Published June 30, 2022 | Version v1
Publication Open

Development of Cotton Fabrics via EVA/SiO2/Al2O3 Nanocomposite Prepared by γ-Irradiation for Waterproof and Fire Retardant Applications

Creators

  • 1. Egyptian Atomic Energy Authority

Description

Abstract Development of cotton fabric (CF) properties using nanocomposites via coating method was of considerable interest for wide applications. This article aims at developing CF properties by coating treatment using ethylene–vinyl-acetate (EVA), silicon dioxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) nanoparticles and γ-irradiation widely used in waterproof and flame retardant applications. EVA-based nanocomposites, EVA/SiO 2 , EVA/Al 2 O 3, and EVA/SiO 2 /Al 2 O 3 , were synthesized by γ-irradiation and the highest gel content of 81.2–95.3% was achieved at 30 kGy. The physicochemical properties of EVA-based nanocomposites were characterized by FT-IR, XRD, DSC and SEM techniques. Usage of irradiated EVA and EVA-based nanocomposites for treatment of CF by coating technique was successfully achieved. This technique provides a simple and versatile method leading to excellent uniform and smooth surface morphology without aggregation. The weight gain, mechanical properties, thermal properties, water vapor permeability and flame-retardant properties of the modified CF were evaluated. Moreover, compared with control CF, the resistivity of water absorptivity and hydrophobic property and the thermal stability were gained. The flame retardant properties of CF samples were performed using limited oxygen index (LOI) and vertical burning flame tests. LOI percentages of CF/EVA/SiO 2 , CF/EVA/Al 2 O 3 and CF/EVA/SiO 2 /Al 2 O 3 increased to 25.3, 27.5, and 29.3%, respectively. Untreated CF ignited and burned rapidly after 5 s. Meanwhile, the treated CF hold flame resistance properties and the burning time prolonged to 25 s. The results of the treated CF providing revealed hydrophobic and protective capability of the fabrics from being destroyed by burning, and support their further use in waterproof and flame retardant applications of fabrics.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

كان التطوير التجريدي لخصائص النسيج القطني (CF) باستخدام المركبات النانوية عبر طريقة الطلاء ذا أهمية كبيرة للتطبيقات الواسعة. تهدف هذه المقالة إلى تطوير خصائص CF عن طريق معالجة الطلاء باستخدام الإيثيلين- فينيل- أسيتات (EVA) وثاني أكسيد السيليكون (SiO 2 ) وجسيمات أكسيد الألومنيوم (Al 2 O 3 ) النانوية وتشعيع γ المستخدم على نطاق واسع في تطبيقات مقاومة للماء ومثبطة للهب. تم تصنيع المركبات النانوية القائمة على EVA، EVA/SiO 2، EVA/Al 2 O 3، و EVA/SiO 2/Al 2 O 3 ، بواسطة تشعيع جاما وتم تحقيق أعلى محتوى هلامي بنسبة 81.2-95.3 ٪ عند 30 كيلوجرام. تميزت الخصائص الفيزيائية الكيميائية للمركبات النانوية القائمة على الإيفا بتقنيات FT - IR و XRD و DSC و SEM. تم بنجاح استخدام إيفا المشع والمركبات النانوية القائمة على إيفا لعلاج التليف الكيسي عن طريق تقنية الطلاء. توفر هذه التقنية طريقة بسيطة ومتعددة الاستخدامات تؤدي إلى مورفولوجيا سطح متجانسة وسلسة ممتازة دون تكدس. تم تقييم زيادة الوزن والخواص الميكانيكية والخواص الحرارية ونفاذية بخار الماء وخواص مثبطات اللهب لـ CF المعدل. علاوة على ذلك، بالمقارنة مع التحكم CF، تم اكتساب مقاومة امتصاص الماء والخاصية الكارهة للماء والاستقرار الحراري. تم إجراء خصائص مثبطات اللهب لعينات CF باستخدام مؤشر أكسجين محدود (LOI) واختبارات لهب الاحتراق الرأسي. ارتفعت نسب خطاب النوايا لكل من CF/EVA/SiO 2 و CF/EVA/Al 2 O 3 و CF/EVA/SiO 2 /Al 2 O 3 إلى 25.3 و 27.5 و 29.3 ٪ على التوالي. اشتعل التليف الكيسي غير المعالج واحترق بسرعة بعد 5 ثوانٍ. وفي الوقت نفسه، يحتفظ CF المعالج بخصائص مقاومة اللهب ويمتد وقت الاحتراق إلى 25 ثانية. كشفت نتائج CF المعالجة التي توفر قدرة كارهة للماء وحماية الأقمشة من التدمير عن طريق الحرق، ودعم استخدامها في تطبيقات الأقمشة المقاومة للماء ومثبطة للهب.

