Pisos de tecido de algodão hidrofóbico de seda em vários campos de aplicação em potencial

Áreas de tecido de algodão hidrofóbico de seda modificadas com 2, dois, metacrilato de 2-trifluoroetil (TFEM) simplesmente por polimerização admicelar Sourav Mondal, Sukanta incisivo, Ananya Chowdhury, Jayanta Maya * ab * Laboratório de pesquisa de polímeros e têxteis, Departamento de Bioquímica, Sidho Universidade de Kanho-Birsha, Purulia, Bengala Ocidental, Índia * Correspondente e-mail do criador: [emailprotected] Declaramos um método simples para preparar materiais de algodão hidrofóbicos por polimerização admicelar. A superfície hidrofóbica do algodão natural é definitivamente fabricada com facilidade por um novo método bastante fácil através do adsorvente de fluorossurfactante na superfície do algodão natural e após a polimerização do fluoromonômero de baixa energia superficial na presença de um auslöser sob uma grande temperatura ambiente com tempo limitado. Ao apresentar fluoropolímero in situ sobre materiais de algodão para gerar uma rugosidade superficial de tamanho duplo, seguido de hidrofobização com metacrilato de trifluoroetil (TFEM), o algodão normalmente hidrofílico continua a ser facilmente invertido, o que exibe um ângulo estático de contato com a água de 132o por 10 L gotículas e, além disso, as gotículas de água podem sair da superfície do algodão orgânico com muita facilidade. A morfologia resistente da área micro / nano-texturizada, após a fluoração da superfície, resulta em hidrofobicidade e superoleofilicidade coexistentes. A personalidade hidrofóbica foi afirmada por uma queda básica, garantindo que você entre em contato com a medição do ponto de vista. A composição da área foi avaliada pelo exame FT MARCHAR e SEM, EDS para confirmar o nível fluoropolimérico na superfície natural do algodão.

Influenciados pela construção desse fenômeno de lótus nessas superfícies especiais super-hidrofóbicas (a água fala em ângulo é definitivamente maior que 1500), são cada vez mais atraentes em várias áreas de aplicação em potencial, tanto na pesquisa acadêmica quanto na aplicação prática, incluindo autolimpante, anti- contaminação e antiaderente. A superidrofobicidade é geralmente uma molhabilidade extraordinária com alto ângulo de contato com a água e baixo ângulo de deslizamento. Nienhuis et enfoque desenvolveram que as gotas de água normais que rolam pelas superfícies das folhas de lótus se devem à presença de uma variedade de micro nanoestruturas rugosas e elementos cerosos de baixa resistência superficial em suas superfícies. Com base no princípio, cientistas e analistas adotaram várias técnicas para fabricar esse tipo de superfícies hidrofóbicas e super-hidrofóbicas especiais, simplesmente construindo micro / nanoestruturas hierárquicas com baixo suprimento de energia na área.

Algodão, fibras macias e macias têm baixo custo de produção, baixa densidade, boa durabilidade nos dois úmidos, além de condições secas e outras propriedades exclusivas, incluindo conforto, permeabilidade ao ar, tornando-os muito mais atraentes para aplicações futuras. É uma matéria-prima extremamente utilizada para fazer roupas por muitos anos. O algodão natural é composto de celulose quase pura que contém grupos hidroxila. Apesar das inúmeras vantagens do algodão, os grupos hidroxila fazem com que se tornem esponjosos tremendamente amadores da água i. eletrônico. hidrofílico. A capacidade de absorção excessiva de água potável permite que o tecido natural de algodão seja facilmente descolorido e sujo. Às vezes, os tecidos de algodão também são molhados e contaminados por vasos sanguíneos, aparência geral oleosa e até bactérias indesejadas em seu uso como toalhas, especialmente em hospitalidade. Portanto, nos últimos anos, lençóis de algodão não molháveis ​​com água alta falam do valor angular e o algodão resistente à sujeira é certamente um assunto interessante na pesquisa.

