عضو شوید
عضویت سریع
آمار مطالب
آمار بازدید
پایان نامه های رشته نساجی
آموزش کامل پایان نامه نویسی مخصوص مقطع کارشناسی ارشد
نمونه ای از فایل های سایت با دانلود رایگان(رشته نساجی)
2 style=”text-align: center;”>گروه مهندسی نساجی
پایاننامه
برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی تکنولوژی نساجی
عنوان:
ایجاد نانوزبری بر سطوح منسوجات و بررسی اثرات حاصل از آن
اساتید راهنما:
دکتر سید منصور بیدکی
دکتر رویا دستجردی
استاد مشاور:
دکتر علی اصغر علمدار یزدی
برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
در پژوهش پیشین نانوزبری چند اندازهای با استفاده از نانوذرات با اندازههای مختلف و بار سطحی متفاوت به همراه پوششدهی رزین سیلیکونی جهت تولید منسوجات چندمنظوره با خواص پایدار توسعه یافت. در این پژوهش ایدۀ استفاده از پرتودهی لیزر و تکمیل منسوجات با نانوذرات دنبال شده است. در مطالعات ابتدایی شرایط مطلوب پرتودهی لیزر از طریق بهینهسازی تعداد پالس و شدت لیزر، با لحاظ کردن اثر تکمیل نانو تعیین شده است. در ادامه نمونههای پیش تکمیل شده توسط نانوذرات و نمونههای فاقد نانوذرات در شرایط بهینه شده، پرتودهی شدند و جهت مقایسۀ تأثیر ترتیب استفاده از دو فرآیند پرتودهی لیزر و تکمیل نانو، تعدادی از نمونههای پرتودهی شده با لیزر مجدداً تحت تأثیر عملیات تکمیل با نانوذرات قرار گرفتند. در هر دو حالت فرآیند تکمیلی به دو روش پوششدهی با دستگاه پد و رمقکشی تحت تأثیر امواج فراصوت دستگاه اُلتراسونیک با هم مقایسه شدهاند. مطالعات میکروسکوپی از خصوصیات سطح نمونهها نشان دهندۀ ایجاد زبری چند اندازهای، حاصل از قرارگیری نانوذرات در درههای میکرومتری ایجاد شده توسط عملکرد فرسایش پرتوهای لیزر، بر روی سطح منسوجات است. بر اساس نتایج حاصل، حضور نانوذرات سبب تشدید تأثیر لیزر در ساختارسازی و بهبود عملکرد فرسایش آن روی سطح شده است. خواص مختلف نمونههای تحت بررسی، نظیر زمان جذب قطرۀ آب، زاویۀ تماس قطرۀ آب، زاویۀ سُرخوردگی قطرۀ آب، قابلیت رنگرزی نمونهها و قابلیت رنگبری از پسابها توسط نمونهها، مورد مطالعه قرار گرفته است. عملیات پیش تکمیل با نانوذرات، تأثیر مثبتی بر ایجاد عوامل رنگپذیر ایجاد شده بر روی سطح حین پرتودهی لیزر داشته است. با تلفیق پرتودهی لیزر به همراه تکمیل منسوجات توسط نانوذرات، خواص آبگریزی از قبیل زمان جذب، زاویۀ تماس و زاویۀ سُرخوردگی قطرۀ آب روی سطح به نحو قابل ملاحظهای بهبود یافته، به طوری که منجر به ایجاد خواص ابرآبگریزی شده است. این تغییرات با تغییرات توپولوژی ایجاد شده روی سطح نمونهها بر اساس مطالعات میکروسکوپ الکترونی همخوانی داشته است.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
پیشینه پژوهش اصلاح سطح توسط پرتودهی لیزر 1
1-2-1 اصلاح سطح توسط فرآوری و عملکرد پلاسما 3
1-2-2 روشهای عملیات شیمیاییتر و محلولها 4
