دانشمندان آزمایشگاه های فدرال فناوری و علوم مواد سوییس(Empa) موفق به ابداع روش جدیدی شده اند که بدون از بین بردن خواص نرمی پنبه و سازگاری آن با پوست، پنبه را ضد آتش می کند.
به گزارش سرویس اطلاع‌رسانی نساجی امروز، منسوجات پنبه ای که دارای خاصیت کندکنندگی شعله شده اند به دلیل کاهش یافتن قابلیت پنبه در جذب آب دارای راحتی پوشش نیستند ضمن این که در محیط فرمالدهید آزاد می کنند.
دانشمندان Empa شبکه ای از کندکننده های شعله درون الیاف پنبه ایجاد کرده اند که دارای وابستگی فیزیکی و شیمیایی نیست. این دیدگاه باعث می شود تا خصوصیات مثبت و ذاتی الیاف پنبه حفظ شود. سه چهارم تقاضاها برای الیاف طبیعی در جهان برای پنبه است. پنبه با پوست بدن انسان سازگار است چون این لیف قادر به جذب مقدار قابل توجهی آب بوده و شرایط اقلیمی مناسبی را بر روی پوست ایجاد می کند.
لباس های محافظ برای آتش نشان ها و سایر پرسنل بخش خدمات اورژانسی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این لباس ها معمولا از پنبه به عنوان لایه داخلی استفاده می شود چون این قسمت از لباس نیازمند این است که از ویژگی های خاصی برخوردار باشد برای مثال باید ضدآتش بوده و یا در برابر آلاینده های بیولوژیکی مقاوم باشد. همچنین نباید آبگریز باشد تا شرایط مساعد و راحتی را فراهم کند. بااستفاده از اصلاح شیمیایی مناسب می توان این ویژگی های تکمیلی را در الیاف پنبه ایجاد کرد.
سابیاساچی گان، شیمیدان و متخصص پلیمر می گوید: "تا به امروز ضدآتش کردن الیاف پنبه باعث آسیب به ویژگی های دیگر این الیاف می شد. انجام تکمیل ضد شعله در الیاف پنبه که در برابر شستشو نیز مقاوم باشد از راه عمل کردن پارچه با کندکننده های شعله انجام می شود که از طریق ایجاد پیوند شیمیایی با سلولز پنبه صورت می گیرد. در حال حاضر انتخاب دیگری در صنایع نساجی وجود ندارد به جز استفاده از مواد شیمیایی بر پایه فرمالدهید. این ماده در دسته مواد سرطان زا قرار می گیرد. برای دهه ها راه حلی برای این مشکل وجود نداشت. با وجود این که تکمیل های بر پایه فرمالدهید برای ایجاد خاصیت کندکنندگی شعله بادوام هستند اما دارای معایب متعددی نیز می باشند؛ این تکمیل گروه های OH- در سلولز را مسدود می کند که باعث کاهش قابلیت پنبه در جذب آب و در نتیجه از بین رفتن راحتی منسوج پنبه ای می شود.
گان که به خوبی با شیمی الیاف پنبه آشناست، سال ها در زمینه توسعه کندکننده های شعله بر پایه فسفر که در حال حاضر نیز دارای کاربردهای صنعتی متعددی می باشند، فعالیت کرده است. او دریافته که می توان فسفر را به صورت یک شبکه مستقل درون الیاف پنبه نگه داشت.
ساختار جدید را همچنین می توان برای توسعه سایر مواد اولیه نظیر هیدروژل هایی که با تغییرPH دارو آزاد می کنند نیز به کار گرفت. این ژل ها در درمان زخم هایی که دارای روند بهبودی کندی هستند، موثرند. در چنین زخم هایی افزایش PH سطح پوست سبب می شود تا ژل های جدید بر پایه فسفر از خود دارو یا رنگ آزاد کرده و به این وسیله پزشکان و پرستاران را متوجه مشکل کنند.
گان و تیمش از یک ترکیب فسفری سه کاره(تری وینیل فسفین اکسید) بهره گرفتند. این ترکیب قابلیت این را دارد که تنها با ملکول های مشخص(ترکیبات نیتروژن مانند پیپرازین) وارد واکنش شود تا شبکه خود را درون پنبه تشکیل دهد. این عمل باعث می شود بدون مسدود شدن گروه های OH- ، پنبه ضدآتش شود. علاوه بر آن شبکه اکسید فسفین آبدوست است. این تکمیل کندکننده شعله حاوی فرمالدهید سرطان زا نمی باشد و در نتیجه برای کارگران خط تولید خطری ندارد. شبکه های اکسید فسفین با شستشو از بین نمی روند. پس از 50 بار شستشو، هنوز 95 درصد شبکه کندکننده شعله در پارچه وجود دارد.
تیم تحقیقاتی به منظور ایجاد خواص محافظتی بیشتر در پنبه ای که تکمیل ضدآتش بر روی آن انجام شده، از نانوذرات نقره درون پارچه استفاده کرده اند. این عمل در یک فرایند یک مرحله ای و هم زمان با ایجاد شبکه های اکسید فسفین انجام می شود. نانوذرات نقره باعث ایجاد خواص ضدمیکروبی در الیاف می شوند و پس از 50 بار شستشو همچنان عملکرد خود را حفظ می کنند.
گان می گوید آن ها برای تثبیت شبکه های اکسید فسفین درون سلولز از یک روش ساده استفاده کرده اند. ابتدا از یک محلول آبی از ترکیبات فسفر و نیتروژن بر روی پنبه استفاده کرده و سپس با استفاده از یک زودپز آن را تحت فشار بخار قرار دادند تا امکان ایجاد اتصالات عرضی بین ملکول های فسفر و نیتروژن تسهیل شود. این فرایند با تجهیزات مورد استفاده در صنایع نساجی سازگار است. بخار دادن منسوجات پس از فرایندهای رنگرزی، چاپ و تکمیل یک فرایند عادی در نساجی می باشد. بنابراین برای انجام فرایند جدید نیازی به نصب تجهیزات اضافی نیست.
به گفته گان دو مانع اصلی در این روش وجود دارد. نخست این که برای تجاری سازی این فرایند در آینده نیاز به یک تولیدکننده مناسب مواد شیمیایی برای تولید و تامین تری وینیل فسفین اکسید است. علاوه برآن این ماده باید مطابق با قوانین ثبت، ارزیابی، صدور مجوز و محدودیت مواد شیمیایی(REACH) در اروپا باشد.