار کارا و مفید می سازد، خواص فوتوکاتالیستی و فوق آبدوستی آن است. در این پروژه از دو خاصیت فوتوکاتالیستی و فوق آب دوستی نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم به منظور رسیدن به یک رنگرزی مناسب برای پارچه پلیاستری استفادهشده است. ابتدا روی سطح پارچه پلی استری در عملیات هیدرولیز قلیایی زبری سطحی ایجادشده است و سپس با عملیات پد-خشک-پخت محلول با درصدهای مختلف نانو ذرات دیاکسید تیتانیوم که در حمام التراسونیک بهصورت دیسپرسیون در آب تهیهشده بودند، روی سطح پارچه پلی استری در دستگاه استنتر و در دماهای مختلف تثبیت شدند. بهمنظور رسیدن به شرایط بهینه عملیات از طراحی آزمایش به روش تاگوچی استفاده شد. بعد از پوشش دهی سطح با نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و تعیین شرایط بهینه عملیات، نمونه بهینه و نمونه اصلاح نشده (خام) یکبار با روش کریری مرسوم و باردیگر بدون کریر توسط رنگرای دیسپرس آبی 56 در دمای جوش رنگرزی شدند. همچنین ثبات نوری و شستشویی نمونه ها تعیین شدند. عملیات رنگرزی نشان داد که اگرچه جذب رنگ پارچه پلی استری اصلاحشده با نانوذرات دیاکسید تیتانیوم افزایش قابلتوجهی نسبت به پارچه پلی استری اصلاحنشده و رنگرزی شده بدون کریر دارد، اما روش کریری جذب رنگ بالاتری را نشان می دهد. ثبات نوری نمونه اصلاحشده با نانوذرات دی اکسید تیتانیوم کاهش یافته است. این کاهش به حضور نانوذرات دیاکسید تیتانیوم و نقش کاتالیستی این نانوذرات در کاهش ثبات نوری نمونه اصلاحشده ارتباط دارد. همچنین با استفاده از آزمایش جذب قطره خاصیت ترشوندگی نمونه اصلاح نشده (خام) و پارچه های اصلاحشده با نانوذرات دیاکسید تیتانیوم برسی شد. نتایج نشانگر افزایش شدید خاصیت ترشوندگی پارچه اصلاحشده با نانوذرات دیاکسید تیتانیوم نسبت به نمونه اصلاح نشده (خام) است. این افزایش ترشوندگی با انجام عملیات تحت تابش اشعه ماوراءبنفش شدت بیشتری می یابد. آزمایش های استحکام کششی نشانگر عدمتغییر قابلتوجه این متغیر در نمونه پارچه اصلاحشده با نانوذرات دیاکسید تیتانیوم است. درنهایت آزمایش های خودتمیزشوندگی با استفاده از رنگزای متیلن بلو و عملیات تابش اشعه ماوراءبنفش صورت گرفت. نتایج نشان داد که حضور نانوذرات دیاکسید تیتانیوم روی پارچه اصلاحشده سبب بهبود قابلتوجه این خاصیت شده است. آزمایش های XRD، FTIR، SEM نیز روی نمونه ها انجام شد. طیف پراش اشعه ایکس نمونه ها نشانگر افزایش کریستالی الیاف پلیاستری اصلاحشده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشانگر خوردگی سطح پارچه اصلاحشده در مقایسه با پارچه اصلاح نشده (خام) است. طیفسنجی تبدیل فوریه مادونقرمز (FTIR) نمونه ها نیز نشانمی دهد که حضور نانوذرات دیاکسید تیتانیوم هیچگونه واکنشی با پارچه پلیاستری عمل شده نداده و نیز نشانگر تخریب جزئی الیاف است. کلمات کلیدی: نانوذرات دیاکسید تیتانیوم، هیدرولیز قلیایی، پلیاستر، رنگرزی، خودتمیزشوندگی.