دانلود مقاله پایان نامه تأثیر هر یک از عملیات تکمیل مقدماتی روی چاپ پارچه های پنبهدر پلی استر با پیگمنتها با word دارای 105 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد دانلود مقاله پایان نامه تأثیر هر یک از عملیات تکمیل مقدماتی روی چاپ پارچه های پنبهدر پلی استر با پیگمنتها با word کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی دانلود مقاله پایان نامه تأثیر هر یک از عملیات تکمیل مقدماتی روی چاپ پارچه های پنبهدر پلی استر با پیگمنتها با word،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن دانلود مقاله پایان نامه تأثیر هر یک از عملیات تکمیل مقدماتی روی چاپ پارچه های پنبهدر پلی استر با پیگمنتها با word :
مقدمه
عملیات تکمیل مقدماتی پارچههای پنبهای و مخلوط پنبه- پلیاستر:
منظور از عملیات تکمیل مقدماتی، عملیاتی است که کالای خام را برای رنگرزی و چاپ و یا عرضه به صورت سفید آماده میسازد. این عملیات ممکن است با توجه به کاربرد و خواص مطلوب در مراحل مختلف تولید مثل: الیاف باز، فتیله، نخ و پارچه انجام گیرد.
در مقابل این عملیات، تکمیل مکانیکی و یا تکمیل عالی قرار دارد که عملیاتی است که جهت بخشیدن بعضی از خواص مثل افزایش خاصیت ایزولاسیون گرمایی، ضد چروک، ضدآب و غیره به کالای سفید و یا رنگی میباشد که ممکن است به صورت شیمیایی و یا مکانیکی انجام شود. در حالت کلی واژه تکمیل شامل مقدمات، تکمیل مکانیکی و تکمیل عالی است.
انجام عملیات تکمیل مقدماتی یکنواخت، تضمین کننده گرفتن نتیجه یکنواخت در عملیات رنگرزی و چاپ میباشد. از این رو از نقطه نظر کالا، انجام یکنواخت و موثر این عملیات اهمیت فراوانی را دارا میباشد.
به علت بالا بودن مصرف پارچههای پنبهای و به ویژه مخلوط پنبه- پلیاستر، مقدمات آنها مورد توجه بوده و از آنجائیکه این نوع پارچهها به علت کاربرد خود نمیتوانند قیمت چندان بالایی داشته باشند نکات زیر کمک زیادی به پائین آوردن هزینه تکمیلی آنها نموده است:
1- مداوم کردن عملیات
2- انجام عملیات مختلف در یک مرحله
3- استفاده از روشهایی که انجام عملیات را بدون استفاده از انرژی گرمایی ممکن میسازد و هزینه کل را با صرفهجویی در مصرف گرما پائین میآورد.
پارچههای پنبهای و مخلوط پنبه- الیاف مصنوعی نسبت به پارچههای دیگر به مراحل مقدماتی بیشتری احتیاج دارد و پارچه بایستی پس از اتمام مراحل مقدمات، از خواص زیر برخوردار باشد:
1- درجه بالا و یکنواخت خوب رنگینه بر اثر تورم زیاد و یکنواخت
2- عدم وجود مواد ناخالصی همراه پنبه
3- عدم کاهش درجه پلی مریزاسیون پنبه بر اثر عملیات تکمیل
4- درجه سفیدی کافی برای کسب رنگهای روشن
5- رطوبت یکنواخت.
تمام پارچههای نساجی پس از خروج از سالن بافندگی کم و بیش دارای مقادیری ناخالصی و عیوب میباشند لذا لازم است بمنظور آماده کردن پارچه برای عملیات تکمیل اصلی آنرا تحت عملیات مقدمات تکمیل قرار داد در غیر این صورت امکان برطرف کردن آنها ضمن و یا پس از عملیات تکمیلی براحتی میسر نخواهد بود.
ناخالصیها و عیوب موجود در روی پارچههای خام را میتوان در سه گروه بیان کرد.
1- ناخالصیهای مواد اولیه مانند خار و خاشاک- رنگ- الیاف خشن و ضخیم Kemp
2- عیوب ریسندگی: مانند گرهها و پیوندهای نامناسب در نقاط نازک و کلفت نخ و همچنین لکههای حاصل از روغنهایی که برای روغنکاری ماشینآلات مصرف شده است.
3- عیوب بافندگی: مانند پارهگیهای نخهای تار و پود- اشتباه در شانه و سایهدار شدن طولی پارچه- اشتباه در تراکم پود و یاکو بیده شدن پود و سایه دار شدن عرضی پارچه- اشتباه در چله کشی- اشتباه در پودگذاری و همچنین اثر روغنهای ماشینآلات بافندگی در پارچه.
عوامل موثر در عملیات تکمیل:
برای به دست آوردن یک تکمیل مناسب در روی پارچه باید عوامل موثر در عملیات تکمیل را در نظر گرفت این عوامل عبارتند از:
1- نوع و جنس الیاف بکار رفته در پارچه و حالت و ترتیب قرار گرفتن آنها در پارچه
2- خواص فیزیکی پارچه، مانند قدرت تورم آن در آب به طوری که هر گاه پارچه در حالت خشک یا مرطوب و یا در حرارت بالا و یا پائین و یا تحت تاثیر فشار و یا اصطکاک قرار گیرد حالت تکمیل شده آن متفاوت بوده و چگونگی این تغییرات بستگی به شرایط عملیات خواهد داشت.
3- قدرت جذب و ترکیب با مواد شیمیایی و پایداری فعل و انفعالات شیمیایی حاصل
4- حساسیت الیاف پارچه به مواد تکمیل و یا شیمیایی و یا روشهای بکار رفته شده و شرایط عملیات تکمیل مانند رطوبت، حرارت، فشار، زمان و PH محیط.
5- ساختمان بافت پارچه اثر زیادی در عملیات تکمیلی دارد. مثلاً پارچهای که دارای بافت ساده باشد قابلیت پذیرش اغلب عملیات تکمیلی را دارد در صورتی که پارچهای که در بافت آن از نخهای فانتزی استفاده شده باشد عملیات تکمیلی را محدودتر میسازد. اثر نخ و ساختمان پارچه در عملیات تکمیلی در پارچههای تریکو باف محسوستر میباشد و اکثر پارچههای تریکوباف را بعلت ضعف در ثبات بعدی نمیتوان تحت عملیات تکمیل معمولی قرار داد.بنابراین هر چقدر ساختمان پارچه پیچیدهتر باشد انجام عملیات تکمیلی در روی آن محدودتر شده و یا اینکه مستلزم عملیات تکمیلی و با روشهای تکمیلی بخصوص خواهد بود.
باید اضافه کرد که صنعت و هنر عمل تکمیل در درجه اول بستگی به تجربه عملی و مهارت شخص تکمیل کننده و در درجه دوم بستگی به اطلاعات عملی از ماهیت فیزیکی و شیمیایی پارچه و مواد تکمیلی دارد تا توسعه و پیشرفتهای جدیدی را در این صنعت عرضه کند.
