بهره گیری از فناوری نانو در رنگرزی منسوجات

بهره گیری از فناوری نانو در رنگرزی منسوجات

نانو پیگمنت ها

نانو ذرات به دلیل کوچک بودن اندازه و نسبت سطح به حجم زیاد و در نتیجه انرژی سطحی زیادی که دارند ، از تمایل بیشتری جهت جذب بروی منسوج برخوردار بوده و در نتیجه دوام و ثبات بیشتری خواهند داشت.برهمین اساس فرآیند رنگرزی نیز از مزایای فناوری نانو و نانو مواد بی نصیب نبوده است.با توسعه فناوری نانو ، امکان استفاده از نانو پیگمنتها میسر شده است. یکی از روش های کاربردی استفاده مستقیم از نانو ذرات پیگمنت در رنگرزی است . بهره گیری از چنین دستاوردی در صورتی امکان پذیر خواهد بود که نانو ذرات به اندازه مناسبی کوچک شوند و بدون آنکه تجمع کنند در حمام رنگرزی پراکنده شوند.

طی پژوهشی امکان تهیه نانو دیسپرسیون پیگمنت های پریلن بیسماید چربی دوست با استفاده از اسپکتروسکوپی نور مرئی مورد بررسی قرار گرفته است. طیف فرابنفش و مرئی  نانو دیسپرسیون پیگمنت ، با طیف حاصل از محلول چربی سوز هموژن ماند کروموفور یکسان بوده که نتیجه حاکی از پوشش کامل کروموفور در مقیاس نانو به وسیله فاز پراکنده است.رنگرزی الیاف سلولزی نیز با چنین دیسپرسیونی انجام شده است.

تحقیقات نشان داده است که نانو ذرات سطح فعال دوده Carbon black در ابعاد 8 نانومتر ، قادر هستند در دمای بالاتر از دمای انتقال شیشه ایی Tg طی فرآیند رنگرزی حرارتی ، به آرامی در الیاف پلی استر و اکریلیک نفوذ کند.هرچند که در رنگرزی به روش رمق کشی منسوجاتی همچون ، پنبه پشم ، اکریلیک و نایلون پراکنده شدن نانو ذرات دوده در محلول مائی و جذب ذرات بروی سطح الیاف تنها بعد از اصلاح دوده از طریق اکسیداسیون به منظور آبدوست کردن آن در اثر تشکیل گروه های هیدروکسیل بروی سطح الیاف امکان پذیر بوده ، ولی در عمل بدون آنکه نیازی به عامل دیسپرس کننده باشد ، ذرات به خودی خود پراکنده می شوند.
رنگ پذیری الیاف نانو کامپوزیتی

نانو کامپوزیت ها موادی هستند که از طریق افزودن نانو ذرات داخل ماتریس زمینه تهیه می شوند . پس از افزودن نانو ذرات ، خواص نانو کامپوزیت بصورت چشمگیری بهبود می یابد.

پلی پروپیلن از نایلون و پلی استر ارزان تر است ، اما رنگرزی آن مشکل بزرگی محسوب می شود . چندین روش مرسوم جهت بهبود رنگ پذیری پلی پروپیلن همچون کوپلیمریزاسیون ، ترکیب پلیمر ها و شاخه دار کردن وجود دارد ، ولی تمام این روش ها پرهزینه هستند و در نهایت قیمت تمام شده الیاف پلی پروپیلن افزایش چشمگیری خواهد یافت. فناوری نانو یک راه حل اساسی در این زمینه ارائه کرده که طی آن از نانو رس اصلاح شده با نمک آمونیوم چهار ظرفیتی استفاده شده است. الیاف نانو کامپوزیت پلی پروپیلن حاصله ، با رنگزاهای اسیدی و دیسپرس قابل رنگرزی هستند . رنگ پذیری الیاف نانو کامپوزیتی پلی پروپیلن / رس ناشی از جاذبه یونی بین رنگزای اسیدی دارای بار منفی و بار مثبت نمک های آمونیوم چهار ظرفیتی در رس اصلاح شده است. نیروی واندروالس و شاید پیوند های هیدروژنی ، نقش اساسی در رنگرزی الیاف نانو کامپوزیتی پلی پروپیلن با رنگزای اسیدی ایفا می کنند. در رنگرزی این دسته از الیاف با رنگزای دیسپرس چنین به نظر می رسد که تمایل بین رنگزای دیسپرس و نانو رس ، مربوط به نیروهای واندروالس و پیوند هیدروژنی است.

رنگرزی الیاف نانو کامپوزیتی (پلی آمید 6 / نانو رس) با رنکزای دیسپرس ، سریع تر از الیاف پی آمید خالص صورت میگیرد.البته برای رنگزاهای اسیدی و متال کمپلکس 2:1 عکس این حالت اتفاق می افتد.طی استفاده از این نوع رنگزاها ، نانو رس تثبیت شده بر روی مکان های آمینو از جذب و تثبیت رنگزای اسیدی و یا متال کمپلکس جلوگیری به عمل می آورد.

به منظور بهبود خاصیت رنگ پذیری پلی استر ، الیاف نانو کامپوزیتی پلی استر با استفاده از نانو ذرات سیلیکا تهیه شده است. با استناد به نتایج الیاف نانو کامپوزیت پلی استر / سیلیکا طی هیدرولیز قلیایی ، کاهش وزن بیشتری نسبت به پلی استر خالص خواهند داشت.در این حالت تشکیل ساختار سطحی سخت تر و به موچب ترک ها و حفره های کثیر ایجاد شده ، امکان رنگ پذیری بهتر و عمیق تری را فراهم کرده است.