مقاله ای درباره شيمي درنساجي

تاريخچه

از آغاز پيدايش انسان ، همواره چگونگي پوشش و نجات او از سرما مطرح بوده است. مصريها نزديک به 5500 سال پيش هنر ريسندگي و بافندگي پنبه را آموختند و چينيها با پرورش کرم ابريشم در حدود 3600 سال پيش مشکلات پوشش خود را حل کردند. در سده هفدهم دانشمند انگليسي به نام رابرت هوک “Robert- Hooke” پيشنهاد کرد که مي‌توان الياف را با توجه به شيوه‌اي که کرم ابريشم عمل مي‌کند توليد نمود.

پس از آن ، يک بافنده انگليسي به نام لويزشواب Lois- Schwabe توانست الياف بسيار ظريف شيشه را با عبور شيشه مذاب از منافذ بسيار ريز تهيه نمايد. پس از چندي ، ساير دانشمندان موفق به استخراج سلولز چوب و در نتيجه توليد الياف شدند در سده‌هاي هجده و نوزدهم، همراه با انقلاب صنعتي ، رسيدگي و بافندگي مبدل به تکنولوژِي تهيه پارچه از الياف گوناگون طبيعي و مصنوعي شد.

رده بندي الياف در صنعت نساجي

در صنعت نساجي الياف به سه دسته تقسيم مي‌شوند که عبارتند از:

* الياف طبيعي “Natural fibers” الياف طبيعي شامل دو بخش الياف نباتي و الياف حيواني مي‌باشند.

الياف نباتي مانند: پنبه، کتان، کنف، رامي و الياف حيواني مانند: پشم و ابريشم

* الياف کاني “Mineral fibres”: الياف کاني اليافي هستند که مواد اوليه آنها از کانيها بدست مي‌آيند مانند الياف شيشه‌اي و الياف فلزي.

* الياف مصنوعي که شامل دو دسته مي‌باشند: يکي اليافي که منشا طبيعي دارند ولي توسط انسان دوباره تهيه مي شوند مانند ويسکوز ، استات و تري استات که هر يک ريشه سلولزي دارند. و ديگري الياف سينتتيک يا مصنوعي که از مشتقات نفتي توليد مي‌شوند مانند: نايلون ، داکرون ، ارلون يا بطور کلي پلي آميدها ، پلي استرها ، پلي اورتانها ، پلي اکريلونيتريل ، پلي وينيل کلرايد و … .

مقدمات تکميل کالاي نساجي

تمام پارچه‌هاي نساجي پس از خروج از سالن بافندگي کم و بيش داراي مقاديري ناخالصي و عيوب مي‌باشند. لذا لازم است به منظور آماده کردن پارچه براي عمليات تکميل اصلي آنرا تحت عمليات مقدمات تکميل قرار داد. مانند توزين و متراژ پارچه ، کنترل عيوب پارچه ، گره گيري ، رفوگري و گرفتن ناخالصيها بخصوص در مورد پارچه‌هاي پشمي که داراي ناخالصيهاي سلولزي و خرده چوب و … مي‌باشد.
روشهاي تکميل کالاي نساجي
عمليات و کارهاي تکميل در نساجي براي افزايش نرمي زير دست ، درخشندگي و بطور کلي افزايش مرغوبيت پارچه مي‌باشد. عمليات تکميل بستگي به چند عامل مهم دارد که عبارتند از: نوع الياف ، ويژگي فيزيکي الياف ، ابليت جذب مواد گوناگون شيميايي ، حساسيت الياف نسبت به مواد تکميل.

عمليات تکميل در مجاورت رطوبت ، دما و فشار معمولا به سه روش انجام مي‌گيرد:

* روشهاي مکانيکي: مانند تراش پارچه ، خار زدن ، اطو کردن ، پرس کردن و … .

* روشهاي شيميايي: مانند تکميل رزين ، سفيد کردن و مقاوم کردن پارچه در برابر آتش و غيره. در اين روش معمولا در اثر فعل و انفعالات شيميايي حاصل بين ليف و ماده شيميايي مصرف شده عمل تکميل بدست مي‌آيد و يا اينکه ماده شيميايي مصرف شده در اثر رسوب کردن و يا اضافه شدن در روي پارچه ، باعث تغيير در خواص پارچه مي‌شود، مانند آهار دادن پارچه پنبه‌اي با محلول مواد پليمري.

* روشهاي مکانيکي- شيميايي: در اين حالت از روشهاي مکانيکي و شيميايي بطور توام بهره گرفته مي شود، مانند بشور و بپوش کردن پارچه و يا تثبيت حرارتي پارچه.

