الياف نساجی

[spow 44,195]

الياف نساجی

 

● تاريخچه

 

از آغاز پيدايش انسان ، همواره چگونگي پوشش و نجات او از سرما مطرح بوده است. مصريها نزديک به ۵۵۰۰ سال پيش هنر ريسندگي و بافندگي پنبه را آموختند و چينيها با پرورش کرم ابريشم در حدود ۳۶۰۰ سال پيش مشکلات پوشش خود را حل کردند. در سده هفدهم دانشمند انگليسي به نام رابرت هوک "Robert- Hooke" پيشنهاد کرد که مي توان الياف را با توجه به شيوه اي که کرم ابريشم عمل مي کند 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 سده هاي 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 مي شوند که عبارتند از:

 

▪ الياف طبيعي "Natural fibers" الياف طبيعي شامل دو بخش الياف نباتي و الياف حيواني مي باشند.

 

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 مي آيند مانند الياف شيشه اي و الياف فلزي.

 

الياف مصنوعي که شامل دو دسته مي باشند: 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 مي شوند مانند: نايلون ، داکرون ، ارلون يا بطور کلي پلي آميدها ، پلي استرها ، پلي اورتانها ، پلي اکريلونيتريل ، پلي وينيل کلرايد و ... .

 

● مقدمات تکميل کالاي نساجي

 

تمام پارچه هاي نساجي پس از خروج از سالن بافندگي کم و بيش داراي مقاديري ناخالصي و عيوب مي باشند. 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 پارچه هاي پشمي که داراي ناخالصيهاي سلولزي و خرده چوب و ... مي باشد.

 

● روشهاي تکميل کالاي نساجي

 

عمليات و کارهاي تکميل در نساجي براي افزايش نرمي زير دست ، درخشندگي و بطور کلي افزايش مرغوبيت پارچه مي باشد. 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 مي گيرد:

 

۱) روشهاي مکانيکي:

 

مانند تراش پارچه ، خار زدن ، اطو کردن ، پرس کردن و ... .

 

۲) 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 مي آيد و يا اينکه ماده شيميايي مصرف شده در اثر رسوب کردن و يا اضافه شدن در روي پارچه ، باعث تغيير در خواص پارچه مي شود، مانند آهار دادن پارچه پنبه اي با محلول مواد پليمري.

[spow 44,195]

۳) 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 مي دهند بطوري که اثر تکميلي آن در عمليات بعدي مثل شستشو و غيره از بين مي رود، مانند آهار دادن پارچه هاي پنبه اي 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 مي ماند 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 پارچه هاي سلولزي و يا پروتئيني

 

● شستشوي کالاي نساجي

 

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

 

▪ 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: نشاسته ها 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 کننده ها ، آهار گيري با آنزيمها.

 

▪ مرسريزاسيون

 

يکي از عملياتي که روي پنبه انجام مي شود، عمل مرسريزه مي باشد 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 مي يابد و ويژگيهاي فيزيکي و شيميايي آن تغييرات زيادي پيدا مي کند. معمولا پارچه هاي مرغوب پنبه اي پيراهني ، روميزي ، ملحفه اي و همچنين نخهاي قرقره مرسريزه مي شوند.

 

▪ سفيدگري

 

هدف از سفيدگري ، از بين بردن رنگدانه ها و ناخالصيهاي ديگر و در نتيجه سفيد جلوه دادن الياف مي باشد. البته سفيدگري پنبه بسيار مهم تراز سفيدگري پشم مي باشد، چون درصد بالايي از پشم بصورت کالاي رنگي به بازار عرضه مي شود. ولي در مقابل ، مقدار زيادي از پارچه هاي پنبه اي بصورت سفيد و يا پارچه هاي چاپ شده با زمينه سفيد مورد استفاده قرار مي گيرد. پارچه هاي ملحفه اي ، روميزي و پيراهني نمونه هايي از پارچه هاي پنبه اي 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 مي گيرد.

 

● تکميل ضد آب و دور کننده آب

 

تکميل ضد آب پارچه به دو صورت امکان پذير مي باشد.

