اسید غلیظ و قوی مانند اسید سولفوریك باعث هیدرولیز و شكستن پیوندهای پیتیدی – -CO-NH در زنجیره های پروتئینی پشم می شود. گستردگی و دامنه هیدرولیز توسط اسید را نمی توان به طور دقیق مشخص نمود. در هر صورت شكستن اتصالات و پیوندهای پیتیدی باعث كوتاه شدن زنجیره ها و كاهش استحكام الیاف می شود .

تاثیر مواد شیمیایی بر الیاف طبیعی فرش

اسید غلیظ و قوی مانند اسید سولفوریك باعث هیدرولیز و شكستن پیوندهای پیتیدی – -CO-NH در زنجیره های پروتئینی پشم می شود.
گستردگی و دامنه هیدرولیز توسط اسید را نمی توان به طور دقیق مشخص نمود. در هر صورت شكستن اتصالات و پیوندهای پیتیدی باعث كوتاه شدن زنجیره ها و كاهش استحكام الیاف می شود .
در كل اثر اسید بر روی پشم به عواملی نظیر : غلظت – دما – زمان – نوع اسید بستگی دارد، به عنوان مثال : اسید سولفوریك رقیق (۱۰-۵) درصد حتی در دمای بالا اثر چندان زیادی بر روی پشم ندارد به همین دلیل، در عملیات كربونیزاسیون از اسیدسولفوریك رقیق استفاده می شود و یا حتی در رنگرزی پشم با رنگهای اسیدی یكنواخت شونده در دمای جوش تا (۴) درصد اسید نیز استفاده می شود. (نكته: كربونیزه كردن، از بین ناخالصیهای سلولزی پشم كه بوسیله اسید انجام می شود).

اسید رقیق با گروههای انتهایی و جانبی و زنجیره های پیتیدی واكنش داده و گروه های سولفات و سولفامیك ایجاد می كنند. ایجاد این گروهها باعث جذب نشدن رنگ در آن نواحی می شود، بنابراین اگر عمل كربونیزاسیون بصورت نایكنواخت انجام داده شود احتمال رنگرزی نایكنواخت وجود دارد.
اسید غلیظ علاوه بر پیوندهای پیتیدی ، پیوندهای دی سولفیدی (اتصالات عرضی بین زنجیره ها) را نیز می شكند . شكسته شدن این پیوندها باعث افزایش حلالیت پشم در قلیا می شود.

اثر قلیا بر روی پشم:

میزان اثر قلیا بر روی الیاف پشم به غلظت – دما – زمان – نوع قلیا بستگی دارد.

به عنوان مثال: قلیای ضعیف مانند كربنات سدیم (na2co3) در دمای محیط برای شستشوی پشم ، همراه با صابون استفاده می شود . البته اگر غلظت كربنات زیاد باشد و مدت زمان واكنش نیز طولانی گردد ، میزان آسیب وارده به پشم زیاد خواهد بود.

محلول قلیای قوی خیلی غلیظ (سود سوز آور ۴۰-۳۷درصد) در دمای محیط در مدت زمان كوتاه (۵دقیقه) اثر تخریبی شدید بر روی پشم نشان نمی دهد ، بلكه فقط فلسهای پشم را جدا می كند از این روش در حدود (۴۰) سال قبل برای فلس زدایی استفاده می شده است.

محلول سود سوز آور ۵% در مدت زمان حداكثر ۵ دقیقه در دمای جوش الیاف پشم را حل می كند ، زیرا در دمای بالا منافذ الیاف باز می شوند و مواد الیاف شده و راحتتر الیاف را تخریب می كنند.در صورتی كه در دمای پایین این تخریب كمتر است.بعد از انجام هر عملیات قلیایی ، خنثی سازی با اسیداسیتیك ضروری است ، چون قلیای باقیمانده در مدت زمان طولانی به مغز الیاف نفوذ كرده و باعث تخریب پشم می شود.

