انواع نرم کننده نساجی

نرم کننده چيست ؟
نرم کننده ها مواد سطح فعال هستند که از نقطه نظر شيميايی مواد آلی شامل  22 – 12 اتم کربن هستند. اين مواد نمی توانند داخل الياف نفوذ کنند و تنها روی سطح آن ها قرارمی گيرند و مانند يک فيلم نازک روی سطح الياف می نشينند و حالت روغنی Lubricity  به پارچه می دهند.

نکته ۱۴۵۱ – برای جبران زبری و خشنی زیر دست پارچه در طی عملیاتی که روی پارچه انجام می گیرد در قسمت تکمیل از موادی به نام نرم کننده استفاده می کنند .‌
.
نکته ۱۴۵۲ – مواد نرم کننده ای که در عملیات تکمیل به پارچه اضافه می شود ٬ باعث نرمی ٬ انعطاف پذیری و صافی نخ و پارچه می گردد .
‌
نکته ۱۴۵۳ – نرم کننده های آنیونی شامل روغن ها و چربی های سولفونه شده مانند روغن قرمز ترکی می باشند .
‌
نکته ۱۴۵۴ – نرم کننده های آنیونی به طور کلی به پارچه زیر دست پری می دهند .

نکته ۱۴۵۵ – نرم کننده چنانچه همراه با مواد رزینی به کار رود باید در مقابل گرما مقاوم باشد ٬ در حالی که نرم کننده آنیونی مانند روغن ها و چربی های سولفونه شده در مقابل گرما مقاوم نیستند و این مواد در مقایسه با سایر نرم کننده ها ٬ اثر نرمی کم تری باقی می گذارند .

نکته ۱۴۸۶ – اکثر نرم کننده های ٱنیونی در محیط قلیائی و PH حدود ۹ ثبات دارند و ثبات آن ها در محلول اسیدی کم تر است.‌
نکته ۱۴۸۷ – در کالای پنبه ای چون سفید کننده های نوری استفاده می شوند و اکثرا آنیونی می باشند در نتیجه فقط نرم کننده های آنیونی و غیر یونی قابل مصرف خواهد بود .
‌
نکته ۱۴۸۸ – نرم کننده های کاتیونی با سفید کننده های نوری پیوند یونی برقرار می کنند و رسوب خواهد کرد .
‌
نکته ۱۴۸۹ – نرم کننده های کاتیونی به صورت نمک های آمونیم چهار ظرفیتی وجود دارند.

نکته ۱۴۹۰ – اثر نرم کننده های کاتیونی عالی است و برای همه نوع الیاف قابل استفاده اند .

نکته ۱۵۲۱ – نرم کننده های کاتیونی را می توان به راحتی و در حمام شامل کمی اسید استیک مصرف کرد .‌
نکته ۱۵۲۲ – نرم کننده های غیر یونی اثر نرم کنندگی کم تری نسبت به نرم کننده های کاتیونی دارند .
‌
نکته ۱۵۲۳ – نرم کننده های غیر یونی از عدم وابستگی به PH محیط و آب سخت و مقاومت در مقابل گرما به جز در مورد چربی ها بر خوردارند .
‌
نکته ۱۵۲۴ – مزایای نرم کننده های غیر یونی عبارت اند از :
۱ – جبران زبری ایجاد شده توسط اتو در تکمیل اتوی دائمی .
۲ – نرم کردن زیر دست پارچه های مخملی و پرده ای .
۳ – نرم کردن نخ های تهیه شده از الیاف مصنوعی .

نکته ۱۵۲۵ – نرم کننده های واکنشی ( راکتیو ) به علت ساختمان ویژه ی شیمیایی خود قادرند با الیاف سلولزی واکنش داده و یک پیوند کوالانسی ایجاد نمایند .

نکته ۱۵۵۶ – نرم کننده های واکنشی ٬ علاوه بر خاصیت نرم کنندگی دارای خاصیت ضد آب نیز می باشند .
نکته ۱۵۵۷ – اسامی تجارتی تعدادی از مواد نرم کننده واکنشی که از سولفوناسیون روغن کرچک به دست می آیند عبارت اند از :
۱ – Avivan 99
۲ – Sandozol FWS
۳ – Viscosil S
‌
نکته ۱۵۵۸ – ماده نرم کننده واکنشی دیگری که از خواص نرمی نسبتا با ثبات برخوردار است و در اصل یک افزایش دهنده ی ثبات ماده ی رنگزای مستقیم می باشد ماده ی Fixanol CL ( متیل پیریدینیوم برماید ) است .
‌
نکته ۱۵۵۹ – ماده ی نرم کننده Fixanol CL در آب گرم محلول است و بایستی در دمای حدود ۴۰ درجه سانتی گراد استفاده شود و مقدار مصرف آن ۰/۵ تا ۱٪ می باشد
نکته ۱۵۶۰ – ماده نرم کننده واکنشی Fixanol CL با لیف نساجی پیوند یونی ایجاد می کند

نکته ۴۳۶۰ – در روش شیمیایی برای نرم ساختن زیر دست پارچه از نرم کن های آنیونیک ، کاتیونیک ، نانیونیک و ری اکتیو استفاده می کنند .

نکته۴۳۹۱ – پارچه ها در اثر عملیات رنگرزی ، چاپ و تکمیل مانند ضد آتش کردن و ضد چروک کردن پارچه ، زیردست حالت خشک و شکننده ای پیدا می کنند که آن ها را به وسیله ی نرم کننده ها ، نرم و لطیف می کنند .