مراحل مختلفی را که ممکن است پارچههای پنبهای و یا مخلوط پنبه- پلی استر تکمیل شوند به قرار زیر میباشد:
1- پرزسوزی 2- آهارگیری 3- پخت 4-سفیدگری 5- مرسریزاسیون
اینک به شرح تک تک این عملیات میپردازیم:
پرزسوزی:
منظور از پرز انتهای الیاف است که سر از سطح نخ در آورده و سطح پارچه را میگیرد. پرز اثرات منفی بر ظاهر و زیبایی پارچه میگذارد به این ترتیب که بعد از عملیات رنگرزی و چاپ این الیاف روشنتر از رنگ بافت به نظر میرسد. پرز همچنین از ظرافت خطوط مرزی در عملیات چاپ میکاهد و کسب جلا را برای پارچه مشکل میسازد. در مواردی مثل چاپ غلتکی ممکن است، این الیاف در پارچه جدا شده و در گراور غلتک قرار گیرد و یا آنکه در چاپ تخت (اسکرین) به تیغه یا پاروی ماشین چسبیده و چاپ را با اشکال روبرو سازد. برای جلوگیری از این اثرات منفی، پرز در فرآیند پرزسوزی از پارچه جدا میگردد در عملیات پرزسوزی پارچه در حالت کاملاً باز و تحت کشش با سرعتی بین 50 تا 300 متر در دقیقه از مقابل مشعل میگذرد این عمل را میتوان همچنین به کمک صفحات فلزی داغ و یا کویل الکتریکی انجام داد.
به هر حال شعله به علت قدرت نفوذ زیاد در منفذهای پارچه، بهترین وسیله پرزسوزی است. بهترین زمان برای انجام پرزسوزی بعد از آهارگیری میباشد. زیرا بر اثر جدا شدن آهار از نخ، تمام الیاف کوتاه آزاد گردیده و از سطح پارچه دور میگردد. از آنجایی که پرزسوزی بعد از آهارگیری به خشک کردن احتیاج دارد معمولاً پرزسوزی قبل از آهارگیری انجام میشود. پرزسوزی قبل از آهارگیری راندمان کمتری را نسبت به پرزسوزی بعد از آهارگیری دارد و نایکنواختتر میباشد. در پرزسوزی مخلوط پنبه- پلی استر ممکن است گلولههای کوچک ذوب شده پلیاستر سطح پارچه را فرا گیرد. این گلولهها در رنگرزی، رنگینه بیشتری را به خود جذب کرده و ظاهر پارچه رنگی را نایکنواخت میسازد. در صورت وجود چنین عیبی میتوان پرزسوزی پارچههای پنبه- پلیاستر را به بعد از اتمام رنگرزی و خشک کردن انجام داد. شایان توجه است که در پرزسوزی باید پرز به صورت موثر سوخته شده و در عین حال به پارچه صدمهای وارد نیاید. واضح است که یکنواختی پرزسوزی دارای اهمیت فراوان بوده و در نظر گرفتن نکات زیر به کسب آن کمک میکند:
1- یکنواخت بودن شعله گاز در عرض پارچه
2- یکنواخت بودن فاصله پارچه از شعله
3- فشار گاز یکنواخت و قدرت یکنواخت هواکش ماشین
ماشین پرزسوزی مجهز به چهار کوره میباشد که در صورت احتیاج میتوان از دو شعله برای هر طرف پارچه استفاده کرد در این ماشین هوا به داخل پمپ شده و بعد از مخلوط شدن با گاز به کوره تغذیه و مشتعل میگردد. سیلندرهای کورهها توسط جریان آب، سرد میگردند و در صورت عدم جریان آب سرد، امکان ذوب شدن سیلندرها وجود دارد. در موقع تعویض پارچه، کورهها توسط سوییچ الکتریکی به عقب برگشته تا از سوختن پارچه جلوگیری گردد پارچههای ظریف بعد از ترک ماشین پرزسوزی معمولاً از یک مخزن آب گذشته و پس از عبور از یک جفت غلتک فولادی پیچیده میشود. مخزن آب علاوه بر خاموش کردن جرقههای احتمالی روی پارچه، عمل شستشو را نیز تا حدودی انجام میدهد و میتوان به آن مواد آهارگیر اضافه نمود. پارچههای ضخیم معمولاً از مخزن آب عبور نکرده و مستقیماً غلتک میگردند. روی بعضی از ماشینهای پرزسوزی ممکن است غلتک خشک کنی جهت خشک کردن کامل پارچه قبل از ورود به ماشین قرار داشته باشد و همچنین ممکن است که غلتکهای جرقهگیر در آخرین قسمت ماشین قرار داده شود تا از حمل جرقه توسط پارچه جلوگیری بعمل آید. سرعت معمولی پرزسوزی برای پارچههای ظریف حدود 220-200 متر در دقیقه و برای پارچههای ضخیم حدود 120 متر در دقیقه میباشد. پارچه را ممکن است که از یک و یا هر دو رو پرزسوزی نمود.
آهارگیری:
آهاری که در مرحله مقدمات بافندگی به منظور حفظ نخهای تار از سایش و گسیختگی و در نتیجه بالا بردن راندمان ماشین بافندگی به آنها اضافه گردیده است در رنگرزی و در عملیات چاپ زاید بوده و باید در اولین فرصت از پارچه جدا گردد.
برطرف کردن آهار نشاسته با یکی از چهار روش زیر ممکن است:
1- آهارگیری با اسید 2- آهارگیری با روش تخمیر
3- آهارگیری با اکسید کنندهها 4- آهارگیری با آنزیم
آهارگیری با اسید:
پارچه پنبهای را که قبلاً پرز سطح آن گرفته شده است از محلول 5/0- 1 درصد اسید سولفوریک عبور میدهند و در حرارت 40 درجه سانتیگراد بمدت 4 ساعت انبار میکنند تا آهار نشاسته آن متلاشی شود و سپس کالا را قبل از خشک شدن شستشو میدهند قبل از شستشو نباید کالا را خشک کرد زیرا غلظت اسید بعلت مهاجرت و تجمع در نقاط معین افزایش پیدا کرده و کالا را متلاشی میسازد محلول اسید رقیق علاوه بر تجزیه آهار نشاسته کالا، مقداری از ناخالصیهای کالای سلولزی را نیز برطرف میسازد.
آهارگیری با روش تخمیر:
پارچه آهار دار را پس از پرزسوزی و خروج از جعبه اختناق بصورت لایه لایه در حوضچههایی انباشته میکنند و بمدت 24 ساعت در حرارت مناسب به حال خود نگه میدارند که بدین ترتیب این خیساندن طولانی کمک به برطرف شدن آهار نشاسته و بعضی از ناخالصیهای دیگر محلول در آب میکند. باکتریهایی که بصورت طبیعی در آب وجود دارند در حرارت 40-25 درجه سانتیگراد تکثیر پیدا کرده و در نتیجه تولید آنزیمی میکنند که موجب تجزیه نشاسته میشود و نشاسته تجزیه شده در شستشوی بعدی با آب برطرف میشود. در این روش فعل و انفعالات شیمیایی و تخمیر حاصل قابل کنترل نبوده و محصولات جانبی نامطلوب مانند کپک و غیره نیز به دست میآید که بعضز از این مواد باعث تجزیه سلولز میگردد.
آهارگیری با مواد اکسید کننده:
مواد اکسید کننده مثل پرآمونیم سولفات و برومیت سدیم را میتوان برای آهارگیری به کار گرفت ولی این مواد برخلاف آنزیمها به ساختمان سلولز حمله برده و با کوتاهکردن طول ماکرومولکول سلولز (کاهش درجه پلی مریزاسیون) باعث تضعیف الیاف و پارچه میگردند، از آب اکسیژنه هم میتوان به این منظور استفاده نمود ولی از آنجایی که برای آهارگیری موثر، بایستی این عمل چند مرتبه تکرار گردد به کار گرفتن آب اکسیژنه مقرون به صرفه نمیباشد.
leonil EB مخلوطی از مواد اکسید کننده و مواد کمکی میباشد که طبق ادعای تولید کننده ضمن آهارگیری از وارد آمدن صدمه به الیاف سلولزی، به مقدار زیادی جلوگیری میکند. و نتیجه آهارگیری با آن در مقایسه با پرسولفات بهتر و یا برابر میباشد. به کمک این ماده آهارگیر میتوان مراحل آهارگیری، پخت و سفیدگری را در یک مرحله انجام داد.