بر اثر استفاده از قلیا پشم زبر می شود ، چرا كه چربی های آن توسط قلیا هیدرولیز خواهد شد .برای جبران این مورد مواد نرم كننده (كاتیونی) به پشم اضافه می نمایند.

اثر مواد احیا كننده بر روی پشم:

مواد احیا كننده ابتدا پیوندهای دی سولفیدی (-s-s-) در پشم را می شكنند و بعد ایجاد گروههای متول (-s-h) می نمایند.

شكستن پیوندهای دی سولفیدی باعث كاهش مقدار كمی از مقاومت الیاف پشم می شود ، ولی باعث افزایش میزان حلالیت پشم در قلیا می گردد.

از هیدروسولفید برای رنگبری و سفیدگری استفاده می نمایند. عمل احیا هم در ph اسیدی و هم در ph قلیایی امكان پذیر است ، در محدوده phبین (۶-۲) مقدار كمتری از پیوندهای دی سولفیدی احیا می شوند، ولی با افزایش phاین مقدار زیادتر می گردد. بهترین راندمان در (ph=5/5) است ، زیرا در این ph كمترین میزان تخریب بر روی پشم می شود.

عمل احیا پیوندهای دی سولفیدی برگشت پذیر است كه به مرور زمان توسط اكسیژن هوا پیوندهای دی سولفیدی شكسته شده، دوباره ایجاد می گردد. (عمل اكسیداسیون)
R-sh+r-sh—–r-s-s-r+h2o

همانطور كه عنوان كردیم پیشرفت واكنش احیا بصورت تعادلی است پس اگر لازم باشد حدود۶۰% پیوندهای دی سولفیدی احیا گردد، باید محلول احیا كننده بصورت تازه و در چند مرحله مصرف شود.

برخی از مواد احیا كننده برای سفیدگری پشم مورد استفاده واقع می شوند عبارتند از : 

  • سدیم تیوسولفاتna2s2o3
  • سدیم هیدروسولفیتna2s2o4
  • سدیم متابی سولفیتna2s2o5
  • سدیم تتراتیونات دی هیدرات na2s2o6

در ساختمان مواد احیا كننده باید هیدروژن وجود داشته باشد به همین خاطر مواد فوق را با آب واكنش میدهند و مصرف می كنند.
Na2s2o5+h2o—–2nahso3
سدیم بی سولفیت سیدم متابی سولفیت
سدیم هیدروسولفیت و سدیم متابی سولفیت بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند . ولی سدیم هیدروسولفیت قویتر است .

تاثیر مواد شیمیایی بر الیاف طبیعی فرش

از مواد اكسید كننده بر روی پشم:

از مواد اكسید كننده نیز برای سفید گری پشم استفاده می شود.این مواد اگر در شرایط ملایم یعنی غلظت و دمای پایین و زمان كوتاه استفاده شوند، اثر تخریبی چندان زیادی بر روی پشم ندارند . ولی اگر شرایط حاد باشد ، یعنی زمان و دما و غلظت بالا باشد عمل اكسیداسیون بر روی پیوندهای دی سولفیدی اتفاق می افتد ، یعنی پیوندهای دی سولفیدی شكسته میشوند.

عمل اكسیداسیون برگشت پذیر نیست.

(نكته : گروه های سولفونیك(-so3h )ایجاد شده باعث كاهش تمایل جذب رنگهای اسیدی می شود ، زیرا رنگهای اسیدی دارای بار منفی بوده و همچنین بار(-so3) پشم نیز منفی است ، پس همدیگر را دفع كرده و جذب رنگ پایین می آید.

از جمله موارد دیگر كه برای سفیدگری پشم به كار می رود ، آب اكسیژنه (h2o2) است كه در محیط خنثی واكنش آن با پشم كند است و در محیط قلیایی چون آّب اكسیژنه بیشتری جذب پشم می شود شدت واكنش افزایش افزایش می یابد.

