پوشش دهـی منسوجات با پلیمـرهای رسانـا

چکیده
نیاز به استفاده از مواد انعطاف پذیر هادی جریان الکتریسیته که میزان هدایت آنها با توجه به مورد مصرف قابل کنترل و تنظیم شدن باشد منجر به توسعه گروه خاصی از منسوجات فنی تحت عنوان منسوجات هادی جریان الکتریسیته شده است . در این منسوجات عموماً سطح منسوج توسط فرآیندهای خاصی با مواد هادی جریان الکتریسیته پوسشش داده می شود در این مقاله استفاده از پلیمرهایی که به صورت ذاتی هادی الکتریسیته هستند مورد بررسی قرار گرفته است . خصوصیات هدایت الکتریکی ذاتی این پلیمرها در کنار خصوصیات مکانیکی مطلوب و انعطاف پذیر منسوجات سبب گشته است تا محصولی با خصوصیات ویژه که مسلماً کاربردهای خاصی نیز دارد تولید شود .

روش کار
یکی از روش های تولید منسوجات هادی الکتریسیته تکمیل شیمیایی منسوج در حمام حاوی محلول پلیمر هادی جریان الکتریسیته است . پلیمر هادی جریان الکتریسیته گروه جدیدی از پلیمرها هستند که نسبت به سایر انواع پلیمرها از خصوصیات الکتریکی ویژه ای برخوردار می باشند میزان خاصیت هدایت الکتریکی در این پلیمرها میتواند در محدوده  تا  متغیر باشد و منسوج مورد استفاده در این تحقیق پارچه 100% پلی استری است که به وسیله مواد مختلف تحت عملیات تکمیل قرار گرفته ایت و به همین دلیل خصوصیات آن از قبیل مقاومت الکرتیکی سطحی ، مقاوت سایشی و ثبات شستشویی در نمونه های مختلف تکمیل شده متفاوت می باشد . در ابتدا خصوصیات بررسی شده منسوجات تکمیل شده در سطح مطلوبی قرار نداشت که این مساله به دلیل عدم یکنواختی در پوشش سطحی منسوج توسط مواد تکمیل کننده در حمام تکمیل می باشد . جهت رفع این مشکل ابتدا منسوج توسط یک عملیات شیمیایی آماده سازی تر ( خیس ) تکمیل گردید و سپس تحت عملیات اصلی قرار گرفت . نتایج آزمایشات نشان داد که پس از اجرای این عملیات اماده سازی خصوصیاتی از قبیل مقاومت الکتریکی سطحی در حد مورد انتظار قرار گرفته است ( در مورد پوشش با پلیمر پلی آنیلین این عدد در حد و در هنگام استفاده از پلی 3 و 4- اتیلن دی اکسی تیوفن  و اسید پلی استایرن  بر روی منسوجات پلی آمیدی انجام دادند و به نتایج تقریباً مشابهی توسط یافتند با توجه به این مطالب تمرکز این تحقیق بر روی بررسی میزان الکرتیکی منسوج تکمیل شده و همچنین پایداری تکمیل اعمال شده بر روی آن استوار است .

