رنگ رزی بر روی پنبه

هدف: رنگرزی با رنگ های راکتیو و تأثیر در شید رنگی و تأثیر دما و قلیل و نمک بر روی کالای سلولزی

مقدمه و تئوری:
براساس شواهد تجربی و عوامل شیمیایی به کار رفته انتشار و نفوذ رنگ ها و سایر مولکول های نافذ در مناطق کریستالی به مناطقی که تا درجه معینی منظم هستند میسر نیست و اینگونه مناطق معمولاً مناطق غیر قابل دسترس در برابر نفوذ مواد شیمیایی از جمله رنگ می باشند و لذا نفوذ رنگ ها و سایر مواد محدود به مناطق بی نظمی است که برای آن ها قابل دسترسی می باشد.

چنین مناطقی شامل محدوده ای از مناطق با درجه نظم پایین تا مناطق کاملاً آمورف می باشد.
تورم و یا تغییر در ساختمان لیف جهت افزایش درجه نفوذ و رنگ پذیری آن با استفاده از مولکول های نافذی مانند آب و یا حلالهای آلی امکان پذیر و در حدی متداول می باشد. بنابراین سرعت و یکنواختی و فاکتورهای مهم دیگر در رنگرزی مستقیماً تخت تأثیر ساختمان ظریف و درونی الیاف می باشد.

خصوصیات رنگرزی الیاف پنبه به ۲ عامل بستگی دارد:
۱- قطر لیف
۲- ساختمان داخلی لیف.
هرچه لیف ظریف تر باشد سرعت رنگرزی آن بالاتر خواهد بود. علت اینکه این رنگ ها را مستقیم نامیده اند. این است که کلاس رنگی اولین کلاسی بود که قابلیت رنگرزی پنبه را به طور مستقیم دارا بود. علاوه بر صنعت نساجی از این کلاس رنگی در صنایع دیگری مانند چرم و کاغذ نیز استفاده می گردد. اکثر رنگینه های مستقیم دارای پایه آرزو هستند. یک نمونه از این رنگینه ها رنگینه زرد Dir Golden yellow 2RS می باشد.

اصول جذب رنگینه های مستقیم:
رنگینه مستقیم در محلول رقیق آبکی به صورت ذرات مجتمع شده وجود دارد. در چنین حالتی از مجموع سطوح خارجی مولکول های رنگ کاسته شده و لذا از سطح تماس بین رنگ و لیف کاسته می گردد و وقوع چنین امری از نیروی جاذبه بین رنگ و لیف خواهد کاست. از سوی دیگر منافذ داخلی الیاف نیز اندازه محدود و معینی داشته و به اندازه ای بزرگ نیستند که بیش از ۲ یا ۳ مولکول مجتمع شده وارد آن ها شوند با عنایت به ۲ مورد فوق به نظر می رسد که شکستن ذرا

ت مجتمع شده جهت غلبه بر مشکلات رنگرزی ضروری است. آزمایشات انجام شده نشان داده است که درجه تجمع رنگ ها در حرارت های ۱۰۰ ـ ۹۰ خیلی کم بوده و بخش بیشتر رنگ ها به صورت مولکول های جداگانه در می آیند.
عوامل مؤثر در جذب و یکنواختی رنگ و رنگرزی عبارت است از:
۱- حرارت ۲- زمان رنگرزی ۳- L:R 4- نمک ۵- حلالیت اولیه رنگ های مستقیم.
راحت ترین رنگرزی را دارد ولی کم ثبات ترین رنگینه است. مکانیزم رنگرزی بر مبنای تشکیل پیوند

و اندروالس و هیدروژنی می باشد. همانطوری که می دانیم گروه OH موجود در لیف تمایلی به از دست دادن الکترون دارد در نتیجه باند هیدروژنی بین رنگزا و لیف تشکیل می شود. همچنین خطی، مسطح و طویل بودن ساختار رنگزا به تشکیل پیوندهای واندروالس کمک می کند.