تركیبات اكسید كننده دیگر مانند پر استیك اسید (آب اكسیژنه + اسیدداسیتك) كه اكسید كننده های قویتری هستند باعث شكستن پیوندهای سولفیدی و تجزیه اسیدهای آمینه تریپتوفن و میتوفن نیز می شود.
پراستیك اسید ch3coooh
كلر موجود در هیپوكلریك سدیم یا آب ژاول nacl و هیپوكلریك سدیم (ocl)ca از قدرت اكسید كنندگی بالایی برخوردار است به نحوی كه علاوه بر شكسته شدن پیوندهای دی سولفیدی ، اسید آمینه های سیستئین ، تیروزین ، هیزتیدین ، تریپتوفن ، فنیل آلاتین نیز تخریب می شوند.

كوتیكول یا فلس پشم غنی از اسید آمینه سیستئین و پروزین است و پیروزین است و چون فلس در سطح الیاف قرار دارد ، فلس شدیدا توسط تخریب شده و از پشم جدا می شود.
در صورت طولانی بودن زمان واكنش یا بالا بودن دما و غلظت كلر ، كلر بیشتری به مغز الیاف نفوذ كرده و پشم صدمه دیده و استحكام آن كاهش می یابد.
(نكته : میزان فعالیت كلر شدیدا به phمحلول بستگی دارد به طوری كه در ph اسیدی یا خنثی تمام پیوندهای دی سولفیدی توسط كلر اكسید می شود ، زیرا در این ph كلر سریعا آزاد می شود ولی در (۲۵-۱۰) درصد پیوندهای دی سولفیدی شكسته می شود . در phشدیدا قلیایی خود قلیا نیز خود عامل تخریب كننده است برای جلوگیری از تخریب بیشتر الیاف مناسبترین ph در حدود ۱۰ می باشد.)
با توجه به كلر اكسید كننده قوی و مخرب پشم است، میتوان تحت شرایط كنترل شده برای فلس زدایی (براق كردن) پشم از آن استفاده نمود.

روشهای ممكن عبارتند از:

۱ – استفاده از اسید فرمیك hchooh
Ph اسید فرمیك در حدود ۴ است و یك اسید احیا كننده نیز هست . این خاصیت اسید فرمیك باعث كند شدن سرعت اكسید اسیون كلر می شود و از مخرب كننده كلر جلوگیری میكنند.

۲ – استفاده از محلول نمك اشباع شده همراه با كلر
محلول اشباع شده نمك از تورم الیاف جلوگیری می كند . پس كلر به مقدار كم به داخل لیف نفوذ می كند و بیشتر در سطح پشم فلسها را جدا می كند .

-اثر نوری روی پشم:

نور باعث ایجاد تغییرات شیمیایی و فیزیكی در الیاف پشم می شود .اثر شیمیایی نور بیشتر به امواج ماوراء بنفش (UV) مربوط می شود كه باعث خرد شدن فلسها . خود الیاف می شود.
نور خورشید پیوندهای دی سولفیدی را شكسته و گروههای تیول ایجاد می كنند كه این گروهها در رنگرزی الیاف اثر نا مطلوب می گذارند .نور زیاد و طولانی باعث جدا شدن گوگرد و اكسید شدن آن میگردد و بعد در اثر رسیدن رطوبت ، اسید سولفورو HSO3 و اسید سولفوریك H2CO4 تولید می شود كه بر روی پشم اثر تخریبی دارد.
( نكته : پشم تنه الیافی است كه گوگرد دارد . )

اثر گرما روی پشم:

الیاف پشم در اثر گرما كوتاه می شوند ، زیرا كراتین B به كراتین Xتبدیل می شود. دمای خشك زیر ۱۵۰C در زمان كمتر از نیم ساعت اثر چندان زیادی روی پشم ندارد ، اما با افزایش دما و زمان شكسته شدن پیوندهای دی سولفیدی را شاهدیم.
گرما در شرایط مرطوب حتی در ۱۰۰C باعث شكسته شدن پیوندهای دی سولیدی می شود.
(نكته: الیاف مرطوب باید در دمای زیر ۴ درجه خشك شوند.)

