تکمیل نرم کن ها

تکمیل نرم کن ها :

تکمیل های نرم کننده یکی از مهمترین تکمیل های شیمیایی نهایی بروی منسوجات است بطوریکه با مواد نرم کننده شیمیایی ٬ زیر دست نرم و قابل قبول ٬ صافی مناسب تر ٬ انعطاف پذیری بیشتر و آویزش و قابلیت خمشی بهتری در منسوج ایجاد می کنند.

طی فرآیند آماده سازی منسوجات به دلیل زدودن روغن های طبیعی و واکس ها شکننده می شوند ٬ در حالیکه با استفاده از مواد نرم کننده می توان بر این عیب غلبه کرد کرد و حتی نرمی اولیه را بهبود بخشید. از دیگر خصوصیات اصلاح شده به وسیله نرم کننده ها میتوان به بهبود خواص ضد الکتریسیته ساکن و قابلیت دوزندگی Sewabilityاشاره کرد . از طرفی کاهش مقاومت سایشی Crock Fastness  ٬ زرد شدگی کالای سفید ٬ تغییر فام کالای رنگ شده و لغزش Slippage ساختار پارچه از جمله معایب ناشی از بکار گیری نرم کن های شیمیایی است.

مکانیزم اثر نرم کننده ها :

نرم کننده ها ٬ بطور موثر بر سطح لیف عمل می کنند . علاوه بر این مولکول های کوچک نرم کننده به داخل لیف نفوذ کرده و باکاهش دمای انتقال شیشه ایی (Tg) پلیمر تشکیل دهنده ی الیاف ٬ باعث نرم شدن ساختار می شوند. جهت گیری فیزیکی مولکول های نرم کننده متداول ٬ بر سطح لیف بسیار مهم است.

نحوه جهت گیری مولکول های به طبیعت یونی مولول نرم کننده و آبگریزی نسبی Hydrophobicity سطح لیف بستگی دارد. نرم کننده های کاتیونی ٬ انتهای مثبت زنجیر خود را به طرف لیف دارای اندکی بار منفی هدایت میکنند(پتانسیل زتا) . در این حالت لایه جدید از زنجیره های کربنی آبگریز ایجاد می شود که خصوصیات عالی نرم کنندگی را برای نرم کننده های کاتیونی به ارمغان می آورد . از سوی دیگر ٬ جهت گیری نرم کننده آنیونی به گونه ایی است که بار منفی انتهای زنجیر آن ٬ کاملا از سطح لیف دارای بار منفی دور می شود که این امر منجر به آبدوستی بیشتر و نرم کنندگی کمتر در مقایسه با نرم کننده های کاتیونی خواهد شد. جهت گیری نرم کننده های غیر یونی به طبیعت سطح لیف وابسته است ٬ به طوریکه بخش آبدوست نرم کننده به سطح آبدوست و بخش آبگریز آن به سطح آبگریز جذب می شود.

انواع نرم کننده ها و ساختار شیمیایی آنها :

اغلب نرم کننده ها دارای مولکول هایی با دو بخش آبدوست و آبگریز میباشند. بنابراین این مواد میتوانند به عنوان مواد سطح فعال در سطح لیف قرار بگیرند. از آنجا که بسیاری از نرم کننده ها حلالیت کمی در آب دارند اغب بصورت امولسیون روغن در آب خریداری می شوند (20-30٪).

معمولا مولکول های نرم کننده ٬ حاوی یک گروه طویل الکیل (گاهی شاخه دار)با بیش از 16 تا 22 اتم کربن هستند.اما بیشتر آنها به استثنا انواع خاصی از نرم کن های سیلیکونی ٬ پارافینی و پلی اتیلنی ٬ مشابه یک بنیان استءاریل با 18 اتم کربن میباشند. حدود یک سوم نرم کن های بکار رفته در صنعت نساجی پایه سیلیکونی دارند.

نرم کننده های کاتیونیک :

برخی از ساختار های نرم کننده های کاتیونی نظیر N,N   دی استاریل – N,N – دی متیل آمونیوم کلراید هستند.