 

پوشش کل سطح پارچه توسط مواد هيدروفوب (موادي که آب را به خود جذب نمي کنند) 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 مي گردد.

 

الياف و يا نخ از مواد ضد آب پوشيده مي شوند، به اين ترتيب فضاي بين نخها در پارچه کاملا باز مي ماند و امکان انتقال هوا وجود دارد. اين روش تکميل دور کننده آب نام دارد و بيشتر پارچه هاي لباس مثل باراني ، لباس ورزشي و کاربردهاي مشابه با اين روش تکميل ضد آب مي گردند. 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 مي باشد که در گرما توليد آمونياک نموده و بدين ترتيب با محبوس کردن آتش در خود باعث خاموش شدن و عدم پيشرفت آن مي گردد. مناسبترين نمکهاي آمونيوم ، دي آمونيوم فسفات و کربنات آمونيوم مي باشد. ساير تکميل کننده هاي 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 مي کنند 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 مي کنند. برخي از اين تکميل کننده ها عبارتند از: ترکيبات آمونيوم چهارتايي ، Irgasan DP۳۰۰ ، Dodigen ۲۲۶ ، پيوند زدن سلولز با نمکهاي مس و نقره توسط گروههاي کربوکسيل اسيد آکريليک و يا اسيد متاکلريليک و غيره.

 

▪ نرم کننده ها

 

نرم کننده ها مايه لطافت و نرمي زير دست پارچه مي شوند و در اثر بيشتر کارهاي چاپ و رنگرزي و عمليات تکميل مانند ضد آتش کردن و ضد چروک کردن پارچه زيردست، حالت خشک و شکننده اي پيدا مي کند که آنها را بوسيله نرم کننده ها ، نرم و لطيف مي نمايند.

 

متداولترين نرم کننده ها 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 مي باشند در ساخت لاستيکها بکار مي روند، نرم کننده هاي مقاوم در برابر آتش سوزي مانند فسفاتهاي آلي و پارفينهاي کلردار ، نرم کننده هاي اپوکسي و پلي اورتان و غيره.

[spow 44,195]

1- الیاف سلولز طبیعی

انواع مختلف سلولز بفرم ساختمان مولكولی و طرز قرارگرفتن مولكولها با یكدیگر تفاوت دارند . درجه پلیمریزه شدن كه عبارتست از تعداد حلقه های گلوكز متصل شده به یكدیگر در الیاف سلولز طبیعی برابر با 10000 می باشد .

نسبت قسمتهای كریستالی به غیركریستالی برابر با دو سوم كریستالی و یك سوم غیركریستالی می باشد . در انواع سلولز طبیعی درجه آرایش یافتگی مولكول ها بالا بوده و تقریبا مولكول ها با یكدیگر موازی می باشند . ولی مارپیچ بودن این الیاف باعث شده كه درجه آرایش یافتگی مولكولها نسبت به محور طولی لیف كم باشد .

كتان ، رامی و چتایی و دیگر انواع الیاف ساقه ای چون زاویه پیچش لیف حول محور طولی كم و برابر 6 درجه می باشد . دارای مقاومتی زیاد و درجه آرایش یافتگی بالایی می باشند . ولی برعكس خاصیت الاستیسته آن ها كم است .

در مورد پنبه زاویه پیچش لیف پنبه حول محور طولی آن در حدود 30 درجه می باشد .

مرسریزه شدن باعث نقصان یافتن قسمت كریستالی لیف می شود ولی چون زاویه مارپیچ پیچش حول محور طولی كم می شود بنابراین درجه آرایش یافتگی آن زیاد می شود و لیف محكمتر می شود .

2- سلولزهای بازیافته

در الیاف سلولزی بازیافته مانند ریون ، ریون كوپرآمونیم ، فورتیزان و … درجه پلیمریزاسیون برابر 500 می باشد . و بنابراین طول زنجیر مولكولی در حدود یكدهم طول مولكولهای سلولز طبیعی می باشد . نسبت بین قسمتهای كریستالی و غیركریستالی نیز در این نوع الیاف تا حدی نقصان یافته و در حدود یك سوم می باشد .