اثر حلالهای آلی بر روی پشم:

اثر چندان زیادی روی پشم ندارند به همین دلیل البسه های پشمی ترجیحا با حلالهای آلی خشك شوئی می شوند. ضریب این حلالها برآبر در این است كه باعث كوتاه شدن و آب رفتگی پشم نمی شود و به علت غیر قطبی بودن ، قدرت تمیز كنندگی بالایی دارند.

ساختمان شیمیایی الیاف پشم:

الیاف پشم از ماكرومولكولهای طبیعی ((پلی پیتیدها)) تشكیل شده اند كه خود پلی پیتیدها از اتصال ۲۱ نوع اسد آمینه مختلف تشكیل می شود

الف- پیوندها و نیروهای بین مولكولی در پشم:

 ۱- پیوندهای سولفیدی:

یك پیوند كووالانس ما بین دو اسید آمینه سیستئین است كه نتیجه آن نیز ایجاد آمینه سیستئین است و بر عكس این حالت نیز یعنی شكستن پیوند كووالانس بین گوگرد و گوگرد تولید اسید آمینه سیستئین می نماید.

۲- پیوندهای یونی یا نمكی :

هر گاه یك عامل اسیدی آزاد از گروه جانبی یك زنجیره در مقابل یك قلیایی آزاد از گروه جانبی زنجیره پیتیدی دیگر قرار گیرد ، در اثر نیروی الكترواستاتیكی بین آنها پیوند یونی حاصل می شود . به عنوان مثال: میتوان از اسید آمینه اسید اسپارتیك یا اسید گلوتامیك در یك در یك زنجیره به عنوان عامل اسیدی آزاد و از اسید آمینه گلوتامین و آسپارجین یا آرج نین از زنجیره دیگر به عنوان یك عامل قلیایی آزاد نام برد كه باعث ایجاد پیوند یونی می شود.
پیوند یونی در فاصله (۸-۴) = PH پایدار می باشد ، كه به آن نقطه ایزوالكتریك پشم نیز گفته می شود كه تمام گروه های اسیدی و قلیایی بصورت یونیزه می باشند.

۳- پیوند هیدروژنی:

این پیوند اغلب ما بین اتمهای هیدروژن گروه های و اتمهای اكسیژن گروههای كربونیل در زنجیره های پیتیدی تشكیل می شود. این پیوند می تواند ما بین گروه های دیگر از جمله گروه های هیدروكسیل مانند اسید آمینه تیتروزین با گروههای كربونیل در زنجیره پیتیدی بر قرار شود. پیوند هیدروژنی به موازات محور اصلی زنجیره های پیتیدی تشكیل می شود . پیوندهای ضعیفی هستند ولی تعداد زیاد آنها در پایداری پشم موثر است.
پیوند هیدروژنی در آب از بین می رود زیرا زمانی كه آب بین دو مولكول پشم وارد شود بخاطر كم شدن فاصله بین مولكول پشم و آب ، پیوند هیدروژنی جدید بر قرار می شود. (پشم در آب راحت تركشیده میشود.)

۴- نیروی واندروالس:

این نیرو عبارت از تمام نیروهای جذب كننده ما بین مولكولها (غیر از پیوندهای نمكی و هیدروژنی) می باشد كه به آن پیوند روغنی (هیدروفوبیك HJDROPHOBOC) نیز می گویند .
پیوندهای دی سولفیدی،هیدروژنی،یونی،و نیروی واندروالس داخل یك زنجیره نیز می توانند به وجود بیایند چون در پشم در حالت طبیعی زنجیره ها بصورت آلفا (فندی شكل) می باشد و در اثر كشش ، زنجیره كشیده و صاف شده و به فرم بتا تبدیل می شود ، كه در این حالت پیوندهای فوق از بین می روند در اثر گرما پشم جمع شده و حالت زنجیرهها به تبدیل می گردد.

