بررسي اصلاح سطح شيميايي الياف استبرق براي بهبود فرآيند كاردينگ

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

نساجي

كارشناسي ارشد

الياف استبرق يكي از علف¬هاي هرز زمين¬هاي باير است كه مي¬تواند بيشتر در زيستگاه خشك مناطق جنوبي ايالات متحده، آسيا و آفريقاي جنوبي رشدكند. الياف استبرق همانند الياف پنبه، الياف تك سلولي هستند اما هيچ پيچشي در طول الياف وجود ندارد. سطح الياف استبرق صاف است و ساختار توخالي دارند و به دليل سطح صاف، درگيري بين توده الياف كم است. درگيري كم الياف استبرق در كنار درصد ازدياد طول كم آن¬ها، مشكلاتي را در طول فرآيند ريسندگي ايجاد مي¬كند. ساختار توخالي و ماهيت شكننده الياف استبرق از دلايل اصلي آسيب‌پذيري آن¬ها در برابر بارهاي مكانيكي است كه در حين عمليات كاردينگ اعمال مي‌شوند. استفاده از فناوري آنزيمي به طور قابل توجهي در اصلاح سطح الياف طبيعي در حال افزايش است. دليل اصلي همه¬گير شدن اين فناوري اين واقعيت است كه آنزيم¬ها دوستدار محيط¬زيست بوده و واكنش¬هاي كاتاليز شده بسيار خاص با عملكرد متمركز دارند. هدف از اين پژوهش اصلاح سطح الياف استبرق توسط آنزيم زايلاناز جهت بهبود فرايند كاردينگ است. براي دستيابي به اين هدف، عمل آوري الياف استبرق به روش غوطه¬وري با استفاده از آنزيم زايلاناز/ بافر/صابون آنيونيك صورت گرفت. سه عامل غلظت آنزيم، زمان¬ واكنش و pH به عنوان عوامل متغير فرايندي بررسي شدند. با استفاده از تحليل آماري به روش تاگوچي نمونه¬ي بهينه با شرايط غلظت آنزيم 5/0 گرم بر ليتر، زمان واكنش 90 دقيقه و4/5 pH= انتخاب گرديد. خصوصيات فيزيكي و شيميايي الياف استبرق شامل استحكام، ظرافت، تجعد، درصدخردشوندگي الياف، چگالي، رطوبت بازيافتي، زاويه تماس قطره آب با الياف، زمان جذب آب الياف، طيف مادون قرمز و تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي الياف قبل و بعد از اصلاح سطح بررسي شدند. طبق تحليل طيف مادون قرمز بعد از اصلاح سطح الياف استبرق، جزء همي‌سلولز و ليگنين الياف بدون آسيب در زنجيره¬ي سلولزي تخريب شد. درصد خردشوندگي الياف خام و اصلاح شده بعد از تغذيه به دستگاه كاردينگ آزمايشگاهي اندازه¬گيري شد، درصد خردشوندگي نمونه خام %63/41 اندازه¬گيري شد كه اين درصد براي نمونه بهينه به %48/0 كاهش يافت كه نشان-دهنده توانايي آنزيم در بهبود رفتار كاردينگ الياف مي¬باشد. درصد تجعد الياف استبرق خام 71%/3 گزارش شد و درصد تجعد الياف بهينه به %79/18 رسيد. اين افزايش تجعد احتمالاً ناشي از حذف ليگنين و همي¬سلولز است. قطر خارجي و داخلي الياف بعد از اصلاح افزايش پيدا كرد و ضخامت ديواره الياف استبرق خام 23/5 ميكرومتر اندازه¬گيري شد كه پس از عمليات اصلاح سطح به علت تخريب ليگنين به 46/4 ميكرومتر كاهش يافت. همچنين نتايج حاصله نشان¬دهنده تورم ليف استبرق پس از عمليات اصلاح سطح است كه به تحمل بيشتر نيروي وارده در طي عمليات كاردينگ كمك مي¬كند. زاويه تماس قطره آب با الياف خام °98/120 گزارش شد و بعد از اصلاح سطح به° 02/113 رسيد و باعث افزايش آبدوستي الياف به ميزان ناچيز شد. چگالي الياف استبرق خام 1912/0 گرم بر ميلي ليتر و چگالي الياف بهينه 1349/0 گرم بر ميلي ليتر گزارش شد كه علت اين كاهش، افزايش قطر الياف بود. تنش، كرنش و مدول نمونه خام و نمونه بهينه از نظر آماري تفاوت معناداري نداشت. درصد رطوبت بازيافتي الياف خام %63/6 و درصد رطوبت بازيافتي الياف بهينه به %41/8 اندازه¬گيري شد كه افزايش معني¬داري را نشان مي¬دهد.

226281

شيمي رنگ

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان