الیاف پلیمری طبیعی 2

[spow 44197]

الياف پليمري طبيعي از منابع حيواني وگياهي بدست مي آيند در ادامه توصيف كوتاهي از اين الياف ارائه مي كنيم الياف بدست آمده از حيوانات ( animal kingdom fibers )

 

الياف بدست آمده از حيوانات ( animal fibers ) در اصل از برخي انواع پروتيئن ها ساخته مي شوند. كلاژن ( collagen ) كه يك نوع ماده كريستالين است فيبر ساختاري پايه اي در الياف بدست آمده از حيوانات است. اين ماده تقريبا در همه ي حيوانات وجود دارد. معمولا اين ماده يكي از اجزاي يك نوع بافت اتصال دهنده ي پيچيده است. ساختار اين ماده بر پايه ي آرايش حلزون مانند سه پلي پپتايد ( poly peptides ) بوجود آمده است كه اين ساختار بوسيله ي پيوندهاي هيدروژني داخل زنجيره اي پايدار شده است.

اين سه پلي پپتايد حلزوني با يك بخش ديگر تشكيل ساختار حلزوني ثانويه اي مي كنند كه باعث مي گردد ساختار فنرمانند تشكيل گردد. اين ساختار شبيه يك طناب تافته شده با سه نخ است كه هرنخ آن يك زنجيره ي پلي پپتايد است.

تمام اليافي كه از حيوانات بدست مي آيند كريستال هاي پروتيئني هستند كه در امتداد محور فيبر كشيده شده اند. كريستال هاي پروتيئن در يك زمينه ي پليمري جاي گرفته اند. بنابراين تشكيل يك كامپوزيت طبيعي مي دهند. كراتين ( keratin ) نام عمومي براي محصولات پروتيئني فيبري است اين محصولات در سلولهاي جداره ي بيروني ستون فقرات وجود دارند. موي انسان يك فيبر پليمري طبيعي است كه همه ي ما با آن آشناييم.

موي انسان يك كراتين مربوط به پستانداران ( mammalian keratin ) است وبه دليل قطر كوچكش، بسيار انعطاف پذير است.

به عبارت ديگر شاخ ( horn )، سم ( hoof ) وپر ( quill ) داراي كراتين سفت هستند. اين مواد نيز جزء كامپوزيت هاي اليافي هستند. مثال هاي ديگر از الياف بر پايه ي پروتيئن عبارتند از:

پشم ( wool ) و الياف بدست آمده از پيله ي كرم ابريشم مانند ابريشم. پشم نوعي ليف پليمري است كه از گوسفند بدست مي آيد. الياف پشم عموما قطري برابر 20-50 ميكرو متر دارند. جزء اصلي پشم نيز از كراتين ساخته شده است. كرنش شكست پشم 30% است. ومانند پنبه، پشم نيز رطوبت را به خود جذب مي كند. اين ميزان جذب بيش از يك سوم وزني پشم است. پشم را به آساني مي توان به رنگ هاي مختلف در آورد ( رنگ رزي آن آسان است.)

پشم داراي غشاء بيروني است. اين غشاء كه اپيكوتايل نام دارد غشائي آب گريز است. همه ي اين خواص موجب مي شود تا پشم يكي از الياف بسيار مناسب ومتداول براي تهيه پوشاك باشد. الياف پشم مانند اكثر الياف طبيعي بر پايه ي پروتيئن سطحي فلس مانند دارد. اين مسئله باعث پديد آمدن اثر اصطكاكي جهت دار مي شود. در واقع هنگامي كه در جهت خلاف فلس ها حركت كنيم اصطكاك از زماني كه در جهت آن حركت كنيم بيشتر است. حركت در جهت خلاف فلس ها به خاطر زبري بيشتر سخت تر است. علاوه بر استفاده هاي پوشاكي ، پشم كاربردهايي در ساخت پتو، مواد عايق، لوازم منزل( upholstery )، فرش وقاليچه ونمد دارد. ساير الياف پشم مانند نيز از حيواناتي شبيه بز، شتر و... گرفته مي شود. البته اين نوع الياف پشم مانند عموما جزء مو حساب مي شوند. موي يك نوع بز به نام آنگورا ( Angora goat )، موهير ( mohair ) ناميده مي شود.