A modificação de têxteis com produtos químicos hidrofóbicos para criar hidrofobicidade de superfície é uma tecnologia bem estabelecida produzida no início de 1940 (Roach et al. 2008). Por exemplo, uma patente publicada por Gao e McCarthy et al (2006) com base na hidrofobização com silano. Eles foram criados com sucesso artificial que tecido de material de poliéster tipo folha de lótus. Dois fatores (1) a composição química da superfície e (2) a estrutura da área (rugosidade) promovem efeitos especiais não molháveis ​​nos tecidos. Muitas abordagens diferentes serão relatadas para aumentar a rugosidade da superfície, como a introdução da nanotecnologia por eletrofiação, tratamento por plasma e tecnologia sol-gel, deposição de vapor químico.

Também é relatado que a mistura de silicone cobre as superfícies têxteis por muitos anos. Além da nanotecnologia, a tecnologia de polímeros também desempenha uma posição importante para criar um filme fino de área superficial com figura hidrofóbica excessiva. O revestimento de fluorocarboneto tem sido utilizado para obter uma repelência à água bem normal desde que investigado por Shao ou al (2004) e outros. Ultimamente, uma nova abordagem tem sido utilizada para produzir uma cobertura de película fina polimérica em um substrato sonoro através de adsorvente surfactante, denominada polimerização admicelar.Trata-se de uma polimerização assistida por surfactante para revestir o tecido de algodão pela formação do filme ultrafino [13] de largura da ordem de 10 nm i. e em acabamentos em nanoescala sem alterar a delicadeza e as características de respirabilidade dos tecidos de algodão.

A polimerização admicelar é uma abordagem útil para criar filmes ultrafinos ligados a polímeros sobre áreas sólidas em uma solução aquosa. O método micelar é o desenvolvimento da bicamada surfactante [14] em uma superfície sonora onde quer que ocorra adsorção. Após a adição de monômeros nos monômeros de bicamada, ela será particionada no núcleo com o aditivo em um processo conhecido como adsolubilização. Depois disso, na existência de um auslöser, esse monômero sofre reação de polimerização, construindo uma região como uma excelente fonte de densidade de monômero na interface água / substrato para criar uma camada polimérica espessa ou talvez fina no substrato com a superfície. Finalmente, o substrato é enxaguado para lavar o excesso de surfactante para expor a camada polimérica na superfície da base [15]. A representação esquemática da polimerização admicelar sobre a base sólida é mostrada na Fig. 1. O CMC desempenha um papel importante na agregação de surfactantes. Diminuir o CMC significa pouca atenção e também menos surfactante será necessário para o adsorvente na interface sólido / líquido para polimerização admicelar com menor custo. Wu ainsi que al. examinaram a formação de filmes de poliestireno ultrafinos sobre alumina com esta técnica usando dodecilsulfato de sódio (SDS) como surfactante. Essumi ainsi que al. (1989) também um novo surfactante em camadas de alumina com tamanho de partícula de 200 nm por abordagem de polimerização adicelar usando um surfactante polimerizável.

A polimerização admicelar foi empregada com sucesso para criar vários tipos de filme polimérico em diferentes superfícies, como poliestireno sobre sílica, poliestireno sobre algodão, fluoropolímero sobre alumina.

As polimerizações admicelares têm vantagens notáveis ​​no processo acima, por sua conveniência com baixo consumo de energia quando adequadas para têxteis têxteis (E. A. O 'Back et abordagem. 2002). O fluorossurfactante contém cauda hidrofílica e o grupo mental hidrofóbico apresenta propriedades específicas, como baixa polarizabilidade, baixa continuidade dielétrica, alta pressão de vapor, grande solubilidade de gás, baixa tensão superficial e também baixa atenção importante da micela [20]. Além disso, tanto o fluorocarboneto quanto o fluorossurfactante possuem ligações de hidrogênio mais poderosas e também maiores coeficientes de partição, maior atividade de área em comparação com o volume mínimo do sistema de hidrocarbonetos e concentração mais compacta. Aqui estão algumas maneiras de criar um têxtil de algodão hidrofóbico de duas fases, limpando a pequena quantidade de fluorossurfactante e solubilizando uma pequena quantidade de fluoromonômeros pela técnica de polimerização admicelar. Quantidades pequenas são requisitos extremamente importantes para superar a eficiência de alto custo dos produtos químicos fluorados.