Translated Description (French)

Résumé Le développement des propriétés du tissu de coton (CF) à l'aide de nanocomposites par la méthode de revêtement a été d'un intérêt considérable pour de larges applications. Cet article vise à développer les propriétés CF par un traitement de revêtement à l'aide de nanoparticules d'éthylène-acétate de vinyle (Eva), de dioxyde de silicium (SiO 2 ), d'oxyde d'aluminium (Al 2 O 3 ) et d'irradiation γ largement utilisées dans les applications imperméables et ignifuges. Les nanocomposites à base d'EVA, EVA/SiO 2 , EVA/Al 2 O 3 et EVA/SiO 2 /Al 2 O 3 , ont été synthétisés par irradiation γ et la teneur en gel la plus élevée de 81,2 à 95,3 % a été atteinte à 30 kGy. Les propriétés physico-chimiques des nanocomposites à base d'Eva ont été caractérisées par des techniques FT-IR, XRD, DSC et SEM. L'utilisation de nanocomposites irradiés à base d'EVA et d'Eva pour le traitement de la mucoviscidose par la technique de revêtement a été réalisée avec succès. Cette technique fournit une méthode simple et polyvalente conduisant à une excellente morphologie de surface uniforme et lisse sans agrégation. Le gain de poids, les propriétés mécaniques, les propriétés thermiques, la perméabilité à la vapeur d'eau et les propriétés ignifuges du CF modifié ont été évalués. De plus, par rapport au CF témoin, la résistivité de l'absorptivité de l'eau et la propriété hydrophobe et la stabilité thermique ont été acquises. Les propriétés ignifuges des échantillons CF ont été réalisées à l'aide d'un indice d'oxygène limité (LOI) et d'essais de flamme à combustion verticale. Les pourcentages de LOI de CF/EVA/SiO 2 , CF/EVA/Al 2 O 3 et CF/EVA/SiO 2 /Al 2 O 3 ont augmenté à 25,3, 27,5 et 29,3 %, respectivement. La mucoviscidose non traitée s'enflamme et brûle rapidement après 5 s. Pendant ce temps, les FC traitées conservent leurs propriétés de résistance à la flamme et le temps de combustion est prolongé à 25 s. Les résultats du CF traité ont révélé la capacité hydrophobe et protectrice des tissus d'être détruits par la combustion, et soutiennent leur utilisation ultérieure dans les applications imperméables et ignifuges des tissus.

Translated Description (Spanish)

Resumen El desarrollo de las propiedades de la tela de algodón (CF) utilizando nanocompuestos a través del método de recubrimiento fue de considerable interés para amplias aplicaciones. Este artículo tiene como objetivo desarrollar las propiedades de CF mediante el tratamiento de recubrimiento utilizando nanopartículas de etileno-acetato de vinilo (EVA), dióxido de silicio (SiO 2 ), óxido de aluminio (Al 2 O 3 ) e irradiación γ ampliamente utilizada en aplicaciones impermeables y retardantes de llama. Los nanocompuestos a base de EVA, EVA/SiO 2 , EVA/Al 2 O 3 y EVA/SiO 2 /Al 2 O 3 , se sintetizaron por irradiación γ y el contenido de gel más alto de 81.2-95.3% se logró a 30 kGy. Las propiedades fisicoquímicas de los nanocompuestos basados en Eva se caracterizaron mediante técnicas FT-IR, XRD, DSC y SEM. Se logró con éxito el uso de nanocompuestos a base de EVA Y EVA irradiados para el tratamiento de la FQ mediante la técnica de recubrimiento. Esta técnica proporciona un método simple y versátil que conduce a una excelente morfología de superficie uniforme y lisa sin agregación. Se evaluaron el aumento de peso, las propiedades mecánicas, las propiedades térmicas, la permeabilidad al vapor de agua y las propiedades ignífugas de la CF modificada. Además, en comparación con el control CF, se obtuvo la resistividad de la capacidad de absorción de agua y la propiedad hidrófoba y la estabilidad térmica. Las propiedades ignífugas de las muestras de CF se realizaron utilizando pruebas de índice de oxígeno limitado (LOI) y de llama de combustión vertical. Los porcentajes de LOI de CF/EVA/SiO 2 , CF/EVA/Al 2 O 3 y CF/EVA/SiO 2 /Al 2 O 3 aumentaron a 25.3, 27.5 y 29.3%, respectivamente. La CF no tratada se encendió y quemó rápidamente después de 5 s. Mientras tanto, la CF tratada mantiene las propiedades de resistencia a la llama y el tiempo de combustión se prolonga a 25 s. Los resultados de la CF tratada que proporciona la capacidad hidrófoba y protectora revelada de las telas de ser destruidas por la quema, y apoyan su uso posterior en aplicaciones impermeables y retardantes de llama de las telas.