همه ي الياف طبيعي بدست آمده از حيوانات داراي يك جزء پروتيئني مانند كلاژن ( collagen )، كراتين ( keratin ) يا فيبروين ( fibroin ) هستند. فيبروين يك جزء فيبري است كه در الياف ابريشم وجود دارد. واحد ساختاري پايه در يك پروتيئن آمينواسيد است. ( شکل 1 )

عامل (H2N ) يك گروه آميني ( amino group ) است. ( Co2H )نيز يك گروه اسيدي است. R نيز يك گروه جانبي است. گروه هاي آميني واسيدي واكنش مي دهند ويك اتصال آميد ( amide ) با فرمول ( CoNH ) ايجاد مي كنند. تفاوت مشخص مواد فيبري بر پايه ي پروتيئن باهم در اين است كه در آمينواسيدهاي مختلف گروهR متفاوت است.

[spow 44197]

الياف ابريشم :

 

 

الياف ابريشم در ابتدا در كشور چين توليد شد واز آنجا به كشورهاي ژاپن، هند وايران آمد وسرانجام به اروپا وارد شد. بافته هاي ابريشمي در طي قرن هاي متمادي پربها وارزشمند بوده اند زيرا فيبر ابريشم محكم، كشسان، نرم وقابل رنگرزي هستند. بافته هاي ابريشمي به گونه اي در جهان گسترش يافته اند كه جزئي از سنت هاي اجدادي مردمان سراسر دنيا شده اند. الياف ابريشمي جزء الياف لوكس و گرانبها هستند واز آن براي تهيه ي لباسهاي تشريفاتي مانند كيمونوي ژاپني وساري هندي استفاده مي شود.

اگر چه در برخي از كاربردها، الياف مصنوعي جايگزين الياف ابريشمي شده اند، هنوز هم ابريشم جايگاه خود را تهيه ي لباس هاي لوكس و گران قيمت حفظ كرده است. الياف ابريشمي محصول ترشح غدد ريسندگي ( spinning glands ) گروه متنوعي از حشرات و عنكبوت هاست. غدد ريسندگي در حشرات مختلف انواع مختلفي ابريشم توليد مي كنند. اما ويژگي مشترك همه ي الياف ابريشمي توليدي از حشرات اين است كه همه ي آنها از جنس پروتيئن هستند و داراي فيبروين ( fibroins ) هستند. اگرچه حشرات مختلفي ابريشم توليد مي كنند اما تنها ابريشم توليدي از دو گونه پروانه( بيد) به نام هاي علمي بومبيكس موري ( bombyx mori ) و آنترا پرني ( antheraea pernyi ) در كاربردهاي پوشاك استفاده مي شود. از بين اين دو نوع ابريشم توليدي بوسيله ي اين دو گونه پروانه ( بيد) نوعي كه بوسيله ي كرم ابريشم بوميكس موري ترشح مي شود، مهم تر است.

براي سال هاي متمادي پرورش كرم ابريشم به عنوان يك صنعت پايدار و سودده مطرح بود در پرورش كرم ابريشم، كرم بوسيله ي برگ درخت توت ويا بلوط تغذيه مي شود. كرم ابريشم داراي دو كيسه ي فيبروين است. ( فيبروين نوعي پروتيئن كريستالين است.) در فرآيند توليد الياف ابريشم، كرم ابريشم خود را به يك شاخه ي نازك مي چسباندو بواسطه ي حركات ماهيچه اي فيبروين را يك سوراخ به بيرون مي فرستد. الياف ابريشم ( توليدي بوسيله ي كرم ابريشم يا عنكبوت ) داراي ساختاري پيچيده است. اين ساختار پيچيده بدين گونه است كه دو رشته ي فيبروين بوسيله ي يك ماده ي چسبناك به نام سريسين ( sericin ) در بر گرفته مي شوند. اين ماده ي چسبناك ( سريسين ) معمولا پيش از تبديل فيبرها به نخ از آنها جدا مي شود.