1-2-3 روش تجزیه حرارتی به کمک افشاندن. 4
1-2-5 روش ایجاد زبری و رسوبدهی پاششی توسط مگنترون. 5
1-2-8 روش پرتودهي ایکس، گاما و الکترون توسط شتابدهندۀ رودوترون. 6
1-2-9 روش ليتوگرافي یا چاپ سنگی. 7
1-2-10 روش پوشش فیزیکی یا مخلوط کردن. 7
1-2-13 روش بمباران یونی یا سايش با باريكۀ يوني. 10
1-2-14 روش لايه نشاني با ليزر پالسي. 10
1-2-17 روش کوپلیمریزاسیون پیوندی. 12
1-2-18 روش نانوايمپرينت یا نانوچاپ.. 13
1-2-20 ایجاد زبری توسط ميكروسكوپ تونلزني روبشي. 14
1-2-21 ایجاد زبری به روش میکروسکوپ نیروی اتمی. 15
1-2-22 ایجاد فرسایش توسط لیزر 15
1-3 پیشینه پژوهش اصلاح سطحی صورت گرفته توسط پرتودهی لیزر 18
1-4 ارزیابی تغییرات شیمیایی، فیزیکی و خواص ایجاد شده ناشی از پرتودهی لیزر 23
1-4-1 واکنش پرتو لیزر و ماده 23
1-4-2 تغییرات عوامل شیمیایی ناشی از پرتودهی سطوح توسط لیزر 26
1-4-3 تغییرات فیزیکی و مرفولوژیکی ناشی از پرتودهی سطوح توسط لیزر 28
1-4-4 خواص و کاربردهای سطوح اصلاح شده توسط پرتودهی لیزر 31
پیشگفتار
خواص سطحی مواد در تعیین کاربردهای آنها مهم میباشد و امروزه روشهای مختلفی برای اصلاح این خواص استفاده میشوند. خواص مهم مواد پلیمری از قبیل چسبندگی، اصطکاک، تر شوندگی، نفوذ پذیری و سازگاری با محیط زیست میباشند که در عمل، همۀ این ویژگیها از خصوصیات سطحی تأثیر میپذیرند. اصلاح سطح فرآيندي پركاربرد و مهم در فناوري نانو بشمار میرود که باعث گسترش کاربرد مواد شده است [1،2]. اصلاح سطحی عبارت است از اصلاح سطح بيروني با هدف تأثیر گذاشتن بر خواص مختلف مورد نظر، با حفظ ویژگیهای کلیدی فیزیکی، که اگر اين گونه اصلاح سطح به طور صحيح انجام شده باشد، خواص مکانيکي و عملکرد نمونه تحت تأثیر قرار نخواهد گرفت، ولي خواص مورد نظر تغيير کرده و بهبود خواهد يافت [3].
اصلاح سطح، عملی است که برای ایجاد مشخصههای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مختلف بر روی سطح مواد انجام میشود. اصلاح سطح معمولاً در مواد جامد و معمولاً با اهداف کنترل شکست و سایش (مانند ایجاد سختی، شکست، خستگی، مقاومت به سایش و غیره)، افزایش مقاومت در برابر خوردگی، تغییر خواص فیزیکی مانند رسانایی، مقاومت الکتریکی، انعکاس نور و غیره، تغییر زبری سطح، ایجاد قابلیت آبدوستی، ایجاد سطوحی با قابلیت ابرآبگریزی [4]، رنگبري سطحی، ايجاد خواص چسبندگي و اتصال بر روي سطح [5]، استریلیزه کردن [3]، پاککنندگی سطحی [6]، خود تمیز شوندگی، ضد مه شدن و ضد برف شدن، خواص شفاف شدن یا پشتنما شدن [7]، ایجاد خواص حرارتی و قابلیت تأخیر در مشتعل شدن [8]، کنترل تحرک یا چسبیدن مواد زیستی [9]، افزايش قابلیت نفوذ، فیلتراسیون یا تصفیه کردن [10]، سازگاری بیولوژیکی یا عکس آن و قابلیت واکنش پذیری [6،11]، افزايش خواص رنگ پذيري، رنگرزی و چاپ [12] و افزایش قابلیت پايداري و ثبات ابعادي [5] انجام میشود.