Files

s10904-022-02395-w.pdf.pdf

Files (3.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9cea3315108763d0482760c1472ca1f6
3.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تطوير الأقمشة القطنية عبر EVA/SiO2/Al2O3 Nanocomposite من إعداد γ - الإشعاع للتطبيقات المقاومة للماء والحريق
Translated title (French)
Développement de tissus de coton via un nanocomposite EVA/SiO2/Al2O3 Préparé par irradiation γ pour des applications imperméables et ignifuges
Translated title (Spanish)
Desarrollo de telas de algodón a través de nanocompuesto de EVA/SiO2/Al2O3 preparado por irradiación γ para aplicaciones impermeables y retardantes de fuego

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4283735971
DOI
10.1007/s10904-022-02395-w

Is supplement to
https://openalex.org/W4233015174 (Other)
https://openalex.org/W2899784176 (Other)
https://openalex.org/W2791216519 (Other)
https://openalex.org/W2330903218 (Other)
https://openalex.org/W2327883416 (Other)
https://openalex.org/W2086721545 (Other)
https://openalex.org/W2031962159 (Other)
https://openalex.org/W1988239797 (Other)
https://openalex.org/W1981722006 (Other)
https://openalex.org/W1926996939 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1964385884
  • https://openalex.org/W1972641819
  • https://openalex.org/W1973661403
  • https://openalex.org/W1976662168
  • https://openalex.org/W1983545507
  • https://openalex.org/W1993743808
  • https://openalex.org/W1995753565
  • https://openalex.org/W2001138967
  • https://openalex.org/W2004630778
  • https://openalex.org/W2010050484
  • https://openalex.org/W2013066574
  • https://openalex.org/W2014863051
  • https://openalex.org/W2018755030
  • https://openalex.org/W2020904437
  • https://openalex.org/W2028198202
  • https://openalex.org/W2032084506
  • https://openalex.org/W2037821286
  • https://openalex.org/W2044376385
  • https://openalex.org/W2053025228
  • https://openalex.org/W2056396379
  • https://openalex.org/W2062910058
  • https://openalex.org/W2070331648
  • https://openalex.org/W2071065256
  • https://openalex.org/W2082611235
  • https://openalex.org/W2091677621
  • https://openalex.org/W2096296619
  • https://openalex.org/W2110787168
  • https://openalex.org/W2132958093
  • https://openalex.org/W2141325415
  • https://openalex.org/W2261462911
  • https://openalex.org/W2317045392
  • https://openalex.org/W2319947711
  • https://openalex.org/W2338899843
  • https://openalex.org/W2501039250
  • https://openalex.org/W2521548683
  • https://openalex.org/W2564335908
  • https://openalex.org/W2613441256
  • https://openalex.org/W2745301175
  • https://openalex.org/W2758327161
  • https://openalex.org/W2765635799
  • https://openalex.org/W2767173739
  • https://openalex.org/W2782100169
  • https://openalex.org/W2782622826
  • https://openalex.org/W2792171995
  • https://openalex.org/W2793492378
  • https://openalex.org/W2795967006
  • https://openalex.org/W2807447788
  • https://openalex.org/W2810526561
  • https://openalex.org/W2892866316
  • https://openalex.org/W2899511346
  • https://openalex.org/W2907960773
  • https://openalex.org/W2922062823
  • https://openalex.org/W2927300200
  • https://openalex.org/W2927416771
  • https://openalex.org/W2952277178
  • https://openalex.org/W2954015694
  • https://openalex.org/W2956020843
  • https://openalex.org/W2967351353
  • https://openalex.org/W2970888961
  • https://openalex.org/W2975730667
  • https://openalex.org/W2981740866
  • https://openalex.org/W2991173491
  • https://openalex.org/W3005691654
  • https://openalex.org/W3032485974
  • https://openalex.org/W3080404603
  • https://openalex.org/W3082139411
  • https://openalex.org/W3082518766
  • https://openalex.org/W3138650990
  • https://openalex.org/W3158457857
  • https://openalex.org/W3158875576
  • https://openalex.org/W3162425104
  • https://openalex.org/W4206952986
  • https://openalex.org/W4220654957
  • https://openalex.org/W433092464