تولید مواد ضد حریق بابهره گیری از نانوذرات مغناطیسی

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری،اصطلاح ضد آتش به طیف وسیعی از مواد شیمیایی اطلاق می شود که به مواد تولید شده ای مانند پلاستیک ها، پارچه ها و پوشش ها اضافه می شود. این مواد با جلوگیری از انجام یک سری واکنش شیمیایی در شعله یا با ایجاد یک پوشش محافظ بر روی سطح، گسترش شعله را مهار می کند.
این مواد ممکن است با ماده زمینه ترکیب شوند 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 می شود. بهره گیری از فناوری نانو در تولید این پوشش ها مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است.
پروفسور مسعود صلواتی نیاسری محقق دانشگاه کاشان با اشاره به پرکننده های متداول مورد استفاده جهت بهبود خواص مواد پلیمری، و همچنین ذکر اشکالات به وجود آمده ناشی از حضور این افزودنی ها، گفت: در گذشته برای دست یابی به خواص بهتر، مواد پلیمری با ترکیبات معدنی طبیعی و سنتزی، به صورت کامپوزیت در آورده می شدند. پرکننده های متداول از مواد گوناگون و در اشکال مختلف مانند ذرات کربنات کلسیم، الیاف شیشه و یا ذرات صفحه ای شکل خاک رس تهیه می شوند.
صلواتی نیاسری افزود: البته در بیشتر مواقع افزایش پرکننده ها همراه با اشکالاتی نظیر شکنندگی، ترد شدن، افزایش وزن و کدری است. در این پژوهش از خاصیت مغناطیسی در جهت ایجاد مانع در برابر نفوذ شعله، حرارت و اکسیژن به پلیمر سوختنی استفاده شده است.
به گفته وی، در این طرح یک جایگزین غیر سمی مؤثر برای دیرسوز کننده های متداول مانند ترکیبات سرطان زای آروماتیک هالوژن دار معرفی شده است.
صلواتی نیاسری در خصوص نحوه استفاده از فناوری نانو در این پژوهش، تصریح کرد: پلی ونیل الکل یک پلیمر پرکاربرد است که در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از معایب عمده این پلیمر، مقاومت حرارتی نسبتاً پایین و اشتعال پذیری بالای این پلیمر است. پرکننده های معمولی به دلیل عدم پخش مناسب و ایجاد ساختار دوفازی موجب ضعیف شدن خواص مکانیکی این پلیمر می شوند. استفاده از ذرات در ابعاد نانو و ایجاد ساختار نانوکامپوزیتی این مشکل را مرتفع کرده و سرعت تخریب و تخریب پلیمر را در برابر حرارت کاهش می دهد.
عضو هیأت علمی دانشگاه کاشان افزود: در ابتدا نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن با روش رسوب گیری 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 میکروسکوپ های الکترونی و آنالیزهای طیف سنجی، نانوذرات به بستر پلیمری اضافه شدند. در بخشی دیگر، نانوذرات به صورت درجا در محلول آبی پلی ونیل الکل بدون نیاز به اتمسفر بی اثر تهیه شد و آزمون های مقاومت در برابر آتش و دیرسوز شوندگی انجام گرفت.
این تحقیقات حاصل تلاش های پروفسور مسعود صلواتی نیاسری- عضو هیأت علمی دانشگاه کاشان- و دکتر داود قنبری- دانش آموخته مقطع دکترای این دانشگاه-است.
نتایج این کار در مجله Particuology (جلد 26، سال 2016، صفحات 87 تا 94) به چاپ رسیده است.