ساخت نانوپوشش‌های ضد حریق با کاربرد در صنایع هوافضا و خودروسازی

به گزارش پایگاه خبری«عصرخودرو» به نقل از ایسنا، 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 یکسری 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 به‌صورت 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 عضو هیأت علمی دانشگاه کاشان با اشاره به پرکننده‌های متداول مورد استفاده برای بهبود خواص مواد پلیمری و اشکالات به وجود آمده ناشی از حضور این افزودنی‌ها، گفت: در گذشته برای دستیابی به خواص بهتر، مواد پلیمری با ترکیبات معدنی طبیعی و سنتزی، به ‌صورت کامپوزیت در آورده می‌شدند. پرکننده‌های متداول از مواد گوناگون و در اشکال مختلف مانند ذرات کربنات کلسیم، الیاف شیشه و یا ذرات صفحه‌ای شکل خاک رس تهیه می‌شوند.

وی ادامه داد: البته در بیشتر مواقع افزایش پرکننده‌ها همراه با اشکالاتی نظیر شکنندگی، ترد شدن، افزایش وزن و کدری خواهد بود و در این پژوهش از خاصیت مغناطیسی در جهت ایجاد مانع در برابر نفوذ شعله، حرارت و اکسیژن به پلیمر سوختنی استفاده شده است.

نیاسری یادآور شد: در این طرح یک جایگزین غیر سمی مؤثر برای دیرسوز کننده‌های متداول مانند ترکیبات سرطان‌زای آروماتیک هالوژن دار معرفی کردیم.

وی در خصوص نحوه‌ استفاده از فناوری نانو در این پژوهش، توضیح داد: پلی ونیل الکل یک پلیمر پرکاربرد است که در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از معایب عمده‌ این پلیمر، مقاومت حرارتی نسبتا پایین و اشتعال‌پذیری بالای این پلیمر است.

محقق این طرح با بیان این که پرکننده‌های معمولی به دلیل عدم پخش مناسب و ایجاد ساختار دوفازی موجب ضعیف شدن خواص مکانیکی این پلیمر می‌شوند، خاطرنشان کرد: استفاده از ذرات در ابعاد نانو و ایجاد ساختار نانوکامپوزیتی این مشکل را مرتفع کرده و سرعت تخریب پلیمر را در برابر حرارت کاهش می‌دهد.

وی به بیان مراحل انجام این طرح پرداخت و اظهار کرد: در ابتدا نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن با روش رسوب‌گیری شیمیایی ساده‌ شیمیایی سنتز شدند. اثر عوامل مختلف مانند غلظت و نسبت بر روی مورفولوژی نانوذرات بررسی شد. پس از ساخت و تأیید نانوساختارها با انواع میکروسکوپ‌های الکترونی و آنالیزهای طیف‌سنجی، نانوذرات به بستر پلیمری اضافه شدند.

عضو هیات علمی دانشگاه کاشان اضافه کرد: در بخشی دیگر، نانوذرات به‌صورت درجا در محلول آبی پلی ونیل الکل بدون نیاز به اتمسفر بی‌اثر تهیه شد و آزمون‌های مقاومت در برابر آتش و دیرسوز شوندگی انجام گرفت.

وی با تاکید بر این که این پوشش‌ها در مقیاس آزمایشگاهی تولید شده‌اند، افزود: از این پوشش می‌توان در صنایعی نظیر صنایع هوافضا، خودروسازی و صنایع تولید لوازم‌خانگی استفاده کرد.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های پروفسور مسعود صلواتی نیاسری عضو هیأت علمی دانشگاه کاشان و دکتر داود قنبری دانش‌آموخته‌ مقطع دکترای این دانشگاه است و نتایج این کار تحقیقاتی در مجله Particuology منتشر شده است.