Vpliv tiskanja nanomaterialov na toplotno-ognjevarne in termofiziološke lastnosti tkanine : doktorska disertacija

slovenski

doktorska dela

2022

doktorske disertacije   enoplastne ogljikove nanocevke   fibrilirana nanoceluloza   nanodelci aluminijevega hidroksida   šablonsko tiskanje   termofiziološke lastnosti   toplotno-ognjevarna tkanina   Univerzitetna in visokošolska dela

Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo

Namen doktorske disertacije je bil preučiti učinek uporabe ekonomsko in ekološko sprejemljivejših nanodelcev Al-hidroksida (v primerjavi s SWCNT) kot zaviralcev gorenja in načina njihovega nanosa (v kombinaciji s hidrofilno PCNF ali hidrofobno AP) na izboljšanje termofizioloških, toplotnih in mehanskih lastnosti ognjevarno-zaščitne tkanine. Analizirana sta bila vpliva finosti šablone (60 in 135 mesh) in postopka tiskanja (enoslojno ali dvoslojno na hrbtni strani ali enoslojno na obeh straneh). V prvem delu disertacije je bil preučen vpliv različno velikih (20–50 nm) ATH/AMH ND na toplotno stabilnost filmov MFC. Toplotno najstabilnejši film z 0,15 ut% dodatkom 20 nm AMH ND in začetkom večstopenjske razgradnje pri 305 °C je v primerjavi s filmom iz čiste MFC imel 20 % višji ostanek pri 600 °C ter 42 % nižjo specifično toplotno kapaciteto. Prav tako je bil film prilagodljiv, optično transparenten (95 %), hidrofoben (68°), z natezno trdnostjo 69 MPa in elastičnim modulom 5,7 GPa ter nizko prepustnostjo kisika (2.192 cm3/m2/dan). V drugem delu disertacije je tkanina zaradi sinergističnih učinkov 1,5 ut% PCNF in 6,7 ut% ATH ND enostranskega dvoslojnega nanosa na hrbtni strani zadržala do 30 % visoko intenzivnega toplotnega toka (21 kW/m2), izkazala 15 °C boljšo temperaturno stabilnost, 11 s daljši čas do vžiga, zmanjšano količino sproščene toplote (za 60 %) in dima (za 75 %) ter izrazito asimetrično omočljivost (lice CA – 36°, hrbet CA – 121°) ob povečanem prenosu vodne pare (17 %) in toplote (22 %). Tkanina, tiskana z 0,4 ut% SWCNT v AP na hrbtni strani in 1,5 ut% PCNF na lični, je imela poleg izboljšane toplotne zaščite (18 °C boljša temperaturna stabilnost), termofiziološkega udobja (25 % povišan prenos toplote, 17 % vodne pare) in asimetrične omočljivosti (lice CA – 48°, hrbet CA – 129°) tudi visoko UV-zaščito (UPF 109), brez spremembe barve. Na strani z nanesenimi SWCNT je tkanina z električno prevodnostjo (4,9 · 10–4 S/cm) izkazala tudi potencial za antistatično zaščito ter zaščito pred elektromagnetnim sevanjem.

08.08.2023