moderntextile
عضو جدید
تولید و مصرف فیلامنتهای مصنوعی (سنتیتیک) از ۱۹۴۰ تجاری شد و امروزه سهم قابل توجهی از الیاف مصرفی را شامل میشود.
file:///C:/DOCUME~1/golestan/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.jpg
تولید و مصرف فیلامنتهای مصنوعی (سنتیتیک) از ۱۹۴۰ تجاری شد و امروزه سهم قابل توجهی از الیاف مصرفی را شامل میشود. این الیاف، دارای اختلافاتی با الیاف طبیعی هستند، اما به دلیل امکان آمیزهکاری و اختلاط دو یا چند پلیمر، علاوه بر اینکه روشی اقتصادی برای بهدست آوردن الیاف جدید با خواص مطلوب است، ترفندی کاملا شناخته شده برای دستیابی به یک سری خواص ویژه بدون نیاز به سنتز پلیمر جدید است.
الیاف سنتیتیک اغلب به روش اکستروژن که عبارت است از خروج با فشار محلولی غلیظ (با غلظتی مانند عسل) از سوراخهای کوچکی به نام رشتهساز تولید میشوند که رشتههای یکسره نیمه جامد پلیمری را ایجاد میکنند. از جمله روشهای مهم تولید الیاف مصنوعی، ذوب ریسی، خشکریسی، ترریسی و ژلریسی است. در خشکریسی و ترریسی، مادهای جامد در حلال حل شده که یا توسط دمش هوای گرم تبخیر شده و یا در آب از ماده اصلی جدا میشود که در صورت استفاده از ماده تبخیر شدنی، از خشکریسی و در صورت سنگین بودن حلال، از روشهای ترریسی استفاده میکنیم.
● ترریسی
مایع مخلوط حلال غیرقابل تبخیر و ماده اصلی الیاف، از یک پمپ و یک همزن عبور میکند. سپس، وارد رشتهساز شده و پس از عبور از استخر انعقاد، با غلطک پیچیده میشود. اکریلیک، ریون، آرامید، موداکریلیک و اسپاندکس را میتوان با این روش تولید کرد.
● خشک ریسی
در این روش، محلول الیاف از پمپ و رشتهساز عبور کرده و از تونل هوای گرم رد میشود. سپس، حلال آن تبخیر شده و الیاف باقی میماند. این روش به علت دشواری اجرا، اغلب قیمت بیشتری دارد. از این فرایند میتوان در تولید استات، تریاستات، اکریلیک، موداکریلیک، PBI، اسپاندکس و وینیون (Vinyon) استفاده کرد.
● ذوب ریسی
این روش، مربوط به الیافی است که تا درجه حرارتی خاص، مذاب شده و در صورت خنک شدن، به حالت اولیه بازمیگردند. الیافی همچون نایلون و پلیاستر، از این دسته الیاف هستند که به آنها، گرما نرم یا ترموپلاستیک میگویند. هوای خنک، الیاف مذاب عبور کرده از رشتهساز را جامد کرده و به حالت اول ولی رشته رشته درمیآورد. نایلون، الفین، پلیاستر، Saran و Sulfar با این متد تولید میشوند.
● ژلریسی
ژل ریسی، فرایندی خاص برای به دست آوردن الیاف با استحکام زیاد و یا خواص ویژه الیاف است. طی مرحله اکستروژن، پلیمر به صورت حالت محلول واقعی نیست. مولکولهای پلیمر، مانند محلول واقعی کاملاً گسسته نیستند بلکه رشتههای آنها با یکدیگر در نقاط زیادی به هم متصلند تا حالتی از مایع کریستال را بسازند. این مسئله، منجر به نیروی زیاد داخل زنجیرهای شده که باعث میشود استحکام و Tensile strength رشته حاصله به طور مشهودی افزایش یابد. علاوه بر این، با نیروی کشش طی اکستروژن، کریستالهای مایع در طول محور الیاف، در یک خط قرار میگیرند. در نتیجه، رشتهها با درجه بالایی از همسویی غیرمعمول با یکدیگر، از رشتهساز خارج میشوند که این امر باعث تقویت استحکام آنها میشود. این روش میتواند تحت عنوان خشک-ترریسی نیز تعریف شود چون رشتهها ابتدا از هوا و سپس برای خنک کردن بیشتر از حمام مایع عبور داده میشوند. بعضی از الیاف پلیاتیلن و آرامید با استحکام بالا، با روش ژلریسی تولید میشوند.
الیاف طبیعی، معمولا دارای مقداری تجعد (پیچخوردگی و یا موج) در طول خود هستند و به همین دلیل، الیاف حجیم میشوند که از خواص مطلوب آنها به شمار میآید. این خاصیت، کمتر در الیاف مصنوعی دیده میشود. امروزه سعی شده با روشهای خاص (تکسچر ایزینگ) که در واقع مجموعه عملیاتی برای مناسب ساختن فیلامنتهای مصنوعی (از نقطهنظر زیردست، ظاهر، نوعبافت و...) برای تولید منسوجات است، اقدام به اصلاح خواص الیاف شود.
