اثر شوینده ها روی ثبات و استحکام کالای پنبه ای
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:93
پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی
رشته مهندسی نساجی
فهرست مطالب :
فصل اول
1- الیاف سلولز طبیعی .............................................. 2
1-1 بنبه .......................................................... 2
1-1-1 خصوصیات گیاهی ........................................................ 3
1-1-2 ایجاد نپ ................................................................. 4
1-2 مشخصات قسمتهای مختلف ساختمان تار پنبه ( مقطع عرضی) .................. 5
1-2-1 لایه ............................................................. 5
1-2-2 لایه اولیه ............................................................ 5
1-2-3 لایه دوم ................................................................. 6
1-2-4 کانال لومن ............................................ 8
1-3 مواد تشکیل دهنده الیاف سلولزی (پنبه) ........................................ 9
1-4 اثر حرارت ................................................................... 9
1-5 اثر زمان ........................................................ 9
1-6 اثر نور خورشید ................................................ 10
1-7 خواص شیمیایی پنبه ....................................................... 10
1-8 اثر میکروارگانیسم ها .................................................. 11
1-9 اثر طول الیاف در خواص نساجی آنها ......................................... 12
فصل دوم
2- شستشو ........................................................... 15
2-1 شستشوی کالای پنبه ای ............................................ 16
2-2 تغییرات حاصل در روی پنبه در اثر جوشیدن در محلول قلیائی ................. 18
2-3 قدرت تمییز کنندگی محلول شستشو یا درجه تمییزی کالای شسته شده .... 19
فصل سوم
3- سفیدگری ........................................................... 22
3-1 سفیدگری کالای سلولزی................................................ 22
3-1-1 سفیدگری کالای سلولزی با پراکسیدها......................................... 22
3-1-2 سفیدگری کالای سلولزی با آب اکسیژنه ........................................... 23
3-2 ارزش آب اکسیژنه ............................................................... 25
3-2-1 روش تعیین ارزش آب اکسیژنه ............................................ 25
3-2-2 عمل سفید کنندگی آب اکسیژنه، تجزیه و ترکیب آن با سلولز ................. 26
3-2-3 تجزیه وفعال شدن آب اکسیژنه بوسیله قلیائی ....................... 27
3-3 اسیدی کردن کالا پس از سفیدگری ......................................... 28
فصل چهارم
4- رنگرزی الیاف سلولزی با رنگینه های راکتیو ............................ 30
4-1 نکات مهم در رابطه با رنگرزی رنگینه های راکتیو ......................... 32
4-2 رنگرزی رمق کشی (غیر مداوم) با رنگینه های راکتیو............................ 35
فصل پنجم
5- پاک کننده های مصنوعی.................................................... 37
5-1 طبقه بندی پاک کننده های مصنوعی ............................... 37
5-1-1 پاک کننده های آنیونی .............................................. 37
5-1-2 پاک کننده های کاتیونی ..................................................... 38
5-1-3 پاک کننده های آمفولیتیک .......................................... 41
5-1-4 پاک کننده های غیریونی ............................................... 42
5-2 اثر مواد تعاونی در پاک کننده ها ........................................... 43
5-2-1 مواد سازنده .............................................................. 43
5-2-2 مواد پر کننده ................................................................... 45
5-2-3 مواد افزودنی ............................................................... 46
فصل ششم
6-1 مواد مورد نیاز ..................................................... 48