نرم کن های کاتیونی دارای بهترین اثر نرم کنندگی و ثبات شستشویی هستند و می توانند به روش رمق کشی با نسبت بالای حجم محلول به وزن کالا Liquor to goods ratio  برای تمام الیاف به کار برده شوند. از طرفی با جهت گیری در راستای دور شدن از سطح لیف به دلیل وجود گروه های آبگریز ٬ یک لایه آبگریز با خصوصیات تر کنندگی مجدد ضعیف ایجاد می کنند. معمولا نرم کننده های کاتیونی با مواد آنیونی ناسازگارند و در اثر ترکیب آنها با یکدیگر ٬ مواد نامحلولی در حمام تکمیل ته نشین می گردد.

به دلیل جذب روغن توسط نرم کننده های کاتیونی امکان زرد شدن کالا در دماهای بالا وجود درادکه این امر می تواند اثر نامطلوبی بر ثبات نوری رنگهای مستقیم و راکتیو ایجاد کند.از جمله معایب ذاتی زیست محیطی بسیاری از ترکیبات آمونیوم کوترنری ٬ مسمومیت ماهی ها و قابلیت ضعیف زیست تخریبی آنها میباشد اما این مواد از طریق جذب سطحی و ته نشین شدن توسط ترکیبات آنیونی ٬ براحتی از پساب حذف می گردند.

نرم کننده های آنیونی :

این نرم کننده ها در دماهای متداول فرآیندهای نساجی ٬ دارای ثبات حرارتی بوده و با سایر ترکیبات موجود در حمام رنگرزی و سفیدگری سازگار میباشند ؛ همچنین به دلیل جهت گیری گروه های آنیونی به طرف بیرون و احاطه شدن با یک لایه ضخیم جاذب آب می توانند براحتی شسته شوند و اثرات قوی ضد الکتریسیته ساکن و خواص خیس کنندگی مجدد مطلوبی ایجاد کنند.

نرم کننده های آمفوتری :

از جمله خواص نرم کننده های آمفوتری می توان به اثر نرم کنندگی خوب ٬ دوام کم در شستشو و خصوصیات ضد الکتریسیته ساکن مطلوب اشاره کرد. این نرم کن ها نسبت به مواد کاتیونی مشابه ٬ مشکلات زیست محیطی کمتری دارند. مثال هایی از نرم کن های آمفوتری از نوع بتایین ٬ آمین اکسید هستند.

نرم کننده های غیر یونی بر پایه پارافین و پلی التیلن :

با اکسید کردن پلی اتیلن مذاب در هوا و فشار بالا ٬ میتوان خاصیت آبدوستی آن را افزایش داد.از طرفی امولسیون سازی در حضور قلیا ٬ محصولاتی پایدار تر و با کیفیت بالاتر ایجاد خواهد کرد. این مواد از طریق کاهش اصطکاک سطحی ٬ نرمی (روان کنندگی) بالایی ایجاد می کنند که نسبت به خشکشویی (شستشو با حلال) پایدار نیست ؛ در PH بسیار بالا و حرارت معمول فرآینده های نساجی پایدار بوده و بهمین دلیل با اغلب مواد شیمیایی تسلجی سازگارند.

 نرم کننده های اتوکسیله :

اترهای پلی گلیکولی ٬ سطح فعال هایی هستند که اغلب به عنوان مواد ضد الکتریسیته ساکن در ترکیبات روغن های تکمیلی الیاف Fiber Spin Finishes به کار می روند و با افزودن اتیلن اکساید به الکل های چرب ٬ کربوکسیلیک اسید ها ٬ استرها و آمید ها یا آمین ها ساخته می شوند . ویژگی اصلی آنها میل جذبی و آبدوستی نسبتا بالا ٬ عدم زرد شدگی و گاهی اثر نرم کنندگی اندک و قابلیت کف کردن در طول فرآیند می باشد.