رنگ های مستقیم از لحاظ حساسیت در مقابل نمک و درجه حرارت به سه دسته تقسیم می شوند.
کلاس A: رنگینه خود یکنواخت شونده.
کلاس B: رنگینه ها حساس در مقابل نمک.
کلاس C: رنگ هایی هستند که جز دسته A و B نبوده و حساس به دما بوده در نتیجه مشکل ترین رنگینه های مستقیم از نظر یکنواختی می باشند.
افزایش نمک برای رنگ های مستقیم به خاطر افزایش جذب رنگ می باشد که اگر این عمل اضافه کردن به دقت و به صورت یکنواخت و در زمان های متفاوت انجام شود باعث افزایش یکنواختی رنگرزی می شود چون رنگ های مستقیم عموماً در مقابل شستشو و نور ثبات خوبی از خود نشان نمی دهند. از این رو یکسری عملیات به منظور بهتر کردن ثبات رنگینه مستقیم انجام می دهند که توسط نمک های فلزی آلوئیدها و ترکیبات آلی کاتیونیک صورت می گیرد.
نمک های فلزات مس و کرم نظیر سولفات مس و بی کرومات می باشد که عملا در این روش از سولفات مس و بی کرومات معمولا بیشتر استفاده می گردد زیرا که کمپلکس های زیادی بت رنگینه های مستقیم صورت می گیرد. رنگ هایی که توسط سولفات مس می توان روی آن ها کمپلکس تشکیل داد شامل:
Benzo fast copper
ساندوز cupra fix
Cib – cupran finc
می باشند. این دسته از رنگ ها ثبات خوبی بعد از عمل کردن با فلزات مس از خود نشان می دهند. ولی بزرگترین عیب این دسته از رنگ ها کاهش ثبات در برابر عرق بدن می باشد. بخش

اعظم رنگینه های مستقیم از دسته رنگینه های دی آزو هستند و عملا در سطح محدودی رنگینه های مونو آزو آن ها مورد استفاده قرار می گیرد. ذکر این نکته ضروری است که منظور از رنگینه های مستقیم ترکیباتی است که بر مبنای نیروهای قطبی نیروهای واندروالس و اتصالات هیدروژنی جذب لیف می شوند و عمدتا برای رنگرزی الیاف سلولزی به کار برده می شوند.

رنگینه های محلول در آب مونوآزو مستقیم اغلباً سیستم های حلقوی ایزوسیکلیک هستند. در بسیاری از آنها مشتقات Jasid به عنوان عضو جفت شونده مشاهده می شوند.

روش انجام آزمایش:
در این آزمایش سه فاکتور مورد بررسی قرار گرفته که شامل:

۱- بررسی اثر L:R
2- بررسی اثر الکترولیت (نمک)
۳- بررسی اثر دما

۱- بررسی اثر L:R
رمق کشی در حمام رنگرزی تابعی از L:R است.
هر چه L:R افزایش پیدا کند سرعت رمق کشی کمتر می شود.
در صورت استفاده از یک مقدار مشخص رنگ و یکسان بودن شرایط به جز L:R حمامی که L:R بالاتری دارد کالای رنگ شده کم عمق تر خواهد بود. (کم رنگ تر) ولی احتمال وقوع نایکنواختی در آن کمتر خواهد بود.

۲- بررسی اثر الکترولیت (نمک)
نمک نقش دوگانه ای در رنگرزی با رنگینه های مستقیم دارد از یک طرف با خنثی سازی بار سطح منفی روی سلولز امکان جذب سطحی رنگ را میسر می سازد.
مقدار نمک مورد نیاز با افزایش غلظت رنگ افزایش می یابد.
به طور کلی رنگ هایی که تعداد گروه سولفونه آن زیاد است So3Na در صورت عدم حضور نمک رمق کشی و جذب کمتری خواهند داشت.

۳- بررسی اثر دما
جذب سطحی و نفوذ به طور کل تابع حرارت می باشد و با افزایش دما بهبود می یابد ولی بدیهی است که مقدار رنگ جذب شده با افزایش حرارت کاهش می یابد.
اپتیمم دمای رنگرزی برای تعدادی از رنگینه های مستقیم بر روی پنبه در زمان های عادی به شرح زیر می باشد:

C.I Direct yellow 12 40 – 60◦c
C.I Direct Red 81 60◦c
C.I Direct yellow 28 100◦c

جهت انجام آزمایش:
برای بررسی L:R در دو حمام مختلف با مقدار رنگ یکسان و نمک یکسان حجم حمام را در یکی ۱۰۰:۱ و در دیگری ۱۰:۱ در نظر گرفتیم و در حمامی که مقدار حجم آب بیشتر بود رنگ پارچه روشن تر شد و در حمام دوم رنگ تیره و کدر تر نسبت به حمام یک.
در آزمایش تأثیر نمک بر شیدها در سه حمام با مقدار رنگ و L:R یکسان فقط با تغییر مقدار نمک شیدها متفاوت شد. در حمام سه که هیچ

گونه نمکی به کار نرفته بود رنگ پارچه روشن تر از دو حمام دیگر بود.
حمام چهار که مقدار نمک بیشتری داشت شید تیره تری نسبت به حمام سه به وجود آورد.
در آزمایش بررسی اثر دما که در چهار حمام مختلف انجام شد با مقدار رنگ و نمک و L:R یکسان ولی در چهار دمای مختلف شیدهای متفاوتی بدست آمد.
در حمام شش که در دمای محیط قرار گرفته بود از بقیه روشنتر شد.
در حمام هفت که دمای ◦c40 در نظر گرفته شده بود شید تیره تری نسبت به حمام شش را به وجود آورد.
و در حمام های هشت و نه که دماها به ترتیب ◦c60 و ◦c95 در نظر گرفته شده بود شیدها نسبت به بالا رفتن دما تیره تر شدند.
L:R نمک رنگ
۱۰۰:۱ ۵gr 1% 1
10:1 5gr 1% 2

