ضد آب کردن پارچه با استفاده از ذرات نانو سیلیکا

امروزه، پارچه‌های ضد آب به دلیل کاربردهای گسترده در صنایع مختلف، از جمله پوشاک، تجهیزات ورزشی و مصالح ساختمانی از اهمیت بالایی برخوردار هستند. روش‌های سنتی ضد آب کردن پارچه، مانند استفاده از مواد شیمیایی به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی و سلامتی به طور جدی مورد انتقاد قرار گرفته‌اند. در مقابل، نانو سیلیکا به عنوان جایگزینی امیدوارکننده و پایدار برای این روش‌ها ظهور کرده است. نانو سیلیکا ذرات سیلیکای بسیار ریزی هستند که خواص منحصربه‌فردی از جمله آب‌گریزی، تنفس‌پذیری و دوام بالا را ارائه می‌دهند. در این مقاله به بررسی مزایای ضد آب کردن پارچه با استفاده از نانو سیلیکا، کاربرد و روش‌های ضد آب کردن پارچه‌ها خواهیم پرداخت.

کد خبر: ۱۲۳۹۸۸۳

تاریخ: ۱۰ خرداد ۱۴۰۳ - ۰۹:۰۰

نانو سیلیکا چیست؟

نانو سیلیس که به آن سیلیس دی‌اکسید نانومقیاس یا ذرات سیلیکا نیز گفته می‌شود، در واقع نوعی ماده پودری با ذرات بسیار ریز است که قطر آنها بین 1 تا 100 نانومتر است. این ذرات به قدری ریزند که 100,000 برابر کوچک‌تر از قطر موی انسان هستند! نانو سیلیکا به صورت طبیعی در طبیعت یافت نمی شود ولی می توان در ازمایشگاه ها تولید شود. برخی از روشهای مورد استفاده در سنتز نانوذرات سیلیکا میکروامولسیون معکوس و سنتز شعله و استفاده از سل ژل گسترده است. در میکروامولسیون معکوس ، مولکولهای سورفاکتانتها که در حلالهای آلی حل می شوند میسلهای کروی تشکیل می دهند. در حضور آب ، گروه های سر قطبی خود را برای تشکیل ریزگردهای حاوی آب تشکیل می دهند ، که اغلب به آن میسل معکوس گفته می شود. برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد سنتر و دیگر موارد به شرکت بیسموت مراجعه کنید.

مزایای استفاده از نانو سیلیکا برای ضد آب کردن پارچه

نانو سیلیکا به عنوان یک ماده ضد آب کننده پارچه، مزایای قابل توجهی را ارائه می‌دهد که آن را به جایگزینی ایده آل برای روش‌های سنتی تبدیل می‌کند. در این بخش به برخی از مزایای کلیدی استفاده از نانو سیلیکا برای ضد آب کردن پارچه می‌پردازیم.

1. حفاظت برتر در برابر آب و رطوبت

نانو سیلیکا با ایجاد یک لایه محافظ نازک و نامرئی بر روی سطح پارچه، مانع از نفوذ آب و رطوبت به داخل الیاف می‌شود. این امر به طور قابل توجهی مقاومت پارچه را در برابر بارش باران، برف، و سایر مایعات افزایش می‌دهد و آن را برای استفاده در شرایط آب و هوایی مختلف مناسب می‌کند.

2. قابلیت تنفس و تهویه مطبوع

برخلاف برخی از مواد ضد آب کننده سنتی که می‌توانند منافذ پارچه را مسدود کرده و تنفس آن را محدود کنند، نانو سیلیکا با ایجاد یک مانع میکروسکوپی عمل می‌کند که به بخار آب اجازه می‌دهد تا از پارچه عبور کند. این ویژگی باعث می‌شود تا پارچه‌های ضد آب شده با نانو سیلیکا قابلیت تنفس خود را حفظ کنند و در روزهای گرم و مرطوب احساس راحتی را برای کاربر فراهم کنند.

