بررسی رنگرزی الیاف اکریلیک با رنگهای طبیعی(‌اسپرک قرمزدانه پوست گردو ) با روشهای مختلف

فهرست مطالب

عنوان صفحه

مقدمه ۱

فصل اول :‌کلیات

۱-۱- هدف ۴

۱-۲- پیشینة‌تحقیق ۴

۱-۳- روش کار تحقیق ۵

فصل دوم : اکریلیک

۲-۱- تاریخچه ۷

۲-۲ – تعریف الیاف اکریلیک و مد اکریلیک ۷

۲-۳- سنتز اکریلونیتریل ۸

۲-۴- حلالهای مناسب الیاف پلی اکریلونیتریل ۱۱

۲-۵- تولید الیاف از پلیمر اکریلونیتریل ۱۱

۲-۶- انواع الیاف اکریلیک و مد آکریلیک ۱۳

۲- ۷- الیاف ارلون ۱۳

۲-۲۲- خنثی کردن الکتریسیتة ساکن الیاف اکریلیک ۴۶

فصل سوم : رنگزاهای طبیعی

۳-۱- تاریخچة رنگرزی ۴۸

 ۳-۲- تاریخچة رنگرزی در ایران ۵۵

۳-۳- مختصری در مورد رنگینه های طبیعی ۶۳

۳-۴- کاربرد رنگهای گیاهی در هنرهای دستی ایران ۶۶

۳-۵- دلایل اقتصادی استفاده از رنگهای گیاهی ۶۸

۳-۶- شناسائی مواد رنگزای طبیعی ۷۱

۳-۷- مقایسة‌خواص مواد رنگزای طبیعی و مصنوعی ۷۲

۳-۸- قرمزدانه ۷۵

۳-۹- انواع قرمزدانه ۷۷

۳-۱۰- طریقه جمع آوری قرمز دانه ۷۹

۳-۱۱-تأثیر مواد گوناگون از قرمزدانه ۸۱

۳-۱۲- تهیه مواد گوناگون از قرمز دانه ۸۲

۳-۱۳- تقلب در قرمزدانه ۸۲

۳-۱۴- رنگ بندی قرمزدانه ۸۳

۳-۱۵- اسپرک ۸۴

۳-۱۶- تاریخچه اسپرک ۸۵

۳-۱۷- خصوصیات گیاه اسپرک ۸۶

۳- ۱۸- چگونگی برداشت محصول اسپرک ۸۸

۳-۱۹- پوست گردو ۸۹

۳-۲۰-گرفتن رنگ از پوست گردو ۹۰

۳-۲۱-اثر دندانه ها بر پوست گردو ۹۱

۳-۲۲- تأثیر مواد شیمیایی بر محلول پوست گردو ۹۱

۳-۲۳- طرز خشک کردن گیاه ۹۲

۳-۲۴- آب در رنگرزی ۹۳

۳-۲۵- دندانه ها ۹۶

۳-۲۶- اسیدهای مورد استفاده در رنگرزی ۱۰۴

۳-۲۷- پتانسیل آینده استفاده از رنگزاهای طبیعی ۱۰۵

 فصل چهارم : آزمایشات رنگرزی

۴-۱- توضیحات ۱۰۸

۴-۲- مشخصات کالا ۱۰۹

۴-۳-مشخصات مواد مصرفی ۱۰۹

۴-۴- وسایل آزمایشگاهی مورد استفاده ۱۰۹

۴-۵- مراحل انجام آزمایش ۱۱۰

۴-۶- دندانه دادن کالا ۱۱۰

۴-۷-انجام آزمایشات رنگرزی ۱۱۲

۴-۸- عملیات شستشوی کالاهای رنگ شده ۱۱۴

۴-۹-تعیین ماکزیمم طول موج برای رنگهای مصرفی ۱۱۵

۴-۱۰- رسم منحنی کالیبراسیون ۱۱۸

۴-۱۱-محاسبه درصد رمق کشی…………………………………………………………………….۱۲۳

۴-۱۲-نتیجه گیری و پیشنهادات…………………………………………………………………….۱۲۵

منابع و مآخذ ۱۲۹

فهرست جداول

عنوان صفحه

۳-۱- جدول تأثیر دندانه ها در روی رنگرزی پشم با قرمزدانه ۸۴

۴-۱- جدول مشخصات کالای اکریلیک ۱۰۹

۴-۲- جدول حمامها برای دندانه دادن ۱۱۱

۴-۳- جدول حمامهای رنگرزی به روش پیش دندانه ۱۱۲

۴-۴- جدول حمامهای رنگرزی به روش همزمان ۱۱۳

۴-۵- جدول حمامهای رنگرزی به روش پس دندانه ۱۱۳

۴-۶- جدول حمام شستشوی کالای اکریلیک رنگرزی شده ۱۱۵

۴-۷- جدول میزان جذب پساب رنگرزی و پساب شستشوی قرمزدانه در شرایط مختلف ۱۲۲

۴-۸- جدول میزان جذب پساب رنگرزی و پساب شستشوی  اسپرک  در شرایط مختلف ۱۲۲

۴-۹- جدول میزان جذب پساب رنگرزی و پساب شستشوی پوست گردو در شرایط مختلف ۱۲۳