بررسی L:R وزن کالا ۵ گرم
L:R نمک % رنگ
۴۰:۱ ۰ ۱% ۳
۴۰:۱ ۲۰ ۱% ۴
۴۰:۱ ۴۰ ۱% ۵
بررسی اثر الکترولیت (نمک)

دما L:R نمک رنگ
محیط ۴۰:۱ ۵/۲ ۲ ۶
۴۰ ۴۰:۱ ۲۰ ۲ ۷
۶۰ ۴۰:۱ ۲۰ ۲ ۸
۹۵ ۴۰:۱ ۲۰ ۲ ۹

بررسی اثر دما

محاسبات:
اگر در جدول رنگ خالص را ۱% داده بودند نسبت به وزن کالا محاسبه می کنیم به gr.
رنگ خالص ۱gr کالا ۱۰۰gr
X = 0/05gr رنگ خالص خشک
X 5gr

رنگ خالص ۱gr محلول رنگ۱۰۰cc
X = 5cc رنگ
۰/۰۵ x

اگر به عنوان نمونه ۲۰% نمک داده شده بود:
نمک ۲۰gr 100gr
X = 1gr نمک خشک

نمک خشک ۴۰gr محلول نمک ۱۰۰cc
X = 2/5cc نمک
۱gr x

در مورد L:R هر مقداری که داده شده بوده در مقدار وزن کالا ضرب می کنیم و مقدار حجم حمام به دست می آید:
مثال: ۵۰cc = 5 * 10 10:1
حجم کالا گرم کالا

بحث و نتیجه گیری:
در بررسی L:R با افزایش حجم حمام مولکول های رنگ بیشتر در آب حل شده و رنگ کمتر تمایل به لیف پیدا کرده و در نتیجه لیف روشنتر می شود. پس حجم حمام L:R می تواند یکی از عوامل تأثیر گذار بر شید کالا باشد.
در بررسی نمک دانستیم که هر چه مقدار نمک افزایش پیدا کند شید رنگی تیره تر می شود زیرا باعث افزایش جذب می گردد پس برای بدست آوردن شیدهای تیره تر می توان از نمک استفاده کرد. همچنین نمک باعث یکنواختی و جذب سطحی سریع بر روی لیف می شود.

در بررسی درجه حرارت به این نتیجه رسیدیم که هر چه دما بالاتر شید رنگی تیره تر می شود و در دماهای مختلف پایین شیدهای روشن را بدست می آوریم ولی کالا نباید زیاد در دمای بالا بماند زیرا باعث وارد شدن صدمه به لیف می شود.
بررسی اثر L:R
رنگ مستقیم: ۱% = ۵cc
نمک: ۵gr/l = 2/5gr خشک
L:R : 100:1 = 500cc
وزن کالا: ۵gr

بررسی اثر L:R
رنگ مستقیم: ۱% = ۵cc
نمک: ۵gr/l = 2/5gr خشک
L:R : 10:1 = 50cc
وزن کالا: ۵gr

بررسی اثر الکترولیت (نمک)
رنگ مستقیم: ۱% = ۵cc
نمک: ۰
L:R : 40:1 = 200cc
وزن کالا: ۵gr

 

بررسی اثر الکترولیت (نمک)
رنگ مستقیم: ۱% = ۵cc
نمک: ۲۰% = ۲/۵cc
L:R : 40:1 = 200cc
وزن کالا: ۵gr

بررسی اثر الکترولیت (نمک)

رنگ مستقیم: ۱% = ۵cc
نمک: ۴۰% = ۵cc
L:R : 40:1 = 200cc
وزن کالا: ۵gr

بررسی اثر دما
رنگ مستقیم: ۲% = ۵cc
نمک: ۲۰% = ۲/۵cc
L:R : 40:1 = 200cc
دما: محیط
وزن کالا: ۵gr

 

بررسی اثر دما
رنگ مستقیم: ۲% = ۱۰cc

نمک: ۲۰% = ۲/۵cc
L:R : 40:1 = 200cc
دما: c◦ ۴۰
وزن کالا: ۵gr

بررسی اثر دما
رنگ مستقیم: ۲% = ۱۰cc
نمک: ۲۰% = ۲/۵cc
L:R : 40:1 = 200cc
دما: c◦ ۶۰
وزن کالا: ۵gr

بررسی اثر دما
رنگ مستقیم: ۲% = ۱۰cc
نمک: ۲۰% = ۲/۵cc
L:R : 40:1 = 200cc
دما: c◦ ۹۵
وزن کالا: ۵gr