3. احساس نرم و لطیف

نانو سیلیکا برخلاف برخی از مواد ضد آب کننده سخت و خشنی که می‌توانند باعث خشکی و زبری پارچه شوند، احساس نرم و لطافت را به پارچه می‌دهد. این ویژگی بخصوص برای پارچه‌های پوشاک و منسوجات خانگی که تماس مستقیمی با پوست دارند مهم است.

4. دوام بالا در برابر شستشو

پوشش‌های نانو سیلیکا برخلاف برخی از مواد ضد آب کننده سنتی که با شستشوی مکرر اثر خود را از دست می‌دهند، بسیار بادوام هستند و می‌توانند ثبات خود را در برابر شستشوهای متعدد حفظ کنند. این ویژگی باعث می‌شود تا پارچه‌های ضد آب شده با نانو سیلیکا نیاز به تجدید مداوم پوشش ضد آب نداشته باشند و از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه‌تر باشند.

5. سازگار با محیط زیست

نانو سیلیکا برخلاف برخی از مواد ضد آب کننده شیمیایی سنتی که می‌توانند برای محیط زیست و سلامتی انسان مضر باشند، یک ماده غیر سمی و زیست محیطی است. این ویژگی نانو سیلیکا را به انتخابی ایده آل برای تولیدکنندگان و مصرف کنندگانی تبدیل می‌کند که به دنبال محصولات ضد آب ایمن هستند.

کاربردهای ضد آب کردن پارچه با نانو سیلیکا

نانو سیلیکا به دلیل مزایای متعدد خود در ضد آب کردن پارچه، موارد استفاده گسترده‌ای در صنایع مختلف دارد. در اینجا به برخی از کاربردهای کلیدی نانو سیلیکا در ضد آب کردن پارچه اشاره می‌کنیم:

1. پوشاک و منسوجات

یکی از رایج‌ترین کاربردهای نانو سیلیکا در ضد آب کردن پارچه‌های پوشاک و منسوجات است. از نانو سیلیکا می‌توان برای ضد آب کردن طیف وسیعی از پارچه‌ها از جمله پنبه، پشم، نایلون و پلی استر استفاده کرد. این موضوع نانو سیلیکا را به انتخابی ایده آل برای تولید لباس‌های بارانی، چتر، کفش‌های ضد آب و سایر پوشاک و منسوجاتی تبدیل می‌کند که نیاز به محافظت در برابر آب و رطوبت دارند.

2. چادر و تجهیزات ورزشی

نانو سیلیکا همچنین به طور گسترده در ضد آب کردن چادرها و تجهیزات ورزشی مانند کوله‌پشتی، کیسه خواب و چادر استفاده می‌شود. پوشش‌های ضد آب نانو سیلیکا به این محصولات کمک می‌کند تا در شرایط بیرونی خشک و راحت بمانند و از نفوذ آب به داخل آنها جلوگیری می‌کنند.

3. روکش مبلمان و لوازم خانگی

از نانو سیلیکا می‌توان برای ضد آب کردن روکش مبلمان و لوازم‌خانگی مانند مبل، پرده، فرش و سفره استفاده کرد. این پوشش‌ها به محافظت از این اقلام در برابر ریختن مایعات، لکه‌ها و رطوبت کمک می‌کنند و نظافت آنها را آسان‌تر می‌کنند.

4. صنایع ساختمانی

نانو سیلیکا در صنعت ساختمان برای ضد آب کردن مصالح مانند سیمان، بلوک و ملات استفاده می‌شود. این موضوع به افزایش دوام و طول عمر این مصالح در برابر آب و رطوبت کمک کرده و از نفوذ آب به داخل سازه‌ها جلوگیری می‌کند.

علاوه بر کاربردهای ذکر شده در بالا، از نانو سیلیکا می‌توان برای ضد آب کردن محصولات دیگر مانند کاغذ، فیلترها و بسته بندی نیز استفاده کرد. با توسعه بیشتر فناوری نانو سیلیکا، انتظار می‌رود کاربردهای جدید و نوظهوری برای این ماده کشف شود.