اصلاح سطح پلیمر یک مبحث قدیمی است که منجر به کاربرد بیشتر مواد پلیمری مصنوعی در جوامع انسانی شده و در زمینههای مختلف از قبیل چسبها، فیلتراسیون غشایی، پوششدهی، اصطکاک و خوردگی، کامپوزیتها، ابزارهای میکروالکترونیکی، فناوری لایهها و فیلمهای نازک، بیومواد و غیره به کار گرفته شده است. به علت این مسائل، بهینهسازی و اصلاح سطح برای یک پلیمر بدون تغییر خواص تودۀ آن، موضوع تحقیقات کلاسیک سالها قبل بوده است، و حتی هنوز هم تحقیقات عالی بر روی کاربردهای جدید مواد پلیمری به ویژه در زمینۀ بیوتکنولوژی و مهندسی پزشکی انجام میشود [13].
روشهای موجود برای اصلاح سطح و ایجاد نانو یا میکروساختارها، با طبقهبندی ماهیت تغییر و اصلاح به دو گروه فیزیکی و شیمیایی و به طور کلی به گروههای لایهبرداری یا ایجاد فرسایش، رسوبدهی یا پوششدهی، تغییر شکل از طریق کشش مکانیکی، قالبدهی، مخلوط کردن و خود ساخت[1] تقسیمبندی میشوند، که هرکدام از این سیستمها دارای روشهای متفاوتی هستند [4].
تا کنون روشها و فرآيندهاي مختلفی برای ایجاد زبری و اصلاح سطح گزارش شده است که از روشهای متداول تغییر و اصلاح خواص سطحی با ایجاد زبری میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
1-2-1 اصلاح سطح توسط فرآوری و عملکرد پلاسما[2]
فرآيندهاي تكميل و رنگرزي در صنعت نساجي همواره با محدودیتهای مختلفی روبرو بوده است. از روشهاي بهبود رنگپذیری میتوان به استفاده از پلاسما و كرونا[3] اشاره كرد. اين روشها قادر به اصلاح سطح منسوجات، بدون تغيير در خواص دروني پليمر در يك محيط خشك، بدون آب و مواد شيميايي هستند [5]. در عملیات واکنش پلاسما با افزایش پلاریته، آبدوستی و بار الکتریکی سطح پلیمر میتوان کاربردهای مفید مانند افزايش ترشوندگي سطحي، چسبندگی، رنگ پذیری، خون سازگاری و غیره را کسب نمود [3،13،14].
1-2-2 روشهای عملیات شیمیاییتر و محلولها[4]
تغییر و اصلاح شیمیایی شامل اثر یک یا چند نوع ماده بر یک سطح، جهت ایجاد سطحی با خواص فیزیکی و شیمیایی مطلوبتر میباشد. بعضی مولکولهای پلیمر شامل گروههای جانبی شبیه به هیدروکسیل، کربوکسیل، آمینو، استر و غیره هستند که این نوع از پلیمرها میتوانند مستقیماً با واکنش شیمیایی دگرگون شوند. در این روش پلیمر تحت تأثیر یکسری از حلالهای شیمیایی قرار میگیرد تا با ایجاد یکسری از گروههای خاص شیمیایی مانند آلدئیدها، اسیدهای کربوکسیلیک، هیدروکسیلها و آمینهای اولیه بتوان خواص عملکردی خاصی را در سطح پلیمر ایجاد کرد [13].
