الیاف طبیعی

[mahdi.adelinasab]

الیافی كه از منابع طبیعی مانند معادن، حیوانات و گیاهان بدست می‌آیند، در گروه الیاف طبیعی قرار می‌گیرند. مصریان باستان از كامپوزیتهای الیاف طبیعی آجر، ظروف سفالی و قایقهای كوچك می‌ساختند. یك قرن پیش تولید تقریباً تمام وسایل و بسیاری از محصولات فنی از الیاف طبیعی ساخته می‌شد. پارچه، طناب، كرباس و كاغذ از الیاف طبیعی مانند كتان، شاهدانه، سیسال و كنف ساخته می‌شد.
می‌توان الیاف طبیعی را به سه دسته معدنی، حیوانی و گیاهی تقسیم نمود.
الف)الیاف معدنی: الیاف این گروه از سنگهای معدنی بدست می‌آیند. به عنوان نمونه می‌توان به آزبست اشاره نمود. آزبست می‌تواند استحكام و سفتی كامپوزیت را بهبود ببخشد ولی استحكام ضربه را كاهش می‌دهد. علاوه بر این فرآیند آن مشكل است. امروزه استفاده از این الیاف بدلیل ایجاد سرطان ریه در طولانی مدت، محدود و ممنوع شده است.
ب)الیاف حیوانی: الیاف بدست‌آمده از ارگانیسم‌های زنده، الیاف حیوانی نامیده می‌شوند. به عنوان مثال، پشم از گوسفند اهلی بدست آید. الیاف ابریشم را كرم ابریشم می‌سازد. ابریشم بر خلاف تمام الیاف طبیعی دیگر از قبیل پنبه، كتان و پشم، یك ساختار سلولی ندارد و روش ساخت آن، شبیه الیاف مصنوعی می‌باشد. از الیاف حیوانی در ساخت كامپوزیتها استفاده نمی‌شود.
ج)الیاف گیاهی: در بین الیاف طبیعی، الیاف گیاهی بیشترین كاربرد را در كامپوزیتها دارند.
▪ بر اساس اینكه از كدام قسمت گیاه گرفته شده‌اند، به سه دسته تقسیم می‌شوند:
۱) الیاف میوه: پنبه(cotton) نارگیل (coir ) وkapok
۲) الیاف پوست یا ساقه: كتان،كنف،(jute )، بوته شاهدانه (hemp) و رامی
۳) الیاف برگ: سیسال (sisal)،آناناس
الیاف طبیعی از قدیم در صنایع مختلف استفاده می‌شده‌اند و پتانسیل كاربرد در صنایع رو به رشد كامپوزیتهای مهندسی را دارا می‌باشند. اگر چه جایگزینی مستقیم الیاف شیشه با الیاف طبیعی به راحتی امكان پذیر نیست، اما خواصی كه این الیاف در مقایسه با شیشه از خود نشان می‌دهند در بسیاری جهات موجب برتری آنها می‌شود:
۱) ‌دارای منابع تجدید شونده
۲) ‌امكان استحصال نامحدود
۳) فواید محیطی ناشی از ایجاد تعادل در تولید و مصرف گاز۲ CO
۴) سبكی
۵) بازیافت بهتر
۶) كاهش فرسایش ابزار
۷) بهبود بازگشت انرژی (recovery Energy Enhanced)
۸) كاهش ناراحتی‌های پوستی و تنفسی
۹) زیست تخریب بودن
b-۱,۴-Polyacetal ایزوتكتیك می‌باشد. سلولز جامد، یك ساختار میكروكریستالین با نواحی كریستالی و آمورف تشكیل می‌دهد.
چ) لیگنین: یك تركیب حلقویِ بیشتر سه بعدی، با جرم مولكولی بالاست كه فقط در مقادیر جزئی می‌تواند هیدرولیز شود. خواص مكانیكی آن به وضوح پایین‌تر از سلولز می‌باشد.
ح )پكتین: نام كلی هتروپلی ساكاریدهاست كه اصولاً شامل اسید پلی‌گالاكتورُن می‌باشد. این ماده تنها پس از خنثی سازی جزئی با قلیا یا هیدروكسید آمونیم قابل حل در آب می‌باشد.
خ) واكس: ماده‌ای كه می‌توان آنرا با تركیبات آلی استخراج كرد ولی در آب غیر قابل حل است.agent coupling) و كوپلیمریزاسیون گرفت.
اصلاح سطح تاثیرمهمی درافزایش خواص كامپوزیت دارد. علاوه بر آن ممكن است حساسیت به رطوبت الیاف را به حداقل برساند و دوام كامپوزیت را بیشتر كند.
توجه همگانی به شرایط محیطی علاقه‌مندی مجددی را در كاربرد الیاف طبیعی ایجاد كرده است. بازیافت و لحاظ شرایط محیطی برای معرفی كامپوزیتهای جدید به بازار از اهمیت روز افزونی برخوردار است.
قوانین محیط زیستی و فشار مصرف كننده، باعث شده است كه تولید كنندگان مواد و قطعات، اثرات محصولات خود در محیط زیست را در تمام مراحل كار بسنجند. این نكات باعث شده است در سالهای اخیر كارهای زیادی در ساخت مواد كامپوزیتی بر پایه منابع تجدید پذیر از جمله الیاف طبیعی انجام بگیرد. اخیرا صنعت خودرو سازی به كاربرد كامپوزیتهای الیاف طبیعی به عنوان یك راه خدمت به محیط زیست و در عین حال رعایت مسایل اقتصادی، توجه جدی داشته است. كاربردهای دیگر نیز در صنایع ساختمان در حال پیدایش هستند.
شرایط آب و هوایی، عمر و فرآورش نه تنها بر ساختار الیاف، بلكه بر تركیبات شیمیایی الیاف اثر می‌گذارد. اجزاء الیاف طبیعی عبارتند از سلولز، لیگنین، پكتین، واكس و مواد محلول در آب.
د) سلولز: بخش اصلی تمام الیاف گیاهی