6-2 محاسبات ......................................................... 49
6-2-1 محاسبات برای عملیات پخت و سفیدگری ........................ 49
6-2-2 محاسبات برای عملیات خنثی سازی با اسید استیک ............... 49
6-2-3 محاسبات برای عملیات رنگرزی با رنگ راکتیو ............................... 49
6-2-4 محاسبات برای عملیات شستشوی نهایی قلیائی ................... 50
6-2-5 محاسبات عملیات شستشو با پودرهای شوینده .............................. 50
6-3 روش کار ............................................................................. 51
6-4 روش انجام تست استحکام و اسپکتوفتومتری ........................ 60
فصل هفتم
7- نتایج حاصل از دستگاه اسپکتروفتومتری روی پساب شستشوی کالا با پودرهای شوینده 62
7-1-1 رنگ قرمز با طول موج 544...................................................................... 62
7-1-2 رنگ آبی با طول موج 609........................................................................ 64
7-2 تست اسپکتروفتومتری روی پساب سومین مرحله شستشو......................... 67
7-2-1 رنگ قرمز با طول موج 544................................................... 67
7-2-2 رنگ آبی با طول موج 609...................................................... 68
7-3 تست استحکام ................................................................... 70
7-3-1 نمونه های قرمز ................................................................ 70
7-3-2 نمونه های آبی ....................................................... 76
7-4 تست استحکام نمونهها پس از سومین مرحله شستشوباپودرهای شوینده.. 82
7-4-1 نمونه های قرمز ........................................................ 82
7-4-2 نمونه های آبی ................................................................ 85
7-5 نتیجه گیری ......................................................................... 88
7-5-1 ثبات شستشوئی .................................................... 88
7-5-2 استحکام ................................................................. 91
فصل هشتم
نمونه ها ................................................................ 92
فصل نهم
منابع ........................................................................ 95
چکیده :
1- الیاف سلولز طبیعی
1-1- پنبه
اگرچه الیاف ساقه ای در نوع خود دارای ارزشی در صنعت نساجی است ولی اهمیت آنها هرگز به پنبه نمی رسد. از خصوصیات مهم این الیاف، استحکام زیاد در پارچه، داشتن قدرت و قابلیت انعطاف درمقابل هرگونه عملیات ریسندگی و بافندگی و تمایل به جذب رنگهای متفاوت است. همین خصوصیات باعث شده است که با وجود افزایش الیاف مصنوعی، پنبه اهمیت خودش را حفظ کند و مقدار محصول و مصرف آن همواره افزایش یابد.[1]
تاریخ تولید پارچه های پنبه ای به دوران تمدن اولیه مصر قدیم می رسد، مصرف پارچه پنبه ای عمر طولانی چند هزار ساله دارد. پنبه ماده نساجی ارزنده ای است که هنوز هیچ لیفی تاکنون نتوانسته است جای آن را بگیرد. از خصوصیات ویژه این لیف، سهولت کشت و زرع، قیمت مناسب و نسبتاً ارزان، سبکی، نرمی، خنکی، دوام، استحکام و بسیاری از مزایای دیگر راباید نام برد.
نظریه استحکام زیاد و مقاومت ویژه ای که در برابر عوامل قلیایی دارد بویژه در مناطق حاره و در معرض آفتاب سوزان، البسه پنبه ای می توانند بارها و بارها شستشو شوند و به خاطر جذب رطوبت سریع آن به عنوان لباس نجات در مناطق گرمسیری به کار روند.
از لحاظ مصارف صنعتی نیز پنبه دارای شرایط منحصر به فردست بویژه در صنایع دریانوردی و ماهیگیری از طنابها و تورهای پنبه ای استفاده زیاد به عمل می آید. در این مورد باید اشاره کرد که بشر ار ابتدای آشنایی خود به دریانوردی و صید ماهی از این لیف استفاده کرده است.
پنبه قابلیت دارد که بخوبی رنگرزی و چاپ بشود و به این منظور کلاسهای مختلف رنگ نظیر پیگمنت، مستقیم، آزوئیک، خمی گوگردی ، راکتیو ونفتل دایر می شوند.
صرف نظر از مصارف پوششی و صنعتی، پنبه در انواع بیشماری از پارچه های دکوراسیون و چادرهای صحرایی، قالی و مشابه آنها نیز به کار می رود.
