پارچه پنبه‌اي آبگريز و روغن‌دوست براي جداسازي كارآمد آب و روغن از طريق پليمريزاسيون پلاسمايي كم فشار

در سال­هاي اخير، افزايش پساب هاي صنعتي بخش پتروشيمي بويژه نشت مكرر نفت و تخليه پساب­هاي صنعتي در رودخانه­ ها، خطرات زيست محيطي و ضررهاي اقتصادي زيادي را در جهان به وجود آورده است. در دهه گذشته استفاده از پارچه هاي آبگريز و روغن­ دوست به عنوان راهكاري براي پاكسازي آلودگي ­ها از طريق جذب و جداسازي آلاينده ها از پساب هاي صنعتي مورد توجه قرار گرفته است. در اين تحقيق از روش پليمريزاسيون پلاسمايي فشار پايين با استفاده از مواد زيست ­سازگاري مانند پلي ­دي ­متيل ­سيلوكسان براي ساخت پارچه پنبه ­اي آبگريز و روغن­ دوست استفاده شد. همچنين پيش­ پردازش پلاسماي اكسيژن براي بهبود پيوند لايه ايجاد شده و پارچه پنبه­ اي، قبل از پليمريزاسيون انجام شد. تست زاويه تماس و ظرفيت جذب براي ارزيابي آبگريزي و اندازه ­گيري توانايي جذب روغن­هاي مختلف پارچه پوشش داده شده انجام شد. همچنين براي مشاهده تغييرات مورفولوژي روي سطح پارچه پنبه­ اي از تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM)، براي شناسايي پيوندهاي ايجاد شده روي سطح از طيف­ سنجي تبديل فوريه مادون قرمز(FTIR-ATR) استفاده شد. تست بازده جداسازي آب و روغن و تست شستشو براي اندازه ­گيري نرخ جداسازي و ماندگاري پارچه پوشش داده شده استفاده شدند. زاويه تماس آب پارچه پوشش داده شده 3±143 است كه اين آبگريزي حتي بعد از 10 چرخه شستشو تقريبا باقي مي­ماند. همچنين نتايج SEM نشان داد سطح پارچه داراي توزيع تصادفي ميكروساختارها يا يك ساختار سطحي شبيه نيلوفرآبي است. تست جداسازي آب و روغن نشان داد پارچه پوشش داده شده داراي بازده جداسازي بين 80 تا 100 درصد براي بيشتر مواد صنعتي حتي بعد از 15 چرخه جداسازي در دماي 25 و 90 درجه­ سانتي ­گراد است.. اين نتايج نشان مي­دهد كه پارچه پوشش داده شده با روش پليمريزاسيون پلاسمايي پتانسيل بالايي براي كاربرد در جداسازي آب و روغن و جذب انتخابي روغن دارد. اين پارچه­ ها از جهت زيست سازگاري و قابليت استفاده مجدد يك روش اميدوار كننده براي جداسازي روغن از آب محسوب مي شوند

In recent years, the increase of industrial effluents in the petrochemical sector, in particular, the leakage of oil and the draining of industrial effluents in rivers, has created serious environmental hazards and huge economic losses in the world. In the past decade, the use of hydrophobic and oleophilic fabrics has been considered as a way to clean up contaminants through the absorption and separation of pollutants from industrial effluents. In this research, the low-pressure plasma polymerization method based on eco-friendly materials like Polydimethylsiloxane was used to fabricate hydrophobic and oleophilic cotton fabric. Also a low-pressure oxygen plasma pre-treatment was performed before plasma polymerization to improve bonding between created layer and cotton fabric Contact angle test and absorption capacity test was used to represent hydrophobicity of coated fabric and to measure the absorbance ability of different oils. Also scanning electron microscopy (SEM) was used to observe morphological changes on the surface of cotton fibers and Infrared Fourier transform (FTIR-ATR) spectroscopy to detect the chemical bonds created on the surface of fibers. Water-oil separation efficiency test and laundering test have been conducted to determine the separation rate and to represent durability of coated cotton, respectively. The water contact angle of coated cotton fabric was 143±3 and approximately this high hydrophobicity behavior remained after 10 cycle laundering. Also SEM results showed that the surface of fibers was covered by a random distribution of several microscale structures or a hierarchical surface structure like the lotus leaf. Our Water-oil separation tests demonstrated that coated fabrics had separation efficiency between 80 until 100 percent for most of the industrial oil, even after 15 cycles at 250 c and 900 c. These results indicate that coated cotton fabrics with plasma polymerization method has a high potential for application in water-oil separation and selective oil absorption. The fabrics are promising for the development an environmental friendly and recyclable separation of oil from water.