نانو ذرات سیلیکا: عملکردی در سطح مولکولی

عملکرد ضد آب کردن نانو سیلیکا بر اساس اصل زاویه تماس است. زاویه تماس زاویه ای است که بین سطح مایع و سطح جامد در محل تماس آنها ایجاد می‌شود. هر چه زاویه تماس بیشتر باشد، مایع بیشتر از سطح دفع می‌شود. نانوذرات سیلیکا با قرار گرفتن روی سطح پارچه، زبری سطح را افزایش می‌دهند و زاویه تماس را افزایش می‌دهند. این امر باعث می‌شود که قطرات آب به جای نفوذ به داخل پارچه، روی سطح آن به صورت قطرات گرد جمع شوند و به راحتی از روی آن عبور کنند. علاوه بر خاصیت آبگریزی، نانوذرات سیلیکا به دلیل ساختار متخلخل خود، قابلیت تنفس پارچه را نیز حفظ می‌کنند. این امر به بخار آب اجازه می‌دهد تا از طریق پارچه عبور کند و از تجمع رطوبت در داخل آن جلوگیری شود.

روش‌های نوین برای کاربرد نانو سیلیکا در ضد آب کردن پارچه

نانو سیلیکا به دلیل خواص منحصر به فرد خود، از جمله آبگریزی، قابلیت تنفس و چسبندگی بالا، به عنوان یک ماده ضد آب کننده‌ی کارآمد برای پارچه‌ها شناخته می‌شود. روش‌های مختلفی برای اعمال نانو سیلیکا بر روی پارچه وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. در این بخش به بررسی سه روش نوین برای کاربرد نانو سیلیکا می‌پردازیم:

1. پوشش‌های سل-ژل

پوشش‌های سل-ژل یکی از رایج‌ترین روش‌های کاربرد نانو سیلیکا در ضد آب کردن پارچه است. در این روش، محلول نانو سیلیکا بر روی پارچه پاشیده شده و سپس با گرم کردن یا استفاده از کاتالیزور، ذرات سیلیکا به هم متصل شده و یک لایه نازک و یکنواخت بر روی پارچه ایجاد می‌کنند. مزایای استفاده از این روش عبارت است از:

سادگی و سهولت اجرا

قابلیت نفوذ ذرات نانو سیلیکا به داخل الیاف پارچه

ایجاد یک لایه‌ی ضد آب مقاوم و بادوام

استفاده از این روش می‌تواند معایب زیر را به همراه داشته باشد.

نیاز به گرم کردن یا استفاده از کاتالیزور

احتمال ایجاد ناهمواری در سطح پارچه

2. پوشش‌های امولسیونی

در روش پوشش‌های امولسیونی، نانوذرات سیلیکا در یک فاز مایع امولسیون شده و سپس روی پارچه اعمال می‌شوند. امولسیون‌ها به طور کلی از دو فاز مایع غیرقابل مخلوط شدن تشکیل شده اند که یکی از آنها فاز پراکنده (نانوذرات سیلیکا) و دیگری فاز پیوسته (مایع امولسیون کننده) است. مزایای استفاده از این روش عبارت است از:

پایداری بالا و عدم رسوب ذرات نانو سیلیکا

سهولت اجرا و عدم نیاز به گرم کردن

قابلیت ایجاد لایه ای نازک و یکنواخت

معایب روش پوشش‌های امولسیونی برای ضد اب کردن پارچه‌ها عبارت است از:

نیاز به امولسیون کننده‌ی مناسب

احتمال نشت ذرات نانو سیلیکا از امولسیون

انتخاب روش مناسب برای ضد آب کردن به نوع پارچه، خواص مورد نظر و تجهیزات موجود بستگی دارد. به طور کلی روش‌های سل-ژل و امولسیونی به دلیل سادگی و سهولت اجرا، رایج‌تر هستند. علاوه بر روش‌های ذکر شده در بالا، روش‌های دیگری نیز برای کاربرد نانو سیلیکا در ضد آب کردن پارچه مانند روش‌های غوطه وری، اسپری و چاپ وجود دارد. انتخاب روش مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است؛ زیرا بر خواص نهایی پارچه‌ی ضد آب شده، مانند مقاومت در برابر آب، قابلیت تنفس و دوام، تاثیر می‌گذارد.

انتهای رپرتاژ آگهی/