بررسي استفاده از مايعات يوني پروتيك بر سينتيك و ترموديناميك رنگرزي الياف پلي‌استر

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي نساجي

كارشناسي ارشد

رنگرزي الياف پلي‌استر با رنگينه‌هاي ديسپرس نياز به دماي فرآيند بالاي 130 درجه سانتي‌گراد دارد. اين بدان معناست كه رنگرزي الياف پلي‌استر نياز به دستگاه هاي تحت فشار دارد. از طرفي با توجه به مقدار بالاي مصرف الياف پلي‌استر در صنعت نساجي و مصرف زياد آب در رنگرزي آن، يافتن روش رنگرزي جايگزين كه علاوه‌بركاهش مصرف آب، بتواند امكان رنگرزي اين الياف در فشار اتمسفر را فراهم نمايد، بسيار مطلوب است. هدف از پژوهش حاضر استفاده از مايعات‌يوني براي رنگرزي الياف پلي‌استر است. مايعات‌يوني كه نمك‌هايي با فشاربخار كم هستند از جمله موادي هستند كه اخيرا به‌عنوان حلال مورد استفاده قرارگرفته‌اند. مايعات‌يوني‌پروتيك دسته‌اي از اين حلال‌ها هستند كه براي سنتز نياز به مواد اوليه ارزان‌تر و روش توليد راحت‌تري دارند. در پژوهش حاضر، از مايع‌يوني‌پروتيك بر پايه مونو‌اتانول‌آمين و استيك‌اسيد براي رنگرزي پلي‌استر با رنگينه ديسپرس استفاده شد. آزمون‌هاي FTIR و C NMR و H NMR جهت بررسي ساختار مايع‌يوني سنتز شده انجام‌شد. نتايج اين آزمون‌ها نشان‌دهنده سنتز مايع يوني N-(2-هيدروكسي‌اتيل)استاميد با نسبت‌مولي 5/1:1 مونواتانول‌آمين و اسيداستيك بود. آزمون EDS نشان‌دهنده باقي ماندن گروه‌هاي نيتروژني ناشي از حلال روي الياف حتي پس از شستشو با اتانول بود. باقي ماندن اين حلال روي الياف به ايجاد پيوند هيدروژني بين مايع‌يوني و سطح الياف پلي‌استر با مايع يوني ربط داده‌شد. مايع‌يوني سنتزشده داراي ويسكوزيته بالا بود كه مطابق آزمايش‌هاي انجام‌ شده، با افزايش دما ويسكوزيته كاهش‌ يافت به‌گونه‌اي كه مشكلي براي رنگرزي در اين حلال وجود نداشت. از آزمون كارل‌فيشر جهت بررسي ميزان آب موجود در مايع‌يوني سنتز شده استفاده شد و ميزان آب موجود در مايع يوني سنتزشده 1/1% گزارش شد كه قابل‌قبول بود. در آزمون XRD كاهش جزئي در بلورينگي الياف پلي‌استر با افزايش دماي رنگرزي با مايع‌يوني مشاهده شد. از دستگاه مارتيندل جهت بررسي تاثير مايع‌يوني بر ثبات سايشي الياف پلي‌استر استفاده شد كه مطابق با نتايج بدست‌آمده، مايع‌يوني تاثير منفي بر ميزان ثبات اين الياف در برابر سايش نداشت. آزمون آب‌دوستي نشان‌دهنده‌ي افزايش ميزان جذب رطوبت سطح بر اثر عمل با مايع‌يوني بود كه به وجود گروه‌هاي عاملي آب‌دوست مايع يوني در سطح ليف و همچنين افزايش اندك مناطق آمورف در اثر عمل در دماي بالا در حضور مايع يوني ربط داده شد. نتايج حاصل از بررسي تاثير اين مايع‌يوني بر استحكام نمونه‌ها، قابل مقايسه با نمونه‌هاي عمل¬شده با آب بود. رنگرزي پارچه پلي‌استر جهت بررسي اثر دما و نسبت مايع به كالا بر خواص سينتيكي و ترموديناميكي رنگرزي اين الياف با رنگينه ديسپرس و در مايع يوني سنتزشده انجام شد و شرايط بهينه رنگرزي با مايع‌يوني سنتز شده به دست‌آمد و با نتايج رنگرزي در آب مقايسه شد. نتايج رنگرزي نشان‌‌دهنده سرعت رنگرزي و رمق‌كشي كمتر رنگرزي با مايع‌يوني (بدون استفاده از ديسپرس‌كننده) در مقايسه با رنگرزي مرسوم با آب بود. ثبات‌هاي سايشي تر و خشك و نيز ثبات شستشويي نمونه‌هاي رنگرزي¬شده با مايع‌يوني و رنگرزي¬شده با آب، يكسان و عالي ارزيابي شدند. پارامترهاي ترموديناميكي به دست آمده بيانگرگرمازا بودن فرايند رنگرزي با استفاده از حلال به عنوان واسط رنگرزي، كاهش تمايل به جذب سطحي رنگينه روي ليف، و قوي‌تر بودن جذب سطحي رنگينه روي ليف در واسط آب نسبت به واسط مايع‌يوني بود.

235737

شيمي نساجي و رنگ

مهندسي نساجي

دانشگاه صنعتي اصفهان