نکته ۴۳۹۲ – نرم کننده ها باعث لطافت و نرمی زیر دست پارچه می شوند .

نکته ۴۳۹۳ – نرم کننده های آنیونیک عبارت اند از :
روغن ها و چربی های سولفونه شده یا سولفات آلکیل و کندانسیون اسیدهای چرب برای مصرف در تکمیل رزین ( ضد چروک ) مناسب هستند .

نکته ۴۳۹۴ – به طور کلی نرم کننده های آنیونیک نسبت به کاتیونیک اثر نرم کنندگی کم تری دارند .

نکته ۴۳۹۵ – نرم کننده های آنیونیک ثبات آن ها در محیط قلیایی بهتر از محیط اسیدی بوده و تا ۹= PH مقاوم است .

نکته۴۴۲۶ -نرم کننده های کاتیونیک عبارت اند از :
استرهای آمینو .
آمینو آمید .
نمک های چهارگانه آمونیوم ‌

نکته ۴۴۲۷ – نرم کننده های کاتیونیک ، خاصیت نرمی ، لطافت و صافی بسیار فراوان به اغلب پارچه های موجود می دهند .

نکته ۴۴۲۸ – از نرم کننده های کاتیونیک در تکمیل رزین نیز استفاده می شود .

نکته ۴۴۲۹ – از نرم کننده های کاتیونیک نمی بایست همراه با سفیدکننده های نوری Ani- Qnic به کار برد .

نکته ۴۴۳۰ – نرم کننده های نانیونیک شامل اترهای پلی گلیکول ، استرهای پلی گلیکول و مشتقات اکسی اتیلن می باشند .

نکته ۴۴۹۶ – نرم کننده های سیلیکونی علاوه بر نرم کنندگی از ویژگی ضد آب بودن هم برخوردارند .

نکته ۴۴۹۷ – در تکمیل پارچه ، معمولا از نرم کننده های سیلیکونی استفاده می شود .

نکته ۴۴۹۸ – نرم کننده های آنیونیک و کاتیونیک در برابر شستشو و دوام ثبات خوبی ندارند و پس از ۲ یا ۳ شستشوی معمولی از بین می روند .

نکته ۴۴۹۹- ثبات نرم کننده هایی که دارای گروه فعال N میتول ( راکتیو) هستند بهتر است .

نکته ۴۵۰۰ – استرهای اسید فتالیک به ویژه دی آلکیل فتالات ها یکی از متداول ترین و پرمصرف ترین نرم کننده بوده اند.

نکته ۴۵۳۱ – دی آلکیل فتالات دارای همه ی ویژگی های لازم برای رزین پلی وینیل کلرید (PVC ) بوده و برای بیش تر کاربردها ، این رزین مناسب است .

نکته ۴۵۳۲ – فتالات ها با شاخه های بلندتر مانند دی ایزوسیل فتالات و دی تری دسیل فتالات در سال های اخیر ساخته و به بازار روانه شده است .

نکته ۴۵۳۳ – بنزیل فتالات ها به تنهایی یا به گونه مخلوط با دی آلکیل فتالات ها برای نرم کردن اغلب رزین ها به ویژه پلی وینیل کلرید ( PVC به کار رفته می شود .

نکته ۴۵۳۴ – نرم کننده های بنزیل فتالات ها سبب ذوب سریع و سهولت کار با رزین می شود .

نکته ۴۵۳۵ – از میان خانواده نرم کننده های بنزیل فتالات ها ، بوتیل بنزیل ، نامدارتر و پرمصرف تر است .

نکته ۴۵۶۶ – نرم کننده بوتیل بنزیل فتالات در کثیف نشدن پی وی سی کمک می کند .

نکته ۴۵۶۷ – گلیکول بنزوآت ها از نرم کننده های می باشند که برای اغلب رزین ها به استثنای سلولز استات ها مناسب هستند .

نکته ۴۵۶۸ – تری ملیتان ها از نرم کننده هایی هستند که برای نرم کردن رزین های مصرفی در ساخت کابل ها ی سیم برق و ساخت سایر عایق ها بسیار مناسب است .

نکته ۴۵۶۹ – تری ملیتان ها از نرم کننده هایی هستند که در برابر اکسیده شدن فوق العاده مقاوم بوده و درجه دمای تغییر آن ها نسبتا بالا می باشد .

نکته ۴۵۷۰ – هپتیل ، نونیل ملیتان ها از پر مصرف ترین نرم کننده های خانواده ی تری ملیتان ها بشمار می آیند .

نکته ۴۶۰۱ – هیدرو کربن های نفتی با وزن زیاد که دارای اتم اکسیژن ، گوگرد و یا ازت می باشند دارای ویژگی نرم کننده ها بوده و بیشتر از در ساخت لاستیک ها به کار می روند .

نکته ۴۶۰۲ – با استفاده از هیدروکربن های نفتی می توان نرم کننده هایی با ویژگی مشخص ساخت که از آن میان ، ترفنیل های کلردار ، آلکیلات نفتالین ها و بنزیلات تولوئن را می توان نام برد .

نکته ۴۶۰۳ – فسفات های آلی و پارافین های کلردار از نرم کننده های مقاوم در برابر آتش سوزی می باشند که با وزن مولکولی زیاد ساخته می شوند .

نکته ۴۶۰۴ – انعطاف پذیری نرم کننده های مقاوم در برابر آتش ، به علت زیاد بودن شمار کربن آن ها ( حدود ۱۲ تا ۴۰ ) کم بوده و معمولا با نرم کننده های دیگر آمیخته و به کار می روند .

نکته ۴۶۰۵ – اتیل هگزیل دی فنیل فسفات از شناخته ترین نرم کننده های مقاوم در برابر آتش است که با اغلب رزین ها به ویژه با پی وی سی سازگار است .

نکته ۴۶۳۶ – معمولا رزین ها در سرما ، انعطاف پذیری خود را از دست می دهند.

نکته ۴۶۳۷ – نرم کننده های معمولی در سرما انعطاف پذیری لازم را ندارند .

نکته ۴۶۳۸ – در کاربردهایی که نیاز به نرم کننده های خیلی سنگین ( وزن مولکولی ۸۰۰ تا ۶۰۰۰)می باشد معمولا از نرم کننده های پلیمریزه شده استفاده می کنند .

نکته ۴۶۳۹ – مقاومت نرم کننده های پلیمریزه شده در برابر جداشدن از رزین و تبخیر ، بسیار زیاد بوده و همچنین انعطاف پذیری آن ها بسیار خوب است .

نکته ۴۶۴۰ – پلی استر های اشباع شده از بهترین نوع پلی استرهای نرم کننده می باشند .

نکته ۴۶۷۱ – لاستیک های نیتریل بوتادئین و بوتادئین آکریلو نیتریل به عنوان نرم کننده برای تولید عایق لوله ها به صورت اسفنج کاربرد دارند .

نکته ۴۶۷۲ – کوپلیمر اتیلن با استات وینیل و همچنین کوپلیمر آن با منو اکسید کربن تشکیل نرم کننده هایی به نام آمین ونیل استات می دهد که مصرف آن در حال گسترش است .

نکته ۴۶۷۳ – پلی اتیلن کلر دار با ۴۸% تا ۳۶% کلر یکی از بهترین نرم کننده های پی وی سی است .

نکته ۴۶۷۴ – نوعی پلی یورتان کشف شده که برای نرم کردن پی وی سی برای تخت کفش بسیار مناسب است .

نکته ۴۶۷۵ – پلیمرهای آکریلیک نیز به عنوان نرم کننده رزین ها مانند پی وی سی مصرف می شوند .

نکته ۴۷۰۶ – روغن های گیاهی مانند روغن سویا و یا روغن کرچک که به صورت اپوکسی در می آیند به عنوان نرم کننده با خاصیت تثبیت کنندگی مصرف می شوند.

نکته ۴۷۰۷ – استرهای اسیدهای چرب اپوکسی شده مانند آکتیل اپوکسی استارآت به عنوان نرم کننده با خاصیت تثبیت کنندگی مصرف می شوند .

 

نحوه عملکرد مولکول های نرم کن
نرم کن های متداول عمدتاً بر روی سطح پارچه تأثير می گذارند. محصولات با وزن مولکولی کم ( برخلاف نرم کن ها و روان کننده های صنعت پلاستيک ) می توانند به درون الياف نفوذ کرده و نيروهای جاذبه بين مولکولی درالياف را کم کرده و با ايجاد حالت نرمی درونی دمای شيشه ای آن ها را کاهش دهند.

در مورد نرم کن های متداول نحوه آرايش يافتگی آن ها بر روی الياف بسيار حائز اهميت است. اين مسأله به مقدار زيادی به خصوصيات يونی و ميزان خاصيت دفع آب سطح الياف بستگی دارد. نرم کن های کاتيونيک با اجزای مولکولی با بار مثبت بر روی سطح الياف با بار نسبی منفی ( پتانسيل زتا ) ته نشين می شوند و گروه های آب گريز هيدروکربنی آن ها که در سطح خارجی اين مواد قرار می گيرند سبب ايجاد يک لايه آب گريز جديد بر روی سطح الياف می شوند که اين مسأله با ايجاد يک زيردست نرم توأم است.
از طرف ديگر نرم کن های آنيونيک با ساختار مولکولی دارای گروه های منفی از طرف الياف با بار سطحی منفی دفع می شوند ، به همين دليل اين مواد با قرارگيری در سطح خارجی الياف با افزايش خاصيت آب دوستی ، خصوصيات نرم کنندگی ضعيف تری نسبت به مواد کاتيونيک ايجاد می نمايند.
نحوه آرايش يافتگی نرم کن های نانيونيک بر روی سطح الياف بستگی به ساختار سطحی الياف دارد ، در صورتيکه الياف از ساختار سطحی آب دوست برخوردار باشند قسمت های آب دوست مولکول های نرم کن را جذب می کنند و در صورتيکه الياف دارای ساختار سطحی آب گريز باشند اجزای آب گريز نرم کن را به خود جذب خواهند نمود ( شکل 2 ).

انواع نرم کن و خصوصيات آن ها
اکثريت نرم کن ها از مولکول هايي با گروه های آب دوست و آب گريز تشگيل شده اند که می توانند بر روی سطح الياف عمل نمايند ، به همين دليل اين مواد را جزء خانواده سطح فعال ها طبقه بندی می کنند ، معمولاً نرم کن ها به صورت امولسيون های % 30 – 20 روغن در آب فروخته می شوند. مولکول های نرم کن ها غالباً دارای گروه های آلکيل بلند و گاهاً شاخه دار با 16 تا 22 اتم کربن می باشند. تنها نرم کن های سيليکونی ، پارافينی و پلی اتيلنی از اين قضيه مستثنی هستند. تقريباً يک سوم ( 3 / 1 ) از کل نرم کن های مورد استفاده در صنعت نساجی را نرم کن های سيليکونی نشکيل می دهند.