۴-۱۰- جدول درصد رمق کشی اکریلیک با قرمزدانه ۱۲۴

۴-۱۱-  جدول درصد رمق کشی اکریلیک با اسپرک ۱۲۴

۴-۱۲- جدول درصد رمق کشی اکریلیک با پوست گردو ۱۲۴

فهرست نمودارها

عنوان صفحه

نمودار( ۴-۱) جذب   قرمز دانه ۱۱۷

نمودار (۴-۲) جذب   پوست گردو ۱۱۷

نمودار (۴-۳) جذب   اسپرک ۱۱۸

نمودار(۴-۴) کالیبراسیون پوست گردو ۱۱۹

نمودار (۴-۵) کالیبراسیون قرمزدانه ۱۲۰

نمودار (۴-۶) کالیبراسیون اسپرک ۱۲۱

نمودار (۴-۷) درصد رمق کشی الیاف اکریلیک با قرمز دانه ۱۲۵

نمودار (۴-۸) درصد رمق کشی الیاف اکریلیک با اسپرک ۱۲۶

نمودار (۴-۹) درصد رمق کشی الیاف اکریلیک با پوست گردو ۱۲۷

مقدمه:

مجموعه ای که پیش روی شماست برگرفته از مقالات، کتابها و تجربیات حاصل از آزمایشات مختلف می باشد که به بررسی شرایط مختلف رنگ پذیری الیاف اکریلیک با دندانه ها و روشهای مختلف پرداخته است این مجموعه از ۴ فصل مجزا تشکیل شده است که فصل ۱ آن شامل کلیاتی در مورد اهداف انجام پروژه- پیشینه های تحقیق و همچنین توضیحاتی در مورد نحوة انجام کار و جمع آوری مطالب می باشد.

در فصل ۲ بطور اجمالی به شرح الیاف اکریلیک پرداخته و خصوصیاتی از قبیل ساختار- خواص فیزیکی و شیمیایی، مراحل ریسندگی و تولید و انواع اکریلیک ها و روشهای رنگرزی اکریلیک مورد بررسی قرار داده است تا خواننده با بررسی آن بهتر بتواند پدیده هایی که در بخشهای بعدی به آن می پردازیم را توجیه کند.

در فصل ۳ به بررسی رنگینه های طبیعی و تاریخچه آنها و اهمیت آنها نسبت به

رنگینه های صنعتی پرداخته می شود و به طور مبسوط بر روی ۳ رنگینه اسپرک، قرمزدانه و پوست گردو و خصوصیات آنها از قبیل مشخصات، ترکیبات و خواص دیگر آنها پرداخته می شود.

فصل ۴ مربوط به آزمایشات انجام شده پیرامون رنگرزی اکریلیک با رنگینه های طبیعی اسپرک، قرمزدانه و پوست گردو در حضور داندانه های زاج سفید و دی کرومات پتاسیم به روشهای پیش دندانه، همزمان و پس دندانه و میزان رمق کشی و جذب رنگ و خواص ثباتی این رنگینه ها می باشد.

در آخر به صورت خلاصه به تجزیه و تحلیل داده ها و بررسی نمودارهای بدست آمده می پردازیم و یک نتیجه گیری کلی پیرامون نتایج حاصل از این پروژه مطرح می شود. در خاتمه بر خود لازم می دارم از جناب آقای دکتر محمد میرجلیلی که با راهنمایی‌های فراوان و دلسوزانه خود مرا در انجام هر چه بهتر این پروژه یاری کرده‌اند صمیمانه قدردانی نمایم.

فصل اول :

کلیات

۱-۱- هدف

در این پروژه به منظور ارائه شرایط بهینه و قابلیت جذب مناسب مواد رنگزای طبیعی مختلف توسط الیاف اکریلیک رنگرزی این لیف با ۳ رنگزای طبیعی قرمزدانه – اسپرک و پوست گردو و در شرایط مختلف و با دندانه های زاج سفید و دی کرومات  پتاسیم و همچنین به ۳ روش پیش دانه – همزمان – پس دندانه که این عملیاتها به منظور ارائه‌مناسبت ترین روش با بهترین خواص شستشوئی مورد بررسی قرار می گیرد .