Materiais O tecido de algodão piquê foi comprado na loja de tecidos local. O tecido foi redimensionado e curado em resposta a 10% de NaOH por uma hora e, em seguida, o tecido foi limpo repetidamente até finalmente ficar totalmente livre de quaisquer lubrificantes e outros aditivos pendentes. O monômero utilizado 2, 2, 2-trifluoroetilmetacrilato (TFEM) foi comprado da Sigma Aldrich. Os surfactantes aplicados fluorossurfactante não iônico FS61 foram adquiridos via DuPont India. O persulfato de potássio auslöser foi comprado da Merck. Todos os compostos químicos foram aplicados sem mais purificação. Modificação da área superficial de tecidos de algodão por polimerização admicelar A modificação foi realizada pelo método de polimerização simplesmente adicelar via adsorção de surfactante na área superficial. Uma variedade de formulações de teste foram feitas pelo método de tentativa e erro. Descrevemos a melhor abordagem para a formulação de testes de resultados.

A homopolimerização de 1 ml de TFEM 3 mM em algodão natural foi realizada em um frasco de 35 ml contendo uma solução de FS61 (1 ml) de 20 ml no CMC, água normal de pH-4 a temperaturas de 400 ° C. NaCl a 1% é utilizado para uma melhor adsorção do surfactante. No início do experimento, o tecido de algodão de 1g foi colocado no frasco, o frasco foi selado com papel alumínio leve. O frasco selado foi então colocado em um banho de água termostatizada a 400 ° C e agitado a 80 rpm por 1 hora. Em seguida, um iniciador de persulfato de potássio foi injetado para iniciar a polimerização para fornecer uma taxa de iniciador: monômero de 1: 1. O frasco foi selado novamente e a polimerização foi deixada prosseguir por mais 1 hora a 600 ° C. O excesso de surfactante foi lavado com vários volumes de impressões de água e a amostra foi seca em um forno a 700 ° C. Determinação de residências hidrofóbicas Teste de queda O teste de repelência à água pode ser um retrato inicial da superfície remediada para avaliar o revestimento hidrofóbico na área do algodão. Dois métodos de teste foram empregados para examinar a repelência à água.

Uma caracterização inicial da superfície tratada foi pelo teste de queda. Colocou-se cuidadosamente uma gota de dez L de água destilada na superfície natural do tecido de algodão, sem força proveniente de uma seringa de 20 L. O tempo para o consumo de água normal (tempo de umedecimento) em uma superfície de tecido dentro do teste de queda foi determinado até um máximo de 120 minutos, momento em que a amostra foi entregue. Um segundo método melhor foi realizado de acordo com a abordagem de teste AATCC 22 (teste de pulverização). Entre em contato com a medição do ângulo A água entre em contato com os ângulos foi medida usando um tensiômetro óptico automático (TL100 Theta) e um equipamento fornecido com o instrumento à temperatura de 240 ° C. O ponto de vista do contato foi pontuado pelo método de queda séssil.

Para a medição da perspectiva do contato, uma gota normal de 10 L de água desionizada e não adulterada, com tensão da área de superfície 72. 75 mN / m foi alojada no têxtil usando uma micropipeta de uma altura de dois cm. As descobertas ocorreram por mais de um período de 10 minutos, bem como a média de contato com o ângulo foi relatada medindo-se em cinco locais diferentes da amostra igualmente no local do tecido de algodão. A média de contato com o ângulo foi obtida em 1320. Representação de tecidos de algodão de seda revestidos com fluoropolímero Foi observada a morfologia da superfície do tecido de algodão alterado e não modificado em um microscópio eletrônico de varredura (SEM) Unit No. Lente microscópica de varredura JEOL JSM 5800. Todas as seleções foram revestidas a ouro antes da verificação. As imagens SEM indicam a área micro / nanoestrutura. Para obter a fórmula química, a avaliação da EDS também foi realizada usando um ZEISS 960A SEM equipado com espectroscopia dispersiva de energia Oxford Link. Os espectros de FTIR de tecido de algodão não modificado e modificado foram registrados pela técnica do modo ATR usando o espectrofotômetro FTIR-ATR PerkinElmer (L1600300 Variety two Lita S. N. 96499). O espectro de infravermelho foi medido na faixa de número de tendência de 4, 1000 cm-1 "500 cm-1. Esta análise explica as funcionalidades de diferentes tecidos de algodão não tratados e curados.