بر اساس فعاليت يونی نرم کننده ها به 5 گروه تقسيم می شوند :
1 – نرم کننده های آنيونيک ( بار منفی )
2 – نرم کننده های کاتيونيک ( بار مثبت )
3 – نرم کننده های آمفوتريک ( کمی آنيونيک )
4 – نرم کننده های راکتيو ( کمی کاتيونيک )
5 – نرم کننده های نان يونيک ( بدون بار )

نرم کن آنيونيک
ترکيبات آنيونيک در شرايط عادی فرآيندهای تکميل در مقابل حرارت بسيار پايدار هستند و می توان آن ها را با بسياری از ترکيبات و مواد شيميايی ديگر به صورت مخلوط به کار برد ، مواد مذکور در مقابل شستشو چندان پايدار نيستند و سبب ايجاد خاصيت ضد الکتريسيته ساکن در منسوج می شوند.
با توجه به تأثير آب دوستی اين گروه ها بر روی منسوجات که به دليل قرارگيری گروه های آنيونيکی آن ها در سطح خارجی و محاصره آن ها توسط گروه های هيدرات ضخيم می باشد ، اين ترکيبات سبب افزايش خاصيت آب دوستی منسوجات می شوند.
اين ترکيبات عمدتاً دارای ساختار سولفوناتی هستند که بر خلاف سولفات ها در مقابل هيدروليز به شدت پايدار می باشند ( شکل 3 ).

نرم کن کاتيونيک
نرم کن های کاتيونيک به دليل ايجاد زيردست بسيار عالی و ثبات شستشويی نسبتاً خوب در مقابل شستشوی های خانگی يکی از پر مصرف ترين دسته های مواد سطح فعال می باشند.
اين مواد تقريباً برای تمام انواع الياف مناسب هستند و می توان آن ها را در روش های رمق کشی با نسبت ( L / R ) بالا حتی در حمام آخرين مرحله آبکشی نيز به کار برد.
در هنگام کاربرد مواد مذکور بر روی سطح منسوجات ، با توجه به قرارگيری گروه های آب گريز به سمت خارج ، سطح منسوج دارای حالت آب گريز شده و خصوصيات تر شوندگی آن افت می کند ، ترکيبات کاتيونيک با مواد آنيونيک ناسازگار هستند ( نمی توان آن ها را با يکديگر به کار برد ). ترکيبات کاتيونيک منجر به افزايش خاصيت چرک شوندگی و کاهش ثبات نوری منسوجات رنگرزی شده با رنگزاهای راکتيو و مستقيم می شوند و همچنين در صورت قرارگيری در معرض حرارت زياد سبب ايجاد حالت زردی در کالا نيز می شوند.
يکی از معايب زيست محيطی اين ترکيبات عدم قابليت تجزيه در محيط زيست است ، اما با اين وجود مواد مذکور را می توان در فرآيندهای تصفيه فاضلاب به کمک جذب بر روی لجن های با ساختار آنيونيکی از پساب کارخانجات جدا نمود.
در شکل 4 ساختار نرم کن های کاتيونيک نشان داده شده است.

نرم کن آمفوتريک
نرم کن های آمفوتريک دارای خاصيت نرم کنندگی بسيار عالی ، ثبات شستشويی پايين ، خاصيت آب دوستی خوب و خاصيت ضد الکتريسيته ساکن بسيار خوب هستند. در اين ترکيبات لايه های بسيار ضخيم هيدرات بر روی گروه های کاتيونيک و آنيونيک ساختاری ، سبب ايجاد خواص مذکور می شود. هم چنين اين ترکيبات در مقايسه با ترکيبات کاتيونيک مشابه مشکلات زيست محيطی کمتری ايجاد می نمايند ( شکل 5 ).

نرم کن نانيونيک
نرم کن های غير يونی از اولين مواد تکميلی مورد استفاده محسوب می شود. آن ها سطح فعال های محلول در آب بوده که قابل يونيزه شدن نمی باشند و اغلب جهت تکميل پارچه های سفيد گرد و تخت باف خصوصاً سلولزی بکار می روند.
نرم کن های مذکور به علت غير يونی بودن قادر به استفاده همزمان در محيط های آنيونی و کاتيونی بوده و ترجيحاً در فرآيند سفيدگری همراه سفيدکننده بکار می روند. اگرچه نرم کن های غير يونی مشکلات زرد شدگی در پارچه های سفيد را ايجاد نمی نمايند و از ثبات حرارتی خوبی برخوردارند اما عدم دوام ( ثبات شستشويی کم ) و خاصيت دوخت پذيری نامناسب پارچه های تکميل شده کاربرد آن ها را محدود نموده است ( شکل 6 ).
نرم کن های نانيونيک به گروه های سيليکونها ، پلي اتيلن ها ، اتوکسيل ها ، پلی پارافين ها ، استر های چرب تقسيم بندی می شوند.