زنجيره هاي پروتيئني طويلكه الياف را تشكيل مي دهند شامل آمينو اسيدها مي شوند ( به طور دقيق تر 44 درصد آنها گليسين (glycine ) و 30 درصد آلانين ( alanine ) ) انسان براي ساخت وسايل ومواد جديد نيازمند مطالعه ي طبيعت دارد ازاين رو علاقه به تحقيقات در زمينه ي انواع متنوع الياف ابريشمي مانند الياف بدست آمده از عنكبوت زياد شده است. در واقع مطالعه در زمينه ي فرآيند وميكرو ساختار الياف ابريشمي بدست آمده از عنكبوت زمينه ي تحقيقاتي مناسبي است. هنگامي كه يك عنكبوت تار مي تند، مايع با قابليت حل شدن در آب به الياف ابريشم جامد با قابليت حل نشدن در آب تبديل مي شود. مكانيزم عمل چنين تبديلي هنوز به طور كامل شناخته نشده است. اما ظاهرا مولكولهاي زنجيره ي پلي پپتيدي ( poly peptide ) آرايش خود را تغيير مي دهند.

در مورد كرم ابريشم اين مسئله فهميده شده است كه اين فرآيند به طور ساده در هنگام كشش زنجيره اتفاق مي افتد. علت علاقه مندي در جهت شناخت فرآيند توليد الياف در عنكبوت اين است كه عنكبوت ها انواع مختلفي از الياف ابريشمي را توليد مي كنند. اين الياف داراي خواص مكانيكي فوق العاده اي هستند ودر دماي محيط وبا حلال آبكي توليد مي شوند وهمچنين زيست سازگار پذير هستند. فرآيند توليد الياف ابريشمي بوسيله ي عنكبوت ها در مقايسه با فرآيند توليد الياف آراميدي مانند كولار ( Kevlar ) كه نيازمند حلال هاي خاص دارد، بسيار ساده تر است. مثلا در فرآيند توليد كولار نيازمند استفاده از اسيد سولفوريك دودكننده داريم. ازاين رو علاقه مندي زيادي براي پي بردن به نحوه ي توليد و ريز ساختار الياف ابريشمي توليدي بوسيله ي عنكبوت وجود دارد.

[صابر 14]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[صابر 14]

الیاف کتان

الیاف کتان از ساقه گیاهی به نام فلاکس استخراج می شوند.کشت این گیاه به طور سالانه انجام میشود.و حداکثر رشد صولی ان در حدود 120 سانتی متر و قطر ساقه ان 8/1 تا 16/1 اینچ است .قسمت بالای ساقه دارای شاخه های متعددی است و در روی این شاخه ها ٬ گل هایی به رنگ های سفید ٬ قرمز ٬ بنفش٬ لاجوردی٬ و ابیدیده می شود. کیفیت الیاف بستگی به مرغوبیت زمین و شرایط جوی دارد .این گیاه در هوای نسبتا سرد و رطوبت دار و وجود نسبتا باران بهتر به عمل می اید. تخم گیاه معمولا در ماه های اردیبهشت و خرداد کاشته می شود و مدت رشد ان سه ماه است.

پروش عمده کتان در کشور های فرانسه ٬ بلژیک ٬ هلند٬ ایرلند٬ شوروی و زلاند است. ساختمان شیمیایی الیاف کتان نظیر پنبه سلولزی است ٬ ولی با توجه به شباهت زیاد در ساختمان مولکولی این دو لیف٬ کتان از 3 جهت با پنبه متفاوت است:

 

1.ساختمان داخلی

دیاگرام اشعه ایکس نشان می دهد که ارایش مولکولی در ساختمان داخلی الیاف به مراتب ٬ بیشتر از پلبه است و افزایش کریستالینیتی در ساختمان داخلی باعث شده است که خصوصیات فیزیکی ان با پلبه متفاوت باشد .

 

2.الیاف کتان

دارای مواد غیر سلولزی بیشتری نسبت به پنبه است . ناخالصی های موجود در کتان عبارت اند از همی سلولز ٬ چربی و مواد رنگی و غیره

 

3. ساختمان مورفولوژی

ساختمان داخلی سلقه دارای قسمت های زیر است :

 

-اپیدرمیس این قسمت شامل سلول هایی است که دیواره های ضخیمی ایجاد کرده است و قسمت خارجی ان را کیو تیکل تشکیل داده است .