1-1-1- خصوصیات گیاهی : پنبه گیاهی است علفی که ارتفاع آن به 0.6 تا 2 متر می رسد، برگهایش دارای بریدگی است و گلهای سفید، زرد و یا صورتی دارد. میوه پنبه کپسولی است به اندازه یک گردو به نام غوزه پنبه که نخمکها که در واقع همان تخم پنبه هستند درون آن قرار دارند. الیاف پنبه به صورت توده ای متراکم در سطح تخمکها رشد می کنند. گلهائیکه در روی گیاه می رویند، معمولاً هر کدام بیش از 15 تخمک دارند که در توی غوزۀ گیاه قرار دارند. غوزه پس از رشد کامل گیاه باز می شود و تخمکها و الیاف در داخل غوزه به صورت توده کرکدار در معرض هوا قرار می گیرند هر یک از تخمکهای گیاه در حدود 20000تار لیف در سطح خود دارد و بنابراین هر یک از غوزه ها تقریباً حاوی 300000تار لیف هستند. وقتی که غوزه گیاه باز می شود رطوبت داخل الیاف تبخیر می شود و الیاف حالت استوانه بودن خود را از دست می دهد و این عمل باعث
می شود که دیوارهای سلولی آن جمع شوند و حالت فروریختگی بیابند. در چنین حالتی تار پنبه یک پیچش مختصر، یا نیم تاب به خود می گیرد که آن اصطلاحاً پیچیدگی
می نامند.
1-1-2- ایجاد نپ :الیاف رشد نکرده ممکن است به طرق مختلفی ایجاد مشکلات کند
که اهم آن بدین قرار است:
1-معمولاً بعد از خاتمه عملیات رنگرزی، الیاف رشد نکرده نسبت به الیاف رشد کرده کمرنگتر هستند و این در اثر ضخیم نبودن دیواره ها و یا عدم تکامل ساختمان لیف ( پنبه نارس ) است.
2- مقاومت این گونه الیاف فوق العاده کمتر از الیاف رشد کرده است و بسهولت پاره می شود.
3- برای عملیات ریسندگی قابل استفاده نیستند و به عنوان ضایعات زیاد، د ور ریخته می شوند.
4- دارای قابلیت انعطاف هستند و به سهولت به د ور الیاف دیگر می پیچند و ایجاد « نپ» می کنند. اگر چنین الیافی در پارچه رنگ شده وجود داشته باشند. به علت کمرنگ بودن آن، کالای رنگ شده یکنواخت به نظر نمی رسد.
1-2- مشخصات قسمتهای مختلف ساختمان تار پنبه ( مقطع عرضی )
1-2-1- لایه Cuticle
این لایه خارجی ترین قشر لیف پنبه است. سلولهای این قسمت به یکدیگر بسیار نزدیک هستند و به مقدار زیادی از اثرات زیان بخش عوامل خارجی و نفوذ آب به داخل لیف جلوگیری می کنند. یکی دیگر از خواص مهم این لایه، جلوگیری از عمل اکسیداسیون در مجاورت اکسیژن هوا و اشعه ماوراء بنفش موجود در تابش شدید آفتاب است. ساختمان این لایه بدرستی معلوم نیست اما تا آنجا که تحقیق شده است مواد شمعی و پکتیک در آن وجود دارد. این واکس در واقع مخلوطی از چند واکس و چربی و انواع رزینهاست. اگرچه لایه کیوتیکل د حین رشد لیف تشکیل می شود و لایه اولیه لیف را مانند قالبی در بر می گیرد، ولی جزیی از آن به شمار نمی رود. در حین مراحل رشد لیف، این لایه مانند قشری از چربی بنظر می رسد و هنگامی که لایه دوم شروع به رشد و تشکیل شدن می کند، این قشر سخت می شود و حالت لعاب پیدا می کند.
1-2-2- لایه اولیهPrimary wall
در اولین مراحل رشد لایه لیف پنبه، لایه اولیه شامل هسته و پروتوپلاسم است و این دو ماده هستند که اجزای اساسی و شالوده زندگی هر سلول زنده ای را تشکیل می دهند. اگر لایه اولیه را که تقریباً تماماً از سلولز تشکیل شده است در یک حلال سلولز ( هیدروکسید کوپر آمونیوم ) حل کنیم فقط لایه کیوتیکل باقی می ماند. ضخامت لایه اولیه فقط 0.1 تا 0.2 میکرون است؛ در حالی که ضخامت متوسط لیف در حدود 20 میکرون است. مواد سلولزی که در این لایه است از اولین مراحل رشد لیف تشکیل می شوند و مطالعات میکروسکپی در مراحل مختلف رشد لیف نشان می دهد که این لایه حاوی لیفچه هایی است که در سطح خارجی لایه موازی با محور لیف و در قسمتهای داخلی، درجهت عرضی با محور لیف قرار گرفته اند. در فاصله این دو ناحیه فیبریلهای میانی، تقریباً با زاویه 70 درجه نسبت به محور لیف قرار گرفته اند و بدیهی است که اگر این تمایل در جهت چپ باشد پیچش لیف درجهت (s ) است و اگر در جهت راست باشد شکل ( z ) خواهد داشت.