حجیم بودن الیاف، علاوه بر افزایش میزان پوشانندگی، به قدرت عایقبندی گرمایی منسوجات کمک زیادی میکند. در مقابل، الیاف مصنوعی مثل پلیاستر غالباً دارای سطح صاف و همچنین قاعدهای مدور هستند. پارچههایی که با فیلامنت مصنوعی ممتد بافته میشوند، لغزندهاند و علاوه بر عایقبندی گرمایی کم، قادر به انتقال رطوبت نبوده و به طور کلی، پوشش مطلوبی ندارند. از جمله خواص مناسب الیاف مصنوعی میتوان به مقاومت سایشی بالاتر آنها در مقایسه با الیاف طبیعی و در نتیجه سهولت شستوشو و خشک کردن آنها اشاره کرد.
اصولا با کوتاه کردن طول الیاف مصنوعی، خواص آنها به الیاف طبیعی نزدیکتر میشود. برای نزدیکتر کردن خواص الیاف مصنوعی به الیاف طبیعی، معمولا بعد از کوتاه شدن به آنها تجعد داده میشود. به کمک تکسچر ایزینگ و با استفاده از خاصیت ترموپلاستیکی الیاف مصنوعی، میتوان ضمن حفظ طول ممتد فیلامنتها، با ایجاد تغییراتی دائمی به صورت موج، حلقه و یا چینخوردگی، خواص فنریت (افزایش ازدیاد طول تحت یک نیروی ثابت)، انتقال رطوبت، حجم مخصوص (کاهش وزن مخصوص و ازدیاد ضریب پوشانندگی) و عایقبندی گرمایی بالا (ایجاد فضا بین الیاف و در نتیجه محبوس کردن هوا)، کدرشدن سطح نخ (بر اثر نایکنواختی انعکاس نور از سطح آن و کاهش جلای نخ) و زیردست را افزایش داد. مهمترین الیاف برای تکسچر ایزینگ، عبارتند از: پلیاستر، نایلون۶، نایلون۶۶ و همچنین به مقدار کمتری پلیپروپیلن. از جمله شیوههای تکسچر ایزینگ الیاف، میتوان به تغییر فرم به موازات محور فیلامنت و یا سطح قاعده فیلامنت اشاره کرد. در بحث تغییرات در سطح قاعده لیف، الیاف پروفیلی، توخالی (میانتهی)، الیاف توخالی پروفیلی و الیاف دوجزئی دخیل هستند که به اختصار آنها را توضیح میدهیم.
۱) الیاف پروفیلی: الیاف مصنوعی که با سطح قاعده غیرمدور تولید میشوند، الیاف پروفیلی نام دارند. شکل سطح قاعده این الیاف، به فرم روزنههای رشتهساز بستگی دارد. متداولترین فرم سطح قاعده الیاف پروفیلی، سه پرهای و یا چند پرهای است. با افزایش تعداد پرهها، از جلا و درخشندگی لیف کاسته شده و بر حجم هوای محبوس بین الیاف، افزوده میشود.
۲) الیاف دوجزیی (Composite و یا Conjugate): با مطالعه تفاوت مورفولوژیکی (ساختمان فیزیکی) اجزای مختلف پشم که باعث پیچخوردگی در طول لیف میشود، به منظور تولید الیاف مصنوعی دارای فرم مارپیچی و ایجاد تشابه مابین الیاف مصنوعی و پشم، از پلیمرهای متفاوتی در تولید الیاف استفاده میشود که از خواص مهم این محصولات میتوان به زیردست و قدرت عایقبندی گرمایی و ... اشاره کرد. در تولید اینگونه الیاف، از آمیزههای امتزاجناپذیر یا در واقع، آمیزهای که انرژی آزاد اختلاط آن (?G>۰) مثبت بوده و در تمامی ترکیبها، غلظتها و درجه حرارتها، دو یا چند فازی است و یا آلیاژ پلیمری که آمیزهای است امتزاجناپذیر و از طریق سازگار کردن سطح مشترک، ریزساختار بسیار ریز و اصلاحشدهای دارد، استفاده میشود.