Resultado e discussão

Propriedades hidrofóbicas dos revestimentos A hidrofobicidade em superfícies de algodão não pode ser avaliada por apenas um método. O teste de queda e o tempo de permanência na água potável permitem uma apresentação rápida e simples das propriedades repelentes à água do tecido devido à formação do filme esbelto polimérico em andamento em torno da área do algodão. Para verificar se os recursos de repelência à água das amostras de tecido foram avaliados quanto ao desempenho, utilizando teste de queda, avaliação de pulverização e dimensão do ângulo de contato para obter um entendimento completo do desempenho. Gotas em ambas as áreas da superfície natural do algodão na Fig. Várias e produto da água normal nas esferas do tipo Fig. 4 (também mostradas no vídeo 1 informações de suporte) na superfície natural do algodão podem demonstrar que o filme hidrofóbico na área da superfície foi criado e impede que a água ou a umidade penetre por toda a superfície. A hidrofobicidade refere-se à superfície em contato com o ângulo. É o ângulo formado quando uma gota repousa sobre uma área sólida (plana) e fica entre um gás.

Uma melhor medição do ângulo com gotas de água foi obtida 1320, mostrada na Fig. dois, e o tempo de permanência das gotas de água normais na superfície do algodão foi de 120 minutos. Esse ângulo alto de fala significa a interação fraca entre a superfície da água e do algodão, exibindo a conversão da sua área hidrofílica em uma superfície hidrofóbica. Por outro lado, o octano, um líquido com baixa tensão de área (? Lv = 21. 62 mN / m), passa rapidamente ao redor do tecido revestido em menos de 10 segundos, indicando a super oleofilicidade. Isso ocorre porque o óleo fornece baixa tensão superficial do que a da água normal. Além disso, a absorção de clorofórmio foi realizada para medir o uso de tecido com um solvente natural que apresentava densidades maiores que a água. Quando o pedaço de tecido hidrofóbico foi colocado em conexão com a água para se aproximar do clorofórmio, a gota de clorofórmio possivelmente poderia ser instantaneamente absorvida pelo tecido debaixo d'água mostrado na Fig. 5a-d. Todas as gotas de clorofórmio já foram removidas simplesmente aceitando a textura consumida pela água, deixando uma região translúcida na superfície da água.

Além disso, uma superfície deslumbrante, brilhante e translúcida pode ser observada embaixo da sucata de água na Fig. 3, que é uma declaração de ar capturado e o estabelecimento de uma interface composta sólido-líquido-ar. Todos os resultados mencionados anteriormente indicaram uma hidrofobicidade bem equilibrada na superfície do algodão. Morfologia da superfície e composição química As imagens da OTIMIZAÇÃO DO MOTOR DE PESQUISA certamente são um complemento de saúde útil para entrar em contato com o ponto de vista para fornecer a morfologia das superfícies ao redor das amostras de algodão natural modificadas. O SEM a imagem revela que o hábito hidrofóbico do substrato de algodão de seda é devido à estrutura hierárquica aproximada.Inspirados simplesmente por superfícies naturais (por exemplo, folhas de lótus, asas de borboleta), diferentes tipos de superfícies artificiais foram projetados e fabricados. A microestrutura da área e a composição das folhas de lótus foi pesquisada por Neinhuis e colaboradores.