آهارگیری با آنزیم:
یکی از بهترین روشهای برطرف کردن آهار از روی کالا استفاده از عصارههایی است که حاوی آنزیم مناسب میباشد. این آنزیمها از نوع کاتالیزورهای بیوشیمی یعنی بیوکاتالیزورها میباشند و از نظر شیمیایی پروتئینهایی هستند با وزن مولکولی زیاد و با کاتالیزورهای شیمیایی معمولی تفاوت دارند زیرا در حرارت و PH محدودی عمل میکنند. نام گذاری و طبقهبندی آنزیمها بر مبنای نام مادهای که باید تجزیه گردد مشخص میشود.
مثلاً آنزیمهایی که آمیلوز و آمیلوپکتین یعنی آهار نشاسته را تجزیه میکنند آمیلازها نامیده میشوند و آنزیمهایی که سلولز را تجزیه میکنند سلولازها هستند و آنزیمهایی که پروتئین را تجزیه میکنند پروتازها نامیده میشوند و آنزیمهایی که ژلاتین را تجزیه میکنند ژلاتازها نامیده میشوند که پروتازها و ژلاتازها بطور کلی جزء آنزیمهای پروتئینی میباشند. آنزیمهایی که برای تجزیه مواد آهاری بکار میروند به دو گروه کلی زیر تقسیم میشوند:
1- آنزیمهای دکسترینوژنیک تولید کننده دکسترین یا آلفا آمیلازها
2- آنزیمهای ساکاروژنیک تولید کننده ساکاروز یا بتا آمیلازها
آمیلوز قسمتی از ماده آهار نشاسته را تشکیل میدهد که باعث ژلاتینه شدن آهار میگردد و آنزیمهای آلفا و بتا آمیلازها موجب کاهش قدرت ژلاتینه آهار شده یعنی آمیلوز را نیز تجزیه میکنند به طوری که هرگاه آنزیم مناسبی به خمیر نشاسته ژلاتینه شده اضافه شود ابتدا موجب سیالیت خمیر و سپس تبدیل نشاسته به دکسترین محلول در آب و بالاخره تشکیل مالتوز حاصل میگردد و مالتوز نیز قابلیت تجزیه به دو مولکول گلوکز را دارد.
آمیلاز آلفا و بتا بطور مشابه اتصال گلوکزی در ملکول نشاسته را هیدرولیز میکنند اما محلی که فعل و انفعالات در ملکول صورت میگیرد متفاوت است به طوری که آمیلاز آلفا زنجیر ملکول نشاسته را بطور راندم پاره و احیاء میکند درجه پلیمریزاسیون را سرعت کاهش میدهد ولی آمیلاز بتا زنجیر ملکول نشاسته را از واحد مالتوز در انتهای ملکول احیاء میکند و طول ملکول را بتدریج کوتاه میسازد. لذا جهت آهارگیریهای سریع مناسب نخواهد بود.
برای تهیه آنزیم، باکتری را در محیط مناسب (مانند مخمر آبجو قبل از تخمیر) و تحت شرایط کنترل شده بمدت یک هفته کشت میدهند تا حداکثر آنزیم در محیط حاصل شود و افزایش تشکیل در آنزیم مشاهده نگردد سپس باکتری را توسط سانتریفوژ جدا کرده و مایع آن برای تهیه آنزیم بکار میرود.
به طور کلی، ثبات و فعالیت آنزیمها به فاکتورهای مختلفی مثل PH، درجه حرارت، یونهای فلزی، مواد اکسید کننده و مواد تر کننده و پاک کننده بستگی دارد.
1- اثر PH و درجه حرارت:
جدول زیر PH و درجه حرارت فعالیت ایدهآل و همچنین PH و درجه حرارتی را که آمیلازها فعالیت خود را از دست میدهند نشان میدهد.
PH حرارت PH حرارت
1/8>-1/2< oc85> 2/5-6/4 oc65-60 malt amylases
9>-5/4< oc65> 8/6 oc 55-50 pankreas amylases
8>-2< oc90> 7-4/5 oc65-60 Baktrien amylases
شرایط عدم فعالیت شرایط فعالیت ایدهآل
2- اثر یونهای فلزی:
یونهای مس، روی، جیوه، نیکل و کبالت از قدرت آنزیمها کاسته و یونهای فلزی قلیایی خاکی به ثبات آنزیمها کمک میکنند.
3- اثر مواد تر کننده و پاک کننده (دترجنت)
مواد ترکننده و پاک کنندههای غیر یونی بر عمل آنزیمها اثر نسبتاً مثبتی داشته و مواد یونی دیگر کم و بیش اثر منفی دارند.
4- اثر مواد اکسید کننده:
مواد اکسید کننده مقداری از قدرت آنزیمها را کاهش میدهند.
5- اثر مواد محافظ:
فنل و فرمالدئید، بعنوان محافظ نشاسته، اثر منفی روی فعالیت آنزیمهای آهارگیر نداشته ولی اسید سالیسیلیک از فعالیت آنزیمها میکاهد.
عمل آهارگیری بعد از آغشته شدن پارچه به محلول محتوی آنزیم شروع میگردد به این ترتیب که نشاسته ابتدا متورم شده و پس از کوتاه گردیدن طول ماکرو مولکول به صورت محلول در آب بیرون میآید این دو به زمان احتیاج داشته که ممکن است با توجه به نوع نشاسته به 20 ساعت بالغ میگردد. تر شدن یکنواخت و سریع عامل مهمی در آهارگیری میباشد تورم و کوتاه شدن ماکرو مولکول و در نتیجه انحلال نشاسته با افزایش حجم محلول موجود در اطراف نشاسته سریعتر میگردد این امر در آهارگیری به روش مداوم و یا نیمه مداوم دارای اهمیت میباشد.