از مهمترين خانواده نرم کن های نانيونيک ، سيليکون ها می باشند که به شرح آن می پردازيم:

نرم کن سيليکونی

مقدمه
در حدود 50 سال از عرضه اولين سطح فعال مصنوعی و مواد شوينده سپری شده است و بيش از 35 سال است که از ترکيبات سيليکونی در صنعت شوينده ها جهت کنترل توليد کف در ماشين های شستشوی خانگی استفاده می شود .
علاوه بر اين ترکيبات سيليکونی ضدکف ، در بسياری از صنايع که در آن ها کف ، سطح فعال های مصنوعی يا هر دوی آن ها استفاده می شوند نيز به کار می روند.
در صنايع نساجی هم مدت زيادی است که از ترکيبات سيليکونی استفاده می شود.
در صنعت نساجی از ترکيبات سيليکون به عنوان مواد ضد الکتريسيته ساکن ، روان کننده های الياف و نخ در فرآيند بافندگی و ترکيبات ضد کف و نرم کننده در مراحل نهايی فرايند تکميل استفاده می شود.
البته علاوه بر موارد ذکر شده استفاده از اين ترکيبات مزايای ديگری نيز دارد که بعداً توضيح داده خواهد شد.

اين خصوصيات عبارتند از :
خواص ضد ميکروبی ، خصوصيات دفع آب ،تکميل های الاستومری و افزايش آبدوستی.
نيازهای حقيقی و بالقوه صنايع پوشاک به استفاده از ترکيبات سيليکونی را می توان در سه دست طبقه بندی نمود :
1- راحتی پوشاک که شامل مواردی نظير کشسانی پارچه ، نرمی ، قابليت تنفس ( نفوذ هوا) خصوصيات ضد الکتريسيته ساکن ، جذب آب و رها سازی بوهای مطبوع می باشد.
2- محافظت از پوشاک که شامل مواردی نظير خصوصيات ضد آبی ، ضد باد ، مقاومت
سايشی و ضد ميکروبی می باشد.
3- راحتی مراقبت از پوشاک که شامل مواردی نظير خصوصيات ضدچروک ، راحتی اطو کردن ، چلاندن و آبگيری پارچه ، کنترل جمع شدگی و آبرفت ، اطوی دائمی و دوام تکميل های به کار رفته می باشد.

خواص ويژه سيليکون ها :
1- انرژی چرخش پيوند ها در محدوده بين 220- 90 درجه انعطاف پذيری دارد
2- پايداری در برابر اکسيداسيون
3- ساختمان بسيار انعطاف پذير
4- کشش سطحی بسيار کم
5- قدرت پيوند بسيار زياد
6- درجه حرارت انتقال شيشه ای کم
7- فشار بخار جزيی کم
8- از نظر شيميايی خنثی و می تواند به صورت فعال هم باشد
9- قابليت فشردگی زياد
10- قابليت عبور نيتروژن و اکسيژن و در نتيجه قابليت ايجاد تنفس
11- تغيير در ضريب شکست بسيار کم

صنايع نساجی و صنايع توليد شوينده ها هر دو با مسئله ای تحت عنوان از بين رفتن بسياری از تکميل های به کار رفته بر روی پارچه در حين فرآيند شستشو مواجه هستند. تنها در حدود 10 بار عمليات شستشو می تواند بسياری از خصوصيات تکميلی ابتدايی لباس را از بين ببرد.
با افزايش تعداد مشتريانی که زمان کمی جهت مراقبت از پوشاک خود دارند و از طرف ديگر انتظار دارند که لباس آن ها پس از عمليت شستشو همچنان ظاهر نو و تازه خود را حفظ کند. صنعت نساجی به عنوان مشتری صنعت توليد مواد شوينده تقاضاهای جديدی را مطرح نموده است. به همين دليل بسياری از شرکت های توليد کننده مواد شوينده در سال های اخير جهت شناسايی و توسعه تکنولوژی های تامين کننده نياز های فوق تحقيقاتی را آغاز نموده اند.
خصوصيات شيميايی فيزيکی پليمر های سيليکونی و توانايی تغيير در ساختار و فعاليت آنها جهت برآورده ساختن نياز های مشتريان مختلف از مهمترين مزايای اين پليمرها است.
بهبودنرمی، راحتی اطو کردن ، جذب آب خوب و تا حدودی خصوصيات ضد چروکی از
مهمترين مزايای استفاده از اين پليمرها است. علاوه بر اين ها استفاده از تکنولوژی های جديد
جهت راحتی آبگيری پارچه ، افزايش کشسانی ، حفظ شکل و وضعيت و رها سازی بوهای
مطبوع نيز در اين پروژه مورد بررسی قرار گرفته است.

نرم کننده های سيليکونی از انواع نرم کننده های نانيونيک non – Ioinic هستند که در
محيط های رنگرزی و تکميل با مواد شيميايی ديگر سازگار هستند.
کاربرد اين نوع نرم کننده بر روی پارچه پنبه ای منجر به بهبود خواص فيريکی پارچه و
زيردست آن می شود. زيردست پارچه خاصيتی است که ارتباط مستقيمی با ضريب اصطکاک پارچه دارد. هر چه ضريب اصطکاک پارچه بيشتر شود زيردست پارچه زبرتر احساس می شود.
بکارگيری نرم کننده سيليکونی در پارچه پنبه ای منجر به کاهش اصطکاک پارچه شده و در نتيجه باعث نرمی آن می گردد. به علاوه زاويه برگشت از چروک پارچه افزايش يافته و طول خمشی آن نيز کاهش می يابد. بنابر اين با کاربرد اين نرم کننده می توان خواص مناسبی را در پارچه پنبه ای به دست آورد.
ساختمان شيميايی اين نرم کننده شامل زنجير خطی بلند حاوی اتم های سيليکون و اکسيژن است. معمولاً دو گروه آلی مثل متيل به هر اتم سيليکون متصل است. بنابر اين می توان گفت که اين ساختمان در اصل پلی سيليکون می باشد. سيليکون ها از گران ترين نرم کننده ها در صنعت نساجی می باشد.
افينيته اين نرم کننده ها کم می باشد بنابراين از روش پد برای کاربرد آن ها استفاده می شود. در اين روش کالا در حمام حاوی نرم کننده قرار گرفته و سپس آب گيری شده و در حرارت معينی خشک می گردد. اين گروه از نرم کننده ها سازگاری خوب با انواع رنگ ها و مواد تکميلی دارند بنابراين در طی رنگرزی يا عمليات تکميلی می توان از آن ها استفاده نمود
اين گروه از نرم کننده ها بسيار سازگار با ديگر مواد تکميلی در طی فرآيندهای نساجی هستند.