نتایج
ار ابتدا آزمایشات بسیاری جهت رسیدن به فرمولاسیون مطلوب انجام پذیرفت در این آزمایشات از مواد مختلفی نظیر اکریلات ، پلی یورتان و سیلیکون به وصترپایه به عنوان عامل اتصال دهنده استفاد شد و خصوصیات ثبات سایشی در مقابل عملیات مکانیکی ، شیمیایی و حرارتی مورد بررسی قرار گرفت با توجه به اینکه تمام مواد مذکور غیر هادی می باشند به همین دلیل میزان مصرف آنها تاثیر مستقیمی بر روی میزان هداین الکرتیکی اولیه ندارد و تنها بهبود دهنده ثبات شستشویی منسوج تکمیل شده نهایی است . نتایج بررسی مواد پلیمری هادی ذاتی نشان دهنده آن است که استفاده از پلیمرهایی که به صورت تجاری در دسترس هستند نظیر دیسپرسیون پلی 3 و 4- اتیلن دی اکسی تیوفن  و اسید پلی استایرن  ( ساخت شرکت کلویوس ) مناسب ترین گزینه ها می باشد . ( جدول 1 ) مهمترین تفاوت این پلیمرها در ساختار شیمیایی و میزان پایداری آنها بر روی منسوج می باشد . هر چند که دیسپرسیون  بسیار پایدار است و به خوبی در حمام تکمیل خصوصیات خود را حفظ می نماید اما دیسپرسیون پلی آنیلین بسیار حساس بوده و نیازمند احتیاط و توجه ویژه در حین عملیات اماده سازی می باشد زیرا اندکی تغییر در شرایط محیطی مخصوصاً  محیط منجر به نغییر در وضعیت اکسیداسیونی پلی آنیلین و در نتیجه تغییر در میزان هدایت الکتریکی آن می شود . همانگونه که گفته شد هرچند که در ابتدا پایداری تکمیل اعمال شده بر روی منسوج در حد مطلوبی قرار نداشت ، اما استفاده از مواد اتصال دهنده مناسب ،سایر مواد افزودنی و همچنین استفاده از نسبت مناسب مواد موجود در حمام تکمیل سبب گردید که خصوصیات ثباتی به طور قابل توجهی بهبود یابد . در ادامه سایر پارامترهای فرآید به گونه ای بهینه شد که با حداقل استفاده از مواد پوشش دهنده لایه بسیار نازکی بر روی منسوج تشکیل شده و انعطاف پذیر منسوج در حد بسیار مناسبی حفظ شود . جهت بررسی خصوصیات سایشی از آزمایش تعیین ثبات سایشی در شرایط خشک و خیس ( تر ) تحت استادندارد   استفاده شد . همچنین مقاومت الکتریکی سطحی نیز تحت روش استادندارد  ( قسمت اول ) مورد ارزیابی قرار گرفت . نتایج خصوصیات ثباتی در عملیات تکمیل به وسیله دیسپرسیون پلی آنیلین در هنگام استفاده از میزان مختلف اکریلات به عنوان عامل اتصال دهنده در جدول 2 آورده شده است . همانگونه که از این جدول نیز مشخص است میزان ثبات سایشی به طور مستقیم به درصد استفاده از مواد اتصال دهنده بستگی دارد . این نتیجه نه تنها در مورد استفاده از دیسپرسیون پلی آنیلین بلکه در هنگام استفاده از دیسپرسیون  نیز برقرار است . ارزیابی های تکمیلی حاکی از آن است که استفاده از 20% مواد اتصال دهنده می تواند خصوصیات سایشی مطلوبی را حتی در هنگام اجرای عملیات سایش در محیط خیس ( تر ) ایجاد نماید . در همین شرایط میزان مقاومت الکتریکی سطحی نیز در هنگام استفاده از دیسپرسیون پلی آنیلین در محدوده  و در هنگام استفاده از دیسپرسیون  در محدوده  قرار گرفت که اعداد مطلوبی از جهات کاربردی می باشند علاوه بر پارچه های پلی استری تاری پودی ، پارچه های دیگری نظیر پارچه های حلقوی و پارچه های نواری نیز بدین روش تحت عملیات تکمیل قرار گرفتند و خصوصیات آنها بررسی شد . در حین ارزیابی مقاومت الکتریکی سطحی باید توجه داشت که پلیمرهای هادی ذاتی در هنگام تماس با جریان و ولتاژ مستقیم بری در اطراف قطب آند اکسید شده و طبیعتاً در اطراف قطب کاتد احیا می شوند . به همین دلیل می توان گفت که هدایت الکتریکی آنها در اطراف قطب آند افزایش و در اطراف قطب کاتد کاهش می یابد . با توجه به این خصوصیات مشخص است که اندازه گیری مقاومت الکتریکی سطحی منسوج با روش هایی که در آنها از جریان با ولتاژ مستقیم برق استفاده می شود ( نظیر روش استاندارد  جهت این منسوجات مناسب نیست . الهام از این موضوع تعدادی از محققان روش های مختلف اندازه گیری مقاومت الکتریکی سطحی منسوجات با جریان ولتاژ مستقیم و یا متناوب را مورد بررسی و مقایسه قرار داده اند و نتایج تحقیقات خود را به صورت مقاله نیز منتشر نموده اند .

جمع بندی
به طور کلی می توان گفت که پلیمرهای هادی ذاتی الکتریسیته را می توان به کمک روش های متداول تکمیل شیمیایی بر روی منسوجات به کار برد . از بین روش های مختلف تکمیا استفاده از حمام آغشته سازی و غلطک فولاد را می توان به عنوان یکی از بهترین گزینه ها انتخاب نمود . البته باید توجه داشت که استفاده از عملیات آماده سازی مقدماتی منجر به بهبود قابلیت تر شوندگی منسوج پلی استری و بهبود شرایط اجرای عملیات تکمیل با پلیمرهای هادی ذاتی جریان الکتریسیته می شود نتایج نشان می دهد که استفاده از دیسپرسیون پلی آنیلین به همراه مواد اتصال دهنده مناسب جهت اجرای این عملیات تکمیل بسیار مناسب است . در هنگام استفاده از دیسپرسیون پلی آنیلین میزان مقاومت الکتریکی سطحیدر محدوده  و در هنگام استفاده از دیسپرسیون  در محدوده  قرار می گیرد . در هر دو حالت این نتیجه مطلوب می باشد و منسوج تکمیل شده نیز ظاهر یکنواخت خود را حفظ می نماید و پارامترهای کیفی نساجی آن نیز تنها به میزان کمی تغییر می کند . هدف از اجرای این پروژه تولید دسته جدیدی از منسوجات فنی با قابلیت های ویژه می باشد که این قابلیت ها به کمک استفاده از مواد پلیمری هادی ذاتی به دست می آید . ترکیب خصوصیات هدایت الکتریکی پلیمرهای ذاتی به همراه خصوصیات مکانیکی منسوجات کاربردهای جدیدی جهت منسوجات فنی در صنایع تولید البسه محافظ ، فیلترها ، منسوجات پزشکی ، منسوجات خودرو . ووو ایجاد نموده است . حتی در صورت استفاده از مواد مبادله کننده یونی به عنوان یون متقابل نیز می توان خصوصیات بسیار ویژه ای در منسوجات ایجاد نمود که کاربردهای انها را کاملاً بی رقیب می سازد .