انواع تکميل

تکميل موقت

در اين نوع تکميل ، کالا را به منظور خاصي تحت عمليات تکميلي قرار مي‌دهند بطوري که اثر تکميلي آن در عمليات بعدي مثل شستشو و غيره از بين مي رود، مانند آهار دادن پارچه‌هاي پنبه‌اي براي عمليات بافندگي و شستشوي آهار پس از خاتمه عمليات بافندگي.

تکميل دائم

در اين نوع ، اثر تکميلي تا زماني که پارچه حالت خود را از دست ندهد (مخصوصا در مقابل شستشو و پوشش) باقي خواهد ماند، مانند رسوب دادن رزينهاي مصنوعي مثل استرها و اترهاي سلولز در روي پارچه و يا کلرينه کردن کالاي پشمي يا تکميل با فرمالدئيدها.

تکميل ثابت

در اين نوع ، اثر تکميل مادام العمر در روي کالا باقي مي‌ماند و حتي بعد از اينکه پارچه حالت و ماهيت خود را به عنوان پارچه خارجي از دست بدهد، آثار تکميل در آن باقي خواهد ماند. مانند پليمريزه کردن بعضي از منومرهاي اکريليکي در روي زنجيرهاي اصلي مولکولهاي پارچه‌هاي سلولزي و يا پروتئيني

شستشوي کالاي نساجي

عمل شستشو 

 اولين عمل تکميل مرطوب مي‌باشد و به منظور بر طرف کردن مواد خارجي مانند روغنهاي ريسندگي ، واکسها و ناخالصيهاي قابل حل در محلولهاي شستشو انجام مي‌گيرد. عمليات شستشو عبارتست از عمل کالا با پاک کننده‌هاي مناسب همراه با مواد قليايي و يا در غياب مواد قليايي. در صورت استفاده از صابون براي عمليات شستشو ، احتياج به آب نرم مي‌باشد. ولي براي پاک کننده‌هاي مصنوعي چگونگي سختي آب اهميت ندارد. همچنين براي اصلاح سفيدي پارچه و شفافيت رنگ الياف آن عمل شستشو انجام مي‌گيرد.

آهار زني و آهار گيري

به منظور افزايش استحکام در برابر پارگي ، کاهش نيروي سايشي و خواباندن پرزهاي سطحي الياف نخهاي تار را آهار مي دهند. مواد آهاري ، ماکرومولکولهايي هستند که ممکن است بر اثر پيوند بين خود و يا با الياف تشکيل پوششي به دو نخ دهند. آهار طبيعي عبارتند از: نشاسته‌ها و مشتقات آنها ، مشتقات سلولزي و (پروتئينها)). آهارهاي مصنوعي عبارتند از: انواع پلي وينيل الکلها ، انواع پلي اکريلات و انواع کوپليمراستايرين و مائيک اسيد.

قبل از انجام عمليات تکميل مرطوب لازم است آهار نخ تار پارچه با اندازه کافي بر طرف شود تا در مراحل شستشو ، سفيدگري و رنگرزي يا چاپ ، مزاحمت و نايکنواختي ايجاد نکند و در ضمن مقداري از مواد در تکميل رنگ را به خود جذب نکند. روشهاي آهارگيري عبارتند از: آهار گيري با اسيد ، آهار گيري با روش تخمير ، آهار گيري با اکسيد کننده‌ها ، آهار گيري با آنزيمها.

مرسريزاسيون

يکي از عملياتي که روي پنبه انجام مي شود، عمل مرسريزه مي‌باشد که شامل تماس پنبه (اعم از الياف نخ يا پارچه) با محلول سود سوزآور و سپس شستشوي محصول در محلول رقيق اسيد و سپس آب سرد به منظور خنثي کردن قليايي و سرانجام خشک کردن محصول است. بر اثر مرسريزاسيون درخشندگي و جلاي پنبه افزايش مي‌يابد و ويژگيهاي فيزيکي و شيميايي آن تغييرات زيادي پيدا مي‌کند. معمولا پارچه‌هاي مرغوب پنبه‌اي پيراهني ، روميزي ، ملحفه‌اي و همچنين نخهاي قرقره مرسريزه مي‌شوند.

سفيدگري

هدف از سفيدگري ، از بين بردن رنگدانه‌ها و ناخالصيهاي ديگر و در نتيجه سفيد جلوه دادن الياف مي‌باشد. البته سفيدگري پنبه بسيار مهم تراز سفيدگري پشم مي‌باشد، چون درصد بالايي از پشم بصورت کالاي رنگي به بازار عرضه مي‌شود. ولي در مقابل ، مقدار زيادي از پارچه‌هاي پنبه‌اي بصورت سفيد و يا پارچه‌هاي چاپ شده با زمينه سفيد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. پارچه‌هاي ملحفه‌اي ، روميزي و پيراهني نمونه‌هايي از پارچه‌هاي پنبه‌اي هستند که احتياج به سفيدگري دارد.