ساختمان نرم کننده سيليکونی در شکل 7 نشان داده شده است.

زرد شدگی بر اثر مصرف نرمکن های سيليکونی :
اگرچه نرمکن های دارای بنيان اتيلن دی آمين زيردست بسيار عالی ايجادمی نمايند اما ضعف آن ها در ايجاد زرد شدگی در پارچه است.
درجه زرد شدن با افزايش گروه های آمينوی پليمر افزايش يافته و با زمان و درجه حرارت اعمال شده برای خشک کردن پارچه ارتباط مستقيم دارد.
با اين توضيح مشخص می شود که پديده زرد شدگی به عنوان يک مشکل مهم به هنگام استفاده از رزين های ضد چروک مطرح است ، زيرا برای ايجاد پليمريزاسيون در اين رزين ها به حرارت بيشتری نياز داريم ، لذا برای فرآيند رمق کشی و جذب در جايی که تنها خشک کردن مورد نياز باشد موضوع زرد شدن کمتر مطرح است .
بخشی از زرد شدن به علت اکسيد شدن گروه راديکال آمينو در حضور هوا و حرارت و کاتيون های فلزی می باشد .
در اين فرآيند از گروه آمينو ، گروه های آزو و آزوکسی تشکيل می شود و اعتقاد بر اين است که مواد فوق عامل ايجاد پديده زرد شدگی هستند.

تنوع نرم کننده های سيليکونی :
اصطلاحات جديد در روغنهای سيليکونی و بهبود تکنولوژی توليد امولوسيون ها باعث ايجاد تأثيرات جديد و همچنين بهتر شدن فرآيند های قبلی می شود.
طبقه بندی سيليکون های اصلاح شده بر طبق ماهيت شيميايی به شرح زير است :

خصوصيات اصلی ترکيبات سيليکونی که منجر به ايجاد مزايايی در رابطه با مراقبت از پارچه می شوند
ساختار شيميايی پليمرهای سيليکونی يا پلی دی متيل سيلوکسان (PDMS) از يک زنجير اصلی غير آلی Si-o که درای گروه های جانبی آلی است تشکيل شده است. (شکل 8 )

اين گروه های جانبی در اکثر موارد گروه های متيل هستند.درجه پليمريزاسيون اين ترکيب ها از n = 1 تا چند هزار متغير است. کنفورماسيون فضايی اين پليمر شبه مارپيچی است.
اطلاع داشتن از تعدادی خصوصيات اصلی سيليکون ها و نحوه تبديل آن ها به خصوصيات ماکروسکوپی کليد فهم مکانيزم ايجاد خصوصيات مراقبتی منحصر به فرد در پارچه توسط سيليکون ها است.خصوصيات اتصال شيميايی Si-o-Si در مقايسه با پيوند های آلیC-C-C يا C-O-C ، نشان دهنده پيوند های پهن تر و با زاويه اتصال بزرگتردر ترکيبات سيليکونی است ، همچنين اين اتصالات و پيوندهای غير آلی دارای انرژی پيوند به مراتب بزرگتر و انرژی فعال سازی چرخش به مراتب کمتر می باشند ( شکل 9 ).
با توجه به اين ساختار شيميايی ،PDMS از يک زنجير انعطاف پذير منحصر به فرد يا آرايش يافتگی مولکولی چند طرفه با توجه به جنس پارچه و کنفورماسيون مولکولی شبه مارپيچی به علت آرايش يافتگی گروه های متيل به سمت خارج ساختار برخوردار است.

مهمترين خصوصيات ماکروسکوپی PDMS عبارتند از
1- ويسکوزيته پاين به علت بر هم کنش بين مولکولی کم ، حتی در وزن مولکولی های زياد.
2- کشش سطحی بسيار کم و قابليت پخش شدن بسيار زياد
3- آبدوستی بسيار زياد
4- نفوذ پذيری گازی زياد
5- انديس شکست مضاعف زياد

خصوصيات ذکر شده در قسمت فوق موجب ايجاد خصوصيات کاربردی بسيار ويژه ای در ترکيبات سيليکونی می شود:

1- روان کنندگی عالی
2-عدم چسبندگی
3- نرمی
4-اصلاح خصوصيات سطحی ، آبدوستی يا آبگريزی
5-تشکيل لايه ، قابليت تر شوندگی
6- قابليت تنفس ، خصوصيات حفاظتی و عايقی