-کورتکس این قسمت شامل یک یا دو لایه است که تقریبا به صورت مدور دارای مواد صمغی (پکتین) و پیگمنت های رنگین است.

 

الیاف کتان قسمتی است که در صنعت نساجی مورد استفاده قرار می گیرد . در این قسمت الایف ه صورت دسته هایی به موازات محور طولی ساقه گیاه و به وسیله ماده چسبنده پکتین در قسمت های مختلف ساقه قرار گرفته اند . تعداد دسته های الیاف در هر ساقه 15 تا 40 است و تعداد الیاف در هر دسته بین 12 -40 تار لیف است. بنابراین تعداد کل تار های لیف در هر ساقه حدود 1000 است و این تعداد ممکن است در برخی از گیاهان متفاوت باشد.

 

ساختمان و خصوصیات الیاف

الیاف کتان بعد از عملیات جداسازی دارای طول متفاوت هستند و ممکن است بین چندین سانتی متر "تو" تا حدود 90 سانتی متر لاین باشند.الیاف مناسب معمولا بین 40 الی 60 سانتی متر هستند .رنگ الیاف بستگی به نوع عملیات رتینگ دارد .الیاف معمولا در اثر شبنم ٬یا باران به رنگ خاکستری در می ایند. الیاف کتان معمولا نرم و شفاف هستند و هرچه ناخالصی های ان ها نظیر "چربی" گرفته شود ٬ شفافیت ان بیشتر خواهد بود .بهترین نوع الیاف کتان معمولا در بلژیک ٬ شمال فرانسه و ایرلند می روید و تهیه می شود.

مقطع طولی الیاف کتان در زیر میکروسکوپ ممکن است به صورت استوانه صاف٬ یا مارپیچی ٬ دیده می شود ولی شکل روبان یا نوار طبیعی که در پنبه دیده می شود ٬ در کتان دیده می شود ٬در کتان دیده نمی شود .اندازه قطر الیاف در همه جا یکسان نیست و در بعضی نقاط متورم به نظر می اید.

در مرکز الیاف کانالی وجود دارد (لومن ) که در سراسر طول لیف قرار گرفته است .مقطع مرکزی ان در زیر میکروسکوپ چند برابر دیده می شود ٬ ولی اگر الیاف به حد کافی رشد نکرده باشد ٬ به صورت بیضی شکال هستند و دیوار های سلول ان نازکتر است.کانالی که در مرکز ایف وجود دارد معمولا در الیاف رشد نکرده فراختر ست.

 

 

ستحکام کشش و ازدیاد طول تا حد پارگی

مقاومت کتان معمولا بیشتر ا پنبه است و دلیل ان وجود مناطق کریستالین زیاد در ساختمان این لیف است. استحکام کشش کتان 5/6 گرم لر دنیر و ازدیاد طول تا حد پارگی متر از پببه و در حدود 8/1 درصد در حالت خشک و 2/2 درصد در حالت خیس است.

 

اثر رطوبت

رطوبت بازیافته کتان حدود 12 درصد است

قدرت لیف کتان در حالت مرطوب 20 % بیشتر از حالت خشک ان است و این حالت باعث می شود که بخوبی عملیات مکانیکی مراحل ریسندگی و عملیات تری را تحمل کند.

 

اثر حرارت

مقاومت کتان در مقابل حرارت زیاد است و تا 120 درجه سانتی گراد حرارت را که در ان شروع به زرد شدن می کند٬ بدون اینکه تجزیه بشود٬ تحمل می کند.

 

اثر نور خورشید

در اثر تابش نور خورشید و به مدت زیاد بتدریج از قدرتش کاسته می شود.

 

خواص شیمیایی

سفیدگری کتان مشکلتر از پنبه است ٬ ولی با اجرای روش های جدید سفی گری می توان پارچه کتان را به مقدار قابل توجه سفید کرد بدون اینکه در لیف تجزیه شیمیایی رخ دهد.

 

اثر اسید ها

کتان در برابر محلول رقیق و سرد اسید ها مقاوم است .ولی محلول اسید های رقیق و گرم و یا غلیظ و سرد انرا مورد حمله قرار می دهند.