باید توجه داشت كه بدلیل حضور گروههای آبدوست در الیاف، رطوبت تأثیر شدیدی روی كامپوزیتهای الیاف طبیعی دارد. خشك كردن الیاف به هنگام فرآیند ساخت اهمیت فراوانی دارد چرا كه رطوبت روی الیاف به عنوان یك عامل جداساز در فصل مشترك الیاف و رزین عمل می‌نماید. به همین جهت تمام روشهای ساخت در دماهای بالا انجام می‌گیرد. وجود هرگونه رطوبت، باعث كاهش استحكام و سفتی كامپوزیت می‌شود. اغلب الیاف گیاهی، ۱۰ درصد رطوبت اسمی دارند كه پس از خشك كردن به ۱ درصد كاهش می‌یابد.
كیفیت فصل مشترك الیاف و رزین نقش مهمی در تعیین مقبولیت الیاف طبیعی به عنوان تقویت كننده مواد كامپوزیتی، دارد. به منظور بهبود چسبندگی الیاف و رزین، روشهای فیزیكی و شیمیایی مختلفی وجود دارد. برخی این روشها عبارتند از اصلاح توسط پلاسما و كرونا، اصلاح توسط تخلیه الكتریكی، جفت كننده‌های شیمیایی
● سایر الیاف
در برخی كاربردها ذرات معدنی به عنوان تقویت كننده پلیمرها استفاده می‌شوند.
ذرات معدنی به شرط دارا بودن نسبت aspect (طول به قطرd/l) كافی و چسبندگی مناسب به ماتریس پلیمری، خواص خوبی به پلیمر می‌دهند. این الیاف به راحتی فرآورش می‌شوند و كمتر می‌شكنند و فرسایش كمی در تجهیزات تولید ایجاد می‌كنند. گاهی اوقات طبیعت شیمیایی این مواد می‌تواند ویژگی‌هایی چون مقاومت شعله در پلیمر ایجاد می‌نماید.
علاوه بر محصولات طبیعی مانند ولاستونیت (wolastonite ) و آزبست، این الیاف شامل محصولات مصنوعی مانند كربنات كلسیمِ ته نشین شده و سولفات كلسیم نیز می‌باشد. همچنین گاهی الیاف بر پایه آلومینا و بر (boron) به منظور ایجاد خواص ویژه در كامپوزیت بكار برده می‌شوند. این سیستم‌ها نه تنها استحكام خوبی دارند، بلكه دارای خواص هدایت حرارتی و الكتریكی و مقاومت فرسایش نیز می‌باشند.
در گذشته تنها دو محصول طبیعی، دارای صرفه اقتصادی بود كه آزبست و ولاستونیت نامیده می‌شوند. به دلیل شرایط زیست محیطی دیگر از آزبست به عنوان تقویت كننده استفاده نمی‌شود.
ولاستونیت در طبیعت بصورت سوزنی شكل وجود دارد و بیان شده كه دارای سمیت كمی است. این ماده پس از استخراج بصورت پودری سفید رنگ با l/d ‌های مختلف بدست می‌آید. بالاترین نسبت aspect قابل دستیابی در این الیاف۲۰:۱ می‌باشد. این امر پتانسیل تقویت كنندگی این ماده را كاهش می‌دهد. با این وجود، محدوده‌ای از مصولات با انجام اصلاح سطح به منظور بهبود چسبندگی وجود دارد. علیرغم پایین بودنl/d، ولاستونیت می‌تواند تلفیق خوبی از خواص با یك قیمت معقول ایجاد نماید، بویژه وقتی به همراه الیاف شیشه استفاده شود.
تعدادی از مواد معدنی می‌توانند به روش ته نشینی از محلول به صورت ذرات سوزنی شكل در آیند و به عنوان تقویت كننده‌های تجاری استفاده شوند. از جمله این مواد می‌توان به كربنات كلسیم تهیه شده به روش ته نشین، سولفات كلسیم، اكسی سولفات و فسفات منیزیم اشاره نمود. نسبت
l/d این مواد بین ۱ :۲۰ تا۱:۱۰۰ می‌باشد.
● الیاف آلومینا:
در تئوری آلومینا می‌تواند به عنوان یك ماده با استحكام بالا مطرح باشد. پیوندهای چند ظرفیتی اشتراكی قوی این ماده موجب ایجاد كریستال‌های محكم با مدول شصت گیگاپاسكال و مقاومت حرارتی بالا می‌شود. در عمل پلی كریستالینهای آلومینا به عنوان یك سرامیك مهندسی مطرح هستند. افزودن سایر اكسیدها می‌تواند به فرآورش، تراكم و كنترل اندازه ذرات كمك كند. به دو دلیل بسط الیاف پیوسته آلومینا به كندی صورت می‌گیرد:
اول آنكه دانسیتهٔ آن نسبتا بالا خواهد بود و برای كاربردهایی كه خواص ویژه اهمیت دارند، جذاب نیست. و دوم اینكه آلومینا، مانند شیشه دارای خواص ذوب و ریسندگی مذاب نیست و اصولا تهیه الیاف عاری از حباب
● الیاف بُر
بُر یك ماده مناسب برای ساخت الیاف با كارایی بالاست. اتمهای سبك بُر چند ظرفیتی هستند و پیوندهای با ظرفیت بالا ایجاد می‌نمایند و در عین حال دانسیته پایینی دارند. تولید تجاری الیاف بُر، انحصارا توسط روش( free‌-void) بسیار مشكل است.deposition بخار شیمیایی (Cvd =‌Deposition vapour chemical) انجام می‌گیرد.
بُر شكل deposite شده فاز بخار روی رشته نازكی از یك فلز نسوز (معمولا تنگستن) به قطر m m ۱۲ است. رشته تنگستن به عنوان بستر deposition عمل می‌نماید. هم‌ هالید بُر و هم هیدرید بُر برای انتقال بُر به بستر رشته‌ای استفاده می‌شوند. در یك سیتم‌هالیدی، هیدروژن برای احیاء‌ هالید به بُر استفاده می‌شود. در سیستم هیدریدی، از تخریب حرارتی در فشار پایین استفاده می‌شود.
قطر رشته‌های بر صد میكرومتر می‌باشد و استحكام كششی آنها می‌تواند در محدودهٔ دو تا چهار گیگاپاسكال و مدول آنها در حدود سیصد و هشتاد مگاپاسكال باشد.در مجموع می‌توان گفت این الیاف خواص بسیار جالبی دارند ولی گران قیمتند.

شبکه ایران ـکامپوزیت

 

[M.Deylamian]

تشکر از مطالب کاملتون ! ممنون که به تالار نساجی سر میزنید .

 

[M.Deylamian]

تاریخچه

از آغاز پیدایش انسان ، همواره چگونگی پوشش و نجات او از سرما مطرح بوده است. مصریها نزدیک به 5500 سال پیش هنر ریسندگی و بافندگی پنبه را آموختند و چینیها با پرورش کرم ابریشم در حدود 3600 سال پیش مشکلات پوشش خود را حل کردند. در سده هفدهم دانشمند انگلیسی به نام رابرت هوک "Robert- Hooke" پیشنهاد کرد که می‌توان الیاف را با توجه به شیوه‌ای که کرم ابریشم عمل می‌کند تولید نمود.

پس از آن ، یک بافنده انگلیسی به نام لویزشواب Lois- Schwabe توانست الیاف بسیار ظریف شیشه را با عبور شیشه مذاب از منافذ بسیار ریز تهیه نماید. پس از چندی ، سایر دانشمندان موفق به استخراج سلولز چوب و در نتیجه تولید الیاف شدند در سده‌های هجده و نوزدهم، همراه با انقلاب صنعتی ، رسیدگی و بافندگی مبدل به تکنولوژِی تهیه پارچه از الیاف گوناگون طبیعی و مصنوعی شد.

رده بندی الیاف در صنعت نساجی

در صنعت نساجی الیاف به سه دسته تقسیم می‌شوند که عبارتند از:

• الیاف طبیعی "Natural fibers" الیاف طبیعی شامل دو بخش الیاف نباتی و الیاف حیوانی می‌باشند.

الیاف نباتی مانند: پنبه، کتان، کنف، رامی و الیاف حیوانی مانند: پشم و ابریشم

• الیاف کانی "Mineral fibres": الیاف کانی الیافی هستند که مواد اولیه آنها از کانیها بدست می‌آیند مانند الیاف شیشه‌ای و الیاف فلزی.
• الیاف مصنوعی که شامل دو دسته می‌باشند: یکی الیافی که منشا طبیعی دارند ولی توسط انسان دوباره تهیه می شوند مانند ویسکوز ، استات و تری استات که هر یک ریشه سلولزی دارند. و دیگری الیاف سینتتیک یا مصنوعی که از مشتقات نفتی تولید می‌شوند مانند:نایلون ، داکرون ، ارلون یا بطور کلی پلی آمیدها ، پلی استرها ، پلی اورتانها ، پلی اکریلونیتریل ، پلی وینیل کلراید و ... .

مقدمات تکمیل کالای نساجی

تمام پارچه‌های نساجی پس از خروج از سالن بافندگی کم و بیش دارای مقادیری ناخالصی و عیوب می‌باشند. لذا لازم است به منظور آماده کردن پارچه برای عملیات تکمیل اصلی آنرا تحت عملیات مقدمات تکمیل قرار داد. مانند توزین و متراژ پارچه ، کنترل عیوب پارچه ، گره گیری ، رفوگری و گرفتن ناخالصیها بخصوص در مورد پارچه‌های پشمی که دارای ناخالصیهای سلولزی و خرده چوب و ... می‌باشد.

روشهای تکمیل کالای نساجی

عملیات و کارهای تکمیل در نساجی برای افزایش نرمی زیر دست ، درخشندگی و بطور کلی افزایش مرغوبیت پارچه می‌باشد. عملیات تکمیل بستگی به چند عامل مهم دارد که عبارتند از: نوع الیاف ، ویژگی فیزیکی الیاف ، ابلیت جذب مواد گوناگون شیمیایی ، حساسیت الیاف نسبت به مواد تکمیل. عملیات تکمیل در مجاورت رطوبت ، دما و فشار معمولا به سه روش انجام می‌گیرد:

• روشهای مکانیکی: مانند تراش پارچه ، خار زدن ، اطو کردن ، پرس کردن و ... .
• روشهای شیمیایی: مانند تکمیل رزین ، سفید کردن و مقاوم کردن پارچه در برابر آتش و غیره. در این روش معمولا در اثر فعل و انفعالات شیمیایی حاصل بین لیف و ماده شیمیایی مصرف شده عمل تکمیل بدست می‌آید و یا اینکه ماده شیمیایی مصرف شده در اثر رسوب کردن و یا اضافه شدن در روی پارچه ، باعث تغییر در خواص پارچه می‌شود، مانند آهار دادن پارچه پنبه‌ای با محلول مواد پلیمری.
• روشهای مکانیکی- شیمیایی: در این حالت از روشهای مکانیکی و شیمیایی بطور توام بهره گرفته می شود، مانند بشور و بپوش کردن پارچه و یا تثبیت حرارتی پارچه.

انواع تکمیل

تکمیل موقت

در این نوع تکمیل ، کالا را به منظور خاصی تحت عملیات تکمیلی قرار می‌دهند بطوری که اثر تکمیلی آن در عملیات بعدی مثل شستشو و غیره از بین می رود، مانند آهار دادن پارچه‌های پنبه‌ای برای عملیات بافندگی و شستشوی آهار پس از خاتمه عملیات بافندگی.

تکمیل دائم

در این نوع ، اثر تکمیلی تا زمانی که پارچه حالت خود را از دست ندهد (مخصوصا در مقابل شستشو و پوشش) باقی خواهد ماند، مانند رسوب دادن رزینهای مصنوعی مثل استرها و اترهای سلولز در روی پارچه و یا کلرینه کردن کالای پشمی یا تکمیل با فرمالدئیدها.

تکمیل ثابت

در این نوع ، اثر تکمیل مادام العمر در روی کالا باقی می‌ماند و حتی بعد از اینکه پارچه حالت و ماهیت خود را به عنوان پارچه خارجی از دست بدهد، آثار تکمیل در آن باقی خواهد ماند. مانند پلیمریزه کردن بعضی از منومرهای اکریلیکی در روی زنجیرهای اصلی مولکولهای پارچه‌های سلولزی و یا پروتئینی

شستشوی کالای نساجی

عمل شستشو ، اولین عمل تکمیل مرطوب می‌باشد و به منظور بر طرف کردن مواد خارجی مانند روغنهای ریسندگی ، واکسها و ناخالصیهای قابل حل در محلولهای شستشو انجام می‌گیرد. عملیات شستشو عبارتست از عمل کالا با پاک کننده‌های مناسب همراه با مواد قلیایی و یا در غیاب مواد قلیایی. در صورت استفاده از صابون برای عملیات شستشو ، احتیاج به آب نرم می‌باشد. ولی برای پاک کننده‌های مصنوعی چگونگی سختی آب اهمیت ندارد. همچنین برای اصلاح سفیدی پارچه و شفافیت رنگ الیاف آن عمل شستشو انجام می‌گیرد.

آهار زنی و آهار گیری

به منظور افزایش استحکام در برابر پارگی ، کاهش نیروی سایشی و خواباندن پرزهای سطحی الیاف نخهای تار را آهار می دهند. مواد آهاری ، ماکرومولکولهایی هستند که ممکن است بر اثر پیوند بین خود و یا با الیاف تشکیل پوششی به دو نخ دهند. آهار طبیعی عبارتند از: نشاسته‌ها و مشتقات آنها ، مشتقات سلولزی و (پروتئینها)). آهارهای مصنوعی عبارتند از: انواع پلی وینیل الکلها ، انواع پلی اکریلات و انواع کوپلیمراستایرین و مائیک اسید.

قبل از انجام عملیات تکمیل مرطوب لازم است آهار نخ تار پارچه با اندازه کافی بر طرف شود تا در مراحل شستشو ، سفیدگری و رنگرزی یا چاپ ، مزاحمت و نایکنواختی ایجاد نکند و در ضمن مقداری از مواد در تکمیل رنگ را به خود جذب نکند. روشهای آهارگیری عبارتند از: آهار گیری با اسید ، آهار گیری با روش تخمیر ، آهار گیری با اکسید کننده‌ها ، آهار گیری با آنزیمها.

مرسریزاسیون

یکی از عملیاتی که روی پنبه انجام می شود، عمل مرسریزه می‌باشد که شامل تماس پنبه (اعم از الیاف نخ یا پارچه) با محلول سود سوزآور و سپس شستشوی محصول در محلول رقیق اسید و سپس آب سرد به منظور خنثی کردن قلیایی و سرانجام خشک کردن محصول است. بر اثر مرسریزاسیون درخشندگی و جلای پنبه افزایش می‌یابد و ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آن تغییرات زیادی پیدا می‌کند. معمولا پارچه‌های مرغوب پنبه‌ای پیراهنی ، رومیزی ، ملحفه‌ای و همچنین نخهای قرقره مرسریزه می‌شوند.

سفیدگری

هدف از سفیدگری ، از بین بردن رنگدانه‌ها و ناخالصیهای دیگر و در نتیجه سفید جلوه دادن الیاف می‌باشد. البته سفیدگری پنبه بسیار مهم تراز سفیدگری پشم می‌باشد، چون درصد بالایی از پشم بصورت کالای رنگی به بازار عرضه می‌شود. ولی در مقابل ، مقدار زیادی از پارچه‌های پنبه‌ای بصورت سفید و یا پارچه‌های چاپ شده با زمینه سفید مورد استفاده قرار می‌گیرد. پارچه‌های ملحفه‌ای ، رومیزی و پیراهنی نمونه‌هایی از پارچه‌های پنبه‌ای هستند که احتیاج به سفیدگری دارد.

سفیدگری پنبه بیشتر با مواد اکسید کننده مثل کلریت سدیم و هیپوکلریت سدیم و آب اکسیژنه و مواد احیا کننده مانند هیدروسولفیت و سفیدگری پشم با اکسید کننده آب اکسیژنه همراه با آمونیاک یا سیلیکات قلیایی و مواد احیا کننده ، اکسید گوگرد و یا بی سولفیت سدیم و اسید سولفوریک و سفیدگری الیاف مصنوعی با اکسید کننده آب اکسیژنه ، کلریت سدیم و هیپوکلریت سدیم و احیا کننده ، هیدروسولفیت و در صورت لازم مواد سفید نوری به همراه سفید کننده قبلی انجام می‌گیرد.

تکمیل ضد آب و دور کننده آب

تکمیل ضد آب پارچه به دو صورت امکان پذیر می‌باشد.

• پوشش کل سطح پارچه توسط مواد هیدروفوب (موادی که آب را به خود جذب نمی‌کنند) است، به نحوی که تمام منافذ پارچه مسدود گردد. این روش تکمیل ضد آب نام دارد. پارچه با کاربردهای خیمه و چادر ماشین با این روش تکمیل می‌گردد.
• الیاف و یا نخ از مواد ضد آب پوشیده می‌شوند، به این ترتیب فضای بین نخها در پارچه کاملا باز می‌ماند و امکان انتقال هوا وجود دارد. این روش تکمیل دور کننده آب نام دارد و بیشتر پارچه‌های لباس مثل بارانی ، لباس ورزشی و کاربردهای مشابه با این روش تکمیل ضد آب می‌گردند. بعضی از مواد ضد آب و دور کننده آب عبارتند از: مواد هیدرولیز کننده نمکهای زیرکونیوم ، استره کردن سطح الیاف با اسیدهای چرب ، استفاده از رزینهای هیدروفوب مثل رزین کاربومید ، Permel ، Paraf fion و غیره ، ترکیبات آلی سیلیکونی و اسیدهای چرب کمپلکس گرم.

تکمیل ضد آتش

یکی از روش های تکمیل ضد آتش کالای نساجی ، پوشش آن بوسیله نمکهای آمونیوم می‌باشد که در گرما تولید آمونیاک نموده و بدین ترتیب با محبوس کردن آتش در خود باعث خاموش شدن و عدم پیشرفت آن می‌گردد. مناسبترین نمکهای آمونیوم ، دی آمونیوم فسفات و کربنات آمونیوم می‌باشد. سایر تکمیل کننده‌های ضد آتش عبارتند از: اکسیدهای نامحلول قلع ، آنتیموان و تیتان ، استره کردن سطحی سلولز با اسید فسفریک و یا دی آمونیوم در حضور اوره هیدروکسی متیل فسفونیوم کلراید (THPC) و غیره.

تکمیل ضد باکتری و ضد قارچ

مواد تکمیل کننده ضد باکتری بعنوان محافظت کننده از عرق عمل کرده و از تاثیر باکتریها و یا قارچها بر آن جلوگیری می‌کنند لذا چنانچه لباسهای ورزشی و یا لباس زیر با این مواد تکمیل گردند، از تخمیر عرق بدن توسط باکتریهای موجود در هوا و در نتیجه تجزیه و بوی بد آن جلوگیری می‌کنند. برخی از این تکمیل کننده‌ها عبارتند از: ترکیبات آمونیوم چهارتایی ، Irgasan DP300 ، Dodigen 226 ، پیوند زدن سلولز با نمکهای مس و نقره توسط گروههای کربوکسیل اسید آکریلیک و یا اسید متاکلریلیک و غیره.

نرم کننده‌ها

نرم کننده‌ها مایه لطافت و نرمی زیر دست پارچه می‌شوند و در اثر بیشتر کارهای چاپ و رنگرزی و عملیات تکمیل مانند ضد آتش کردن و ضد چروک کردن پارچه زیردست، حالت خشک و شکننده‌ای پیدا می‌کند که آنها را بوسیله نرم کننده‌ها ، نرم و لطیف می‌نمایند.

متداولترین نرم کننده‌ها عبارتند از: استرهای اسیدفتالیک و بنزیل فتالاتها برای نرم کردن اغلب رزینها بویژه PVC ، تری ملیتانها برای نرم کردن رزینهای مصرفی در ساخت کابلهای سیم و برق و ساخت سایر عایقها ، هیدروکربنهای نفتی با وزن زیاد که دارای اتم N , S , O می‌باشند در ساخت لاستیکها بکار می‌روند، نرم کننده‌های مقاوم در برابر آتش سوزی مانند فسفاتهای آلی و پارفینهای کلردار ، نرم کننده‌های اپوکسی و پلی اورتان و غیره.


ref:http://daneshnameh.roshd.ir

 

[M.Deylamian]

تقسیم بندی الیاف نساجی

تقسیم بندی الیاف نساجی

الياف نساجی از لحاظ ساختار به دو دسته تقسيم می شوند:​

۱- الياف كوتاه staple fibers
۲- الياف فيلامنتی filament fibers

اندازه گیری ظرافت لیف بر اساس سیستم مستقیم:

دنيرden: وزن ۹۰۰۰ متر از ليف بر حسب گرم تكس
tex: وزن ۱۰۰۰ متر از ليف بر حسب گرم دی تكس
dtex: وزن ۱۰۰۰۰ متر از ليف بر حسب گرم (دسی تکس) ​

طبقه بندی الياف نساجی بر اساس مواد تشکیل دهنده

الف - الياف طبيعی
Natural fibers ۱- الياف كوتاه​

۲- الياف گياهی:
- سلولزی
- غير سلولزی​

۳- الياف حيوانی:عمدتاً پروتئين است. مانند: پشم، كرك بز، موی خرگوش وانواع آن عبارتست از
-الياف كوتاه
- الياف ممتد ​

ب - الياف بشر ساخته Man-made fibers

الياف بازيافتی: ​

regendated fibers ۱- گياهی :
الف- سلولزی: ويسكوز- استات-تری استات
ب- غير سلولزی(الجينات):​

- پلی ساكاريدی
- پروتئينی ​

۲- حيوانی:
- پروتئينی: كازئين (از شير)
- غير پروتئينی: پلی ساكاريدی مثل citozan الياف مصنوعی: synthetic fibers ​

الف- پليمرهای تراكمی (Condensed polymers)​

- پلی آميدها(نايلون)
- پلی استرها(تريلن) ​

ب- پليمرهای زنجيره ای يا افزایشی ( Addition polymers) - پلی اتيلن(PE) (پارچه های ضد گلوله) - پلی پروپيلن(PP)(كف پوش) - پلی ونيل كلرايد(PVC) - پلی ونيل الكل(PVOH) (در آب محلول است و در بافندگی حلقوی و تريكو بافی و ايجاد طرح در پارچه كاربرد دارد) - پلی اكريليك(پارچه ضد حريق) ​

خصوصیات الیاف نساجی: هر ماده لیفی شکل را نمی توان بعنوان لیف نساجی استفاده کرد، لیف نساجی دارای خصوصیاتی است که در زیر آنها را بررسی می کنیم:
۱- نسبت طول به قطر:
این نسبت باید بیشتر از ۱۰۰ از نظر تئوری و از نظر عملی باید بیشتر از ۱۰۰۰ باشد. بعنوان مثال : پنبه بالای ۱۴۰۰ ، پشم ۳۰۰۰ ، کتان ظریف ۱۲۵۰ و چتایی ۱۷۰ ۲​

2- شکل سطح مقطع الیاف: - سطح مقطع پهن: (Wide section) به طور کلی سطح مقطع پهن سبب افزایش شفافیت و قدرت پوشاندگی الیاف می شود. - سطح مقطع گرد یا دایره ای شکل: (Circular Section) زیر دست الیاف با سطح مقطع گرد یا دایره ای نرم و مطلوب بوده ولی قدرت پوشانندگی در حجم ثابت کمتر از سطخ مقطع پهن می باشد.​

۳- آرایش یافتگی مولکولهای پلیمر الیاف: شکل ردیف شدن زنجیر های پلیمری الیاف در حالت میکروسکوپیک ​

۴- درجه آرایش یافتگی: در حقیقت نشان دهنده متوسط زاویه زنجیرها نسبت به محور لیف است متوسط آرایش یافتگی بین ۴۵ تا صفر می باشد .آرایش یافتگی بوسیله فرآیند کشش کنترل می شود. زنجیر های موجودر در یک سیلندر لیفی باید دو خصوصیت را دارا باشد که عبارتند از : ۱- آرایش یافتگی ۲- تبلور(Crystalinity) این دو خاصیت باعث استحکام، انعطاف پذیری و سختی لیف می شود. - آرایش یافتگی: در الیاف طبیعی این آرایش یافتگی در طبیعت به وجود می- آید و بشر دخالتی در آن ندارد اما در الیاف مصنوعی آرایش یافتگی زنجیرها توسط بشر به وجود می آید به طور کلی آرایش یافتگی عبارت است از متوسط زاویه تمایل زنجیرها به محور لیف است. - تبلور: نظم فضایی(درسه بعد) زنجیرها را تبلور گویند. به قسمتی از زنجیرها که در داخل منطقه منظم بلور نیستند، نواحی آمورف گویند هر قدر نواحی آمورف بیشتر باشد انغطاف پذیری لیف بیشتر است. درالـیاف مصنوعی آرایش یافتگی را با کـشش ایجـاد می کـنیم امـا تبلور را در حین فـرآیند به وجود می آوریم​

 

[moderntextile]

با سلام خدمت ماندانا خانم
از زحمات بی دریغتان تشکر می کنم مخصوصا اینکه در زمینه الیاف طبیعی و گیاهی گویا فعال هستید. دوست دارم که میزان تحقیقاتتان در این زمینه را بدانم چون در این زمینه تا حدودی در حال تحقیق کردن هستم
با تشکر

 

[moderntextile]

اما برای بهبود مطالب عنوان شده لطفا منبع یا مرجع مطالب را نیز ذکر کنید تا دوستان بهتر بتوانند استفاده کنند . اما چند نکته در مطالبتون وجود دارد که به نظر می رسد تا حدودی شک برانگیز باشد
1- الیاف بر اساس ساختارشان تقسیم بندی نمی شوند چون ساختار به شکل فضایی، ارایش یافتگی و حتی مواد تشکیل دهنده مربوط است در حالیکه الیاف را براساس طولشان به دو دسته استیپل و فیلامنتی تقسیم می شود و خود استیپل به دو دسته استیپل کوتاه و بلند تقسیم می گردد.
2- همیشه نمره و ظرافت الیاف بر اساس دنیر تعیین نمی شود بلکه با توجه به لیف و سیستم نمره گذاری تعیین می شود که این سیستم همانگونه که می دانید شامل مستقیم و غیر مستقیم بوده که در روش مستقیم نمره گذاری تکس دسی تکس ودنیر داریم
3- الیاف طبیعی خود به سه دسته الیاف گیاهی ، حیوانی و معدنی تقسیم می شود و الیاف مصنوعی به دو دسته الیاف سنتتیکی یا مصنوعی و الیاف بازیافته .
4- آرایش یافتگی شامل مرتب و منظم شدن یا جهت دهی زنجیرهای پلیمری است نه مولکولهای پلیمری

 

[سیاره سرخ]

سلام اگه زحمتی نیست یه سری مطالب در مورد خد الیاف مصنوعی میخوام. ممنون

 

[م.طاهری]

در مورد سطح مقطع الیاف مطلب میخوام

 

[moderntextile]

سلام دوست عزیز
سطح مقطع عرضی الیاف مصنوعی که از طریق ذوب ریسی تولید می شوند تابع نوع روزنه رشته ساز است که غالبا به صورت دایره ای یا شبه دایره ای است اما سطح مقطع الیاف مصنوعی خشک ریسی یا ترریسی مانند اکریکلیک متفاوت است و به صورت استخوانی یا دمبلی و شبه دایره است و الیاف ویسکوز مضرس شکل است ضمن اینکه الیاف پنبه به صورت لوبیایی شکل است. الیاف ابریشم نیز مثلثی شکل است

 

[م.طاهری]

سلام
من این مطلبو برای آز الیاف میخوام
برای تئوریش میخوام
در مورد تر ریسی و خشک ریسی مطلب دارین که به درد تئوری سطح مقطع بخوره؟

 

[tirana65]

در مورد سطح مقطع الیاف مطلب میخوام

به این سایت مراجعه کنید کتابی با نام fiber fracture برای دانلود قرار دارد که می تونه بهتون کمک کنه
http://isotextile.blogspot.com/search/label/Fibres Science

 

[P O U R I A]

الیاف طبیعی

الیاف طبیعی به عنوان جانشین الیاف شیشه در اجزاء کامپوزیتها در دهه اخیر در صنعت ساخت و ساز مورد توجه قرار گرفته است. الیافی مانند الیاف کتان، کنف، کنف هندی ارزان قیمت بوده و از لحاظ وزنی سبک و همچنین در محیط زیست تاثیرات نامطلوب کمتری دارند. در کاربردهای سازه ای با الیاف طبیعی به ندرت از روشهای تولید موجود استفاده میشود زیرا از یک طرف قابل استفاده نبوده و از طرف دیگر عدم دسترسی به مواد خام با کیفیت ثابت که همچنان یک مشکل محسوب میگردد، وجود دارد. یک نوع کامپوزیت در شکل فوقM11.24 نشان داده شده است.
مشخصات مکانیکی متوسط الیاف طبیعی (در مقابسه با الیاف کربن) سبب جلوگیری از استفاده آنها در کاربردها با عملکرد بالا شده است (مانند جایی که کامپوزیتهای تقویت شده با کربن استفاده شده اند)، اما به دلایل زیادی میتوانند با الیاف شیشه رقابت کنند. انتخاب نوع الیاف طبق مزایا و مضرات تعیین میشوند. وزن پایین که باعث ایجاد مقاومت و استحکام بالاتر میشود بخصوص در قطعاتی که نیاز به مقاومت در برابر خمش دارند مناسب و مفید است.
اخیراً استفاده از الیاف طبیعی برای کاربردهای کامپوزیتی در اروپا با استقبال بیشتری مورد بررسی قرار گرفته است، که نتیجتاً سبب آن شده که هم اکنون بسیاری از اجزاء با کامپوزیتهای طبیعی عمدتاً از الیاف و پارچه کتان، کنف هندی، سیسال، موزی یا رامی (الیاف گیاه) تولید میشوند. استفاده از الیاف طبیعی تجدید پذیر به توسعه پایدار آنها کمک میکند.
کامپوزیتهای ساخته شده با الیاف طبیعی (NFC) میتوانند به عنوان جایگزین مناسب چوب و سایر مواد، برای کاربردهای بسیاری مورد استفاده قرار گیرند. این نوع کامپوزیت ها میتوانند روی ورقه ها، تخته ها، چهار چوبهای آهنی، پالت ها، قاب ها، قطعات ساختاری و سایر اشکال، قالبگیری شوند. آنها میتوانند جایگزین چوبها، فلزات، پارتیشن ها، سقفهای کاذب ، نماهای خارجی، موانع، حصارها، نرده ها، کفپوشها، سقفها، کاشیهای دیوار و غیره استفاده شوند. همچنین میتوانند در سازه های خانه های پیش ساخته ، اتاقک ها، کیوسک ها، سایبانها، پناهگاه ها استفاده شوند. الیاف طبیعی به علت بافت محکم و ضریب کششی خاصی که دارند باعث ایجاد پتانسیل در کامپوزیتها میشوند. مقاومت ضربه ای و انعطاف کامپوزیتهای ساخته شده با الیاف طبیعی به ترتیب 104 MN/m2 (کنف هندی، اپوکسی) ، 22 KJ/m2 (کنف هندی، پلی استر) و 64 MN/m2 (موز، پلی استر) گزارش شده است.
اگرچه استحکام کششی و ضریب الیاف طبیعی مانند کنف هندی کمتر از الیاف شیشه میباشد اما کنف هندی دارای ضریب خاصی است. نیاز به استفاده از الیاف هندی به جای الیاف شیشه ای قدیمی به عنوان عوامل تقویت کننده در کامپوزیتها موردتوجه قرار گرفته است در مقایسه با سایر شیشه (به ترتیب 2.5 و 30 جی پی ای)، الیاف هندی دارای کمترین درجه کششی (1.29) و ضریب بالایی (40 جی پی ای) است. کنف تجدید پذیر به غیر از هزینه کمتر انرژی کمتری برای تولید آن نیاز است (تنها 2 درصد از آن برای شیشه) که باعث میشود به عنوان الیاف تقویت کننده در کامپوزیت مورد توجه قرار گیرد. جدول ذیل مشخصات الیاف طبیعی را نشان میدهد.



مترجم: م. تقی زاده- انجمن کامپوزیت ایران

 

[P O U R I A]

ویژگی های الیاف طبیعی

ویژگی های الیاف طبیعی

در سالهای اخیر به کشورهای صنعتی برای کاهش انتشار گاز های گلخانه ای و مواد زیستی، تلاش شده، به طور خاص از الیاف طبیعی که ترکیبی از مزایای زیست محیطی با عملکردی بالا هستند، استفاده شود.الیاف طبیغی عمدتاً برای ساخت مواد کامپوزیتی طبیعی مورد استفاده قرار میگیرند که دارای عناصر تقویت کننده ای مانند سلولز و میکروالیاف ها و دسته های الیاف نیمه سلولزی و همچنین لیگنین و پکتین (ژلاتین گیاهی) میباشند که سبب ایحاد استحکام مکانیکی میشوند.این ساختار پیچیده توانسته دلیلی جهت جذاب شدن بکارگیری این الیاف در ساخت قطعات شود. در یکی از دلایلی است که باعث میشود الیاف برای کاربرد مواد جذاب باشند. چه مزایای خاصی این الیاف طبیعی دارند؟ چه منابع گیاهی برای این بازارها تعریف شده است؟ و الیاف و مواد صنعتی چه نوع ویژگی هایی را از خود نشان میدهند؟الیاف طبیعیبه طور کلی الیاف طبیعی به استثناء الیاف چوب، از 4 منبع اصلی گیاهی ساقه ها، برگ ها، دانه ها و پوسته دانه ها استخراج میشوند. در اروپا الیاف کتان و الیاف گیاهی به طور صنعتی از ساقه های گیاهان تولید میشوند. الیاف گیاهی از هسته منسوجات ساقه گیاه (بافت یا رشته) و الیاف کتان از هسته ساقه گیاه کتان و گیاه کنف، نی یا حصیر به وجود می آید.استفاده عمومی از الیاف طبیعی در صنایع حمل و نقل و ساخت و ساز به مشخصات اصلی الیاف بستگی دارد: الیاف طبیعی قابل بازیافت هستند و ردپایی کوچکی نیز از کربن را دارند، از مشخصات دیگر الیاف طبیعی چگالی، غلظت کم (1.4 to 1.5 g/m3) ، ویژگی خوب مکانیکی و کاهش صدا میباشد. الیاف طبیعی راحتر از الیاف شیشه تولید میشوند زیرا سایش و فرسودگی ندارند بنابراین راحت تر کنترل میشود و همچنین نرم بودن الیاف طبیعی (20 and 200 µm) به شناخت بهتر ویژگی عایق صدا و گرما آن کمک میکند. مشخصات الیاف طبیعی با توجه به تقارن بودن، قابلیت تجزیه بیولوژیکی یا هیدروفیلی (جذب آب/ خواص دفع)، میتوانند هم مزایا باشند و هم باعث ایجاد محدودیت در توسعه عملکرد فرایند شوند.


منبع: نشریه JEC Compositesمترجم: م. تقی زاده- انجمن کامپوزیت ایران

 

[P O U R I A]

منابع تولید الیاف طبیعی در اروپا

منابع تولید الیاف طبیعی در اروپا

شرکت پژوهشی توسعه الیاف (FRD) و آژانس حفظ مصرف انرژی آدم (Ademe) در ماه مارچ سال 2011 در کشور فرانسه توانستند بر روی موضوع تهیه و تامین الیاف طبیعی و همچنین تقسیم کردن گیاهان به قسمت های کوچکتر مطالعه نمایند. طبق این گزارش تولید الیاف طبیعی در کشور فرانسه (به جز چوب) در هر سال به طور متوسط 170000 متریک تن و تولید پودرها و مصالح گیاهی 390000 متریک تن میباشد. در اروپا تولید الیاف طبیعی (به جزء چوب) در هر سال به طور متوسط 210000 متریک تن است. بنابراین کشور فرانسه در اروپا تولید کننده پیشرو الیاف طبیعی به حساب می آید. 80% کل این تولیدات در فرانسه صورت میگیرد.