ب- اثر موا شیمیایی بر روی پنبه:

۱- اثر اسید:

پنبه برعكس پشم در برابر اسید شدیدا آسیب پذیر است.فاكتورهایی مانند : دما،زمان و غلظت اسید عوامل تعیین كننده در شدت و میزان تخریب است.

اسید سولفوریك ۷۵% درصد در دمای محیط حداكثر ظرف مدت یك ساعت پنبه را در خود حل می كند.
بدین ترتیب كه در شرایط ملایم اسید غلیظ پیوند هیدروكسیلی بین حلقه های گلوكز را می شكند و زنجیره سلولزی به واحد های گلوكزی محلول در آب تبدیل می شود.
در صورت افزایش دما با افزایش غلظت اسید شدت واكنش بالا بوده و باعث سیاه شدن پنبه می شود كه در اصطلاح به آن سوختن پنبه می گویند. اسیدهای ضعیف رقیق نیز در مدت زمان طولانی باعث شكستن زنجیره های سلولزی و تخریب پنبه می شوند.
اسیدهای ضعیف مانند اسید اسیتیك اثر تخریبی چندان زیادی روی پنبه ندارند ولی اسید نسبتا قوی مانند اسید فرمیك در مدت زمان طولانی باعث تخریب پنبه می شود.

۲- اثر قلیا:

پنبه بر عكس پشم در برابر قلیا مقاومت بالایی دارد . به همین دلیل برای شستشو و سفید گری پنبه خام بصورت نخ یا پارچه از قلیای قوی مانند سود سوزآور استفاده می شود.
در دمای جوش در مدت نیم الی یك ساعت سودسوزآور واكس و چربی پنبه را جدا می كند . در حالیكه در این شرایط حاد اثر چندان نامطلوبی روی پنبه باقی نمی گذارد و یا حتی از سود و سوزآور ۱۸ درصد در دمای محیط برای مرسریزه كردن پنبه استفاده می شود .

۳- اثر حرارت :

مقاومت پنبه در باربر حرارت بالا بوده به نحوی كه در دمای ۱۲۰ درجه سانتیگراد پس از گذشت چند ساعت پنبه كمی زرد می شود و در دمای ۱۵ درجه سانتیگراد در اثر اكسیداسیون توسط هوا پیوندهای گلوكزی شكسته و الیاف پنبه شروع به تجزیه شدن می كند . در دمای ۲۴۰ درجه سانتیگراد پنبه شدیداً آسیب دیده و از بین می رود .

۴- اثر نور خورشید :

اشعه ماوراء بنفش (uv)به خاطر پرانرژی بودن مانند حرارت ، باعث تجزیه شدن و زرد شدن پنبه و همچنین كاهش استحكام الیاف می شود . هوای مرطوب عمل تخریب و تجزیه شدن پنبه را تشدید می كند .

۵- اثر حلالهای آلی :

این حلالها روی پنبه اثر چندان زیادی ندارند .
حلال پنبه دی سولفیدكربن CS2 است .

۶- اثر مواد اكسید كننده :

مواد اكسید كننده ، باعث تجزیه مولكولی می شود در نتیجه طول زنجیره كوتاه شده و استحكام پنبه كاهش می یابد . از مواد اكسید كننده مختلف مانند آب اكسیژنه در شرایط قلیایی در زمان حدود یك ساعت برای سفیدگری پنبه استفاده می شود كه اثر چندان نامطلوبی روی پنبه ندارد .