درجه آرایش یافتگی سلولزهای بازیافته بستگی تام به كششی كه در موقع ریسیده شدن به آنها اعمال شده ، دارد .

3- الیاف الژینات :

از گیاهان دریایی تهیه می شود . از این ماده می توان الیافی خوب آرایش یافته و كریستالی تهیه كرد ولی بعلت طبیعت اسیدی كه دارند خیلی زود متلاشی می گردند.

[spow 44,195]

4- الیاف پروتئین طبیعی :‌

پروتئین ها محصول پلیمریزه شدن اسیدهای آمینه با فرمول عمومی NH2 – CHR – COOH و بوسیله پیوندهای پپتید CO – NH بوجود می آیند و دارای زنجیرهای مولكولی بلندی می باشند . در پروتئین ها بین رشته های مولكولی انواع مختلفی پیوند بوجود می آید .

a : پیوندهای هیدروژنی كه بین گروههای NH و CO بوجود آمده و باعث اتصال دو رشته مولكولی به یكدیگر می شود .

b : پیوند هیدروژنی هم چنین ممكن است بین عوامل هیدروكسیل موجود در گروههای جانبی نیز انجام می شود .

c : از آنجاییكه گروههای جانبی می توانند اسیدی و یا بازی باشند امكان ایجاد نمك بین دو رشته جانبی وجود دارد . و بنام پیوندهای نمكی موسوم می باشند .

d : پیوند سیستین كه بین دو اسید آمینه بوجود می آید . این پیوند بسیار محكم بوده و موقعیكه بین دو رشته مولكول ایجاد می گردد آنها را بصورتی محكم به یكدیگر متصل می سازد .

ابریشم :

سازنده اصلی ابریشم یكی از پروتئین های ساده بنام فیبروئین می باشد . در این لیف هیچگونه گروه جانبی كه دارای عامل گوگرد باشد وجودندارد . و بقیه انواع گروهها نیز تنها به مقدار بسیار كم موجود می باشد . بنابراین اتصال بین مولكولهای ابریشم ناشی از پیوند هیدروژنه بین خود مولكولها بوده و تعدادی پیوند هیدروژنه و نمكی نیز وجود دارد .

تجزیه و تحلیل تصاویر اشعه ایكس نشان داده است كه مولكولها در قسمت كریستالی لیف كاملا كشیده شده است . بعلاوه زنجیر مولكولی تقریبا دارای درجه آرایش یافتگی خیلی زیاد بوده و موازی محور لیف می باشد . ولیف دارای درجه كریستالی بالا می باشد .

پشم :

كراتین جزو اصلی تشكیل دهنده ساختمان پشم است . از پروتئین های بسیار پیچیده با گروههای زیاد تشكیل می گردد .

با استفاده از اشعه X معلوم گردیده است كه دو نوع ساختمان كریستالی متفاوت می تواند در كراتین بوجود آید.

در پشم معمولی ساختمان شناخته شده آلفاكراتین می باشد .

در حالیكه در پشمی كه تحت كشش قرار گرفته بتدریج ساختمان به بتاكراتین تغییر می نماید . در كریستال بتاكراتین گروههای جانبی زنجیر مولكولها را بیكدیگر وصل می كند . كه خود زنجیرها هم با پیوندهای تقاطعی زنجیرهای اصلی بهم متصلند.

[spow 44,195]

5- الیاف مصنوعی سنتزی :

قسمت عمده الیاف مصنوعی سنتزی كه امروزه تولید می گردد از مولكولهای زنجیری بلندخطی همراه با گروههای جانبی ساده تشكیل شده اند . و برای اینكه پلمیر تولید شده بعنوان الیاف قابل استفاده باشد شامل قسمتهای كریستالی و نیمه كریستالی می باشد .

الف ) پلی آمید

نایلون6، نایلون 66، آرامید و . . .

