نخ اکریلیک
این نخ پرطرفدار ، یکی از معروف ترین نخ های صنعت نساجی ایران است. اکریلیک نوعی الیاف مصنوعی است که از پلیمری به نام “پلی اکریلونیتریل” با وزن مولکولی متوسط حدود 1900 واحد مونومر ساخته می شود که علاوه بر فرش در صنعت پوشاک نیز کاربرد دارد.
الیاف اکریلیک یکی از مهم ترین و پرمصرف ترین الیاف مصنوعی است. الیاف اکریلیک از نظر خواص با وزن کم، جایگزینی برای الیاف پشم هستند.
اکریلیک ها در سه رنگ اکرو و خام تولید می شوند. به این معنی که نخ ها در رنگ های مختلف تولید می شوند و یا به صورت اکرو، زرد یا کتان شسته نشده تولید می شوند.
اکریلیک ، آکریلیک یا آکرولیک، لیفی مصنوعی و از خانواده پلی وینیل ها می باشد که از سال 1949 میلادی وارد بازار شده است.
ماده اولیه یا پلیمر اکریلیک، «پلی اکریلونیتریل» یا به اختصار PAN می باشد. اکریلیک علاوه بر آن که خاصیت بازگشت پذیری بسیار خوبی دارد، عایق حرارتی خوبی نیز هست. از این رو،جایگزین بسیار خوبی برای پشم در خاب فرش می باشد.
این دو ویژگی اکریلیک، در بین تمامی الیاف منحصر به فرد است و تقریباً هیچ لیف طبیعی یا مصنوعی دیگری این دو ویژگی را به صورت همزمان ندارد. استحکام اکریلیک، متوسط و بین 2/2 تا 3 گرم بر دنیر و ازدیاد طول تا حدّ پارگی آن بالا (بین 28% تا 35 %)می باشد.
چگالی آن حدود 17/1 گرم بر سانتی متر مکعب بوده، سبک تر از الیاف پشم،پنبه،پلی استر و ویسکوز است. جذب رطوبت اکریلیک بسیار کم و در حدود 1 است. این لیف نقطه ذوب ندارد و مقاومت ان در حرارت و نور خورشید بالاست.
تولید اکریلیک
الیاف اکریلیک شرکت پلی اکریل به صورت کو پلیمر اکریلو و نیتریل و متیل اکریلات با نسبت وزنی6-3 % از منو مر متیل اکریلات تولید می شود . به دلیل ماهیت این نوع پلیمر بایستی برای ریسندگی آن از حلال واسطه استفاده کرد و بنابراین بحث تر ریسی و خشک ریسی این الیاف بوجود می آید.کارخانه پلی اکریل با دو کارخانه تولید کننده الیاف اکریلیک با دو نوع تکنولوژی متفاوت در حال تولید این الیاف است . یکی کارخانه خشک ریسی تحت لیسانس دوپانت امریکا با روش پلیمریزسیون تعلیقی و ریسندگی خشک ریسی و دیگری کارخانه تر ریسی تحت لیسانس اسنیا ایتالیا با روش پلیمریزاسیون محلول و ریسندگی ترریسی بخشی از نیاز کشور به الیاف اکریلیک را بر آورده می کند . در بازار مصرف ایران انواع متفاوتی از الیاف اکریلیک وجود دارد از جمله درالون آلمان ، اکسلان ژاپن ، وونل میتسوبیشی ، آکسا ترکیه ، محصولات مونته فیبره اسپانیا ، تای اکریل و فروموسا تایلندی ، الیاف ازبکستان و الیاف هندی که در میان اینها معدود تولید کننده های الیاف خشک ریسی به چشم می خورد . فرآیند تولید الیاف خشک ریسی گرانتر و حساس به پارامترهای عملیاتی با ظرفیت کم تولید و تعداد واحدهای میانی زیاد می باشد . در این روش خواص نهائی الیاف حاصل نیز متفاوت از روش تر ریسی بوده و منحصر به خود می باشد و از جمله این خواص می توان به سطح مقطع dog bone فیلامنت ها ، میزان ناچیز تخلخل فیلامنت ها ، جهندگی الیاف و پراکندگی الیاف اشاره کرد که در کارخانجات پتوئی و فرشی قابل ملاحظه هستند.از جمله تولید کنندگان الیاف خشک ریسی ، کارخانه خشک ریسی بایر آلمان وکارخانه الیاف اکریلیک هند (IAL) بوده که اولی از تکنولوژی منحصر به خود و دومی از تکنولو ژی دوپانت امریکا استفاده می کنند.
خصوصیات الیاف اکریلیک
اکریلیک نیز از الیاف مصنوعی به حساب می آید که بر خلاف پلی استر از برگشت پذیری بسیار خوبی برخوردار است و هم چنین در مقابل حرارت مستقیم عایق بسیار خوبی می باشد و به همین علت جایگزین بسیار خوبی برای الیاف گران قیمت و طبیعی پشم به شمار می رود . دو خصوصیت مهم بازگشت پذیری و عایق حرارتی که در الیاف اکریلیک در هیچ یک از کدام الیاف دیگر به طور همزمان یافت نمی شود . از استحکامی متوسط و افزایش طول تا حد پارگی بالایی برخودار است . سبک ترین الیاف در بین دیگر الیاف محسوب می شود و از جذب رطوبت بسیار پایینی برخوردار است و مقاومت بسیار زیادی در برابر نور خورشید و حرارت بالا دارد . تنها مشکل این الیاف پرز دهی آن است که تولید کنندگان با پیاده سازی فرآیند هیت ست روی آن در صدد رفع آن بر آمده اند و موفق به صفر رساندن میزان پرز دهی آن از این طریق شده اند . به علت مشکلات موجود برای تامین مواد اولیه تولید الیاف اکریلیک در ایران و تحریم های اقتصادی و واردات آن از کشور های دیگر ، اکریلیک از قیمت بالایی نسبت به دیگر الیاف برخوردار است و تاثیر مستقیم بر روی قیمت فرش های اکریلیک دارد .