سفيدگري پنبه بيشتر با مواد اکسيد کننده مثل کلريت سديم و هيپوکلريت سديم و آب اکسيژنه و مواد احيا کننده مانند هيدروسولفيت و سفيدگري پشم با اکسيد کننده آب اکسيژنه همراه با آمونياک يا سيليکات قليايي و مواد احيا کننده ، اکسيد گوگرد و يا بي سولفيت سديم و اسيد سولفوريک و سفيدگري الياف مصنوعي با اکسيد کننده آب اکسيژنه ، کلريت سديم و هيپوکلريت سديم و احيا کننده ، هيدروسولفيت و در صورت لازم مواد سفيد نوري به همراه سفيد کننده قبلي انجام مي‌گيرد.

تکميل ضد آب و دور کننده آب

تکميل ضد آب پارچه به دو صورت امکان پذير مي‌باشد.

* پوشش کل سطح پارچه توسط مواد هيدروفوب (موادي که آب را به خود جذب نمي‌کنند) است، به نحوي که تمام منافذ پارچه مسدود گردد. اين روش تکميل ضد آب نام دارد. پارچه با کاربردهاي خيمه و چادر ماشين با اين روش تکميل مي‌گردد.

* الياف و يا نخ از مواد ضد آب پوشيده مي‌شوند، به اين ترتيب فضاي بين نخها در پارچه کاملا باز مي‌ماند و امکان انتقال هوا وجود دارد. اين روش تکميل دور کننده آب نام دارد و بيشتر پارچه‌هاي لباس مثل باراني ، لباس ورزشي و کاربردهاي مشابه با اين روش تکميل ضد آب مي‌گردند. بعضي از مواد ضد آب و دور کننده آب عبارتند از: مواد هيدروليز کننده نمکهاي زيرکونيوم ، استره کردن سطح الياف با اسيدهاي چرب ، استفاده از رزينهاي هيدروفوب مثل رزين کاربوميد ، Permel ، Paraf fion و غيره ، ترکيبات آلي سيليکوني و اسيدهاي چرب کمپلکس گرم.

تکميل ضد آتش

يکي از روش هاي تکميل ضد آتش کالاي نساجي ، پوشش آن بوسيله نمکهاي آمونيوم مي‌باشد که در گرما توليد آمونياک نموده و بدين ترتيب با محبوس کردن آتش در خود باعث خاموش شدن و عدم پيشرفت آن مي‌گردد. مناسبترين نمکهاي آمونيوم ، دي آمونيوم فسفات و کربنات آمونيوم مي‌باشد. ساير تکميل کننده‌هاي ضد آتش عبارتند از: اکسيدهاي نامحلول قلع ، آنتيموان و تيتان ، استره کردن سطحي سلولز با اسيد فسفريک و يا دي آمونيوم در حضور اوره هيدروکسي متيل فسفونيوم کلرايد (THPC) و غيره.

تکميل ضد باکتري و ضد قارچ

مواد تکميل کننده ضد باکتري بعنوان محافظت کننده از عرق عمل کرده و از تاثير باکتريها و يا قارچها بر آن جلوگيري مي‌کنند لذا چنانچه لباسهاي ورزشي و يا لباس زير با اين مواد تکميل گردند، از تخمير عرق بدن توسط باکتريهاي موجود در هوا و در نتيجه تجزيه و بوي بد آن جلوگيري مي‌کنند. برخي از اين تکميل کننده‌ها عبارتند از: ترکيبات آمونيوم چهارتايي ، Irgasan DP300 ، Dodigen 226 ، پيوند زدن سلولز با نمکهاي مس و نقره توسط گروههاي کربوکسيل اسيد آکريليک و يا اسيد متاکلريليک و غيره.

نرم کننده‌ها

نرم کننده‌ها مايه لطافت و نرمي زير دست پارچه مي‌شوند و در اثر بيشتر کارهاي چاپ و رنگرزي و عمليات تکميل مانند ضد آتش کردن و ضد چروک کردن پارچه زيردست، حالت خشک و شکننده‌اي پيدا مي‌کند که آنها را بوسيله نرم کننده‌ها ، نرم و لطيف مي‌نمايند.

متداولترين نرم کننده‌ها عبارتند از: استرهاي اسيدفتاليک و بنزيل فتالاتها براي نرم کردن اغلب رزينها بويژه PVC ، تري مليتانها براي نرم کردن رزينهاي مصرفي در ساخت کابلهاي سيم و برق و ساخت ساير عايقها ، هيدروکربنهاي نفتي با وزن زياد که داراي اتم N , S , O مي‌باشند در ساخت لاستيکها بکار مي‌روند، نرم کننده‌هاي مقاوم در برابر آتش سوزي مانند فسفاتهاي آلي و پارفينهاي کلردار ، نرم کننده‌هاي اپوکسي و پلي اورتان و غيره.

منبع: مقالات شیمی