بررسی خواص فیزیکی پارچه های چندلایه حاوی ریزلایه های نانولیفی

امروزه با پیشرفت علوم در زمینه ی طراحی و ساخت منسوجات با کاربردهای خاص و همچنین خصوصیات بهینه، از چندین نوع مختلف پارچه، الیاف و یا نخ به صورت توأمان استفاده می شود. از جمله ی این موارد می توان به طراحی کامپوزیت های چندلایه در کاربردهای مختلفی ازجمله جداسازی، پوشاک ورزشی و محافظ و...اشاره کرد. از سوی دیگر با پیدایش انواع مختلف آلودگی ها که نتیجه ی پیشرفت و گسترش صنایع در جهان امروز است، نیاز به تولید منسوجات محافظ امری ضروری به نظر می رسد. به طور کلی زمانی که بحث محافظت درزمینه ی پوشاک مطرح می گردد، بایستی علاوه بر حفاظت در برابر خطرات، راحتی فرد استفاده کننده که اساساً وابسته به خصوصیات فیزیکی و مکانیکی است، نیز مورد توجه باشد. در میان تمام روش های حفاظت، استفاده از غشاهای ساخته شده از نانوالیاف جزء یکی از بهترین انتخاب ها بوده است. مقاومت بالا در برابر جریان گاز همراه با انتقال مطلوب بخارآب، علاوه بر ممانعت از عبور ذرات با وزن مولکولی بالا و عامل دار نمودن راحت آن ها، از دلایل این انتخاب است. درعین حال به علت خصوصیات ضعیف مکانیکی ساختارهای نانو، استفاده از آن ها در ساختار چندلایه می تواند از آسیب های وارد به آن، جلوگیری کند. بر این اساس هدف از این پژوهش، بررسی خصوصیات فیزیکی منسوجات چندلایه ی حاوی نانولایه است؛ لذا در مرحله ی نخست بسترهای موردنظر جهت تولید غشاء و روش های برقراری اتصال در منسوج چندلایه مورد بررسی قرار گرفت؛ سپس با تعیین شرایط بهینه ی الکتروریسی پلیمر نایلون 66، تأثیر پارامترهای روش تولید ساختار چندلایه (3 روش با استفاده از لایه ی اسپان باند و 1 روش استفاده از اتصالات مکانیکی دوخت)، نوع پارچه (پنبه/پلی استر، پلی استر/ویسکوز، پنبه/نایلون 1، پنبه/نایلون 2)، غلظت محلول پلیمری (10 و 15 درصد)، سرعت سیلندر جمع کننده (2/74 و 159 دور بر دقیقه) و زمان الکتروریسی (3 و 6 ساعت) بر خواص فیزیکی منسوجات چندلایه که شامل اندازه گیری نفوذپذیری هوا، گذردهی بخارآب، انتقال رطوبت و حرارت، آزمایش های کششی، برشی و خمشی است، بررسی گردید. جهت بهینه سازی هزینه، تعداد آزمایش ها و همچنین تحلیل آماری و سیستماتیک نتایج نیز، از روش های طراحی آزمایش تاگوچی استفاده شد و تأثیر پارامترهای مختلف در آزمایش ها و معنی داری پارامترهای موردنظر و نیز رفتار سطوح مختلف هر یک از پارامترها در نمونه های مختلف با استفاده از نرم افزار minitab بررسی و تحلیل گردید. نتایج حاکی از این بود که انتخاب پارچه و روش برقراری اتصال چندلایه، تأثیر بیشتری در مقایسه با پارامترهای تولید نانوالیاف، بر خواص فیزیکی چندلایه می گذارد که می توان با انتخاب مناسب آن ها، از کاهش خواص فیزیکی مطلوب، جلوگیری نمود. نتایج تحلیل واریانس نشان داد که نمونه ی 7 که چندلایه ی پلی استر/ویسکوز با اتصال دوخت، غلظت 10%، زمان الکتروریسی 3 ساعت و سرعت سیلندر 159 دور بر دقیقه است، در اکثر خواص فیزیکی با وجود نانوالیاف دستخوش تغییر نشده است و حتی پارامترهای پسماند برشی و انرژی کششی نمونه های حاوی نانو، کاهش یافته که موجب بهبود راحتی شده است. علاوه بر این الکتروریسی تا محدوده ی مشخصی از ضخامت نانوالیاف تولیدی (سه ساعت)، نیز ضخامت مناسبی را برای مصارف پوشاک محافظ به وجود می آورد؛ به نحوی که اختلاف معناداری در انتقال رطوبت حرارت و گذردهی بخارآب به وجود نیامده است. لذا در این حالت انتظار منسوجی را می توان داشت که علاوه بر بحث محافظت، خواص فیزیکی را نیز در حالت تعادل قرار دهد.