نسيج متعدد الوظائف PET يتميز بمقاومة ممتازة للهب، ومقاومة التنقيط، ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية، وخصائص مضادة للبكتيريا

حاليًا، يُستخدم PET على نطاق واسع في العديد من الصناعات - بما في ذلك المنسوجات والإلكترونيات والسيارات - نظرًا لخصائصه الممتازة. ومع ذلك، فإن القابلية للاشتعال لـ PET يمكن أن تشكل مخاطر على السلامة في ظل ظروف معينة. عند تعرضه للهب أو درجات الحرارة المرتفعة، يشتعل PET ويظهر تساقطًا شديدًا، مما لا يؤدي إلى تكثيف الحريق فحسب، بل يتسبب أيضًا في أضرار ثانوية خطيرة للبيئة المحيطة والأشخاص. لتحسين السلامة من الحرائق لـ PET، من الضروري نقل خصائص مثبطات اللهب ومضادة للتنقيط إلى المادة.

عادةً ما تظهر طرق معالجة الأسطح التقليدية ثباتًا ضعيفًا. يُظهر بلح البحر في الطبيعة التصاقًا ممتازًا بسبب محتواه العالي من مجموعات الكاتيكول؛ لا تشكل هذه المجموعات نطاقًا واسعًا من التفاعلات الفيزيائية الديناميكية فحسب، بل تشكل أيضًا رابطًا متقاطعًا لإنتاج كمية معينة من الكربون المتبقي، مما يشير إلى أن بلح البحر يحمل آفاق تطبيق واسعة لتفعيل سطح النسيج.

الصباغة هي طريقة تشطيب شائعة للمنسوجات. فهو لا يضفي الألوان والأنماط الغنية على المنسوجات فحسب ، بل يتيح أيضًا تطوير خصائص إضافية أخرى حسب الحاجة. البورفيرينات عبارة عن مركبات حلقية غير متجانسة كبيرة مشتقة من الكائنات الحية والتي تلعب دورًا رئيسيًا ليس فقط في التحفيز وتحويل الطاقة ولكنها تُظهر أيضًا إمكانات تطبيق فريدة في الديناميكا الضوئية. نظرًا لاستقرارها الحراري الممتاز وخصائص امتصاص الأشعة فوق البنفسجية، يمكن لجزيئات البورفيرين أن تعزز بشكل فعال الاستقرار الحراري ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية للمواد البوليمرية مثل PET. على وجه الخصوص، يمكن أن يكون كلوريد الهيموسيانين (HC)، وهو البورفيرين المحتوي على الحديد والصباغ الطبيعي الموجود في دم الحيوانات، بمثابة بديل للنيتريت والأصباغ الاصطناعية في منتجات اللحوم. يمكن لحلقات البورفيرين المترافقة للغاية في التركيب الجزيئي HC أن تولد تفاعلات قوية من خلال التراص π-π. إن وجود بنية الشبكة الفيزيائية هذه يقيد بشكل فعال حركة السلاسل الجزيئية PET، وبالتالي يحسن مقاومتها للترهل. في السنوات الأخيرة، تم تطبيق الجزيئات الحيوية بنشاط في تعديل مثبطات اللهب للمواد، حيث حظي حمض التانيك (TA) باهتمام واسع النطاق بسبب تركيبه الكيميائي الفريد. تُعزى خواصه الفعالة المثبطة للهب إلى طبقة شار التي تتكون من مجموعات الهيدروكسيل الفينولية وهياكل حلقة البنزين أثناء الانحلال الحراري. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لمجموعات الهيدروكسيل الفينولية من حمض التانيك أن تمتص الأشعة فوق البنفسجية بشكل فعال، مما يقلل من الأضرار الناجمة عن الأشعة فوق البنفسجية للمادة، بينما يمنع أيضًا نمو البكتيريا المختلفة، وبالتالي يلعب دورًا إيجابيًا في مقاومة الأشعة فوق البنفسجية والأداء المضاد للبكتيريا.

في الآونة الأخيرة، قام فريق بقيادة رن يوانلين في جامعة تيانجين للتكنولوجيا بتطوير نسيج متعدد الوظائف PET يتميز بخصائص ممتازة مثبطة للهب، ومضادة للتنقيط، ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية، ومضادة للبكتيريا من خلال الجمع بين عمليات الصباغة وتقنيات تشطيب القماش.

أولاً، تمت صبغ النسيج PET مباشرة بكلوريد الهيموسيانين (HC) لإنتاج نسيج PET مصبوغ (HC- PET). تمت معالجة HC-PET بعد ذلك باستخدام مثبطات اللهب المستندة إلى حمض التانيك (TAPP) المستوحاة من بلح البحر باستخدام عملية تشريب وتجفيف وعلاج لإنتاج نسيج مثبطات اللهب PET (FR-PET).

تم تقليل إجمالي إطلاق الحرارة (THR) ومعدل إنتاج الدخان الأقصى (PSPR) للنسيج بنسبة 22.8% و49.7% على التوالي، في حين زاد مؤشر الأكسجين المحدد (LOI) من 21% إلى 29.8%، مما يدل على خصائص مثبطات اللهب الممتازة . لم يُظهر القماش أي قطرات ذوبان عند الاشتعال، مما يشير إلى أداء فائق ضد التنقيط. علاوة على ذلك، تم أيضًا تعزيز مقاومة النسيج للأشعة فوق البنفسجية وخصائصه المضادة للميكروبات بشكل كبير. لذلك، توفر هذه الدراسة طريقة مجدية لتحضير منسوجات PET متعددة الوظائف ذات خصائص الصباغة، ومثبطات اللهب، ومضادة للتنقيط، ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية، ومضادة للبكتيريا.

رسم تخطيطي لعملية التحضير

رسم تخطيطي لإعداد (أ) HC-PET، (ب) TAPP، و (ج) FR-PE.