ساخت پوشش ضد آتش با نانو ذرات کامپوزیتی

محققان کشور با سنتز یک نوع نانو ذره مغناطیسی و به کارگیری آن در یک ساختار نانو کامپوزیتی موفق شدند پوششهای ضد آتش تولید کنند. اصطلاح ضد آتش به طیف وسیعی از مواد شیمیایی اطلاق میشود که به مواد تولید شدهای مانند پلاستیکها، پارچهها و پوششها اضافه میشوند. این مواد با ممانعت از انجام یک سری واکنش شیمیایی در شعله و یا با ایجاد یک پوشش محافظ بر روی سطح، گسترش شعله را مهار میکنند. این مواد ممکن است با ماده زمینه ترکیب شوند و یا به صورت شیمیایی با آن پیوند برقرار کنند. دسته اول به نام مواد افزودنی ضد حریق و دسته دوم مواد ضد حریق انفعالی نامیده میشود. بهرهگیری از فناوری نانو در تولید این پوششها مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است.

پروفسور مسعود صلواتی نیاسری، مجری طرح ضمن اشاره به پر کنندههای متداول مورد استفاده جهت بهبود خواص مواد پلیمری اظهار داشت: در گذشته برای دستیابی به خواص بهتر، مواد پلیمری با ترکیبات معدنی طبیعی و سنتزی، به صورت کامپوزیت در آورده میشدند. وی افزود: پر کنندههای متداول از مواد گوناگون و در اشکال مختلف مانند ذرات کربنات کلسیم، الیاف شیشه و یا ذرات صفحهای شکل خاک رس تهیه میشوند. البته در بیشتر مواقع افزایش پر کنندهها همراه با اشکالاتی نظیر شکنندگی، ترد شدن، افزایش وزن و کدری خواهد بود. به گفته وی، در این پژوهش از خاصیت مغناطیسی در جهت ایجاد مانع در برابر نفوذ شعله، حرارت و اکسیژن به پلیمر سوختنی استفاده شده است. صلواتی نیاسری عنوان کرد: در این طرح یک جایگزین غیر سمی مؤثر برای دیرسوز کنندههای متداول مانند ترکیبات سرطانزای آروماتیک هالوژن دار معرفی شده است. وی در ادامه در خصوص نحوه استفاده از فناوری نانو در این پژوهش، افزود: پلی ونیل الکل یک پلیمر پر کاربرد است که در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار میگیرد. یکی از معایب عمده این پلیمر، مقاومت حرارتی نسبتاً پایین و اشتعالپذیری بالای این پلیمر است. پر کنندههای معمولی به دلیل عدم پخش مناسب و ایجاد ساختار دوفازی موجب ضعیف شدن خواص مکانیکی این پلیمر میشوند.

استفاده از ذرات در ابعاد نانو و ایجاد ساختار نانو کامپوزیتی این مشکل را مرتفع کرده و سرعت تخریب و تخریب پلیمر را در برابر حرارت کاهش میدهد. وی بیان کرد: در ابتدا نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن با روش رسوبگیری شیمیایی ساده شیمیایی سنتز شدند. اثر عوامل مختلف مانند غلظت و نسبت بر روی مورفولوژی نانو ذرات بررسی شد. پس از ساخت و تأیید نانو ساختارها با انواع میکروسکوپهای الکترونی و آنالیزهای طیف سنجی، نانو ذرات به بستر پلیمری اضافه شدند؛ در بخشی دیگر، نانو ذرات به صورت درجا در محلول آبی پلی ونیل الکل بدون نیاز به اتمسفر بی اثر تهیه شد و آزمونهای مقاومت در برابر آتش و دیرسوز شوندگی انجام گرفت. وی گفت: این پوششها که در مقیاس آزمایشگاهی تولید شدهاند، میتوانند در صنایعی نظیر صنایع هوا فضا، خودروسازی و صنایع تولید لوازم خانگی کاربرد داشته باشند. این تحقیقات حاصل تلاشهای پروفسور مسعود صلواتی نیاسری (عضو هیأت علمی دانشگاه کاشان) و دکتر داود قنبری (دانش آموختهی مقطع دکترای این دانشگاه) است. نتایج این کار در مجله Particuology (جلد ۲۶، سال ۲۰۱۶، صفحات ۸۷ تا ۹۴) به چاپ رسیده است.

ستاد نانو