ظرفیت جذب محلول توسط هر پارچه محدود میباشد که بستگی به ساختمان و نوع الیاف آن دارد بعنوان مثال پارچه با بافت کم تراکم، ظرفیت جذب محلول بیشتری را نسبت به پارچه با بافت پرتراکم دارد. به طور کلی ظرفیت حداکثر جذب محلول، مجموع محلول جذب شده توسط الیاف که باعث تورم آنها میگردد و محلولی که منفذهای باز بافت پارچه را فرا میگیرد، میباشد. در روشهای مداوم و نیمه مداوم، تمام منافذ پارچه بعد از پر شدن با محلول پر گردیده و سپس محلول، حرکت به داخل الیاف را شروع نموده و باعث تورم میگردد. به این ترتیب از محلول اولیه که منافذ پارچه را فرا گرفته بود کم میگردد. لازم به تذکر است که محلول جذب شده توسط الیاف عملاً در آهارگیری نقشی را نداشته و فقط محلول باقی مانده در منافذ بین الیاف در آهارگیری مهم میباشد. الیاف سلولزی عملاً به حدود 30 ثانیه برای جذب محلول احتیاج دارند
بنابراین جهت کسب اطمینان از جذب محلول حداکثر توسط پارچه بایستی به الیاف وقت کافی داده شود. در روشهای مداوم و نیمه مداوم، عملاً زمان بسیاری کمتری جهت جذب محلول به پارچه داده میشود. بکارگرفتن مواد تر کننده که اثر منفی بر فعالیت آنزیمها نداشته باشند باعث سریعتر شدن جذب محلول میگردد چنانچه پارچه در حدود پانزده ثانیه با محلول در تماس باشد تر کنندههای موثر درصد بالایی از جذب محلول حداکثر را مطمئن میسازد ولی چنانچه سرعت پارچه به حدی برسد که زمان تماس پارچه با محلول از 5 ثانیه کمتر باشد جهت آهارگیری موثر باید پارچه یک مرتبه پد گردیده و بعد از باقی ماندن به مدت کافی در هوا دوباره وارد حمام گردیده و مجدداً پد گردد. آهارگیری به کمک آنزیم دارای این عیب است که امکان ادغام آن با عملیات دیگر مثل پخت و سفیدگری وجود ندارد. در حالی که انجام آهارگیری با مواد اکسید کننده (Leonil EB) همزمان با عملیات مقدماتی دیگر در یک مرحله امکانپذیر میباشد.
آهارگیری آهارهای محلول درآب:
آهارهای محلول در آب فوراً در آب حل نگردیده بلکه ابتدا متورم شده و به صورت ژل در میآیند و سپس شروع به حل شدن میکنند. وجود آب کافی با توجه به جذب آب توسط الیاف مهم میباشد و مخصوصاً در شستشوی مداوم باید مطمئن گردید که آب و مدت زمان کافی جهت انحلال کامل آهار وجود دارد. تورم آهار در شستشو به درجه حرارت و مدت زمان خشک شدن آهار در آهارزنی بستگی زیاد دارد و با افزایش این دو عامل، سرعت تورم آهار کاهش یافته و در نتیجه حل شدن آهار به زمان بیشتری احتیاج پیدا میکند. این پدیده را که نتیجه مستقیم خشک شدن بیش از حد آهار میباشد هیسترسیس حلالیت مینامند. بعبارت دیگر حلالیت آهار قبل و بعد از خشک شدن متفاوت میباشد.
علاوه بر خشک کن دستگاه آهار، پرزسوزی پارچه قبل از آهارگیری به هیسترسیس انحلال کمک کرده و انحلال آهار را مشکلتر میسازد. با توجه به اینکه یک لیف سلولزی که در درجه حرارت پائین متورم شده، بر اثر ازدیاد حرارت آب را به صورت بخار از خود دور میسازد و اصطلاحاً عرق میکند. چنانچه پارچهای در نظر گرفته شود که در درجه حرارت پائین با محلول آهارگیر آغشته شده باشد و سپس حرارت آن افزایش یابد بر اثر تبخیر، پوشش آهاری از آنها جدا شده و به سرعت انحلال آنها افزوده میشود به این پدیده سینرسیس حلالیت گفته میشود که متضاد هیسترسیس میباشد.
با توجه به پدیده هیسترسیس و سینرسیس رعایت نکات زیر به انحلال آهار سرعت میبخشد:
1- جلوگیری از خشک شدن بیش از حد آهار
2- بکار گرفتن مواد تر کننده در محلول آهارگیر
3- مدت زمان کافی جهت جذب محلول آهارگیر حداکثر قبل از گذراندن پارچه از غلتکهای فشار دهنده (فولارد)
4- مدت زمان کافی جهت تورم
5- آبکشی با آب جوش و یا بخار دادن قبل از شستشوی نهایی
پخت:
پنبه خام دارای مقداری چربی و موم میباشد که به آن زیردستی نرم میبخشد ولی در مقابل باعث دفع آب گردیده و تکمیل را با مشکلاتی مواجه میسازد. این مواد همچنین باعث سفیدگری و رنگرزی نایکنواخت میگردند. جهت جداکردن ناخالصیهای پنبه از پخت استفاده میشود. چربی و موم پنبه از الکلهای الیفاتیک (تعداد کربن 24 تا 30 عدد)، اسیدهای چرب (تعداد کربن 15 تا 33 عدد)، استرهای آنها، هیدروکربنها (به مقدار 10 تا 12 درصد موم) و مشتقات کلسترول (به مقدار 1 تا 2 درصد) تشکیل شده است اسید گلوتامیک و اسید اسپارتیک در بین پروتئینهای همراه پنبه خام شناسایی شدهاند.
جدول زیر ناخالصیهای طبیعی همراه پنبه را نشان میدهد.
درصد در دیواره اولیه در صد در تمام لیف پنبه
سلولز 52 96-88
پکتین 12 2/1-7/0
موم 7 1-4/0
پروتئین 12 9/1-1/1
نمک 3 6/1-7/0
موادآلی دیگر 14 1-5/0
مواد آلی دیگر همراه پنبه هیدروکربنهای محلول و اسیدهای آلی مثل اسید مالئیک میباشند. علاوه بر ناخالصیهای فوقالذکر، در زمان برداشت محصول و در ماشین پنبه پاککنی، مقداری ناخالصی به شکل برگ، پنبهدانه و پوستههای خرد شده با پنبه مخلوط میگردد که در رنگرزی معمولاً پر رنگتر از پنبه نمایان میشود این مواد اثر منفی روی زیردست پارچه و زیبایی کالا دارد. بنا به دلایل فوق زدودن این ناخالصیها از پارچه پنبهای ضروری است. گرچه جدا شدن چربیهای همراه پنبه از آن باعث نفوذ بیشتر آب در پارچه میگردد به هر حال باقی ماندن مقدار کمی چربی روی پنبه زیردست لیف را بهبود میبخشد از این رو میبایستی سعی شود
تا از به صفر رساندن چربی پنبه جلوگیری گردد. در فرآیند پخت پارچه پنبهای در محلول قلیا و در دمای 100 تا 130 درجه سانتیگراد پخت میگردد چنانچه پخت در حرارت جوش انجام شود آنرا پخت معمولی و در صورت تحت فشار بودن آنرا پخت تحت فشار مینامند که امروزه به ندرت از پخت تحت فشار استفاده میگردد. در حین پخت، چربیها صابونی شده و صابون حاصل، خود به جدا شدن ناخالصیهای دیگر از پنبه کمک میکند پکتینها و پروتئینها به مولکولهای کوچکتر مبدل و در نتیجه در آب حل گردیده و از پنبه جدا میشوند جدا شدن کامل پکتینها و پروتئینها برای پارچههایی که بعداً با کلر سفیدگری خواهند شد اهمیت زیادی دارد در غیر این صورت خطر تشکیل کلروامین وجود دارد.
کلروامین که به سختی از کالا جدا گردیده و اثر زردی روی پارچه میگذارد و به علاوه باعث تضعیف الیاف میگردد گرچه پوستههای خرد شده مواد خارجی دیگر در پخت به طور کامل از الیاف جدا نمیشود ولی بر اثر هیدرولیز شدن، زدودن آنها در مرحله سفیدگری آسانتر میشود. در پخت، اکسیژن هوا و قلیا قادر به صدمه زدن به الیاف پنبه میباشد به هر حال در پخت تحت فشار بر اثر بستهبودن سیستم و استفاده از قلیای کمتر خطر رسیدن صدمه به الیاف پنبه کمتر میباشد پخت تحت فشار ناخالصیهای همراه پنبه را سریعتر و موثرتر جدا میکند و تشکیل بیشتر صابون را باعث میگردد بعد از انجام پخت شستشوی موثری جهت جدا کردن ناخالصیها لازم میباشد. استفاده از مواد تر کننده مقاوم در مقابل قلیا، پخت را یکنواختتر و موثرتر مینماید.