۳) الیاف میانتهی: الیاف میانتهی که زیرمجموعهای از الیاف دوجزئی هستند، توسط رشتهسازهایی با منفذهای بخصوص تولید میشود. با توجه به فرم رشتهساز، ممکن است لیف میانتهی یک و یا چند منفذ در سطح مقطع خود داشته باشد. سطح مقطع این نوع لیف، ممکن است مدور و یا غیرمدور باشد. اگر سطح قاعده لیف میان تهی غیرمدور باشد، آن را میانتهی پروفیلی مینامند.
file:///C:/DOCUME~1/golestan/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.jpg
تولید و مصرف فیلامنتهای مصنوعی (سنتیتیک) از ۱۹۴۰ تجاری شد و امروزه سهم قابل توجهی از الیاف مصرفی را شامل میشود. این الیاف، دارای اختلافاتی با الیاف طبیعی هستند، اما به دلیل امکان آمیزهکاری و اختلاط دو یا چند پلیمر، علاوه بر اینکه روشی اقتصادی برای بهدست آوردن الیاف جدید با خواص مطلوب است، ترفندی کاملا شناخته شده برای دستیابی به یک سری خواص ویژه بدون نیاز به سنتز پلیمر جدید است.
الیاف سنتیتیک اغلب به روش اکستروژن که عبارت است از خروج با فشار محلولی غلیظ (با غلظتی مانند عسل) از سوراخهای کوچکی به نام رشتهساز تولید میشوند که رشتههای یکسره نیمه جامد پلیمری را ایجاد میکنند. از جمله روشهای مهم تولید الیاف مصنوعی، ذوب ریسی، خشکریسی، ترریسی و ژلریسی است. در خشکریسی و ترریسی، مادهای جامد در حلال حل شده که یا توسط دمش هوای گرم تبخیر شده و یا در آب از ماده اصلی جدا میشود که در صورت استفاده از ماده تبخیر شدنی، از خشکریسی و در صورت سنگین بودن حلال، از روشهای ترریسی استفاده میکنیم.
● ترریسی
مایع مخلوط حلال غیرقابل تبخیر و ماده اصلی الیاف، از یک پمپ و یک همزن عبور میکند. سپس، وارد رشتهساز شده و پس از عبور از استخر انعقاد، با غلطک پیچیده میشود. اکریلیک، ریون، آرامید، موداکریلیک و اسپاندکس را میتوان با این روش تولید کرد.
● خشک ریسی
در این روش، محلول الیاف از پمپ و رشتهساز عبور کرده و از تونل هوای گرم رد میشود. سپس، حلال آن تبخیر شده و الیاف باقی میماند. این روش به علت دشواری اجرا، اغلب قیمت بیشتری دارد. از این فرایند میتوان در تولید استات، تریاستات، اکریلیک، موداکریلیک، PBI، اسپاندکس و وینیون (Vinyon) استفاده کرد.
● ذوب ریسی
این روش، مربوط به الیافی است که تا درجه حرارتی خاص، مذاب شده و در صورت خنک شدن، به حالت اولیه بازمیگردند. الیافی همچون نایلون و پلیاستر، از این دسته الیاف هستند که به آنها، گرما نرم یا ترموپلاستیک میگویند. هوای خنک، الیاف مذاب عبور کرده از رشتهساز را جامد کرده و به حالت اول ولی رشته رشته درمیآورد. نایلون، الفین، پلیاستر، Saran و Sulfar با این متد تولید میشوند.
● ژلریسی
ژل ریسی، فرایندی خاص برای به دست آوردن الیاف با استحکام زیاد و یا خواص ویژه الیاف است. طی مرحله اکستروژن، پلیمر به صورت حالت محلول واقعی نیست. مولکولهای پلیمر، مانند محلول واقعی کاملاً گسسته نیستند بلکه رشتههای آنها با یکدیگر در نقاط زیادی به هم متصلند تا حالتی از مایع کریستال را بسازند. این مسئله، منجر به نیروی زیاد داخل زنجیرهای شده که باعث میشود استحکام و Tensile strength رشته حاصله به طور مشهودی افزایش یابد. علاوه بر این، با نیروی کشش طی اکستروژن، کریستالهای مایع در طول محور الیاف، در یک خط قرار میگیرند. در نتیجه، رشتهها با درجه بالایی از همسویی غیرمعمول با یکدیگر، از رشتهساز خارج میشوند که این امر باعث تقویت استحکام آنها میشود. این روش میتواند تحت عنوان خشک-ترریسی نیز تعریف شود چون رشتهها ابتدا از هوا و سپس برای خنک کردن بیشتر از حمام مایع عبور داده میشوند. بعضی از الیاف پلیاتیلن و آرامید با استحکام بالا، با روش ژلریسی تولید میشوند.
الیاف طبیعی، معمولا دارای مقداری تجعد (پیچخوردگی و یا موج) در طول خود هستند و به همین دلیل، الیاف حجیم میشوند که از خواص مطلوب آنها به شمار میآید. این خاصیت، کمتر در الیاف مصنوعی دیده میشود. امروزه سعی شده با روشهای خاص (تکسچر ایزینگ) که در واقع مجموعه عملیاتی برای مناسب ساختن فیلامنتهای مصنوعی (از نقطهنظر زیردست، ظاهر، نوعبافت و...) برای تولید منسوجات است، اقدام به اصلاح خواص الیاف شود.