تکنولوژی مراقبت از پارچه توسط سيليکون ها
استفاده از سيليکون ها با توجه به نوع سيليکون انتخاب شده و خصوصيات امولسيون آن منجر به ايجاد مزايای خاصی در مراقبت از پوشاک می شود.
مهمترين خصوصيات تکنيکی ترکيبات سيليکونی که بر روی مزايای کاربردی آنها تأثير
می گذارند عبارتند از:
1- ساختار و واکنش پذيری پليمر
2- نوع و حالت ماده تحويل داده شده
3-اندازه ذرات و خصوصيات امولسيون
4-سطح فعال مورد استفاده جهت امولسيون کردن

واکنش پذيری پليمر
معمولا از پليمرهای سيليکونی حاوی گروه های متيل ،هيدروکسی ، آمينو ، آميدو ، پلی اتر و آلکيل متيل بيشتر از انواع ديگر پليمرها استفاده می شود.اين گروه های جانبی می تواند ختم کننده و يا واکنش پذير باشند.
خصوصيات گروه های جانبی از بر هم کنش مولکولی با ماده زمينه ، اصلاح خصوصيات سطحی آن ، ميزان تمايل به ماده زمينه ،کنفورماسيون مولکولی و تمايل جهت ادامه واکنش پليمريزاسيون بر سطح ماده زمينه ، از اهميت بسياری برخوردار است. اين پليمر ها می توانند دارای ساختار حلقوی هم باشند اما عمدتاً دارای ساختار خطی با وزن مولکولی های مختلف از حالت گازی تا حالت چسبی غليظ می باشند. همچنين جهت افزايش تمايل به ماده زمينه ، کنترل پخش شدن بر روی آن و خصوصيات الاستومری مناسب ، اين مواد می توانند به مقدارهای مختلفی دارای اتصالات عرضی شوند.

نوع و حالت ماده تحويل داده شده

با توجه به نيازهای خاص فرمولاسيون کاربردی ، پليمر های فعال را می توان در حالت های مختلفی عرضه نمود:
– خود امولسيون شونده در فرمولاسيون ( پلی اتر ها )
– امولسيون شونده در محل ( پليمر های با وزن مولکولی کم ، آمينو )
– از قبل امولسيون شده ( اغلب پليمر ها )
– سيليکون های فرار که به عنوان يک سيستم تحويل ثانويه در بين امولسيون و ماده فعال می باشند.

اندازه ذرات مواد از قبل امولسيون شده
با توجه به نوع ساختار پليمر ، امولسيون های سيليکونی به صورت ميکروامولوسيون (کمتر از 100 نانومتر ) و يا ماکرو امولسيون ( بيشتر از 100 نانومتر ) در دسترس می باشند.اندازه ذرات امولسيون معمولا به خصوصياتی که در نهايت بر روی پارچه ايجاد می شوند مربوط است.
ميکروامولسيون ها می توانند به درون نخ ها نفوذ نمايند و بر روی سطح الياف ته نشين شوند و در نتيجه احساس نرمی همراه به حالت خشک به پارچه بدهند. مطالعات صورت گرفته نشان می دهد که ته نشينی داخلی سيليکون ها منجر به ايجاد يک روان کنندگی خشک بين الياف با تشکيل يک لايه نازک سيليکونی بر روی آنها می شود که اين مسأله احتمالاً منجر به کاهش ضريب اصطکاک استاتيکی می شود.
ماکرو امولسيون ها بر روی سطح خارجی پارچه ته نشين می شود و با کاهش ضريب اصطکاک ديناميکی روان کنندگی بسيار مناسبی را ايجاد می کنند . اين ترکيبات خصوصيات نرم کنندگی بسيار مناسبی بر روی پارچه ها دارند.

سطح فعال های به کار رفته در سيليکون های امولسيونی
امولسيون های سيليکونی را می توان به کمک سطح فعال های آنيونيک ، کاتيونيک و نانيونيک نيز توليد نمود. نوع سطح فعال انتخابی جهت اين کار به ميزان سازگاری با فرمولاسيون کاربرد و مکانيزم عملکرد يا ته نشينی سيليکون بستگی دارد. اين ته نشينی تحت تأثير فعاليت پليمر، سيستم سطح فعال امولسيون و يا هر دوی آنها با يک اثر افزاينده در فرمولاسيون کاربرد قرار دارد.
مطالعات نشان داده است که اگر سيليکون ها از طريق عملکرد نرم کن ها بر روی پارچه به کار روند ميزان ته نشينی آن ها افزيش می يابد.

مکانيزم ته نشينی سيليکون ها
نرم کننده های پارچه معمولاً ديسپرسيون هايی از ترکيبات آمونيوم استر دی آلکيل به همراه موادی نظير سطح فعال های نانيونيک ، اسيد های چرب ، الکل ها و مواد معطر هستند.
PH محصول جهت پايداری شيميايی عموماً اسيدی می باشد و از اين مواد عموماً در آخرين مرحله آبکشی فرآيند شستشو در 7 PH = استفاده می شود. زمان تماس اين محلول با پارچه عموماً کمتر از 5 دقيقه می باشد.
اندازه گيری ميزان ته نشينی سيليکون بر روی پارچه بسيار حساس و سخت است اما می توان آن را به وسيله فرآيند استخراج تخمين زد ، در فرآيند استخراج از تری متيل پنتان به عنوان محلول استخراج کننده استفاده می شود و اندازه گيری غلظت توسط FTIR بين (1/cm) 1140 و (1/cm) 1000 در هگزان صورت می گيرد.
در شکل 10 نتايج مربوط به سيليکون بر حسب درصد نسبت حداکثر غلظت تئوريکی ته نشينی سيليکون بر روی پارچه نشان داده شده است.