کاربرد الیاف طبیعی برای ساخت کامپوزیت ها
در میان مواد کامپوزیتی، الیاف طبیعی دارای جذابیت بسیار زیادی هستند که صنعتگران با زنجیره ایی از ویژگیهای خاص آن روبرو شده اند. اقدامات شرکت پژوهشی FRD بعنوان پایه و بنیان صنعت الیاف گیاهی محسوب میشود و فهرستی از راه حل های مناسب برای فرایندهای گوناگون کامپوزیتی را طراحی نموده است این فرایندها شامل برش الیاف، پودرها، توده ها، ترکیبات و تقویت کننده الیاف طبیعی است. در این رابطه شرکت پژوهشی FRD از کارشناسان آشنا به فیزیولوژی گیاهان و الیاف استفاده نموده تا با ارتقاء بنیان گیاهان سبب تولید الیاف و مواد اولیه ای با ویژگیهای بی نظیزی برای تولیدکنندگان قطعات کامپوزیت شود.


عملکرد مکانیکی الیاف طبیعی
انسانها از زمان های بسیار قدیم الیاف طبیعی را کشت می نمودند. که یکی از این الیاف، کتان است که از قدیمی ترین منسوجات در جهان با بیش از 7000 سال قدمت میباشد. برای ارتقاء سطح دانش در خصوص کاربردهای فنی الیاف طبیعی نیاز به بررسی و پژوهش زیادی است تا بتوانیم پارامترهایی که بر عملکرد الیاف طبیعی اثر میگذارند را بشناسیم و بتوانیم آنها را بهتر بهینه سازی نماییم.


آنچه که در مورد الیاف طبیعی میدانیم این است که فرایند مورد استفاده در استخراج یا عصاره گیری الیاف از گیاهان روی عملکرد مکانیکی الیاف تاثیر میگذارد. شرکت پژوهشی FRD مطالعاتی را بر روی این اثرات به ویژه روی الیاف کتان و کنف انجام داده تا بتواند فرایندی که متناسب با ویژگی های مورد نیاز است را شناسایی کند. بعضی از فرایندهای عصاره گیری از گیاهان به طور قابل توجهی به بهبود عملکرد مکانیکی کمک می کند.


ترجمه و تالیف: م. تقی زاده- انجمن کامپوزیت ایران
منبع: نشریه JEC Composites

 

[P O U R I A]

تقویت کننده های الیاف طبیعی قابل استفاده

تقویت کننده های الیاف طبیعی قابل استفاده

انواع تقویت کننده الیاف طبیعی که در کامپوزیت های ترموست و ترموپلاستیک به کار میروند بسیار شبیه به الیاف های ترکیبی هستند.
میزان زیادی از تقویت کننده های صنعتی در دسترس هستند که این تقویت کننده ها، محصولات ساخته شده با گیاه را تامین میکنند مانند:

- تقویت کننده هایی که بصورت روینگ (رشته های پیوسته با پیچ و تاب کم) با ضخامت های گوناگون از 100 الی 2000 tex میباشد.
- تقویت کننده هایی که بصورت رشته های بافته نشده با فن آوری های گوناگون برای تولید محصولات استفاده میشوند و دارای خواص فیزیکی و با ضخامت های گوناگون و تراکم (50-2,500 g/m2) میباشند.
- پارچه های تقویت کننده ای که از لحاظ بافت و وزن میتوانند نیاز بازار را تامین نمایند.
- قویت کننده های یک جهته که برای خواص مکانیکی طراحی شده اند.
- تقویت کننده های چند محوری با لایه های یک جهته، این تقویت کننده ها در دو یا چند مسیر قرار گرفته و به هم متصل میشوند تا خواص مکانیکی خوبی ارائه دهند.
- تقویت کننده های پیش آغشته که زمینه های جدیدی را برای سیر فن آوریها ایجاد مینمایند.​

شرکت پژوهشی توسعه الیاف (FRD) برای نشان دادن پتانسیل تقویت کننده های الیاف طبیعی، توانست اطلاعاتی در خصوص عملکرد مکانیکی رزین اپوکسی یا رزین پلی استر در صنعت کامپوزیت را جمع آوری کند تا سازه های کامپوزیتی که با گیاهان تولید شده اند را فهرست بندی نماید.
بسیاری از فرایندهای کامپوزیتی میتوانند با کاربرد الیاف طبیعی و تقویت کننده های الیاف طبیعی مطابقت کنند. اقدامات احتیاطی بسیاری صورت گرفته که سعی نموده اند تا الیاف طبیعی را در معرض دمای بالای 200 الی 230 درجه سانتیگراد قرار ندهند تا از کاهش عملکرد الیاف طبیعی و مواد کامپوزیتی جلوگیری شود.


نتیجه
الیاف کتان و الیاف کنف محصولات تجدید پذیر و صنعتی هستند که منشاء آنها از کشاورزی کشورهای اروپایی و بخصوص کشور فرانسه است. خواص تکنیکی (مکانیکی) این الیاف ها مانند تراکم (غلظت)، استحکام مکانیکی و عایق حرارتی و صوتی برای صنعت کامپوزیت بسیار حائز اهمیت است. کاربردهای محصولاتی که بر اساس این الیاف ساخته میشوند به سرعت در حال توسعه است. شرکت پژوهشی توسعه الیاف (FRD) برای کمک نمودن به ساختار الیاف طبیعی فهرستی جامع از الیاف که در صنعت کامپوزیت به کار میروند را تهیه نمود. این فهرست، الیاف را به شکل پودر، توده، الیاف های خرد شده، اجزا، و تقویت کننده ها (پارچه ها، مواد یک طرفه، بافته نشده) تهیه نموده و خواص کلیدی الیاف و پتانسیل کامپوزیت تقویت شده با الیاف طبیعی را مشخص مینماید.





ترجمه و تالیف: م. تقی زاده- انجمن کامپوزیت ایران
منبع: نشریه JEC Composites