حجیم بودن الیاف، علاوه بر افزایش میزان پوشانندگی، به قدرت عایقبندی گرمایی منسوجات کمک زیادی میکند. در مقابل، الیاف مصنوعی مثل پلیاستر غالباً دارای سطح صاف و همچنین قاعدهای مدور هستند. پارچههایی که با فیلامنت مصنوعی ممتد بافته میشوند، لغزندهاند و علاوه بر عایقبندی گرمایی کم، قادر به انتقال رطوبت نبوده و به طور کلی، پوشش مطلوبی ندارند. از جمله خواص مناسب الیاف مصنوعی میتوان به مقاومت سایشی بالاتر آنها در مقایسه با الیاف طبیعی و در نتیجه سهولت شستوشو و خشک کردن آنها اشاره کرد.
اصولا با کوتاه کردن طول الیاف مصنوعی، خواص آنها به الیاف طبیعی نزدیکتر میشود. برای نزدیکتر کردن خواص الیاف مصنوعی به الیاف طبیعی، معمولا بعد از کوتاه شدن به آنها تجعد داده میشود. به کمک تکسچر ایزینگ و با استفاده از خاصیت ترموپلاستیکی الیاف مصنوعی، میتوان ضمن حفظ طول ممتد فیلامنتها، با ایجاد تغییراتی دائمی به صورت موج، حلقه و یا چینخوردگی، خواص فنریت (افزایش ازدیاد طول تحت یک نیروی ثابت)، انتقال رطوبت، حجم مخصوص (کاهش وزن مخصوص و ازدیاد ضریب پوشانندگی) و عایقبندی گرمایی بالا (ایجاد فضا بین الیاف و در نتیجه محبوس کردن هوا)، کدرشدن سطح نخ (بر اثر نایکنواختی انعکاس نور از سطح آن و کاهش جلای نخ) و زیردست را افزایش داد. مهمترین الیاف برای تکسچر ایزینگ، عبارتند از: پلیاستر، نایلون۶، نایلون۶۶ و همچنین به مقدار کمتری پلیپروپیلن. از جمله شیوههای تکسچر ایزینگ الیاف، میتوان به تغییر فرم به موازات محور فیلامنت و یا سطح قاعده فیلامنت اشاره کرد. در بحث تغییرات در سطح قاعده لیف، الیاف پروفیلی، توخالی (میانتهی)، الیاف توخالی پروفیلی و الیاف دوجزئی دخیل هستند که به اختصار آنها را توضیح میدهیم.
۱) الیاف پروفیلی: الیاف مصنوعی که با سطح قاعده غیرمدور تولید میشوند، الیاف پروفیلی نام دارند. شکل سطح قاعده این الیاف، به فرم روزنههای رشتهساز بستگی دارد. متداولترین فرم سطح قاعده الیاف پروفیلی، سه پرهای و یا چند پرهای است. با افزایش تعداد پرهها، از جلا و درخشندگی لیف کاسته شده و بر حجم هوای محبوس بین الیاف، افزوده میشود.
۲) الیاف دوجزیی (Composite و یا Conjugate): با مطالعه تفاوت مورفولوژیکی (ساختمان فیزیکی) اجزای مختلف پشم که باعث پیچخوردگی در طول لیف میشود، به منظور تولید الیاف مصنوعی دارای فرم مارپیچی و ایجاد تشابه مابین الیاف مصنوعی و پشم، از پلیمرهای متفاوتی در تولید الیاف استفاده میشود که از خواص مهم این محصولات میتوان به زیردست و قدرت عایقبندی گرمایی و ... اشاره کرد. در تولید اینگونه الیاف، از آمیزههای امتزاجناپذیر یا در واقع، آمیزهای که انرژی آزاد اختلاط آن (?G>۰) مثبت بوده و در تمامی ترکیبها، غلظتها و درجه حرارتها، دو یا چند فازی است و یا آلیاژ پلیمری که آمیزهای است امتزاجناپذیر و از طریق سازگار کردن سطح مشترک، ریزساختار بسیار ریز و اصلاحشدهای دارد، استفاده میشود.
۳) الیاف میانتهی: الیاف میانتهی که زیرمجموعهای از الیاف دوجزئی هستند، توسط رشتهسازهایی با منفذهای بخصوص تولید میشود. با توجه به فرم رشتهساز، ممکن است لیف میانتهی یک و یا چند منفذ در سطح مقطع خود داشته باشد. سطح مقطع این نوع لیف، ممکن است مدور و یا غیرمدور باشد. اگر سطح قاعده لیف میان تهی غیرمدور باشد، آن را میانتهی پروفیلی مینامند.