بررسی فناوری خودآرایی لایه به لایه برای حفاظت در برابر آتش فوم پلی یورتان انعطاف پذیر:

ود حفاظت در برابر آتش FPUF با معرفی مواد افزودنی بازدارنده شعله است. به عنوان یک رویکرد نسبتا جدید، فناوری خودآرایی لایه لایه (LBL ) به طور گسترده در زمینه های تحقیقاتی مانند: زیست شناسی، علم مواد و علم نانو استفاده می گردد.
فوم پلی یورتان فلکسیبل (FPUF ) یک نوع مهم از مواد پلی یورتانی بوده و مصرف آن ۸۵ درصد از کل صنعت پلی یورتان را تشکیل می دهد و به یک ماده مصنوعی ضروری در زندگی اجتماعی معاصر تبدیل شده است. با این حال، به دلیل سطح ویژه بزرگ، چگالی کم و ساختار متخلخل FPUF، شاخص اکسیژن محدود آن (LOI ) تنها حدود ۱۸٪ بوده و بنابراین FPUF بسیار قابل اشتعال است. پس از حرارت دادن، محصولات قابل اشتعال ناپایدار را تجزیه کرده، که خطرات آتش سوزی زیادی را به همراه داشته و مانع از کاربرد FPUF در بسیاری از زمینه ها می گردد. بر اساس گزارش‌های مربوطه، آتش‌سوزی‌های ناشی از اشتعال تشک‌ها یا بالشتک‌های مبلمان در آمریکا سالانه به طور متوسط جان ۳۳۰ نفر را گرفته و حدود ۳۰۰ میلیون دلار خسارت اقتصادی به همراه دارد. بنابراین، افزایش مقاومت در برابر شعله (FR) محصولات FPUF ضروری است. در سال های اخیر، برخی از محققان به دنبال روش های مناسب برای تجزیه و تحلیل عملکرد احتراق FPUF و تحقیقات در مورد خطر آتش سوزی بوده اند.

تکنولوژی LBL:

در سال ۱۹۴۶، مفهوم خودآرایی برای اولین بار توسط Bigelow و همکارانش ارائه شد. IIe و همکارانش از روش جذب برای سنتز موفقیت آمیز یک ساختار چندلایه متشکل از ذرات کلوئیدی با بارهای مخالف استفاده کردند. برای اولین بار در سال ۱۹۹۱ از پلیمر با بار مخالف برای سنتز با برهمکنش الکترواستاتیکی استفاده شد. فناوری LBL توجه گسترده ای از سوی محققان را به خود جلب کرده و در دو دهه گذشته به سرعت توسعه یافته است. فناوری خودآرایی LBL به نیروی مولکولی بین لایه‌ها بستگی دارد، معمولاً نیروی الکترواستاتیک، که باعث می‌شود لایه‌ها به طور خود به خود ترکیب شده تا ساختارهای مولکولی تولید کنند. طرح آماده سازی برای مونتاژ LBL زیرلایه هایی است که به طور متناوب در محلول یا سوسپانسیون پلی الکترولیت با بار مخالف غوطه ور می شوند. همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است، این روش برای ساخت یک چند لایه شامل مراحل و جزئیات زیر می باشد:

  • عملیات فعال سازی سطح، که هدف آن اجازه دادن مقدار مشخصی بار روی سطح بستر است.
  • جذب اجزای غشا با بارهای مثبت به بستر.
  • برای از بین بردن مولکول های اضافی غشاء سانتریفیوژ انجام می گردد.
  •  جذب بار منفی یکی دیگر از اجزای غشایی.
  •  دوباره سانتریفیوژ انجام می گردد.
شکل 1: مراحل آزمایشی فناوری LBL
شکل ۱: مراحل آزمایشی فناوری LBL

شکل ۱: مراحل آزمایشی فناوری LBL
مراحل بالا را تا رسیدن به تعداد لایه های لازم تکرار می کنند. همچنین گزارش هایی مبنی بر وجود مرحله سانتریفیوژ وجود داشته که می تواند زمان لازم برای فرآیند مونتاژ را تا حد زیادی کاهش دهد. عامل کلیدی جذب موفقیت آمیز این است که خارجی ترین لایه پوشش دارای بار مخالف با لایه قبلی است. در همین حال، دافعه خاصی بین سطح غشاء و مولکول های پلی الکترولیت به دلیل بار یکسان وجود داشته که می تواند به طور موثر از فرآیند جذب نامحدود جلوگیری کند. اخیراً از تکنیک خودآرایی LBL برای تهیه پوشش ضد شعله بر روی سطوح بسیاری از بستر مواد مانند پلی استرها، پلی آمیدها، پلی استایرن و FPUFها استفاده شده است.

مزیت های تکنولوژیLBL:
فناوری LBL به عنوان یک روش ایده آل برای بهبود بازدارندگی شعله FPUF با ساخت یک پوشش ضد شعله بر روی سطح آن در نظر گرفته می شود. در مقایسه با روش سنتی بازدارندگی شعله، روش LBL دارای چندین مزیت است. اول، چندلایه مقاوم در برابر شعله معمولاً بین زیرلایه و قسمت بیرونی ساخته می شود. بنابراین، می تواند به طور مستقیم در فرآیند احتراق مواد بستر دخالت کند. دوم، اگر بتوان پلی الکترولیت ها یا نانوذرات کاربردی با بارهای مثبت و منفی را به طور مناسب انتخاب کرد، روش خودآرایی LBL می تواند ساخت چند لایه با ضخامت مناسب، ترکیب و عملکرد چندگانه قابل کنترل را آسان تر کند. سوم، فناوری خودمونتاژ LBL متکی بر شرایط آزمایشی آسان، مانند دمای اتاق، محیط جوی و غلظت کم مواد برای مونتاژ (کمتر از ۱٪ وزنی) است. این مزایا به این معنی است که فناوری خود مونتاژ LBL روشی کم هزینه و موثر برای تولید پوشش‌های ضد شعله است.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *