الیاف پلی‌پروپیلن با قابلیت رنگرزی با استفاده از نانوذرات خاک رس در یک طرح صنعتی مشترک مابین شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی و دانشگاه صنعتی امیرکبیر تولید شد.
تولید الیاف پلی پروپیلن رنگرزی در دانشگاه صنعتی امیرکبیر
الیاف پلی‌پروپیلن با قابلیت رنگرزی با استفاده از نانوذرات خاک رس در یک طرح صنعتی مشترک مابین شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی و دانشگاه صنعتی امیرکبیر، به دست پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر تولید شد.
علیرغم خواص منحصربه‌فرد الیاف پلی‌پروپیلن، وجود برخی از معایب در این لیف که عمدتاً ریشه در ساختار پلی پروپیلن دارد، موجب شده است تا امکان استفاده مناسب از آن در تمامی زمینه‌ها وجود نداشته باشد. الیاف و نخ‌های پلی پروپیلن قابل رنگرزی با روش‌های مرسوم مورد استفاده در صنعت نساجی نیستند. مشکل فوق در این واقعیت نهفته است که زنجیره پلی پروپیلن فاقد گروه‌های قطبی یا گروه‌ههای فعال واکنشگر است. ضمن اینکه به علت طبیعت کریستالی پلی پروپیلن نفوذ رنگینه (Dye) به درون زنجیره پلیمری با مشکل مواجه می‌گردد. در حال حاضر، روش مرسوم رنگ کردن الیاف پلی پروپیلن، تکنیک رنگرزی توده (Mass Coloration) است. مطلب قابل توجه این است که اگرچه این روش در رنگرزی گستره وسیعی از محصولات همچون کف پوش‌ها، مشمع‌ها و ظروف پلی پروپیلنی مورد استفاده است، اما محدودیت فام‌های رنگی موجود و ناگزیری از تولید حجم زیادی از لیف با یک نوع رنگ و عدم امکان استفاده مجدد از ضایعات این لیف رنگی، استفاده از تکنیک فوق را با محدودیت مواجه نموده است.
در دهه‌های اخیر تولید الیاف پلی پروپیلن قابل رنگرزی به‌وسیله‌ی رنگینه‌ها تبدیل به یک چالش بزرگ در صنایع پلیمر و نساجی گردیده است. در این راستا رویکردهای متفاوتی مانند استفاده از آلیاژها، کوپلیمرها و آماده‌سازی با استفاده از پلاسما و… مورد مطالعه قرار گرفته است. با این وجود، یکی از جدیدترین رویکردها در این زمینه اختلاط پلی پروپیلن با نانوذرات آلی و معدنی مناسب است. این نانوذرات در حالت مذاب در داخل ماتریس پلی پروپیلن قرار داده می‌شوند و انتظار می‌رود مسیرهایی برای عبور رنگینه و نیز مکان‌هایی برای جذب آن در توده پلیمر ایجاد نمایند.
در این پژوهش، اصلاح خواص رنگرزی الیاف پلی‌پروپیلن از طریق اختلاط مذاب با نانوذرات خاک رس مورد بررسی قرار گرفته است. جهت دستیابی به آمیزه‌های پلیمری سازگار، از پلی‌پروپیلن پیوند زده شده با مالئیک انیدرید (PP-g-MA) به عنوان سازگارکننده استفاده شده است.
دکتر سیامک مرادیان عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر با بیان اینکه تولید پلی پروپیلن قابل رنگرزی هدف اصلی این تحقیقات بوده است، افزود: «در این تحقیقات با دنبال کردن این هدف به نتایج مطلوبی رسیدیم. نتایج این پژوهش نشان دهنده افزایش میزان برداشت رنگینه به‌وسیله‌ی آمیزهای پلی پروپیلن/نانوذره خاک رس Closite 15A رنگرزی شده با رنگینههای دیسپرس، با افزایش درصد نانوذره به صورت خطی است، که به دلیل ایجاد مسیرهایی برای عبور رنگینه از طریق پخش مناسب نانوذرات خاک رس در توده پلی پروپیلن صورت گرفته است. نتایج بررسی میزان ثبات نوری و شستشویی نانوکامپوزیتهای تهیه شده پس از رنگرزی میزان قابل قبولی را گزارش می‌دهند و نیز بررسی خواص کششی و مکانیکی آمیزها نشان دهنده افزایش استحکام آنها در اثر اختلاط با مقادیر مناسب نانوذره است.»
این مقاله حاصل یک طرح صنعتی مشترک مابین شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی و دانشگاه صنعتی امیرکبیر است که خود در برگیرنده سه پروژه دکتری و یک پروژه کارشناسی ارشد بوده است. همچنین این پژوهش به صورت اختراع با شماره ۷۳۱۷۷ ثبت گردیده است. همچنین مرادیان ادامه کار تحقیقاتی خود را معطوف به تولید در مقیاس نیمه‌صنعتی و صنعتی دانست.
یکی از نتایج اخیر این کار تحقیقاتی که به دست دکتر سیامک مرادیان و با همکاری مریم عطایی فرد از دانشگاه صنعتی امیرکبیر و قطب علمی رنگ صورت گرفته است، در مجله Journal of The Textile Institute (جلد ۱۰۳، شماره ۱۱، ۲۰۱۲، صفحات ۱۱۶۹ الی ۱۱۸۲) منتشر شده است.