1-2-3 روش تجزیه حرارتی به کمک افشاندن[5]
در یک تحقیق انجام گرفته توسط تاروال[6] و همکارانش [7]، از تکنیک تغییر ماهیت شیمیایی در اثر افشاندن مخلوطی از استات روی و آب و ایجاد شدن حرارت بر روی شیشه همراه با تولید فیلمی از اکسید روی استفاده شده، جهت دستیابی به خاصیت آبگریزی و قابلیت انتقال بالای نور، که در نهایت به خواص شفاف شدن یا پشتنما شدن، خود تمییز شوندگی، ضد مه شدن و ضد برف شدن رسیده و از آن روش در میکروچیپهای متحرک و میکروراکتورها استفاده شده است.
1-2-4 روش سُلژل[7]
فرآیند سُلژل یك روش شیمیاییتر با استفاده از یك اكسید فلزی میباشد و در واقع از اصل محلولسازي و رسوبدهي جامدات در مايعات با استفاده از تغيير پارامترهايي مثل دما استفاده کرده و محصولاتي مثل پوشش و پودر را بدست ميآورند. البته بايد يادآور شد كه پوششهايي كه از اين روش توليد میشوند داراي تخلخلهايي هستند، كه بعضی خواص آنها را تحت تأثیر قرار میدهد [14].
1-2-5 روش ایجاد زبری و رسوبدهی پاششی توسط مگنترون[8]
اساساً يك ابزار رسوبدهي پاششي شامل يك هدف، كه منبع مواد رسوب داده شده بوده، و يك زيرﻻيه است. رسوبدهي پاششي يك روش ساختارسازی است كه شامل رسوبدهي موادي است كه قبلاً از سطح هدف جدا و بر روی زیرلایه پاشيده شدهاند. تكنيك مذكور اغلب در ساخت انواع مختلف پوششهاي محافظ، تكنولوژي سِلهاي خورشيدي و فيلمهاي نازك ابر رساناها كاربرد دارد. همچنين در مهندسي مواد نانوساختار (به عنوان مثال نانوفيبرها، فولرنها، فيلمهاي نازك نانوكريستال) استفاده میشود [1،14].
1-2-6 روش رسوب شيميايي بخار[9]
اولين كاربردهاي این روش به توليد لامپهاي رشتهاي[10] در سال 1880 بر میگردد كه در آن از روش رسوب شيميايي بخار براي افزايش استحكام رشتههاي كربني با رسوب فلز استفاده شد. فرآيندهاي رسوب شيميايي بخار انواع گوناگوني دارند، اما به طور كلي در همۀ آنها از محفظهاي به نام رآكتور استفاده میشود كه پيش ماده با ورود به رآكتور به صورت يك لايه نازك روي سطح زيرپايه رسوب كرده، در حالي كه دچار يك سري تغييرات شيميايي میشود و پوششي با تركيب و خواص مورد نظر را ايجاد میكند [1].
رسوب شيميايي بخار در مورد پلیمرها توسط عمل پلاسما انجام میشود و در این روش گاز مونومر مستقیماً به محفظۀ پلاسما اعمال شده و پلیمریزه میشود. پلیمر ابتدا در فاز گازی تولید شده، و سپس تولیدات منتج شده روی سطح منفی با دمای پایین به شکل یک لایۀ ضخیم رسوب میکند [13].
1-2-7 روش رسوب فيزيكي بخار[11]
اين روش شامل يك فرآيند فيزيكي مثل تبخير دما بالا در خلاء يا كندن مواد با پلاسما میباشد و بر خلاف روش رسوب شيميايي بخار پوششدهي با انجام يك واكنش شيميايي در سطح زيرپايه همراه نيست. امروزه به كمك روش رسوب فيزيكي بخار میتوان ساختارهاي لايه نازك، به ضخامت يك لايه اتمي را رسوب داد كه اين در نانوفناوري اهميت ويژهاي دارد. از مزيتهاي روش رسوب فيزيكي بخار میتوان به این نکات اشاره کرد که از نظر زيست محيطي نسبت به برخي فرآيندهاي مشابه از جمله رسوب شيميايي بخار برتری داشته و آلودگي كمتري ايجاد میكند [1].
تعداد صفحه : 76
قیمت : 17300تومان