نایلون 66 و بطور کلی انواع الیاف نایلون از مهمترین الیاف گروه ترکیبی هستند که ایجاد مولکول زنجیره ای طولانی در آنها، از طریق مصنوعی و در اثر فعل و انفعال میان دو ماده شیمیایی بدست می آید . نایلون 66 از فعل و انفعال شیمیایی اسید آدپیک و هگزا دی متیلن آمین بدست می آید . پیلیمر حاصله دارای ساختمانی است که از گروه های متعدد آمین (conh) تشکیل شده است و از این رو الیاف این گروه بنام پلی آمید خوانده می شوند .

تصاویر اشعه x نشان داده است كه بین 50 تا 90% از نایلن كریستالی می باشد . آرایش یافتگی الیاف در ابتدا نامنظم بوده ولی با كشیدگی سرد می توان الیاف با آرایش یافتگی خیلی زیاد بدست آورد. مقدار آرایش یافتگی به شرایط تولید و كشیدگی بستگی دارد .

ب )پلی استر

ترلین یا داكرون

ماده اولیه برای پلی استر اسید ترفتالیک و اتیلن گلیکول است ، که هر دو از مشتقات نفتی هستند. ترکیب این دو ماده در تحت شرایط خاص از جمله حرارت بالا و خلاء منجر به ایجاد مولکول های زنجیره ای طولانی و در نتیجه یک نوع پلیمر می گردد. در این مولكول هیچگونه گروه فعال وجود نداشته و تنهانیروهای جاذبه بین زنجیره های مجاور نیروهای ضعیف وارندوال می باشد . بهرحال زنجیره های مولكولی خطی بوده و می توانند بصورت خیلی متراكم در كنار هم قرار گرفته و كریستالی گردند . در حدود 60% جسم بصورت كریستالی می باشد .

 

ج )مشتقات پلی وینیل

اکریلیک – مد اکریلیک

بطور کلی الیاف اکریلیک از گروه مشتقات پلی وینیل است که از پلیمر مصنوعی پلی اکریلو نیتریل تشکیل گردیده است .

اکریلیک شامل الیافی است که حداقل 85% وزن مولکول زنجیره ای طولانی آنها که بصورت مصنوعی پلیمر شده اند، از واحدهای اکریلونیتریل و بقیه وزن آن از سایر مواد مختلف تشکیل شده باشد . الیاف مد اکریلیک که بین 35% تا 85% از وزن مولکولی پلیمر از واحد های اکریلو نیتریل می باشد .

د ) پلی الفین

این نوع الیاف، که مواد اولیه آنها از مشتقات نفتی است از طریق ذوب ریسی تولید می گردند و به دو دسته تقسیم میشوند که عبارتند از الیاف پلی اتیلن و پلی پروپیلن

الیاف پلی اتیلن ساده ترین پلیمر خطی بوده كه براحتی كریستال می گردند و مصرف آن بیشتر جنبه های اقتصادی دارد .

از دیگر الیاف مهم این دسته تترافلوراتیلن می باشد كه بنام تفلن مشهور است .

 

ه )الاستن

این نوع الیاف که در حدود 85% ساختمان آن از الاستومر پلی اورتان تشکیل شده بصورت کوپلیمری است که بصورت فیلامنت ممتد تولید می گردد. الیاف الاستن بسیار محکم است و از قابلیت کشش زیاد و در عین حال قابلیت بازگشت به حالت اولیه بسیار زیادی برخوردار می باشد .

لایکرا جزء این دسته از الیاف می باشد .

6- الیاف معدنی :‌

دو نوع الیاف مهم معدنی كه یكی الیاف شیشه و دیگری الیاف آسبست می باشد. از نظر ساختمان فیزیكی كاملا با یكدیگر متفاوت می باشند .

الیاف شیشه ای بصورت 100% غیركریستالی و الیاف آسبست كاملا بصورت كریستالی می باشد.

[Astraea 25,351]

خصوصیات و ویزگی های کلی الیاف:

 

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

• ورود
• یا
• ثبت نام