Nienhuis e colaboradores examinaram as características micromorfológicas e mostraram que a repelência à água se baseia na rugosidade da superfície causada por várias microestruturas (tricomas, dobras cuticulares e cristais sintéticos). A água normal nas superfícies sólidas geralmente está em contato principalmente com as bolsas de ar presas nas áreas difíceis. Os padrões de umedecimento podem ser definidos quando as gotas de água repousam na superfície do algodão de seda através da fórmula modificada de Cassie-Baxter a seguir - cos? CB = rf farreneheit cos? 0 + farrenheit "1 Onde? CB é a perspectiva de contato vista (132. 630) e? Zero é a água incorporada que entra em contato com o ângulo (00). Onde f é a área projetada mais barata da área sólida umedecida simplesmente pela água e Definitivamente, a rugosidade da superfície da área úmida é rf.Em nosso estudo, quando a parte do fluoropolímero aparece na superfície do algodão através da rugosidade da superfície de polimerização micelar (rf) aumenta em comparação com a região úmida lisa (mostrada nas imagens SEM). , a gota grava o topo das asperezas sólidas e o gás é mantido nos vazios abaixo da gota, indicando uma superfície brilhante e transparente sob a água.

Os grandes ângulos de contato com a água na área do algodão implicam que uma quantidade muito menor de superfície é o contato direto com a água. A Fig. 6 mostra ao agente FESEM a imagem do tecido de algodão que possui microfibras tridimensionais uniformemente orientadas com um diâmetro normal de 5 m. A superfície da fibra da pessoa pode ser lisa sem agregação polimérica na superfície do algodão, conforme mostrado na Figura 6a. Após a polimerização completa e a secagem da amostra a 70oC, um revestimento conciso com rugosidade incomum foi descoberto com uma variedade de agregações poliméricas em nanoescala, além de aparências irregulares que podem ser uniformemente alocadas na superfície das fibras na Figura 6b. Isso recomenda as realizações da polimerização de fluorometacrilato em torno do tecido de algodão por meio da polimerização admicelar. Esse tipo de desempenho hierárquico e irregular de micro e nanoescala da superfície do tecido revestido proporcionava rugosidade no tecido de algodão e seda. A estrutura química da área superficial do tecido foi revisada por estudos EDS. A avaliação por espectroscopia de energia dispersiva (EDS) foi realizada na seção superior (vertical) de tecidos de algodão natural na Fig. Seis. observar a composição química do tecido e também verificar onde ocorre a polimerização de qualquer monômero fluoretado no algodão de seda (tecido de algodão superficial ou interno). O espectro de EDS da parte superior do tecido de algodão não tratado do avião na Fig. 7a revela uma ausência de flúor e picos posteriores relacionados à celulose (carbono e oxigênio) aparecem. Um ligeiro pico parece destinado ao silício referente à impureza.

No entanto, na Fig. 7b, um pico de característica pode ser observado, indicando a cobertura homogênea do revestimento de fluoropolímero no tecido de algodão remediado. Esses resultados propuseram que a polimerização admicelar de monômeros fluorados ocorre preferencialmente com a superfície do tecido de algodão. Isso facilita, juntamente com as fotos SEM, que uma camada de fluoropolímero endereça a superfície para criar hidrofobicidade na superfície. O estudo da EDS mostra que cerca de 11. 979% (mostrado nos detalhes de suporte S1) Os elementos de flúor são depositados na área da superfície do algodão após o ajuste, indicando hidrofobicidade. Estudos de infravermelho Os espectros de FTIR de algodão revisado e algodão natural não modificado são demonstrados na Fig. 8. Nos espectros de infravermelho, as mudanças mínimas serão observadas, implicando no processo micelar as ligações internas do tecido de algodão geralmente não são destruídas. Os espectros FT-IR ATR de tecido não modificado e tecido modificado tratado com fluoromonômero na Fig. 8 demonstraram picos característicos de celulose em torno de 1100-1200cm-1.