ایننحوه قرار گرفتن لیفجه ها سبب می شود که قدرت لیف در جهت طولی کمتر از جهت عرضی باشد. به همین دلیل است که قدرت و استحکام زیاد لیف در جهت طولی ممکن است در اثر الیاف نارس باشد که استحکام کشش آنها کمتر از الیاف رسیده است. اگرچه لایه اولیه را کلاً سلولز تشکیل می دهد، ولی ناخالصیهای این لایه مواد پکتین و چربیها هستند.[1]
1-2-3- لایه دوم Secondary wall
این لایه که تقریباً 90% وزن کل لیف را تشکیل می دهد. در مرحله دوم رشد لیف به وجود می آید . این دیواره از رسوب طبقات متوالی لایه های سلولز در داخل لیف تشکیل می شود بدون اینکه قطر لیف افزایش یابد. اگر دراین مرحله از رشد مقطع عرضی لیف رابررسی کنیم متوجه حلقه های مزبور که نمایشگر رشد روزانه و تکامل این لایه است می شویم. مرحله تشکیل ابعاد و شکل حلقه ها، بستگی زیادی به درجه حرارت و نور در مراحل رشد دارد. چناچه گیاه در شرایط ثابت قرار گیرد، یا اینکه یکی از عوامل مؤثر وجود نداشته باشد، امکان دارد که این لایه در لیف تشکیل نشود، یا حداقل ناقص باشد، وجود این لایه در استحکام کشش لیف اهمیت زیادی دارد و در الیاف جوان، معمولاً بعد از 35 روز که از گل کردن گیاه پنبه گذشت، این افزایش دراستحکام کشش لیف جوان پدیدار می شود. مطالعاتی که در مورد لایه دوم انجام گرفته است نشان می دهد که شبکه فیبریلها از لیفچه های بلند و بسیار نازک تشکیل شده است که احتمالاً در یک لیف متورم و یا خرد شده دیده می شود. اما ابعاد لین لیفچه ها بر حسب نوع نمونه لیف بسیار متغیر است، ولی معدل قطر آنها بین 1.4-0.1 میکرون تغییر می کند.
تحقیقات بیشتری که به وسیله میکروسکپهای الکترونی انجام شده است حاکی از این است که لیفچه ها کوچکترین واحد ساختمان لیف نیستند بلکه میکروفیبریلها کوچکترین جزء شناخته شده اند و حدود 100تا 250 انگستروم قطر دارند. فیبریلها در قشرها و طبقات متوالی به حالت مار پیچ در امتداد محور طولی لیف قرار گرفته اند و اولین قشر آنها که مجاور لایه اولیه است، دارای زاویه ای در حدود 20 تا 30 درجه نسبت به محور لیف است و قشر بعدی زاویه ای در حدود 30 تا 40 درجه دارد. فیبریلها در لایه دوم به طور متوالی جهت گردششان به دور محور لیف تغییر می کند. هنگامی که گردش یک لیفچه، در یک نقطه خاتمه می یابد، لیفچه بعدی در همان جهت و یا در جهت مخالف جهت قبلی ، حول محور طولی لیف می گردد، این تغییرات معکوس حول محور لیف یکی ازدلایل پیچش طبیعی لیف پنبه، حول محور طولی آن است و هنگامی که پنبه می رسد و غوزه باز می شود و الیاف خشک میشوند در جهت عرضی لیف جمع شدگی بیشتری نسبت به جهت طولی لیف به وجود می آید. نظر به ساختمان مارپیچ لیفچه ها در جهات معکوس، این جمع شدگی لیف سبب پیچش طبیعی لیف در حول محور طولیش می شود یعنی در آن نواحی که قشرهای متوالی یا لیفچه ها، در لایه دوم تغییر جهت داده اند. پیچش طبیعی لیف هم در همان نواحی انجام می شود.