 

اثر مواد قلیایی

مقاومت کتان در برابر محلول های قلیایی بسیار خوب است و از این رو ٬ پارچه کتانی می تواند بارها با محلول های قلیایی شستشو داده شود.

 

حشرات

کتان مورد حمله حشراتی نظیر بید قرار نمیگیرد

کتان جوشیده شده و سفید شده تقریبا سلولز خالص است و از این رو ٬ در برابر پوسیدگی مقاومت عالی دارد . در شرایط معین از حرارت و رطوبت ٬ چنانچه الودگی های انی نیز وجودداشته باشد٬ رشد انواع کپک و قارچ٬ سلولز را مورد حمله قرار می دهند ٬ ولی با این وجود٬ هنوز هم مقاومت کتان در این حالت بسیار زیاد است به ویژه اگر پارچه خشک باشد.

 

اثر حلال های الی

حلال های الی معمولی که در خشک شویی به کار می روند ٬ اثر مخربی روی کتان ندارند.

 

کاربردهای کتان

در گذشته کتان زمانی که نیاز به عایق سازی بسیار خوب بود استفاده می شد. اگرچه امروزه مواردی چون پارچه های برزنتی و بادبان ها و طنابهای ماهیگیری و حتی موارد به کارگرفته شده در صحافی با مواد مصنوعی جانشین شده است .اما در پارچه های کارشده با چرم و پارچه های دوخت و دوز و همچنین نخ بخیه کاربرد خود را حفظ کرده است.

اضافات کتان در اسکناس و کاغذ نوشته و کاغذ های سیگار به کار می رود.

قابلیت کتان جهت جذب اب در حد بالا یی است لذا در صنایع حوله و دستمال کاغذی کاربرد دارد .

پارچه کتانی وقتی خیس است از استحکام بیشتری برخورداراست . و در مقابل شستشو های پی در پی مقاوم است .عمر طولانی پارچه های کتانی زمانی اشکار شد که مقبره tut-ankhamen در سال 1922 باز شد .پرده های کتانی که در ان جا موجود بود مربوط به 1250قبل از میلاد است که هنوز هم سالم و عیب است.

 

چتایی از نوع الیاف ساقه ای است .این گیاه در هندوستان و پاکستان و کشور های گرمسیر و مرطوب به مقدار زیاد کشت می شود. طول ساقه ان به 5 متر و قطر ان به 2 سانتی متر میرسد. عملیات رتینگ ان مشابه کتان است.به ویژه زمانی که این عمل در کنار جویبار انجام می شود .برای کنترل عملیات رتینگ هر روز یک نمونه از ساقه ها مورد ازمایش قرار می گیرد و چنانچه الیاف به راحتی از ساقه جدا شوند دلیل بر خاتمه عملیات رتینگ و اغاز عملیات بعدی است.از ساقه جدا شده و در مقابل تابش خورشید خشک می شود . دسته بندی شده و به کارخانجات ریسندگی فرستاد همی شود .

از لحاظ تجاری 2 رنگ دارد رنگ زرد و قهوهای متمایل به خاکستری و شفافیت

ابریشم رادارد

نوع مرغوب ان زیر دستی نرم اما نوع معمولی زیر دستی زبر داردوو مقع ان

میکروسکوپی این الیاف چند ضلعی است.

استحکام کششی ان به خوبی کتان نیست .امکان کششی ان محدود است و وزن

مخصوص ان 5/1 است .

جذب رطوبت ان 75/13 است و بسیار ابدوست است .

مقاومت بیولوژیکی ان بالاست

از انواع الیاف ارزان است و مصرف عمده ای در ساختن کیسه و گونی دارد .از

الیاف ظریف ان در پارچه های پرده ای که مصرف دکوراسین دارد استفاده می شود

امید به اینکه این مطالب بتونه مفید واقع بشه .

موفق باشید

[صابر 14]

از دوستان خواهش دارم هر نوع مطلب یا جزوه در مبحث تکنولوژی نساجی دارید در صورت امکان برای من mail کنید

sid.tanbal@ymail.com

با تشکر