پارچه خام با توجه به مقدار ناخالصی همراه خود ممکن است بعد از پخت بین 3 تا 7 درصد سبک گردد جهت کاهش صدمه وارد بر الیاف پنبه اکسیداسیون در ضمن پخت میتوان مواد احیاء کننده ویژه به حمام پخت اضافه نمود استفاده از این مواد، همچنین به کار گرفتن مقدار بیشتری سود سوزآور را امکانپذیر میسازد. مقدار سودسوزآور برای پخت، بدون مواد احیاء کننده محافظ الیاف، در حدود 9 تا 19 گرم در لیتر میباشد.
سفیدگری:
پنبه مثل الیاف طبیعی دیگر دارای رنگدانه (پیگمنتهای رنگی) میباشد که ظاهر آنرا زردرنگ تا قهوهای روشن نشان میدهد. هدف از سفیدگری از بین بردن این رنگدانهها و در نتیجه سفید جلوه دادن الیاف پنبه میباشد. سفیدگری بعد از پخت جدا سازی کامل رنگدانهها و ناخالصیهای دیگر را از پنبه امکانپذیر میسازد سفیدگری پنبه بسیار مهمتر از سفیدگری پشم میباشد چون درصد بالایی از پشم به صورت کالای رنگی به بازار عرضه میشود ولی در مقابل، مقدار زیادی از پارچههای پنبهای، به صورت سفید و یا پارچههای چاپ شده با زمینه سفید و یا رنگرزی شده به رنگهای خیلی روشن مورد استفاده قرار میگیرد از این رو انجام سفیدگری، جهت بالا بردن کیفیت رنگرزی و چاپ. بهتر جلوه دادن ظاهر پارچه و بهبود زیر دست لازم میباشد.
پارچههای ملحفهای، رومیزی، زیرپوشی و پیراهنی نمونههایی از پارچههای پنبهای هستند که احتیاج به سفیدگری دارد. سفیدگری پنبه بیشتر با مواد اکسید کننده مثل کلریت سدیم و هیپوکلریت سدیم و آب اکسیژنه انجام میشود مواد سفید کننده ضعیفتر مثل پربورات سدیم ممکن است جهت سفیدتر کردن پارچههای سفید به پودرهای لباسشویی اضافه گردد در بین سفید کنندهها آب اکسیژنه بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد و کاربرد سفید کنندههای کلردار چندان معمول نمیباشند به کمک آب اکسیژنه و سود سوزآور میتوان پخت و سفیدگری را در یک مرحله انجام داد.
سفیدگری کالای سلولزی با آب اکسیژنه:
در ابتدا عمل سفیدگری بر روی کالای پنبهای به وسیله پراکسید باریم و پراکسید سدیم انجام میگرفت ولی بعداً آب اکسیژنه بعلت ارزانی قیمت و در دسترس بودن، جای پراکسید باریم و پراکسید سدیم را گرفت. در ضمن باید یادآور شد که از آب اکسیژنه میتوان جهت سفیدگری کالای پشمی و کالای ابریشمی نیز استفاده کرد.
در مقایسه اقتصادی، هر چند که قیمت مواد شیمیایی که در سفیدگری با آب اکسیژنه به کار میرود، گرانتر از سفیدگری با هیپوکلریتها میباشد ولی بعلت اینکه سفیدگری با آب اکسیژنه در نزدیک نقطه جوش محلول قلیایی انجام میشود لذا بعد از عمل سفیدگری میتوان کالا را مستقیماً تحت عملیات شستشو قرار داد و در نتیجه هزینه نهایی عملیات تکمیل را کاهش داد. در ضمن آب اکسیژنه بصورت مایع بیبو و به راحتی در دسترس قرار میگیرد و در نگهداری و مصرف آن صرفهجویی در کارگر میشود و غلظت مورد نیاز در عملیات بسهولت تهیه میشود و در اثر تجزیه آن محصولات نامطلوب و مزاحم حاصل نمیشود و محصولات سفیدگری شده نیز دارای سفیدی دائم و بدون بو خواهند بود.
مهمترین عامل دیگری که مصرف آب اکسیژنه را برتر میسازد پایداری آن میباشد به طوریکه موقع مصرف و یا انبار کردن آن به مدت طولانی، تغییرات و کاهش قدرت در آن حاصل نمیشود و لذا میتوان عملیات سفیدگری را همواره براحتی هدایت و کنترل کرد.
در عملیات سفیدگری کالای سلولزی با هیپوکلریتها لازم است ناخالصیهای پروتئینی سلولز را ابتدا به وسیله محلول سود سوزآور و در حرارت بالا و در ماشین کییر کاملاً شستشو داده و برطرف کرد در غیر این صورت این مواد پروتئینی با هیپوکلریتها ترکیب شده و تولید کلر آمینها را کرده که این کلرآمینها در عملیات شستشوی بعدی با قلیای داغ تجزیه شده و در نتیجه تولید لکههای قهوهای رنگ بر روی کالای سلولزی میکند اما چون آب اکسیژنه با مواد پروتئینی ترکیب نمیشود لذا بدون انجام مراحل شستشوی اولیه درکییر میتوان یک سفیدگری خوب را مستقیماً انجام داد، خاصیت تثبیت کردن پراکسیدها را نیز داشته و از متصاعد شدن آب اکسیژنه زیاد از محلول، قبل از عمل سفیدگری جلوگیری به عمل میآورد. ابتدا تصور بر این بود که در اثر شستشوی کالای پنبهای با محلول قلیایی واکسهای سطحی الیاف برطرف میشود و در نتیجه موجب افزایش جذب رطوبت کالا میگردد ولی امروز معلوم شده است که واکس الیاف در داخل دیواره ثانویه آن قرار دارد و در اثر جوشیدن لیف در قلیا دیواره اولیه شکسته شده و در نتیجه موجب افزایش جذب رطوبت در لیف میشود.
در سیستم سفیدگری مداوم، جوشاندن کالا بمدت طولانی در محلول قلیایی قبل از عمل سفیدگری یکی از مشکلات به شمار میرود اما در سفیدگری مداوم با آب اکسیژنه میتوان این مرحله شستشو را حذف کرده و عمل سفیدگری را در مدت نیمساعت و یا حتی کمتر از آن انجام داد که نتیجه یک سفیدگری مداوم و سریع را ارائه داد.
مزیت دیگر سفیدگری کالای پنبهای با آب اکسیژنه این است که خطر کاهش مقاومت کالا در اثر طولانی شدن زمان سفیدگری وجود ندارد.
عمل سفیدکنندگی آب اکسیژنه، تجزیه و ترکیب آن با سلولز:
آب اکسیژنه بصورت یک اسید ضعیف عمل میکند، زیرا ثابت یونیزاسیون آن خیلی پائین بوده و تا حدودی شبیه آب است.
PH آب اکسیژنه صنعتی کمتر از 3 میباشد و بشرط آنکه PH آن را در حد پائینتر نگه داریم پایداری محصول در حرارت بالا خیلی خوب خواهد بود.
در فاصله PH بین 2 و 6 و در حرارت 100 درجه سانتیگراد حتی پس از چند ساعت، غلظت آب اکسیژنه عملاً ثابت میماند.