Outros artistas característicos relacionados à composição química da celulose foram o OH ligado a hidrogênio em 3350-3200 cm-1, o C-H em 2900 cm-1 e o C-H em 1314 cm-1 [21]. A flexão de OH da água assimilada também foi observada em 1642cm-1. O Determine 8 exibe uma transmitância em torno de 1751 cm-1 no espectro FT-IR ATR de algodão fluorado, indicando a presença da freqüência de estiramento de carbonila no grupo COF [22]. A taxa de recorrência a 1010 cm-1 dentro do tecido de algodão natural modificado é uma frequência característica da ligação C-F. Shih Hsien Yang et ing. [23] incluem filmes super-hidrofóbicos preparados aplicando plasma de hexafluorobenzeno pulsado e mostraram um pico característico em torno de 8888888888 cm-1. A frequência de estiramento C-F pode estar ausente no caso de haver tecido não tratado, mas olhar no tecido curado, tanto na amostra C, indicando a conexão C-F polar entre o tecido de algodão de seda e o fluoropolímero.Esse tipo de dado significa que a superfície hidrofóbica do algodão foi realizada através da homopolimerização do monômero e o flúor é colocado na superfície natural do algodão, o que afeta as tendências de repelência à água do tecido de algodão alterado. Essa polimerização da área superficial implica obviamente que a hidrofobicidade está estritamente relacionada às quantidades do polímero ligado à superfície do algodão de seda, em vez da composição da substância.

Uma película fina de poli (2, 2, 2-trifluoroetilmetacrilato) foi criada e depositada em substratos de algodão pelo processo de polimerização admicelar. Foi encontrado após o processo de polimerização admicelar o pano de algodão mostrar um alto nível de água para inclinar minha esposa e i. e a superfície se transformou em hidrofóbica. OTIMIZAÇÃO DO MOTOR DE PESQUISA e análise EDS indicam obviamente a rugosidade da área e a composição química após o desenvolvimento da camada fluoropolimérica.

  • Mais de 7 000 estudantes confiam em nós para fazer seus trabalhos
  • 90% de nossos clientes colocam mais de 5 pedidos conosco
Preço especial
R$5
/página
FAZER UM PEDIDO

Últimas postagens

Leia tópicos mais informativos em nosso blog
Por que atualmente não existe um programa que seja mais essencial para a sobrevivência dos tipos humanos?
O corpo humano é conhecido como uma abordagem complicada das células, quase todas organizadas em sistemas orgânicos basicamente juntos para executar uma...
Resultados desfavoráveis ​​prováveis ​​da legalização das drogas
No dicionário de Cambridge, "Drogas são qualquer substância normal ou artificial, que é tomada por prazer para melhorar o desempenho de uma atividade de...
Projeto e estilo de engenharia prejudicial Construção e manutenção da composição
O trabalho dos engenheiros civis pode ser visto em todo o ambiente em que vivemos. O principal objetivo deste artigo é ajudar os alunos a compreender...
Pesquisa sobre gerenciamento costeiro: ensaio em frente à praia de Collaroy
O problema Administração costeira são as transações que envolvem a gestão do desenvolvimento ao longo da costa com sustentabilidade - sendo capaz de...
Síntese por método de combustão
Nanofosforos dopados com terras raras (ER) são amplamente utilizados porque diodos emissores de luz (LEDs), displays de emissão de campo (FEDs),...
Ensaio sobre procedimentos de ciências culturais
Demografia pode ser o estudo de populações e ajustes e tendências populacionais, usando ativos como estatísticas de nascimentos, mortes e doenças. •...
Durkheim e composição de fatos culturais
"As regras do método sociológico" de Emile Durkheim postulam a presença de vários "fatos sociais" que, segundo ele, deveriam ser o escopo proveniente de...
Determinando uma composição constante de equilíbrio
Para determinar a constante de equilíbrio, Kc, para a reação abaixo, aplicando hidrólise ácida: CH3COOC2H5 + H2O? Teoria de CH3COOH + C2H5OH, embora a...
História da dissertação em odontologia
A magia desempenhou uma parte importante na solução de problemas dentários, e as pessoas em idades precoces tinham crenças incomuns em relação aos...
Verifique o preço
do seu trabalho
Nós aceitamos:
GARANTIA DO
SEU DINHEIRO
DE VOLTA
QUALIDADE
Assine nossas atualizações
42 877 subscritores
Suporte
+55 11 4680-2890
Segue-nos
O suporte ao cliente está disponível nos dias úteis, das 6 às 21 horas; aos sábados e domingos 12.00 - 18.00.