1-2-4- کانال لومن Lumen
کانال لومن لوله ای است در داخل لیف و در سرتاسر طول آن، از ریشه لیف تا نوک آن، ادامه دارد. قطر فضای لومن در طول لیف متغیر است. هنگامی که لیف در حال رشد کردن است و هنوز غوزه پنبه باز نشده است سطح مقطع لومن تقریباً یک سوم سطح مقطع لیف را تشکیل می دهد. هنگامی که غوزه می رسد و لیف خشک می شود، این قسمت به کمتر از پنج صدم می رسد و به شکل شکاف باریکی دیده می شود. هنگامی که لیف در حال رشد است فضای لومن حاوی پروتوپلاسم است که سبب ایجاد رشد و نمو سلولهاست، ولی پس از خشک شدن لیف مقداری پروتوپلاسم خشک از لیف باقی می ماند. در داخل لومن مقداری مواد پروتئین، مواد معدنی و مقداری پیگمنتهای رنگی وجود دارد که سبب رنگ کرم پنبه اهلی می شود.
1-3- مواد تشکیل دهنده الیاف سلولزی (پنبه)
صرفنظر از سلولز که تقریباً 94-88% از وزن الیاف پنبه را تشکیل می دهد مواد دیگری نظیر پکتین، واکس، پروتئین و مواد کانی در این لیف وجود دارد.
1-4- اثر حرارت
پنبه جزء الیافی است که مقاومت آن در برابر حرارت زیاد است، چنانچه در معرض حرارت 120 درجه سانتیگراد قرار گیرد، پس از چند ساعت شروع به زرد شدن می کند. در 150 درجه در اثر اکسیداسیون به مقدار قابل توجهی تجزیه می شود و بلاخره در 240درجه به مدت چند دقیقه شدیداً آسیب می بیند. پنبه به آسانی و به سرعت در مجاورت هوا می سوزد و بوی کاغذ سوخته می دهد.[1
1-5- اثر زمان
پنبه مقاومت بسیار عالی در گذشت زمان دارد به شرطی که در انبارداری آن شرایط لازم مراعات شود در اثر ماندن پنبه به مدت 50 سال در انبار( در شرایط مناسب ) فقط مقدار بسیار کمی از استحکام آن کاسته می شود و این مقدار شبیه پنبه ای است که به مدت 2 سال در انبار بوده است. نمونه های بدست آمده از پارچه پنبه ای از معابر قدیمی که قدمت 500 ساله دارند نشان داده است که در مقایسه با پارچه مشابه نو فقط 20 درصد از استحکامش کاهش یافته است.
1-6- اثر نور خورشید
چنانچه پنبه به مدت طولانی در معرض نور خورشید قرار گیرد، بتدریج رنگ ان زرد میشودواستحکامش کاهش مییابد.این تغییرات به دلیل وجود اشعه ماورابنفش موجود در نور خورشید وطول موجهای کوتاهتر نور مریی است. اثرات مخرب نور خورشید در هوای گرم و مرطوب شدید تر خواهد بود. در اثر کاربرد برخی از رنگهای مناسب می توان مقاومت پارچه های پنبه ای را در برابر نور افتاب افزایش داد.
1-7- خواص شیمیایی پنبه
الیاف پنبه هنگامی که از بوته چیده می شوند حاوی 96% سلولز هستند و 6% بقیه را مواد غیر سلولزی تشکیل می دهند. مقدار زیادی از این نا خالصیها با شستشو و سفید گری جدا می شوند و مقدار سلولز خالص موجود در لیف تقریباً یه 99% می رسد. پنبه ای که سفید گری شده و مواد ناخالص آن جدا شده است محکمتر و سفیدتر است و جذب رطوبت آن افزایش می یابد.چربی طبیعی الیاف پنبه سبب می شود که مراحل رسیدگی با اشکال کمتری طی شود و تقریباً درهمه موارد ابتدا نخ و پارچه ساخته می شود. بعداً مواد اضافی آن شستشو و زدوده می شود. آزمایش نشان داده است که مقدار واکس، پلتین و پروتئین پنبه خام بیشتر از پنبه رسیده است.