علت سفیدکنندگی محلول آب اکسیژنه مربوط به خاصیت فعال شدن و پایدار شدن هم زمان آن در شرایط مناسب، مخصوصاً PH میباشد در اثر فعال شدن (یونیزه شدن) یون پر هیدراکسی حاصل میشود که در حقیقت عامل اصلی سفیدکنندگی آب اکسیژنه به شمار میرود، از طرفی در عمل پایدار شدن، از تشکیل مولکول اکسیژن که اثری در عمل سفیدگری ندارد و موجب تجزیه پنبه میگردد و ارزش اقتصادی این روش را نیز از بین میبرد، جلوگیری بعمل میآید.
آب اکسیژنه را میتوان با یکی از روشهای زیر تجزیه و فعال ساخت:
1- با اضافه کردن قلیا با قدرتهای مختلف
2- بوسیله کاتالیز با فلزات سنگین (cu و Fe و غیره) یا آنزیمها
3- با تبدیل آن به مشتقاتی از فعالیت بالاتر (پراسیدهای معدنی و آلی)
تجزیه و فعال شدن آب اکسیژنه بوسیله قلیا:
آب اکسیژنه در محیط محلولهای خنثی و یا اسیدی یک ماده فعال سفیدگری برای کالای سلولزی به شمار نمیرود زیرا یونهای پرهیدروکسی که عالم اصلی سفیدگری میباشند، خیلی آهسته تشکیل میشود افزودن قلیا به محلول خالص آب اکسیژنه تشکیل یونهای پر هیدروکسید را ترغیب میکند.
آب اکسیژنه فعال شده تا حدودی ناپایدار میباشد و باید آن را به وسیله مواد پایدار کننده مثل سیلیکات سدیم پایدار ساخت تا تشکیل مولکول اکسیژن محدود گردد.
مهمترین عاملی که باعث تجزیه آب اکسیژنه میشود PH محلول است.
در PH بالاتر از 5 میزان تجزیه تا حدی افزایش پیدا میکند و در PH بالاتر از 8 تجزیه سریعتر میشود از طرف دیگر باید یادآور شد که علاوه بر PH مهمترین عامل موثر دیگر استفاده از مواد شیمیایی میباشد که جهت ایجاد محیط قلیایی به کار گرفته میشود که این امر به آنیونهایی که رل پایدارکنندگی در مقابل کاهش خاصیت کاتالیزی یونهای هیدروکسی دارند، مربوط میشود در ضمن انتخاب نوع قلیا که باید در عملیات سفیدگری جهت به دست آوردن یک سفیدی مطلوب به کار گرفته شود بستگی زیادی به حساسیت بالا در مقابل آن قلیا دارد.
تجزیه و فعال شدن آب اکسیژنه بوسیله فلزات سنگین:
یون فلزات سنگین یا خود فلزات سنگین بعنوان کاتالیز عمل کرده و موجب تجزیه آب اکسیژنه میشوند. قدرت کاتالیزی این فلزات را میتوان با فرو بردن یک صفحه فلز در محلول آب اکسیژنه مشاهده کرد.
حضور لکه فلزات مختلف مانند آهن و مس در کالا باعث تجزیه آب اکسیژنه شده (در اثر ایجاد اکسیژن) و احتمالاً موجب سوراخ شدن پارچه در آن محل میگردد برای جلوگیری از اثر تخریبی این یونها لازم است پارچه را قبل از عملیات سفیدگری توسط اسید رقیق (مانند اسید اکزالیک همراه با اسید کلریدریک یا اسید سولفوریک در PH کمتر از 5/2) شستشو داد تا یونها ولکههای فلزات جذب شده از پارچه برطرف شوند.
فلزات ممکن است از راههای مختلف کالا را آلوده سازند، مثلاً زنگ آهن یا برادههای آهن از طریق بلبرینگهای ماشینآلات تحت مصرف، یون آهن از طریق آب که حاوی املاح آهن میباشد، لکههای فلز مس از طریق لولههای مسی بخارآب و غیره هر چند که فلزات زیادی به صورت کاتالیزور عمل کرده و آب اکسیژنه را تجزیه میکنند ولی آهن و مس فلزاتی هستند که بیشتر از دیگران در عملیات بکار گرفته میشوند.
از آنجا که عامل اصلی تخریب در کالا در اثر تشکیل اکسیژن آزاد میباشد، لذا با استفاده از مواد پایدار کننده مناسب در محلول سفیدگری مانند مواد توقیف کننده میتوان از این تخریب جلوگیری بعمل آورد، دی اتیلن تری آمین پنتا استات موثرترین آن میباشد. وجود پروتئین تجزیه شده مانند ژلاتین، آلبومین تخممرغ یا انحلال پشم در محلول سفیدگری با ترکیبات مسی تشکیل کمپلکس داده و از اثر تخریبی یون مس جلوگیری بعمل میآورد.
تجزیه و فعال شدن آب اکسیژنه بوسیله آنزیمها:
پراکسید آزها آنزیمهایی هستند که آب اکسیژنه را فعال ساخته و فرآیند اکسیداسیون را (که در نباتات، شیر و خون اتفاق میافتد) مختل میسازند محصولات حاصل از اثر پراکسیدازها (در آب اکسیژنه) عبارتست از آب و مواد اکسید شده، بدون تشکیل مولکول اکسیژن.
آنزیمهای دیگر مانند کاتالازها با روش کاتالیزوری، آب اکسیژنه موجود در نباتات و حیوانات را تجزیه میسازد و از تجمع آب اکسیژنه تا حد مسمومیت، جلوگیری بعمل میآورد. آب اکسیژنه فعال شده فقط در غلظتهای خیلی پائین تشکیل میشود و این آنزیمها موثرترین کاتالیز برای تجزیه آب اکسیژنه به شمار میرود
.
تجزیه و فعال شدن آب اکسیژنه با تبدیل آن به مشتقاتی با فعالیت بالاتر:
فعال شدن آب اکسیژنه با تبدیل آن به پراسیدهای آلی و معدنی قابل توجه میباشد باید توجه داشت که عامل سفید کننده در این حالت یون نبوده بلکه پراسید مربوطه میباشد اسید پراستیک معمولیترین سفیدکننده از این نوع بشمار میرود. آن را میتوان براحتی از ترکیب آب اکسیژنه با اسید استیک یا انیدریداستیک بدست آورد محلول غلیظ اسید پراستیک در بازار بفروش میرسد ولی باید با احتیاط با آن برخورد کرد تا از تجزیه خود به خود و خطرناک آن اجتناب گردد.
اسید پرفرمیک که از ترکیب اسید فرمیک با آب اکسیژنه به دست میآید خیلی ناپایدار میباشد زیرا براحتی هیدرولیز شده و یا بادی کربوکسیله شدن تجزیه میشود. این اسید را میتوان از ترکیب فرم آلدئید با محلول رقیق آب اکسیژنه تهیه کرد. تشکیل محصولات واسطه بعنوان مواد فعال کننده عمل میکنند.
اسید کارو و اسید پر سولفوریک مثالهایی از پراسیدهای معدنی میباشند که مشتقات فعالی از آب اکسیژنه را نمایش میدهند. شاید گفته شود که این ترکیبات با سرعت خیلی کم تجزیه میشوند با وجود این اسید پرمنو سولفوریک یا همان اسید کارو در PH کمی اسیدی بخوبی سفیدگری میکند، اما برای این کار خیلی گران میباشد.