۱-۲- پیشینة تحقیق :

در رابطه با استفاده از مواد رنگزای طبیعی به منظور رنگرزی الیاف طبیعی و مصنوعی تحقیقاتی به انجام رسیده و همچنین کنفرانسهایی نیز برگزار شده است و قابلیت استفاده از این مواد رنگزا را برروی الیافی همچون نایلون و پلی‌استر به روشهای رنگرزی همزمان مورد مطالعه قرار گرفته همچنین کنفرانسی در هفدهم دسامبر ۲۰۰۱ در Iitdelhi در مورد این مواد برگزار شده است که بخش تکنولوژی نساجی در Iitdelhi تحقیق روی این موضوع را از سال ۱۹۹۰ آغاز کرده است.

۱-۳-روش کار تحقیق

 که این بخش شامل انجام مراحل زیر می باشد

۱-۳-۱- جمع آوری اطلاعات پیرامون مواد رنگزای طبیعی – چگونگی به دست آوردن و استفاده از آنها و همچنین جمع آوری اطلاعات جامعی پیرامون الیاف اکریلیک خصوصیات و همچنین شرایط و چگونگی رنگرزی این الیاف

 ۱-۳-۲-رنگرزی الیاف اکریلیک تحت  شرایط مختلف به روشهای پیش کروم – همزمان – پس کروم با مواد رنگزای طبیعی اسپرک – قرمز دانه و پوست گردو با دندانه های زاج سفید و دی کرومات و مقایسة خواص رنگ پذیری ثبات شستشوئی نمونه های رنگ شده .

۱-۳-۳- تجزیه و تحلیل نتایج

فصل دوم :

آکریلیک

۲-۱- تاریخچه :

در سال ۱۹۴۸ .م  کمپانی دوپونت ایالات متحده پس از یک رشته کوششها و پژوهشهایی که انجام داد توانست در بدست آوردن لیفی که از دیدگاه کارایی ، همانندی و بیشترین شباهت را با پشم طبیعی داشته باشد موفق بیرون آید و بدینسان لیف ساختگی (‌مصنوعی ) تهیه گردید .[۱]

این الیاف از پلیمرها یا کوپلیمرهای اکریلونیتریل ساخته می شوند که در طول جنگ دوم جهانی در صنایع لاستیک سازی آمریکا توسعه فراوان یافتند و از این جهت تعداد زیادی مواد شیمیایی به مقایسهای بزرگ از جمله اکریلونیتریل  تهیه شدند

 از پیوند شیمیایی مولکولهای اکریلونیتریل پلیمرهایی ساخته می شود که قابلیت ریسندگی و تشکیل لیف دارند امروزه الیاف سنتتیک که پایه آنها اکریلونیتریل است در انواع مختلفی تولید می شوند [۲]

۲-۲- تعریف الیاف اکریلیک و مد اکریلیک :

 تعاریف زیر توسط کمیسیون فدرال تجارت آمریکا به عمل آمده است .

اکریلیک :

 الیاف ساخته شده سنتتیک هستند که مادة تشکیل دهنده زنجیر پلیمری آنها حداقل شامل ۸۵ درصد وزنی واحدهای اکریلونیتریل است .

مد اکریلیک :

 الیاف ساخته شده سنتتیک هستند که ماده تشکیل دهندة زنجیر پلیمری آنها را ، حداکثر ۸۵ و حداقل ۳۵ درصدوزنی ، واحدهای اکریلونیتریل تشکیل می دهد [۲]

۲-۳- سنتز الکریلونیتریل

 نظر به اینکه الیافی که در این مبحث مورد گفتگو قرار می گیرند و به طور عمده از اکریلونیتریل تهیه می شوند لازم است با روشهای صنعتی تهیه این ماده آشنا باشیم این ماده برای سیانو اتیله کردن سلولز نیز به کار می رود و یکی از مواد مهم صنعت تهیه الیاف مصنوعی است  اکریلو نیتریل به چهار طریق عمده تهیه می شود :

۲-۳-۱- اکسید اتیلن :

 این روش کلاسیک که امروزه متداول نیست ، در سالهای اولیه فعالیت ، روی تهیه الیاف اکریلیک مورد استفاده قرار می گرفت . اکسید اتیلن که خود محصول اکسیداسیون ، اتیلن  حاصل از کراکینگ نفت است ، می تواند با اسید هیدروسیانیک ترکیب شود خود اسید هیدروسیانیک نیز از اکسیداسیون نسبی متان در مجاورت آمونیاک ، به روشهای کاتالیتیک به دست می آید این عمل منجر به تشکیل اکریلونتیریل می شود .