البته از آب ژاول Naocl نیز برای سفیدگری پنبه استفاده می شود كه به خاطر وجود كلر نسبت به آب اكسیژنه مخرب تر است . كلر باقیمانده بر روی پنبه باعث زرد شدن پنبه می شود ، چون رنگ كلر زرد رنگ است . كلر باقیمانده در دراز مدت تولید اسید كلریدریك HCL می نماید كه باعث تجزیه پنبه می شود .

ج- اثر مواد شیمیایی بر روی ابریشم :

۱- اثر اسید و قلیا:

ابریشم از نظر ساختمان شیمیایی شباهت زیادی با پشم دارد ، با این تفاوت كه در ابریشم اسید آمینه های سیستئین و تریپتوفن و متایونین وجد ندارد ، به همین دلیل ابریشم نسبت به پشم در برابر مواد شمیایی آسیب پذیر است .
اسید و قلیا هر دو باعث هیدرولیز (تجزیه ) ابریشم می شوند ، البته اثر قلیا شدیدتر است به نحوی كه قلیا با غلظت ۵% در دمای جوش حداكثر در مدت زمان ۵ دقیقه ابریشم را حل می كند .
ابریشم نسبت به پشم در مقابل اسید حساس تر است ، كه یكی از دلایل آن عدم وجود اسید آمینه سیستئین می باشد . كمترین میزان تخریب بر روی ابریشم در PH بین (۸-۴) اتفاق می افتد . اسید معدنی قوی بشدت ابریشم را تخریب می كند ، البته اسیدهای رقیق نیز در دمای بالا و زمان طولانی باعث تجزیه شدن ابریشم می گردند . به همین دلیل در رنگرزی ابریشم با رنگهای اسیدی دمای رنگرزی حداكثر (۹۵-۹۰) درجه و مدت زمان رنگرزی كمتر از یك ساعت پیشنهاد می شود تا در اثر اسید موجود در محلول رنگرزی ابریشم صدمه نبیند .

۲- اثر مواد اكسید كننده :

مواد اكسید كننده مانند آب اكسیژنه ، آب ژاول و پراستیك ها باعث شكسته شدن پیوندهای پتپیدی (زنجیره پروتئینی ) می شوند ، در نتیجه كوتاه شدن زنجیره ها و كاهش استحكام الیاف را به دنبال دارد ، علاوه بر آن باعث زرد شدن ابریشم نیز می گردد .
از بین مواد اكسید كننده توصیه می شود از مواد حامل كلر برای سفیدگری یا رنگبری استفاده نشود ، چون شدت تخریب و زردی حاصل از كلر بخاطر قدرت اكسید كنندگی بالای آن بیشتر است.
برای سفیدگری ابریشم استفاده از آب اكسیژنه در شرایط ملایم ( غلظت كم-زمان كوتاه ) توصیه می شود .

(نكته : پراستیك اسید ، از تركیب آب اكسیژنه با اسید استیك بدست می آید . بدیت ترتیب كه ۴۵ میلی لیتر اسید استیك همراه با ۵۵ میلی لیتر آب اكسیژنه همراه با ۶/۰ میلی لیتر اسید سولفوریك غلیظ در یخچال در دمای ۵ درجه سانتیگراد به مدت ۷۲ ساعت برای رسیدن به تعادل باقی می ماند .)

 

بیشتر بخوانید:

      نخ های خاب و الیاف مصرفی در نخ خاب

      الیاف ویسکوز مورد مصرف در نخ خاب فرش ماشینی

      الیاف مصرفی در فرش ماشینی چه ویژگی هایی دارد؟

      الیاف ضد میکروب ،نابود کننده ویروس کرونا روی فرش و منسوجات



    
 
  نام و نام خانوادگی :
آدرس ایمیل یا شماره تماس :
  دیدگاه :
 
       
   
افتخارات
دريافت گواهينامه ها، استانداردها و تقدیرنامه های ملی و بین المللی
افتخارات فرش ماشینی
فرش پامچال - نانو فرش