نرم کن های سیلیکونی :

نرم کننده های غیر یونی و کاتیونی از جمله نرم کن های سیلیکونی هستند . این مواد نرمی بسیار بالا ٬ زیر دست ویژه و منحصر به فرد ٬ روان کنندگی بالا ٬ قابلیت دوزندگی خوب ٬ کشسانی ٬ برگشت چروک ٬ مقاومت سایشی و استحکام تا پارگی خوبی در منسوج ایجاد میکنند.

نرم کننده های سیلیکونی مقاومت و پایداری حرارتی خوبی دارند و برای مواد سازنده فیلم های دارای اتصال عرضی در محدوده ای از خواص آبگریزی تا آبدوستی درجه پایداری بالایی از خود نشان می دهند . نرم کننده های سیلیکونی متناسب باروش تولید میتوانند حاوی مقادیر متفاوتی از الیگومر های سیلیکونی فرار باشند. در عملیات تکمیل نرم کن ها منسوجات ٬ از مواد سیلیکونی به منظور تکمیل دافع آب ٬ تکمیل های الاستومری ٬ پوشش کاری و به عنوان مواد کف زدا استفاده می شود.

در الیاف سلولزی ٬ پشم و ابریشم  و پلی آمید ٬ پیوند های هیدروژنی قوی بین گروه های هیدروکسیل یا آمین الیاف و گروه های حاوی آمین در سیلیکون های اصلاح شده وجود دارد. این پیوند ها با تثبیت مواد سیلیکونی ٬ فیلمی یکنواخت با دفع آب مناسب و زیر دست بسیار نرم بر سطح الیاف ایجاد می کنند. در حضور میزان مناسبی از گروه های جانبی آمین ٬ قطعات پلی سیلوکسان بین مکان های اتصال ٬ به حد کافی طویل هستند تا بتوانند انعطاف پذیری بالای خود را حفظ کنند . این امر موجب نرم کنندگی و روان کنندگی  سیلیکون های دارای عامل آمین روی الیاف قطبی می شود.

در مورد الیاف نسبتا غیر قطبی مثل پلی استر بخش آبگریز زنجیر سیلیکونی به شدت با سطح آبگریز لیف واکنش می دهد. دافعه موجود میان گروه های جانبی آمین و بار مثبت زنجیر سیلیکونی سبب افزایش انعطاف پذیری حلقه زنجیر سیلیکونی خواهد شد .این مطلب بیان کننده دلیل دیگری برای زیر دست نرم ویژه در سیلیکون های دارای عامل آمین بر الیاف غیر قطبی می باشد.

رفع عیوب و جزییات تکمیل نرم کن ها کننده :

نرم کننده های میکرو امولسیونی نظیر سیلیکون های اصلاح شده حاوی آمین ٬ اثرات نرم کنندگی ویژه ایی دارند. پایداری بالای امولسیون در کاربردهایی با نیروی برشی زیاد نظیر ماشین جت رنگرزی ٬ از مزایای اصلی این نرم کن ها بشمار می رود . امولسیون هایی که پایداری برشی عالی نداشته باشند ٬ ممکن است تجزیه شده و موجب رسوب ذرات نرم کننده روی دستگاه و پارچه گردند به طوریکه زدودن آنها دشوار و یا حتی غیر ممکن خواهد بود.

«پایداری امولسیون :

زمانی که در عملیات آغشته سازی ٬ پایداری امولسیون معمولی (به غیر از میکرو امولسیونها) بالا باشد ٬ اثر نرم کنندگی کاهش میابد . تمولسیون با پایداری متوسط ٬ احتمالا به دلیل امکان جذب قطه های کوچک نرم کننده امولسیونی بر سطح لیف بهترین نتایج را به همراه دارد. این در حالی است که پایداری ضعیف امولسیون سبب ایجاد لکه خواهد شد.

«نرم کن های راکتیو :

بعضی از نرم کن ها دارای گروه عاملی هستند و می توانند گروه های متناظر در برخی الیاف (بعنوان مثال N- متیلول آمین با گروه هیدروکسیل سلولز) واکنش دهند.در نتیجه تکمیلی بسیار پایدار ٬همراه با مزایا و معایب مواد شیمیایی اتصال دهنده عرضی حاصل می شود.