مقاومت پنبه در برابر عوامل شیمیایی در مصارف معمولی بسیار بالاست. مواد سفید کننده ملایم که در شرایط معمولی در شستشو البسه پنبه ای به کار می رود، چنانچه احتیاطها و دستورالعملهای لازم بدرستی اجرا شوند صدمه ای به الیاف وارد نمی کند. محلولهای سفید کننده که اکسیژن هستند نظیر آب اکسیژنه و ترکیبات کلردار، به مرور ایام که مصرف می شوند، استحکام پارچه را کاهش می دهد. محلول اسیدهای گرم و رقیق و یا سود غلیظ سبب تجزیه می شوند. ولی محلول رقیق و سرد اسیدها به مدت کوتاه اثر مخرب ندارد.
محلول قلیائیات مانند سود کستیک که در مرسریزه کردن پنبه به کار می رود سایر ترکیبات قلیایی نظیر صابون و اغلب دترجنتها و پودرهای شستشو لباس اثر مخرب روی پنبه ندارد.
حلال های آلی بجز در چند مورد نظیر کمپلکسهای مس هیدروکسیدآمونیوم و کوپراتیلن دی آمین اثر مخربی روی پنبه ندارد
1-8- اثر میکروارگانیسم ها
پنبه توسط قارچ ها و باکتریها مورد حمله قرار می گیرد. به عنوان مثال کپکها روی پارچه پنبه ای تکثیر حاصل می کنند و صرفنظر از ایجاد بوی کپک، سبب پوسیدگی و ضعیف شدن پارچه می شوند. بویژه در اثر ایجاد رنگ طبیعی پارچه رنگ طبیعی پارچه را لکه دار می کنند. علت اصلی ایجاد و رشد کپک روی پارچه، آهار نشاسته ای است که به پارچه زده می شود والا سلولز خالص غذای مناسبی برای کپک نیست.
نظر به اینکه شرایط گرم و مرطوب سبب افزایش فعالیت های مخرب کپکها و قارچ ها می شود، لذا پارچه های پنبه ای که باید در چنین شرایطی بکار روند قبلاً به موادی نظیر نفتنات مس و ترکیبات مشابه دیگر آغشته می شوند.
1-9- اثر طول الیاف در خواص نساجی آنها
می دانیم که الیاف واحدهای سازنده نخ را تشکیل می دهند و در عملیات حلاجی و ریسندگی با مکانیزم های مختلف، الیاف در هم را از یکدیگر باز می کنند و به طور موازی کنار یکدیگر قرار می دهند و با اعمال کشش وتابیدن الیاف گردهم دیگر، نخ ساخته می شود مهمترین خاصیت نخ استحکام و یکنواختی آن است. زیرا صرفنظر از اینکه باید مراحل مختلف بافندگی راطی کند در استحکام پارچه سهم بسزایی دارد. عوامل مختلفی که در استحکام یک نخ مؤثر هستند، خواص سطحی لیف تجعد و طول الیاف آن است. دربارۀ خواص سطحی می توان
به ساختمان سطحی پشم و فلسهای آن و ساختمان نواری پنبه اشاره کرد. بدیهی است که در هنگام ریسندگی این ناهمواریهای سطحی بهتر در همدیگر درگیر می شوند. در مورد تجعد نیز به پیچشهای طبیعی طول لیف در پشم و مارپیچهای پنبه و سایر الیافی که این کیفیت را به اشکال مختلفی دارا هستند می توان اشاره کرد. می دانیم که به نسبت بیشتر بودن طول لیف تماس سطحی آن باالیاف مجاور بیشترست و دارای تعداد بیشتری موج زدگی و در نتیجه خواص سطحی بهتر است. بدیهی است که در این مورد هم باز به درگیری الیاف در نخ کمک می شود.
گذشته از مورد بالا، یکنواختی طول الیاف از نظر ریسندگی عامل مهمی به شمار می رود که در مراحل مختلف کشش در ماشینهای شش لاونیم تاب و رینگ نقش مؤثری بازی می کند[1]
و...
