بخشی از مقاله
چکیده
عصاره تانن استخراج شده از سنجد تهیه گردیده و به عنوان دندانه طبیعی به تنهایی و همراه با دندانه معدنی سولفات مس برای رنگرزی الیاف پشم استفاده شد. قدرت رنگی، ثبات شستشویی و نوری الیاف پشم رنگرزی شده با و بدون دندانهها بررسی گردید . دو روش رنگرزی پیش دندانه و دندانه همزمان برای رنگرزی الیاف پشم استفاده شد. الیاف پشم رنگرزی شده با روش پیش دندانه دارای قدرت رنگی، ثبات شستشویی و نوری بهتری نسبت به روش دندانه همزمان است.
-1 مقدمه
گیاهان در مناطق مختلف جهان رشد و نمو میکنند. مناطقی مانند آفریقا، استرالیا و خاورمیانه از نظر تنوع گیاهی بسیار غنی هستند. مواد رنگزای طبیعی از زمانهای بسیار دور در رنگرزی مورد استفاده قرار گرفته است و رنگرزان سنتی توانستهاند انواع فامها را با بهرهگیری از مواد رنگزای طبیعی همراه با مهارتهای خاص خود مطابق با طرح رنگی نقشه و یا سفارش طراحان به دست آورند.
از مواد رنگزای طبیعی در رنگرزی پنبه، پشم و ابریشم هریک با روش خاص خود میتوان استفاده کرد. ثبات و نتیجه کار رنگرزی با مواد رنگزای طبیعی از ضعیف تا خوب برحسب شرایط رنگرزی متغیر است چراکه نتیجه کار از طرفی بستگی به شرایط رشد گیاه و فصلهای بهرهبرداری که عوامل تعیین کننده بازدهی ماده رنگزا است و از طرف دیگر به شرایط رنگرزی که در نقاط گوناگون متفاوت است، دارد .[1] رنگرزی فرایند جداییناپذیر و همواره در حال رشد صنعت نساجی است. نگرانیهای زیست محیطی به دلیل توسعه پرسرعت صنعت نساجی و چرم سبب شده به مواد و فرایندهای پاک توجه بیشتری شود.
در 15 سال گذشته تحقیقات متعددی درباره استفاده از مواد رنگزای طبیعی در فرایند رنگرزی انجام شده است .[2] رنگرزی طبیعی در پژوهش و صنعت به دلیل کاهش آلودگی آب، پایداری مواد خام و محصولات فراوری شده، قابلیت تجزیه زیستی و دوستدار محیط زیست بودن مورد توجه قرار گرفته است. اغلب مطالعات بر روی روشهای رنگرزی با استفاده از مواد رنگزای طبیعی، بهبود فرایند استخراج، بهبود ثبات رنگ و استفاده از فناوریهای مدرن متمرکز شده است.
هدف از این مطالعات دستیابی به فرایندی با استفاده از مواد رنگزای طبیعی است که از لحاظ انرژی، هزینههای کلی و مواد زائد با روشهای غیر طبیعی قابل رقابت باشد. معایب رنگرزی با مواد رنگزای طبیعی، محدوده باریک فام و ثبات رنگی پایین آنها است. یکی از راه حلهای برطرف کردن این نقص استفاده از دندانهها میباشد. بعلاوه تمایل ذاتی مواد رنگزا به لیف در حضور دندانهها افزایش مییابد. استفاده از دندانههای مختلف سبب تیره یا روش شدن فام یک ماده رنگزا بر روی لیف میشود. مشخصههای رنگی لیف رنگرزی شده وابسته به ساختار شیمیایی دندانه و توانایی تشکیل کمپلکس فلزی با ماده رنگزا بر روی لیف است.
دندانههای مرسوم در رنگرزی طبیعی و غیر طبیعی شامل سولفات پتاسیم آلومینیم، دیکرومات پتاسیم، کلرید قلع، سولفات آهن و سولفات مس است. در میان این ترکیبات، سولفات آلومینیم و آهن سمیت کمتری دارند اما در مقابل استفاده از ترکیبات کرم و قلع بسیار خطرناک است. بهبود فرایند دندانه دادن سنتی و معرفی ترکیبات جدید بخصوص مواد طبیعی به جای یونهای فلزی سنگین بخش مهمی از توسعه رنگرزی طبیعی منسوجات است 3]، .[4
در این پژوهش از یک دندانه طبیعی مستخرج از سنجد برای رنگرزی الیاف پشم استفاده شد. دو روش پیش دندانه و دندانه همزمان برای دندانه دادن الیاف پشم استفاده شد. از دندانه طبیعی با و بدون دندانه معدنی برای دندانه دادن الیاف پشم استفاده گردید. الیاف دندانه داده شده در دمای 90 درجه سانتیگراد رنگرزی گردید. قدرت رنگی الیاف رنگرزی شده و خواص ثباتی الیاف مورد ارزیابی قرار گرفت.