۲-۳-۲- از استیلن

امروزه تهیه اکریلونیتریل از استیلن متداولترین روش است . خود استیلن که طبق روشهای سنتی از اثر آب روی کاربید کلسیم به دست می آید ، امروزه به مقدار زیادی از تقطیر مواد نفتی تهیه می شود استیلن به هر طریقی که تهیه شده باشد در راکسیون با اسید هیدروسیانیدریک منجر به تشکیل اکریلونتریل می شود

این واکنش در حضور کاتالیزور ، کلرورکوئیورو و در محیط آبکی کلرور آمونیوم انجام می گیرد تا حلالیت کلرور کوئیورو را افزایش  دهد واکنش در فشار معمولی و حرارت ۸۰ درجه سانتیگراد انجام می شود به منظور تبدیل کردن کامل اسید هیدروسیانیک به ازای هر ۱۰ مولکول استیلن یک مولکول اسید کلریدریک افزوده می شود بازده واکنش بر مبنای استیلن به کار رفته ۸۰ درصد و بر مبنای اسید هیدروسیانیدریک ۹۵ درصد خواهد بود .

 ۲-۳-۳- طریقه سوهیو

راکسیون با اکسیداسیون پروپیلن شروع می شود و پس از تولید اکرولئین آمونیاک به آن افزوده می شود کمپلکسی که به وجود می آید هیدراته و سپس هیدروژنه شده و تبدیل به اکریلونیتریل می شود .

مجموعه راکسیونهای فوق را می توان به صورت کلی نمایش داد :

 به نظر می رسد که کمپانیهای دوپونت آمریکا ، آساهی و میتسوبیشی ژاپن هر سه اکریلونیتریل را به طریق فوق تهیه می کنند .

۲-۳-۴- از استالدئید

 در این راکسیون اسید هیدروسیانیک به استالدئید افزوده می شود و سیان هیدرین تولید می شود که پس از جذب آب تبدیل به اکریلونتیریل می شود

 طرز تهیه وینیل کلراید

 بهترین طریقه ، افزودن اسید کلرئیدریک به استیلن در حضور کاتالیزور کلرو مرکوریک روی ذغال اکتیو است

   روش دیگر ترکیب کردن اتیلن با کلر است که منجر به تشکیل دی کلرواتیلن می شود که به نوبه خود در تحت ۴ اتمسفر فشار و C°۵۵۰ حرارت می شکند و تبدیل به وینیل کلرید می شود [۲].

۲-۴- حلال های مناسب الیاف پلی اکریلونیتریل

 ۲-۴-۱- دی متیل فرم آمید

۲-۴-۲- دی متیل سولفون

۲-۴-۳- متانیتروفنل

۲-۴-۴- پارانیتروفنل

۲-۴-۵- ساکسیو نیتریل

۲-۴-۶- آدیپونیتریل      [۳]

۲-۵- تولید الیاف از پلیمر اکریونیتریل

 ساخت و تهیه الیاف ارلون و تقریباً‌سایر انواع الیاف  اکریلیک اصلاح شده با جزئی تفاوتهایی مشابه هم هستند طرز تهیه ، آن به این ترتیب است که پلیمر را در حلال آلی مناسبی حل می کنند و پس از عمل اکستروژن تهیه فیلامنت حلال را تبخیر می کنند و فیلامنت جامد باقی می ماند پلی اکریلونیتریل را ممکن است به روش ترهم ریسندگی کرد برای منعقد کردن الیاف از حمام گلیسرول استفاده می شود . در پایان فیلامنت تحت کشش قرار داده می شود تا آرایش مولکولی لازم را به دست آورد . ابتدا حمامی که حاوی ۴۰ قسمت ( تمام قسمتهای وزنی ) است و پر از سولفات آمونیوم به عنوان کاتالیزور ، ۸۰ قسمت بی سولفیت سدیم به عنوان ماده فعال کننده و ۹۰ قسمت آب مقطر است ، در ۴۰ درحه سانتی گراد آماده می شود در فاصله دو ساعت، پلیمر را با مخلوطی از ۹۰ قسمت اکریلونیتریل و ۱۰ قسمت از یک منومر اتیلن دیگر ، بتدریج به حمام می افزایند و مخلوط را به آرامی تحت همزن قرار می دهند در این عمل پلیمر که پلی اکریلونیتریل  تغییر یافته است در محلول رسوب می کند و. در این هنگام وزن مولکولی  آن ۶۰۰۰۰ است پلیمر رسوب کرده را  با صافی از محلول جدا می کنند شستشو می دهند و خشک می کنند سپس پلیمر را در حلال آلی مناسب که معمولاً دی متیل فرم آمید است به غلظت ۱۰ تا ۲۰ درصد حل می کنند .