«  نرم کن و مهاجرت حرارتی رنگها :

بسیاری از نرم کن های چربی دوست (آبگریز)٬ حلال رنگهای دیسپرس هستند و موجب افزایش مهاجرت حرارتی رنگ Thermomigration of the dyes و لکه گذاری روی نخ های مجاور Bleeding می شوند . از طرفی ٬ ثبات شستشویی و سایشی پارچه به دلیل مهاجرت رنگ به سطح لیف کاهش میابد.

«قابلیت تبخیر :

برخی از نرم کن ها فرار بوده و یا دارای ترکیبات فرار میباشند که ممکن است در هنگام انجام عملیات رنگرزی ٬ تثبیت حرارتی یا پخت ٬ بر نواحی سردتر محفظه گرم کننده Oven متراکم شده ٬ سپس بروی پارچه مجددا چکه کنند و باعث لکه دار شدن آن شوند.حرارت دادن بخش فوقانی محفظه گرم کننده می تواند به رفع این مشکل کمک کند.

«زرد شدگی :

مشکل زرد شدگی به ویژه در پارچه های رنگ نشده ٬ ناشی از اکسید شدن نرم کن کاتیونی یا سیلیکون های اصلاح شده حاوی آمین می باشد و یا از طریق جاذبه بین یون نرم کن کاتیونی و سفید کننده فلورسنتی آنیونی ایجاد می شود. بنابراین استفاده از مواد دیسپرس کننده شودمند خواهد بود.

«رنگ عمیق تر ٬ سیاه تر :

تکمیل با نرم کننده سیلیکونی یا الاستومری همانند منسوجات مرطوب ٬ اثر رنگی عمیقی ایجاد میکند . این امر ٬ به دلیل میزان انعکاس نور کمتر ٬ به ویژه در اثر ضریب شکست نوری پایین (سیلیکون 1.43 و آب 1.33) است. پنبه و نایلون به ترتیب دارای ضریب شکست نوری متوسط 1.56 و 1.57 می باشند.در حالی که پلی استر با ضریب شسکت نوری بالا 1.63 موجب انعکاس نوری زیاد می شود که در این حالت ٬ به منظور دستیابی به رنگ سیاه عمیق بر روی لیف ٬ به مقدار رنگ بیشتری نیاز خواهد بود.این وضعیت در الیاف میکرو به دلیل داشتن سطح مخصوص زیاد (تقریبادو برابر الیاف معمول) . انعکاس یکنواخت تر ٬ دشوار تر می شود. با انجام تکمیل سیلیکونی ٬ ترجیحا با میکرو امولسیون های اصلاح شده حاوی آمین ٬ امکان دستیابی به رنگ سیاه یا دیگر رنگ های عمیق بر میکرو الیاف پلی استر همراه با زیر دست بسیار نرم وجود دارد. از معایب این روش افزایش مهاجرت حرارتی است که منجر به ثبات سایشی و شستشویی کمتر می شود. از طریق جلوگیری از بکار گیری بیش از حد ماده تکمیلی و نیز خشک کردن در دمای بالای 120درجه سانتیگراد می توان این عیب را کاهش داد.

منابع و اطلاعات بیشتر :

1.Chemistry & Technology Of Fabric Preparation And Finishing,Authors: Dr. Charles Tomasino
Publisher: Department of Textile Engineering,Chemistry and Science College of Textiles North Calorina State
University

2.The Finishing of Textile Fabrics,Authors: Roberts Beaumont
Publisher: Scot Greenwood & Son
Publication Year: 1909

3.Textile Reference Book for Finishing,Authors: Pietro Bellini, Ferruccio Bonetti, Ester Franzetti and Sergio Vago
Publisher: Fondazione Acimit
Publication Year: 2001

4.Encyclopedia of Textile Finishing,Authors: Prof. Dr. Hans-Karl Rouette
Publisher: Springer
Publication Year: 2001