-2 تجربیات
1؛-2 مواد و تجهیزات
مواد اولیه مصرفی در این مقاله شامل متانل، اسید استیک، پشم و استن از شرکت مرک تهیه گردید. برای بررسی مشخصات جذبی مواد رنگزا از دستگاه اسپکتروفوتومتری در ناحیه مرئی-فرابنفش Double beam CECIL 9200 استفاده گردید.
2؛-2 استخراج دندانه طبیعی
برای استخراج دندانههای طبیعی از روش غیر مداوم خیساندن استفاده شد. برای این منظور ابتدا سنجد جمعآوری و تمیز شده سپس در دمای اتاق تاریک خشک میگردد. برای استخراج دندانه طبیعی، 20 گرم از سنجد خشک در 100 میلیلیتر اتانل خالص خیسانده شده و به مدت 10 ساعت در محیط تاریک و خنک نگهداری میگردد. پس از طی زمان مناسب حلال حاوی مواد دندانه طبیعی از باقیمانده موجود جدا شده و توسط روتاری تحت خلاء تغلیظ میگردد. در نهایت عصارههای تغلیظ شده در محیط تاریک با دمای 4C برای انجام آزمونها و فرایند رنگرزی نگهداری میگردد.
3؛-2 رنگرزی الیاف پشم
قبل از اینکه الیاف پشم رنگرزی شوند، لازم است تحت عملیات شستشو قرار گیرند. بدین منظور الیاف یک گرمی در حمامی حاوی 5 g/L صابون غیریونی قرار گرفتند . - L:R = 40 :1 - پس از آن دمای حمام شستشو تا 60 درجه سانتیگراد افزایش یافت. شستشو به مدت 30 دقیقه در این دما انجام و سپس کالاها آبکشی و آبگیری شده وارد حمامهای رنگرزی شدند. برای تعیین قابلیت رنگرزی از دو روش پیش دندانه و دندانه همزمان با تانن حاصل سنجد استفاده گردید. رنگرزی با اسید استیک %4 و L:R = 40:1 انجام شد.
-3 بحث و نتایج
به منظور استخراج تانن موجود در سنجد از روش غیرمداوم خیساندن استفاده شد. برای این منظور 20 گرم سنجد خشک شده در 100 میلیلیتر اتانل، به مدت 10 ساعت در تاریکی و در دمای اتاق همزده میشود. مخلوط به دست آمده را صاف کرده و محلول توسط روتاری تغلیظ میگردد. بازده استخراج سنجد در حدود %22/5 است. بازده استخراج با استفاده از حمام فراصوت افزایش مییابد .[4] باقیمانده به دست آمده به عنوان دندانه طبیعی در رنگرزی الیاف پشم استفاده شد. دندانه نقش مستقیمی در افزایش برداشت رنگی الیاف رنگرزی شده دارد .[5]
کاربرد دندانههای طبیعی اثرات مخرب زیست محیطی را به حداقل خواهد رسانید. برای دندانه دادن الیاف از دو روش پیش دندانه و روش دندانه همزمان استفاده گردید .[6] برای دندانه دادن الیاف پشم به روش دندانه قبل پس از شستشوی الیاف در حمامی حاوی %10 دندانه طبیعی با L.R=40 :1 به مدت 45 دقیقه در دمای 95 درجه سانتیگراد انجام میشود.
آنالیز FT-IR ATR نشان میدهد که پیوند کششی آمین در ناحیه 3273 cm-1 و پیوند هیدروکسی در ناحیه 1630 cm-1 بوده که تایید کننده دندانه ایجاد شده بر روی الیاف است. الیاف دندانه شده در فرایند رنگرزی الیاف پشم استفاده گردید. گرافهای رنگرزی در شکل 1 نشان داده شده است. ویژگیهای رنگی الیاف رنگرزی شده در جدول 1 آورده شده است. نتایج نشان میدهد که قدرت رنگی الیاف رنگرزی شده با روش پیش دندانه بالاتر از دندانه همزمان است.
خواص ثباتی شستشویی، نوری و سایشی الیاف رنگرزی شده به ترتیب براساس استاندارهای ISO105-C02:1998 - E - ، ISO105-B02:1994 - E - و ISO105-X12 اندازهگیری گردید. نتایج ثباتی الیاف رنگرزی شده در جدول 2 خلاصه شده است. نتایج نشان میدهد که ثبات شستشویی الیاف رنگرزی شده در حضور دندانه معدنی و دندانه طبیعی به صورت همزمان، بسیار خوب است.
ثبات نوری الیاف رنگرزی شده در حضور دندانههای معدنی به دلیل ایجاد پیوندهای قویتر از دندانههای طبیعی بهتر است. تمام الیاف پشم رنگرزی شده به دلیل پیوند هیدروژنی ناشی از حضور گروههای آمینو دارای برهمکنشهای بین مولکولی قوی بوده [7] که سبب ایجاد ثبات مالشی بسیار خوب خواهد بود. در مقایسه دو روش دندانه دادن، در فرایند پیش دندانه، الیاف رنگرزی شده دارای خواص ثباتی و فدرت رنگی بالاتری خواهند بود.