اثر سیلیکات سدیم روی پایداری محلول پراکسیدها:
سیلیکات سدیم یکی از پرمصرفترین ماده پایدار کننده در سفیدگری میباشد هر چند که مواد دیگر مانند فسفاتها، براکس، پروتئینها و غیره نیز بعنوان مواد پایدار کننده ارائه شدهاند قدرت پایدار کنندگی سیلیکات سدیم در حضور نمکهای کلسیم و منیزیم افزایش پیدا میکند لذا استفاده از آب سخت و یا اضافه کردن سولفات منیزیم به آب سبک و تصفیه شده قدرت پایدار کنندگی سیلیکات سدیم را افزایش میدهد.
افزودن سیلیکات سدیم به محیط پراکسید خنثی دو عمل را انجام میدهد، اول اینکه درجه قلیایی محلول را بالا برده و باعث افزایش تجزیه آب اکسیژنه میشود دوم اینکه بعلت قابلیت پایدارکنندگی آن میزان تجزیه آب اکسیژنه را کنترل کرده و سرعت آن را کاهش میدهد. وجود سولفات منیزیم در حمام سفیدگری پنبه هر چند که ثبات محلول آب اکسیژنه را افزایش میدهد ولی درجه سفیدشدن پنبه را چندان تغییر نمیدهد از فسفاتها نیز بعنوان مواد پایدار کننده استفاده شده است، تری فسفات سدیم تجزیه آب اکسیژنه را کاهش میدهد ولی از طرفی با افزایش غلظت فسفات پایداری کاهش پیدا میکند اما هرگاه از تری پلی فسفات سدیم و تتراپیرو فسفات سدیم استفاده شود، با افزایش غلظت فسفات پایداری نیز افزایش پیدا میکند بنابراین به نظر میرسد که خاصیت پایدارکنندگی فسفاتها کاملاً مشخص نشده است.
مواد بسیار دیگر مانند سویا، پروتئین، ژلاتین، آلومین، تخممرغ و غیره به عنوان مواد پایدار کننده محلولهای پراکسید ارائه شدهاند.
هرگاه از سیلیکات سدیم بعنوان ماده پایدار کننده استفاده شود بعلت تشکیل رسوبات نامحلول از ترکیبات سیلیکونی، زیردست کالا زبر خواهد شد که این موضوع مشکلاتی را در عملیات رنگرزی، که کالا به صورت بسته رنگرزی میشود ایجاد میسازد. زیرا بستههای کالا بصورت یک فیلتر عمل کرده و رسوبات نامحلول تشکیل شده بوسیله شستشو برطرف نمیشوند برای جلوگیری از تشکیل چنین ترکیبات سیلیکونی نامحلول لازم است از قلیا اضافی کمک گرفت و نسبت Na2o:Sio2 را به حدود 75/2: 25/2 رساند و یا اینکه 50 درصد از سیلیکات سدیم را توسط تری فسفات سدیم جایگزین ساخت.
مرسریزاسیون:
مرسریزاسیون یک فرآیند شیمیایی- مکانیکی است که از طریق فرو بردن الیاف سلولزی در محلول قلیایی با غلظت معین، نفوذ محلول در شرایط لازم به داخل لیف، سپس عملیات شستشو، خنثیسازی، شستشوی مجدد و خشک کردن صورت میگیرد. عمل مرسریزاسیون موجب تورم قطری و کوتاه شدن طولی الیاف میشود و این باعث ازدیاد شفافیت و جلای کالای سلولزی میگردد.
قلیاهای مصرفی عبارتند از: سود، پتاس، هیدروکسید لیتیم، هیدروکسید روبیدیم، آمونیاک و غیره، که غالباً از سود به دلیل ارزانی آن استفاده میشود.
کالای پنبهای میتواند الیاف پنبه، مواد واسط ریسندگی (شامل فتیله کارد، فتیله شانه شده و نیمچه نخ) نخ و یا پارچه باشد. مرسریزاسیون میتواند با اعمال کشش نیز انجام شود به این ترتیب که ابتدا کالای پنبهای درون حمام قلیا قرار میگیرد. طول کالا بر اثر نفوذ قلیا کاهش یافته و پدیده جمع شدگی رخ میدهد با اعمال کشش میتوان کالا را به طول اولیه برگرداند. اعمال کشش میتواند درون حمام قلیا، هنگام شستشو، هنگام خنثیسازی و یا هنگام خشک کردن صورت گیرد که هر یک ویژگیهای خاصی به دنبال خواهد داشت.
علت افزایش جلای پنبه بعد از مرسریزاسیون ناپدید شدن پیچیدگیها در طول پنبه و دایرهای شکل شدن سطح قاعده در نتیجه صاف شدن سطح ناهموار آن میباشد. سطح صاف پنبه مرسریزه شده انعکاس نور را بیشتر و یکنواختتر مینماید.
اثر قلیا بر روی الیاف سلولزی:
هرگاه سلولز طبیعی را به حالت یک اسید ضعیف فرض کنیم در اثر مجاورت با محلول قلیایی تولید سلولز قلیایی را میکند که در اثر شستشو و خنثی کردن بعدی تبدیل به سلولز دوم میگردد. هر گاه در عملیات از سود استفاده شود در این صورت نمک تولید شده یک نمک منوسدیم میباشد به طوری که یون سدیم فقط با یکی از سه گروه هیدروکسیل موجود در حلقه گلوکز ترکیب پیدا میکند.
یونهای سدیم بین مولکولهای لیف وارد شده باعث تورم لیف و از بین بردن باندهای هیدروژنی بین مولکولها شده و بالاخره موجب انحلال لیف میگردد. چون سطح خارجی لیف سلولز از یک لایهای به نام cuticle پوشیده شده است و ساختمان لایه مزبور سختتر از سلولز داخل لیف بوده و در نتیجه مانند یک غشاء محافظ سطح لیف را محافظت میکند.
وقتی سلولز طبیعی در محلول سود به سلولز قلیایی تبدیل میگردد به علت خاصیت اسمزی آب به داخل لیف به اندازهای نفوذ میکند تا اینکه غلظت سود در داخل و خارج لیف به حالت مساوی و تعادل در آید این عمل موجب تورم قطری، انقباض طولی و از بین رفتن تاب طبیعی لیف میگردد هر گاه لیف را در این حالت تحت عمل کشش قرار دهیم تا به طول اولیه خود برگردد ظاهر لیف شفاف و درخشنده میگردد و سطح مقطع لیف از حالت لوبیایی شکل به حالت تقریباً دایرهای شکل در میآید مشاهده شده است که تورم لیف در نقاط غیر کریستالی بیشتر از نقاط کریستالی میباشد و این به علت آن است که در نقاط غیر کریستالی به علت غیر منظم بودن مولکولهای سلولز، اتصالهای هیدروژنی بین مولکولها کمتر بوده وفضای بیشتری برای قبول محلول سود وجود دارد همچنین مشاهده شده است که بعد از عملیات مرسریزاسیون مقدار کریستالهای لیف کاهش مییابد.
چون Cuticle لیف سلولزی حالت الاستیکی دارد در نتیجه تورم لیف باعث جمع شدن طول لیف میگردد به طوری که هر گاه لیف دارای این ماده محافظ نمیبود در این صورت در اثر تورم با محلول قلیایی به صورت نیمه محلول یا دیسپرس در میآمد. اگر این ماده محافظ را توسط مواد شیمیایی از بین ببریم سلولز در سود حل خواهد شد.
خاصیت فیزیکی و شیمیایی جدید تولید شده در پنبه مرسریزه شده مربوط به ازدیاد در قدرت فعل و انفعالات شیمیایی حاصل در گروههای هیدروکسیل میباشد و ازدیاد پلاستیکی لیف به علت آن است که زنجیرهای مولکولها در اثر نفوذ و ترکیب با سود از هم فاصله گرفته و در نتیجه نیروهای بین مولکولی کاهش پیدا میکند به طوری که پنبه مرسریزه شده به راحتی با مواد اکسید کننده مثل اسیدها تجزیه میشود. همچنین قدرت انحلال پنبه مرسریزه شده در مقایسه با سلولز طبیعی در حلالهای سلولزی از قبیل کلرور روی و هیدروکسید کوپرآمونیم افزایش پیدا میکند و در محلول سود تا حدودی حل میگردد. درجه تورم لیف بستگی به درجه آرایش مولکولهای آن دارد مثلاً کتان ورامی که دارای آرایش مولکولی زیادی نسبت به پنبه میباشند کمتر متورم میشوند در صورتی که لیف ویسکوزریون که یک سلولز بازیافته است و در نتیجه عملیات بازیابی مولکولهای آن کاملاً نتوانستهاند به حالت الیاف طبیعی به هم اتصال پیدا کنند و در نتیجه درجه تورم آن در سود خیلی زیاد شده و در بعضی مواقع حتی تا مرحله کلوئیدی نزدیک میگردد ولی در لیف ویسکوزریون چون در اثر اعمال کشش در هنگام ریسیدن مولکولهای سلولز آرایش زیادی پیدا کردهاند در نتیجه قدرت تورم آن در مقایسه با ویسکوزریون معمولی کم میباشد.
باید در نظر داشت که فعل و انفعالات شیمیایی بین سلولز و سود گرمازا است در نتیجه برای اینکه لیف متورم گردد باید سیستم را سرد کرد.
– اثر مرسریزاسیون بر روی ساختمان و خواص لیف
الف- اثر مرسریزاسیون روی ساختمان لیف پنبه:
1- لیف متورم میگردد
2- سطح مقطع لیف مدور میشود
3- کانال لومن تقریباً بسته میشود
4- پیچ و تاب لیف باز میشود
5- تمام و یا قسمتی از واکس و چربی طبیعی لیف برطرف میشود.
6- طبیعت فیزیکی ساختمان لیف حفظ میشود اما تغییرات زیر در فیبریلها به وقوع میپیوندد.
– طول فیبریل کاهش مییابد.
– فیبریل متورم میشود.
– زاویه فیبریلها نسبت به محور لیف تغییر میکند.
– فیبریلها شکل فنری خود را حفظ میکنند.
– فاصله بین فیبریلها کاهش مییابد.
– سطح مخصوص فیبریلها افزایش مییابد.
ب- اثر مرسریزاسیون روی خواص لیف:
هرگاه در عملیات مرسریزاسیون کششی اعمال نشود پنبه خواص زیر را دارا خواهد بود:
1- افزایش تراکم یا جمع شدگی (Shrinkage)
2- افزایش استحکام (Tenacity)
3- افزایش ازدیاد طول در لحظه پارگی (Exlensibility)
4- افزایش آب پذیری (Hydroscopicity)
6- افزایش قابلیت جذب جداری سود در عملیات
7- افزایش قابلیت فعل و انفعالات شیمیایی در درجه حرارت پایین بدون افزایش خواص شیمیایی جدید
8- قابلیت تولید اکسی سلولز در کالا
9- ازدیاد حالت پلاستیکی لیف
هرگاه بعد از عمل مرسریزاسیون و قبل از عمل شستشو کالا را تحت عمل کشش قرار دهیم به طوری که به طول و عرض اولیه خود برسد در این صورت درجه درخشندگی آن افزایش پیدا خواهد نمود زیرا در این شرایط سطح مقطع لوبیایی شکل لیف تغییر حالت داده و به شکل مدور در میآید.
عوامل موثر در عمل مرسریزاسیون:
مهمترین عوامل موثر در عمل مرسریزاسیون عبارتند از:
1- زمان عمل مرسریزاسیون
2- غلظت قلیایی مصرفی
3- نوع قلیایی مصرف
4- حرارت عملکرد
5- نوع ماشین مصرفی
6- نیروی کششی اعمال شده به کالا در حین عملکرد
7- مصرف مواد کمکی و مرطوب کننده
8- ساختمان نخ یا پارچه مصرفی
غلظت قلیا تاثیر قابل ملاحظهای در سرعت و میزان عمل تورم دارد. سود سوزآور g/l180 (در حدود 20 درجه بومه) شرایط مناسب برای تورم را ایجاد مینماید. در این حالت چنانچه عمل مرسریزاسیون بدون اعمال کشش انجام شده باشد، لیف بیشترین تورم را خواهد داشت.
دما و غلظت مناسب برای مرسریزاسیون پنبه توسط مواد قلیایی مختلف در زیر آمده است:
درجه حرارت oc غلظت oTW ماده قلیایی
15 70-60 سود سوزآور
15 70-60 هیدروکسید پتاسیم
15 105 اسید سولفوریک
70-66 145 کلرید آهن
الف- دما
دما تاثیر قابل ملاحظهای بر روی پدیده تورم دارد. با کاهش دما، سرعت نفوذ محلول قلیایی به داخل لیف، به علت افزایش ویسکوزیته محلول، کاهش مییابد و در نتیجه تورم لیف نیز با سرعت کمتری انجام میپذیرد. با توجه به اینکه فعل و انفعالات در عمل مرسریزاسیون گرمازا میباشد لذا با کاهش دما سرعت فعل و انفعالات افزایش مییابد. اثر گرمازایی فعل و انفعالات اثر مربوط به تورم را خنثی نموده و در نتیجه با کاهش دما سرعت مرسریزاسیون افزایش مییابد که شرایط مناسب برای عمل مرسریزاسیون دمای 15-10 درجه سانتیگراد میباشد.
ب- زمان
برای یک مرسریزاسیون کامل حتیالامکان بایستی زمان عمل را افزایش داد زمان مطلوب زمانی است که قبل از عمل تثبیت به حالت شیشهای رسیده باشیم و این زمان را برای هر نوع پارچهای میتوان معین نمود. حالت شیشهای شدن را میتوان از طریق ظهور شفافیت در پنبه مشخص نمود. معمولاً برای مرسریزاسیون دمای سرد پس از زمان 45-40 ثانیه بدست میآید از علائم دیگر الاستیسیته کالا میباشد که بعد از 45-40 ثانیه به بیشترین مقدار خود میرسد.
ج- غلظت قلیا
در دمای ثابت غلظت قلیا تاثیر قابل توجهی در سرعت و میزان تورم دارد. سود سوزآورد با غلظت g/l180 (حدود 20 درجه بود) شرایط بهینهای برای تورم بوجود میآورد هر گاه مرسریزاسیون بدون اعمال کشش انجام شده باشد لیف بیشترین سطح مقطع را بدست میآورد.
د- نوع قلیا
هر چه قدرت قلیای مصرفی بیشتر باشد سرعت مرسریزاسیون بیشتر میگردد و در نتیجه سرعت تورم بیشتر میباشد. چون قلیای قویتر راحتر و بیشتر پیوند هیدروژنی را میشکند در نتیجه سرعت تورم و میزان تورم بیشتر میگردد. مثلاً به وسیله محلول سود سوزآورد عمل مرسریزاسیون بهتر از محلول پتاس صورت میگیرد.
- ۹۵/۰۶/۳۰