مزایای نخ اکریلیک
1. اکریلیک در برابر بید، روغن و مواد چرب و همچنین مواد شیمیایی مقاوم است.
2. نخ اکریلیک بسیار بادوام است و فرش های بافته شده با این نخ دوام بالایی دارند.
3. نخ اکریلیک از نظر پایداری نور خورشید، شستشو و سایش بسیار مقاوم است.
4. مقاومت در برابر فرسایش
5. دیرتر کثیف شدن و از طرفی زودتر تمیز کردن الیاف هنگام شستشو.
6. نرمی و گرمی و سبکی.
7. پف کرده و حجیم بودن.
معایب نخ اکریلیک
1. برای چرخاندن الیاف اکریلیک از مواد شیمیایی استفاده می شود.
2. حساسیت و خارش پوستی در برخی افراد مشاهده شده است
3. استفاده از این فرش در منازلی که افراد مسن و دارای مشکلات تنفسی هستند توصیه نمی شود.
4. یکی دیگر از معایب فرش های اکریلیک، تجزیه نشدن این نوع الیاف است که باعث آسیب به محیط زیست می شود.
فرش اکریلیک سرطان زا است
جالب است اکریلیک سرطان زا است و اتحادیه اروپا و همپنین آمریکا اجازه واردات فرش ماشینی با نخ اکریلیک را نمی‌دهد بخاطر همین موضوع نخ‌های پلی‌استری جایگذین آن شده اند.
یکی از مشکلات تولید اکریلیک،خطرات زیست محیطی پساب های کارخانجات تولید الیاف الکریلیک است که باعث شده از حدود سال 2000 میلادی به بعد، تولید الیاف اکریلیک در اروپا و آمریکا بسیار کاهش یافته است. به دلیل وجود گروه های نیتریل در ساختار الیاف اکریلیک، این لیف همواره در معرض اتهام سرطان زایی بوده است.
پرزدهی نخ خاب فرش نیز به عنوان یک تهدید بهداشتی برای ریه افراد، به ویژه کودکان مطرح بوده است.
اکریلیک، در صنعت فرش ماشینی کشورهایی مانند ایران،ترکیه، مصر و عربستان طرفداران خود را دارد. لیکن در بسیاری از کشورهای اروپایی و امریکا، به دلیل برخی مسایل بهداشتی و زیست محیطی که قبلاً بدان اشاره شد، استفاده از نخ اکریلیک در خاب فرش مرسوم نبوده و حتی ممنوع شده است.
بزرگترین تولید کننده نخ اکریلیک در ایران
پلی اکریل اصفهان یکی از بزرگترین و قدیمی ترین تولید کننده‌های این نخ در ایران است.
به نظر می رسد میزان اکریلیک مورد نیاز صنعت فرش ماشینی ایران به بالای دویست هزار تن سال رسیده است. این در حالی است که تنها تولید کننده الیاف اکریلیک در ایران، شرکت پلی اکریل اصفهان است.
متأسفانه این شرکت به دلیل قدیمی بودن خط تولید، نوسانات مدیریتی طی 20 سال گذشته و مشکل تهیه مواد اولیه به ویژه PAN نتوانسته است حتی به اندازه ظرفیت اسمی خود، نیازهای داخل کشور را پاسخگو باشد.
تامین الیاف اکریلیک در ایران همواره یکی از دغدغه های بزرگ کارخانجات ریسندگی نخ خاب فرش ماشینی بوده است.
به نظر می رسد عدم توان تولید داخل، وابستگی بسیار بالا و نزدیک به 90 درصدی به واردات، نوسانات قیمت جهانی الیاف اکریلیک و نیز اثرات منفی دوران تحریم اقتصادی مهم ترین دلایل این موضوع باشد.
الیاف اکریلیک
الیاف اکریلیک یکی ازمهمترین وپرمصرف ترین الیاف مصنوعی به شمار می رود . تحقیق درباره تهیه این الیاف از سال 1940 شروع و اولین محصول تجاری در 1948 به نام اورلون وارد بازار شد .ازآن به بعد تحقیقات ومطالعات گسترده ای درمورد اصلاح خصوصیات آن انجام گرفت که منجر به تولید تعداد متعددی از این نوع الیاف گردید .حدود 85% الیاف اکریلیک را آکریلونیتریل تشکیل می دهد . ماده اولیه تولید اکریلیک از کربید کلسیم وآب تشکیل می شود .درصورتی که پلیمر تشکیل شده دریک حلال سبک قابل حل شدن باشد بعد ازتهیه محلول اکریلونیتریل وحلال مشابه نایلون از روزنه های رشته ساز عبور کرده وبا هوای گرم جامد می شود. در واقع حلال آن خارج می شود .اما اگر حلال سنگین باشد و با هوا تبخیر نشود الیاف را از استخر آب عبور می دهند تا حلال آن از آن درآب جدا شود وبه آن ترریسی می گویند .
الیاف اکریلیک ترریسی شده
درصورتی که ماده حلال ازمواد معدنی باشد سطح قاعده دایروی است ودرصورت آلی بودن حلال سطح مقطع لوبیایی شکل است .مزایای ترریسی عدم تغیر رنگ الیاف ، بازیابی آسان حلال از آب استخر وامکان رنگرزی همزمان با ریسیدن پلیمر است .ازمعایب آن سرعت پایین وعدم کنترل دقیق حمام انعقاد یا استخر آب است که باعث پایین بودن قیمت کلی این الیاف نسبت به موارد خشک ریسی می شود .ازمیان الیاف اکریلیک که ما می شناسیم انواع زیر ازخانواده ترریسی ها محسوب می شوند .
الف ) اکریلان شامل :
Dralon L آلمان
Dralon W آلمان
AKSACRYL آکسا ترکیه
Vonnel ژاپن
ب) ولیکرن شامل :
Nitron “D” بلاروس
Buluma پرتقال
ج) کورتل شامل :
Nitron”S” بلاروس
Lengzhon چین
د) کاشمیلون شامل :
Hamilon کره
ھ ) کرسلان شامل :
Exlon ژاپن
Cfcl هند
الیاف اکریلان ژاپن، آکسا، ترکیه و درلون بایر آلمان ازنوع “L” ازاین دسته است دارای خصوصیات عمومی زیر می باشد.
اکریلان
سطح مقطع دایره ای چروک خورده
چگالی :17/1
تنش تاحد پارگی : خیس 20 خشک 24
استحکام کششی : خیس 2 خشک 5/2
رطوبت بازیافتی :24/1%
کورتل
الیاف کورتل که بلاروس Nitron”S” شامل آن است .
استحکام کششی : خشک 5/3 -3 خیس 3-5/2
چگالی :17/1
جذب رطوبت :3
رطوبت بازیافتی : 16/1%
یکی از خواصی که الیاف اکریلیک دارند ایجاد خاصیت جمع شوندگی درآنهاست و این خاصیت سبب ارائه نخ های آکریلیک پفکی به بازارشده است .این الیاف برای تهیه پلیور وپتو والبسه زمستانی بسیار مناسب است واساس آنها نیز برمبنای مخلوط کردن الیاف اکریلیک با جمع شدگی های متفاوت با هم است .
به صورتی که الیاف اکریلیک تحت کشش را با حرارت تثبیت می کنند وا ین قابلیت را درآن ایجاد می کنند که تا 25-20 درصد درحالت بخار بتواند جمع شود . سپس این الیاف وفیلامنت ها را برش داده و با الیافی که جمع شدگی ندارند طی چند مرحله پاساژ مخلوط کرده ونهایتاً درصورتی که بخواهند نخ کاموا پفکی ایجاد کنند کلاف پیچ کرده وحرارت ورطوبت می دهند وبرای پتو پس از طی مراحل بافت وچاپ بخار داده می شود .
اکریلیک با عنوان پشم مصنوعی برای انواع البسه، فرش وپتو کاربرد دارد وحفظ گرما از خصوصیات خوب آن است که کاربردهای زمستانی به آن داده است .
خواص فیزیکی و شیمیایی الیاف آکریلیک
الیاف آکریلیک الیافی هستند مقاوم در برابر محیط های اسیدی ولی در برابر محیط های قلیایی مقاومت چندانی ندارند ، مخصوصاً دردرجه حرارت بالا . الیاف آکریلیک در برابر اکسیدکننده ها مقاوم هستند، به همین جهت برای بهتر سفید کردنشان میتوان از حمام کلریت سدیم استفاده نمود. الیاف آکریلیک مقاومتشان در برابر حرارت خوب است مثلاً اگر به مدت دو روز در معرض دمای ۱۵۰ درجه سانتی گراد قرار بگیرند مقاومت اولیه شان کاهش پیدا نمیکند. در دمای ۲۰۰ درجه سانتی گراد رنگ آنها زرد شده و در دمای بیش از ۲۰۰ درجه سانتی گراد قهوه ای رنگ می شوند. بهترین معرف یا حلال آنها D.M.F. (دی متیل فرم آمید) می باشد. الیاف آکریلیک با معرف هایی نظیر Shirlastin یا نئوکارمین W به صورت رنگ پریده و کدر درمی آیند]۲[ .
الیاف آکریلیک منظم از پلیمری تشکیل شده اند که شامل ۸۵% یا بیشتر مونومرآکریلونیتریل می باشند. بقیه آن را مونومرهایی که عموماً ، اسیدآکریلیک ، متیل متاآکریلات وینیل استات یا یک ترکیب وینیل تشکیل می دهد و این مونومرها جهت بهبود بخسیدن به خواص رنگ پذیری و خواص مکانیکی و ساختمان الیاف اضافه می شوند. این الیاف توسط هرل و گریر مورد بحث قرار گرفته است. به علت اینکه در پلیمر شدن الیاف اکریلیک تجارتی از کاتالیزورهای اکسایشی کاهشی (پروسولفات پتاسیم و بی سولفیت سدیم) استفاده به عمل می آید، برای نشستن مولکول های مواد رنگرزی دارای مکان های اسیدی هستند . این مکان ها در انتهای زنجیرها قرار دارند و مقدار آن ها عموماً ۳۰ تا ۳۵ هزارم وزن شیمیایی (اکی والان۹ بر کیلوگرم است و نقش انها قابلیت رنگ پذیری با مواد رنگرزی کاتیونی است . این مکان ها احتمالاً گروه های سولفونیک اسید است که فراوانی آنها به مقدار گوگرد موجود در لیف بستگی دارد . در بسیاری از الیاف اکریلیک تعداد ، این مکان ها چه از طریق مونومرهای به کار رفته و چه از طریق مواد اضافه شده به پلیمر افزایش می یابد]۲[ .
همان طور که مطلعیم در مورد کلیه رنگرزی ها در درجه اول حصول رنگرزی یکنواخت حائز اهمیت است در مورد رنگرزی الیاف آکریلیک چنین حالتی مستثنی نیست . جهت حصول رنگرزی یکنواخت بررسی هایی انجام شده که نتایج زیر حاصل گردیده است :
۱- اجرای عمل رنگرزی در شرایطی که انتشار ماده رنگرزی در محلول و افزایش دمای حمام رنگرزی در شرایطی کاملا منظم و حساب شده افزایش یابد ، این امر در مورد دستگاه های رنگرزی که کالا ثابت و محلول رنگرزی در گردش باشد صادق است . ماننداجرای عمل رنگرزی درماشین های اتوکلاو خواه طاقه رنگ کنی خواه بوبین رنگ کنی خواه کلاف رنگ کنی . در مورد دستگاه های رنگرزی که در آن محلول رنگرزی ثابت و کالا در حال گردش باشد . مانند ماشین رنگرزی وینچ یا ژیگر الزامی است که علاوه بر کنترل دمای حمام کالای مورد رنگرزی نیز در شرایطی منظم و حساب شده چرخش کند .
بعضی از سازندگان مواد رنگرزی در سطح بین المللی جهت حصول رنگرزی یکنواخت در مورد الیاف آکریلیکی اجرای عمل رنگرزی را در دمای ثابت پیشنهاد می نمایند بنابه مثال BASF ، آلمان روشی به نام دفی ترم Defetherm را پیشنهاد می کند .در این روش رنگرزی در دمای ۱±۹۶ درجه سانتیگراد پیشنهاد می گردد ، یعنی درجه ای بالاتر از دمای انتقال شیشه ای الیاف .
بنابراین جهت حصول رنگرزی یکنواخت با حداکثر رمق کشی (۹۰ الی ۹۵ درصد) استفاده از یکنواخت کننده ها پیشنهاد می گرددیکنواخت کننده هارادررنگرزی آکریلیک (Levelling agent) نمی گویند بلکه به آنها کند کننده یا ریتاردر (Retarder) می گویند . از نظر ساختار شیمیایی ریتاردها به دو طبقه تقسیم می شوند که عبارتند از :
الف – ریتاردهای آنیونی
ب – ریتاردهای کاتیونی
در حال حاضر استفاده از ریتاردهای کاتیونی متداول تر است . با توجه به ساختار شیمیایی ریتاردها ، مکانیزم آنها در حمام رنگرزی کاملاً متفاوت می باشد . ریتاردهای کاتیونی مانند مواد رنگرزی بازیک هستند منتهی گروه کرومموفور ندارند و در حمام رنگرزی مشابه آنها عمل می کنند . یعنی جهت نشستن روی گروه های منفی لیف با ماده رنگرزی منفی رقابت می کنند .
تاریخچه آکریلیک
در سال 1948 .م كمپاني دوپونت ايالات متحده پس از يك رشته كوششها و پژوهشهايي كه انجام داد توانست در بدست آوردن ليفي كه از ديدگاه كارايي ، همانندي و بيشترين شباهت را با پشم طبيعي داشته باشد موفق بيرون آيد و بدينسان ليف ساختگي (مصنوعي ) تهيه گرديد
اين الياف از پليمرها يا كوپليمرهاي اكريلونيتريل ساخته مي شوند كه در طول جنگ دوم جهاني در صنايع لاستيك سازي آمريكا توسعه فراوان يافتند و از اين جهت تعداد زيادي مواد شيميايي به مقايسهاي بزرگ از جمله اكريلونيتريل تهيه شدند
از پيوند شيميايي مولكولهاي اكريلونيتريل پليمرهايي ساخته مي شود كه قابليت ريسندگي و تشكيل ليف دارند امروزه الياف سنتتيك كه پايه آنها اكريلونيتريل است در انواع مختلفي توليد مي شوند
تعريف الياف اكريليک و مد اكريليک :
تعاريف زير توسط كميسيون فدرال تجارت آمريكا به عمل آمده است .
اكريليک :
الياف ساخته شده سنتتيك هستند كه مادة تشكيل دهنده زنجير پليمري آنها حداقل شامل 85 درصد وزني واحدهاي اكريلونيتريل است .
مد اكريليک :
الياف ساخته شده سنتتيك هستند كه ماده تشكيل دهندة زنجير پليمري آنها را ، حداكثر 85 و حداقل 35 درصدوزني ، واحدهاي اكريلونيتريل تشكيل مي دهد.
سنتز الكريلونيتريل
نظر به اينكه اليافي كه در اين مبحث مورد گفتگو قرار مي گيرند و به طور عمده از اكريلونيتريل تهيه مي شوند لازم است با روشهاي صنعتي تهيه اين ماده آشنا باشيم اين ماده براي سيانو اتيله كردن سلولز نيز به كار مي رود و يكي از مواد مهم صنعت تهيه الياف مصنوعي است اكريلو نيتريل به چهار طريق عمده تهيه مي شود :
1- اكسيد اتيلن :
اين روش كلاسيك كه امروزه متداول نيست ، در سالهاي اوليه فعاليت ، روي تهيه الياف اكريليك مورد استفاده قرار مي گرفت . اكسيد اتيلن كه خود محصول اكسيداسيون ، اتيلن حاصل از كراكينگ نفت است ، مي تواند با اسيد هيدروسيانيك تركيب شود خود اسيد هيدروسيانيك نيز از اكسيداسيون نسبي متان در مجاورت آمونياك ، به روشهاي كاتاليتيك به دست مي آيد اين عمل منجر به تشكيل اكريلونتيريل مي شود
2- از استيلن :
امروزه تهيه اكريلونيتريل از استيلن متداولترين روش است . خود استيلن كه طبق روشهاي سنتي از اثر آب روي كاربيد كلسيم به دست مي آيد ، امروزه به مقدار زيادي از تقطير مواد نفتي تهيه مي شود استيلن به هر طريقي كه تهيه شده باشد در راكسيون با اسيد هيدروسيانيدريك منجر به تشكيل اكريلونتريل مي شود
اين واكنش در حضور كاتاليزور ، كلروركوئيورو و در محيط آبكي كلرور آمونيوم انجام مي گيرد تا حلاليت كلرور كوئيورو را افزايش دهد واكنش در فشار معمولي و حرارت 80 درجه سانتيگراد انجام مي شود به منظور تبديل كردن كامل اسيد هيدروسيانيك به ازاي هر 10 مولكول استيلن يك مولكول اسيد كلريدريك افزوده مي شود بازده واكنش بر مبناي استيلن به كار رفته 80 درصد و بر مبناي اسيد هيدروسيانيدريك 95 درصد خواهد بود.
3- طريقه سوهيو
راكسيون با اكسيداسيون پروپيلن شروع مي شود و پس از توليد اكرولئين آمونياك به آن افزوده مي شود كمپلكسي كه به وجود مي آيد هيدراته و سپس هيدروژنه شده و تبديل به اكريلونيتريل مي شود .
مجموعه راكسيونهاي فوق را مي توان به صورت كلي نمايش داد :
به نظر مي رسد كه كمپانيهاي دوپونت آمريكا ، آساهي و ميتسوبيشي ژاپن هر سه اكريلونيتريل را به طريق فوق تهيه مي كنند
4- از استالدئيد
در اين راكسيون اسيد هيدروسيانيك به استالدئيد افزوده مي شود و سيان هيدرين توليد مي شود كه پس از جذب آب تبديل به اكريلونتيريل مي شود
طرز تهيه وينيل كلرايد
بهترين طريقه ، افزودن اسيد كلرئيدريك به استيلن در حضور كاتاليزور كلرو مركوريك روي ذغال اكتيو است
روش ديگر تركيب كردن اتيلن با كلر است كه منجر به تشكيل دي كلرواتيلن مي شود كه به نوبه خود در تحت 4 اتمسفر فشار و C°550 حرارت مي شكند و تبديل به وينيل كلريد مي شود
حلال هاي مناسب الياف پلي اكريلونيتريل
- دي متيل فرم آميد
- دي متيل سولفون
- متانيتروفنل
- پارانيتروفنل
- ساكسيو نيتريل
- آديپونيتريل
توليد الياف از پليمر اكريونيتريل
ساخت و تهيه الياف ارلون و تقريباً‌ساير انواع الياف اكريليك اصلاح شده با جزئي تفاوتهايي مشابه هم هستند طرز تهيه ، آن به اين ترتيب است كه پليمر را در حلال آلي مناسبي حل مي كنند و پس از عمل اكستروژن تهيه فيلامنت حلال را تبخير مي كنند و فيلامنت جامد باقي مي ماند پلي اكريلونيتريل را ممكن است به روش ترهم ريسندگي كرد براي منعقد كردن الياف از حمام گليسرول استفاده مي شود . در پايان فيلامنت تحت كشش قرار داده مي شود تا آرايش مولكولي لازم را به دست آورد . ابتدا حمامي كه حاوي 40 قسمت ( تمام قسمتهاي وزني ) است و پر از سولفات آمونيوم به عنوان كاتاليزور ، 80 قسمت بي سولفيت سديم به عنوان ماده فعال كننده و 90 قسمت آب مقطر است ، در 40 درحه سانتي گراد آماده مي شود در فاصله دو ساعت، پليمر را با مخلوطي از 90 قسمت اكريلونيتريل و 10 قسمت از يك منومر اتيلن ديگر ، بتدريج به حمام مي افزايند و مخلوط را به آرامي تحت همزن قرار مي دهند در اين عمل پليمر كه پلي اكريلونيتريل تغيير يافته است در محلول رسوب مي كند و. در اين هنگام وزن مولكولي آن 60000 است پليمر رسوب كرده را با صافي از محلول جدا مي كنند شستشو مي دهند و خشك مي كنند سپس پليمر را در حلال آلي مناسب كه معمولاً دي متيل فرم آميد است به غلظت 10 تا 20 درصد حل مي كنند .تا محلول ريسندگي تهيه شود بقيه مرحله ريسندگي شامل عمل اكستروژن و توليد فيلامنت است كه در محيط مسدود انجام مي گيرد و با وزش هواي گرم يا بخار ،حلال موجود در فيلامنت را زدوده و فيلامنت جامد باقي مي ماند در پايان ، مرحلة كشش است كه ممكن است در هوا يا آب داغ انجام شود كه طي آن فيلامنت چندين برابر طول اوليه اش كشيده مي شود
انواع الياف آكريليك و مد اكريليک
هم اكنون تعداد زيادي ليف هاي اكريليك در دسترس قرار دارد كه مي توان از مهمترين آنها به اورلن ، اكريلان ، كورتل كرسلان اشاره كرد ولي تنها چهار نوع ليف مد اكريليك وجود داشته كه به ترتيب عبارتند از :
ورل – داينل – كانه كالون و تكلان
الياف ارلون
ارلون جزء اولين الياف اكريليك است كه در سال 1948 به وسيلة‌كمپاني «دوپونت » آمريكا تهيه شد . اين الياف كه هموپليمر بودند ؛ تحت نامهاي ارلون 81 فيلامنت و ارلون 41 الياف كوتاه (استايپل ) به بازار عرضه شدند نظر به اشكالاتي كه از نظر ريسندگي و همچنين رنگرزي اين الياف وجود داشت ، سعي شد كه الياف اكريليك به وسيله كوپليمريزاسيون اكريلونيتريل با مواد ديگري تهيه شود .اصلاح ساختمان شيميايي اين الياف باعث شد كه ضمن حفظ خصوصيات فيزيكي خود ؛ خواص جالب ديگري را نيز به دست آورد .
انواع ارلون
اولين نوع ارلونها كه شامل ارلون 41-81 بود ، احتمالاً ساختمان پليمري مستقيم اكريلونيتريل داشتند تحقيقات و توسعه هاي بعدي سبب شد كه انواع ديگري از ارلون ساخته شود كه هريك از خواص ويژه‌اي دارند در سال 1953 نوع ارلون 42 (الياف كوتاه ) تهيه شد كه برتريهايي نسبت به نوع 41 دارا بود و در همين ايام تهيه نوع 81 متوقف شد.
ارلون نوع 42 كه متداولترين نوع ارلن است يك كوپليمراكريلونيتريل است كه حدود 10 درصد آنرا پليمر ديگري تشكيل مي دهد اين نوع پليمر به روش ريسندگي خشك تهيه مي شود ارلون 42 به حالتهاي شفاف و نيمه شفاف و سياه و در اندازه هاي مختلف از الياف كوتاه ، از 25/1 تا 5/4 اينچ و 1 تا 6 دنير تهيه مي شود براي رنگرزي اين نوع الياف رنگهاي بازيك و ديسپرس به كار مي روند .
بايد اشاره كرد كه انواع بيشمار ارلونهاي نوع 39.38.37.36.33.29.28.24.21،A39، B 372.44.39 نيمه شفاف ، 72 شفاف ، 75 و 82 و غيره تاكنون ساخته شده اند تفاوت عمده اين نوع الياف در اندازه ، شفافيت نوع مصرف ، نوع كوپوليمر و روشهاي توليد آنهاست و هريك براي مصرف معيني نسبت به ديگران مزايايي دارد روشهاي ساخت انواع مختلف ارلون با تفاوتهاي جزيي تقريباً شبيه يكديگر هستند
خصوصيات الياف ارلون
الياف ارلون مانند اكثر الياف سنتتيك ميله اي شكل است ، ولي در بسياري از موارد ، براي بالابردن كيفيت و استحكام نخ مقطع آن را دمبلي شكل تهيه مي كنند استحكام كشش ( قوام ) ارلون در حالت خشك 2/2 تا 6/2 و در حالت تر 7/1 تا 1/2 گرم بردنيرست . تطويل آن در حالت خشك 20 تا 28 و در حالت تر 26 تا 34 درصد است . مدول الاستيسيته 35 چگالي آن 18/1 است رطوبت بازيافتي ارلون 7/1 درصد و كمتر از نايلون است مقاومت ارلون در برابر حرارت زياد است و اگر به مدت يك ماده در 120 درجه سانتيگراد قرار گيرد از استحكام آن كاسته نمي شود در حرارت بالاتر از 150درجه رنگ آن تغيير مي كند و بدين جهت در اطوكاري آن بايد حرارت از اين حد تجاوز نكند ارلون با اشكال مي سوزد و در حرارت 255 درجه سانتگراد چسبنده مي شود گذشت زمان اثري روي ارلون ندارد مقاومت آن در برابر تابش آفتاب ، بالاست و پس از تابش مستقيم نور خورشيد به مدت 2 سال تقريباً قدرتش را حفظ مي كند
ارلون مقاومت نسبتاً‌خوبي در برابر تركيبات شيميايي دارد در مقابل قلياييهاي ضعيف مقاوم است در برابر اسيدهاي معدني نيز مقاومت مي كند در اكثر حلالهاي آلي حل نمي شود .
حشرات و موجودات ميكروسكوپي اثري روي ارلون ندارند بعلت دارا بودن زير دست نرم و گرم ، يكي از مصارف عمدة‌ارلون در تريكوبافي بويژه تهيه بلوز و اجناس مشابه تريكوست . اين الياف عمل استرچ را بخوبي قبول مي كنند و بدين جهت تهيه نخهاي پفكي از ارلون بسيار رايج شده است و مصرف ارلون در تهيه البسه ورزش بسيار متداول گشته است .
ارلون در مخلوط با پشم بسيار به كار مي رود و پارچه هاي مخلوط پشم و ارلون معمولاً‌به نسبت 45 و 55 ارلون تهيه مي شود و به مصرف پارچه هاي لباسي مردانه و زنانه مي رسد
الياف اكريلان
اكريلان ابتدا به وسيلة‌كمپاني شركت كميستراند در آمريكا عرضه شد 85-90 درصد مادة متشكل اين الياف را اكريلو نيتريل و بقية آن را ماده‌اي با خصوصيات ضعيف بازيك تشكيل مي دهد و جود اين مقدار ماده بازيك سبب مي شود كه اين الياف قابليت رنگرزي با رنگهاي اسيدي را داشته باشد
اينكه 10-15 درصد بقيه مواد متشكله اين الياف را چه نوع پليمري تشكيل مي دهد دقيقاً مشخص نيست زيرا هريك از كمپانيهاي توليد كننده از مواد خاصي استفاده مي كنند به نظر مي رسد كه مادة بازيك كه در اكريلان به كار مي رود وينيل پيريدين باشد ولي اين مربوط به اولين اكريلانهاست و امروزه از مواد مشابه ديگر نيز استفاده مي شود
بديهي است كه تغيير نوع اين مواد در تركيب تشكيل دهنده الياف ، خواص جديدتر و متنوع تري را در پليمر به وجود مي آورد و به عنوان مثال مي توانيم مقايسه بين دو نوع اكريلان را ذكر كنيم
الف ) نوع اكريلاني است كه شامل 8 قسمت از يك كوپليمر(متشكل از 95 قسمت اكريلونيتريل ، 5 قسمت وينيل استات ) و 2 قسمت از يك پلي استر (كندانسه اسيد آزيك و متيل دي اتانول آمين ) است پلي استر مذكور يك گرافيت پليمر از اكريلونيتريتل – وينيل استات است كه افينيته ليف را نسبت به رنگ افزايش مي دهد
ب) كوپوليمر تهيه شده از 95 قسمت اكريلونيتريل و 5 قسمت وينيل استات رنگرزي كنيم آزمايش نشان مي دهد كه نوع الف 99 درصد ونوع ب 10 درصد از رنگ مورد آزمايش را جذب مي كند اين مثال نمونة‌روشني از تغيير صفات و خواص الياف سنتتيك است كه متشكل از مواد مختلف هستند
خواص الياف اكريلان
مقطع ميكروسكوپي الياف اكريليك عموماً‌دايره نامنظم چروك خورده است و در مورد آن دسته الياف اكريليك كه به روش ريسندگي خشك شده باشند مقطع الياف عموماً دمبل شكل است .
چگالي آكريلان 17/1 است استحكام كشش در حالت خشك 5/2 گرم بردنيرو تطويل در نقطه پارگي 35 درصد است در حالت خيس 2 گرم بردنير و 44 درصد كشش در حد پارگي است .
در اثر حرارت و قبل از ذوب شدن تجزيه مي شود در تحت فشار و در 245 درجه سانتيگراد چسبيده مي شود چنانچه به مدت 20 ساعت تحت حرارت c °150 قرار گيرد پس از سرد شدن وا ندازه گيري استحكام كشش آن 5 درصد كاهش مي يابد .
رطوبت بازيافتي اكريلان در شرايط استاندارد 24/1 است حلالهاي آلي متعارفي اثري روي اكريلان ندارند مقاومت اين ليف در برابر اسيدهاي معدني و قلياييهاي ضعيف خوب است
مقاومت اكريلان در شرايط جوي همچنين موجودات ميكروسكوپي زياد است . اكريلان آمادگي دارد كه با رنگهاي مختلف نظير بازيك ، اسيدي ، ديسپرس ، كروم و بازيك رنگرزي شود و هريك از اين طبقه رنگها با ساختمان شيميايي ويژه‌اي از اكريلان سازگاري و مناسب بهتري مي توانند داشته باشند بديهي است كه ساختمان
شيميايي اكريلان ، نقش زيادي در نوع رنگي كه براي رنگرزي آن انتخاب مي شود ، دارد .
اكريلان مي تواند در مخلوط با پشم ، ويسكوزيون ، يا نايلون در انواع پارچه هاي كه با اين نوع مخلوطها مناسب داشته باشد به كار رود .
نخهاي پفكي از اكريلان تهيه مي شود كه عموماً در تريكوبافي مصرف مي شوند
الياف كورتل
اين الياف به وسيله كمپاني :كورتولدز» انگلستان تهيه شده است . خصوصيات آن شباهت زيادي به اكريلان دارد تفاوت عمده در ساختمان شيميايي آنها در نوع كوپليمر كورتل است كه در آن از تركيباتي با خصوصيات اسيدي به كار رفته است واز اين روست كه كورتل آمادگي زياد براي جذب رنگهاي بازيك دارد
ريسندگي الياف اكريليک
الياف اكريليك از يك محلول پليمري به داخل يك حلال (دي متيل فرم آميد ، تيوسيانات كلسيم ، كربنات اتيلن ، دي متيل استاميد ) كه به شدت قطبي است ريسيده مي شوند
براي توليد اين الياف از ريسندگي مذاب استفاده نمي شود چون آنها قبل از ذوب شدن تجزيه مي شوند بنابراين الياف به صورت تر يا خشك ريسيده مي شود در ريسندگي تركه معمولاً براي توليد Staple به كار مي رود پليمر را در محلول DMF حل كرده و پس از پمپ كردن از داخل رشته ساز عبور داده وارد يك حمام كه حاوي محلولي كه حلال پليمر را در آب به صورت محلول ولي پليمر را به صورت غير محلول در مي آورد عبور مي دهند و بدين ترتيب الياف اكريليك ساخته مي شود دراين قسمت فيلامنتها بسيار ظريف به صورت Tow مي باشند كه اول آنها را شستشو داده و سپس خنك كرده و روغن مي زنند و به صورت تجعد در مي آورند در توليد خشك پليمر در حلال از اكسترودر به داخل رشته ساز انتقال داده شده و از يك چمبر كه حدود 400 درجه سانتيگراد حرارت دارد عبور مي دهند بدين صورت حلال تبخير مي شود و بالاخره پليمر مذاب به صورت جامد در مي آيد
معمولاً‌الياف اكريليك كه به روش ريسندگي خشك تهيه مي شوند مقطع دمبلي دارند و اليافي كه به روش تر ريسيده مي شوند مقطع گرد يا بيضوي دارند
معمولاً‌ريسندگي خشك باعث ايجاد مقدار و اندازه فضاهاي خالي كمتر مي شود نسبت به ريسندگي تر كه در رنگرزي تأثير دارد اگر ريسندگي در محلول خنثي صورت گيرد . از هر دو نوع ايجاد Viods مي كند درجه حرارت در زمان ريسندگي تر يا خشك تأثير بسزايي روي ساختار ريز الياف داشته بنابراين روي خواص رنگرزي تأثير دارد
خواص فيزيكي و شيميايي الياف آكريليک
الياف اكريليك اليافي هستند مقاوم در برابر محيط هاي اسيدي ولي در برابر محيط قليايي مقاومت چنداني ندارند ، مخصوصاً در درجه حرارت هاي بالا ، الياف اكريليك در برابر اكسيد كننده ها مقاوم هستند به همين جهت براي بهتر سفيد كردنشان مي توان از حمام كلريت سديم استفاده نمود الياف اكريليك مقاومتشان در برابر حرارت خوب است مثلاً‌اگر به مدت دو روز در معرض دماي 150 درجه سانتيگراد قرار بگيرند مقاومت اوليه شان كاهش پيدا نمي كند در دماي 200 درجه سانتيگراد رنگ آنها زرد شده و در دماي بيش از 200 درجه قهوه‌اي رنگ مي شوند بهترين معرف يا حلال آنها D.M.F (دي متيل فرم آميد ) مي باشد الياف اكريليك با معرف هايي نظير Shirlastain يا نئوكارمين Wبه صورت رنگ صورتي پريده و كدر در مي آيند
مقطع عرضي الياف ارلون مانند اكثر الياف سنتتيك ميله‌اي شكل است ولي در بسياري موارد براي بالابردن كيفيت و استحكام نخ مقطع آن را دمبلي شكل تهيه مي‌كنند استحكام كشش ( قوام ) ارلون در حالت خشك 2/2 تا 6/2 و در حالت تر 1.7 تا 2.1 گرم بر دنير است
تطويل آن در حالت خشك 20 تا 28 و در حالت تر 26 تا 34 درصد است رطوبت بازيافتي ارلون 7/1 درصد و كمتر از نايلون است ارلون مقاومت نسبتاً‌خوبي در برابر تركيبات شيميايي دارد در مقابل قليايي هاي ضعيف مقاوم است در برابر اسيدهاي معدني نيز مقاومت مي كند به علت دارا بودن زير دست نرم و گرم ، يكي از مصارف عمده ارلون در تريكوبافي به ويژه تهيه بلوز و اجناس مشابه تريكوست ، اين الياف عمل استرچ را به خوبي قبول مي كند و بدين جهت تهيه نخ هاي پفكي از ارلون بسيار رايج شده است مصرف ارلون در تهيه البسه ورزشي بسيار متداول شده است ارلون معمولاً به نسبت 45 و 55 تهيه مي شود و به مصرف پارچه هاي لباسي مردانه و زنانه مي رسد
الياف آكريلان نيز در مقابل اغلب حلال هاي متداول مقاوم است به علاوه مقاومت اين الياف در مقابل اسيدهاي معدني و بازهاي ضعيف بسيار خوب مي باشد الياف اكريلان نسبت به تجزيه در مقابل نور، موجودات ذره بيني ؛ قارچ، كرم ، و سوسك كاملاً پايدار است .
استحكام كشش در حالت خشك الياف اكريلان 5/2 گرم بر دنير و تطويل در نقطه پارگي 35 درصد است در اثر حرارت و قبل از ذوب شدن تجزيه مي شود تحت فشار و در دماي 245 درجه سانتيگراد چسبناك مي شود رطوبت بازيافتي اكريلان ، درشرايط استاندارد 24/1 درصد است اكريلان مي تواند در مخلوط با پشم ، ويسكوز ريون ، يا نايلون ، در انواع پارچه هايي كه با اين مخلوط ها مناسبت داشته باشد به كار مي رود . نخ هاي پفكي از آكريلان تهيه مي شود و عموماً در تريكوبافي مصرف مي شوند
چگونگي شناسايي الياف اكريليك
ليف هاي اكريليك را مي توان به عنوان يك گروه وسهولت كافي توسط آزمايشات زير مورد شناسايي قرار داد.
ضمن سوختن ، مازادي به صورت دانه تسبيح ، مانند استات سولولز،بجاي نهاده ، ولي معمولا بوي اسيد اسيتيك ، همانند آنچه به هنگام سوختن استات سلولز استشمام مي گردد ايجاد نمي نمايند
در استن و كلرومتيلن محلول نبوده ولي در دي متيل فرمالدهيد و درجه حرارت اتاق حل مي شوند براي تخمين يك اكريليك دريك اختلاط با پنبه يا پشم بهترين كار حذف اكريليك با (DMF) داغ است
وزن مخصوص پايين 1.119-1.12
درعمل آزمايش شماره 2 از همه مفيد تر بوده درحال حاضر جداسازي ومشخص نمودن اكريليك ها از يكديگر كار ساده اي نيست
كاربرد نمونه هاي نويني ازآكريليك ها
نوشتاري كه در پي خواهد آمد درباره گونه هاي تازه اي از الياف آكريليكي است كه امروزه در بازار ژاپن جايگاهي استوار وبنيادين دارند.
از آغاز درست شدن وپديد آمدن الياف تركيبي از نهادن نام تازه بر آنها خودداري گرديد ولي الياف تازه به درستي در بر گيرنده ونمايانگر زنجيره اي ازتوانايي چين خوردگي ،ضدپرز شدن وديگر ….. مي باشد
بايد دانست هدف ازگسترش انواع الياف تازه ، آكريليك آن است كه درآينده الياف كارآمد تري پديد آيد كه كاربرد هاي فراوانتري داشته باشد و بي گمان پديد آمدن چنين اليافي در فرآيندهاي گوناگون ومتفاوت توليد ، نقش بزرگ و بي چون وچرايي را بازي خواهد كرد.
كيفيت همگاني الياف عبارتند از:
– توانايي رنگ شدن و رنگ پذيري سريع
– توانايي ريسيده شدن به صورت نخ هاي پفكي ( حجيم )
– داراي زير دست نرم باشد
– در اثر شستشو چروك نشود
– سبك وگرم باشد
– پايداري آنها دربرابر چروك شدن خوب باشد
– عمل ضد بيد به آساني انجام يابد
– پايداري نوري آنها عالي باشد
– روش رنگرزي آنها آسان انجام بگيرد.
اين گونه الياف براي ريسندگي مخلوط كاربرد داشته ودر همگي فرآيند توليد وعمل آوردن به ويژه هنگامي كه توانايي ريسندگي وبافندگي ونگرش به ويژگيهايي فيزيكي برتر مد نظر باشد همچنين زماني كه افزايش طول الياف تشكيل دهنده يك نخ يكنواخت خواهد بود كاري حتمي مي باشد.
الياف با ويژگي انقباض زياد: صفحه 24