نتايج نشان می دهد که در فرآيند ته نشينی يک اثر افزاينده بين امولسيون نانيونيک و کوات ها وجود دارد ، در حاليکه اين اثر افزاينده در مورد امولسيون کاتيونی کم اهميت و ناچيز است.
در اين سيستم خاص اعتقاد بر اين است که مکانيزم ته نشينی امولسيون سيليکونی توسط مکانيزم انتقال بار صورت می گيرد. مقدار پتانسيل سطحی پنبه خيس که توسط روش پتانسيل جريانی اندازه گيری شده است به طور متوسط مقدار -30Mv را برای پتانسيل زتا نشان مي دهد. پتانسيل زتای امولسيون سيليکون را نيز می توان به وسيله حرکت الکتروفورتيکی (افت پتانسيل از حرکت يون در جهت مخالف ، که به وسيله اتمسفر يونی صورت می گيرد) اندازه گيری نمود.
به همين ترتيب امولسيون نانيونيک دارای پتانسيل خنثی و امولسيون کاتيونيک دارای پتانسيل 35 mv- خواهد شد.
در امولسيون های نانيونيک قابليت ته نشينی در نتيجه آغشته شدن ذرات امولسيون با سطح فعال های کاتيونيک آزاد نرم کن و اصلاح پتانسيل سطحی آن ها صورت می پذيرد. با توجه به
پديده اثر افزاينده مقدار پتانسيل زتای امولسيون های نانيونيک می تواند تا +15mv نيز افزايش يابد. درصورت استفاده از امولسيون های کاتيونيک و يا انواع مناسبی از ترکيبات آمونيوم می توان مقدار ته نشينی را تا حد 80% نيز افزايش داد.

مدل سازی الگوی ته نشينی نشان می دهد که در ابتدا گروه های فعال به صورت تکه ای به کالا متصل می شوند و پس از آن با گذشت زمان با پخش شدن گروه های کوات بر سطح کالا و تشکيل يک سطح آبگريز ، گروه های سيليکون نيز به صورت لايه پليمری نازکی بر روی آن قرار می گيرند
( شکل 11 ).

مزايای استفاده از ترکيبات سيليکونی جهت مراقبت از پارچه

– نرم شدن پارچه
جهت ارزيابی نرمی پارچه های حوله ای عموما از آزمايش پانل استفاده می شود. در آزمايش پانل از يک سری افراد جهت ارزيابی نرمی نظر سنجی می شود . در اين آزمايش از 16 نفر خواسته می شود تا بين يک جفت نمونه که يکی از آنها با 16 % نرم کنند دی استر کوات بر پايه تری اتيلن آمين و ديگری با همين ماده به همراه مقداری سيليکون تکميل شده اند قضاوت نمايند.
در شکل 12 نتايج حاصل از ارزيابی اول بين نمونه مرجع با نمونه ای که به همراه 3 % سيليکون تکميل شده است آورده شده است.
در شکل های بعدی از علامات و کدهای مندرج در اين جدول برای مشخص کردن نمونه ها استفاده شده است.

از سال 1976 تا کنون حق ثبت های بسياری در رابطه با اين موضوع منتشر شده است و ترکيبات جاری بسياری نيز عمدتاً جهت استفاده در نرم کن های پارچه به بازار عرضه گشته است ، از اين ترکيبات علاوه بر نرم کننده های پارچه در شوينده های مايع نيز استفاده می شود.
مهمترين خصوصيات سيليکون ها در اين ترکيبات ، کشش سطحی پايين ، بر هم کنش بين مولکولی کم ، قدرت پخش زياد و عدم ايجاد چسبندگی است.

راحتی اطو کردن – ضريب اصطکاک
خصوصيت راحتی اطو کردن را می توان به وسيله آزمون های زوجی توسط افراد آزمايشگر و يا آزمايش و اندازه گيری دستگاه ضريب اصطکاک ( Friction coefficient ) مورد ارزيابی قرار داد .
چندين پروتکل جهت ارزيابی ضريب اصطکاک استاتيکی و ديناميکی وجود دارد.
IEC 60311 Clause24 جهت سنجش اين پارامتر ، نيروی مورد نياز جهت کشيدن يک جسم آهنی استاندارد با سرعت ثابت در جهت افقی بر روی پارچه را اندازه گيری می کند.

نتايج حاصل از انجام مقايسه بين نمونه های آبکشی شده با آب خالص و نمونه های آبکشی شده با نرمکن نشان می دهد با به کار بردن مقداری سيليکون ، سطح پارچه به مقدار زيادی لغزنده می شود ( CL > 95% ) (شکل 13 ).

در اين مورد نيز تعداد زيادی حق ثبت منتشر شده است و نتايج آن به صورت عملی به عنوان نرم کن پارچه به بازار عرضه گرديده است. خصوصيات اصلی ايجاد کننده اين ويژگی ها نيز مشابه نرمکن ها است با اين تفاوت که ميزان ته نشينی خارجی سيليکون در اين مورد نسبت به قبل بيشتر است.
در شوينده های مايع خانگی ، استفاده از 5/1 % ترکيب C منجر به ايجاد خصوصيات مطلوبی نظير راحتی اطو کردن می شود بدون اينکه بر پايداری و يا ظاهر پارچه تأثير منفی بگذارد.
استفاده از پلی اترهای سيليکونی با وزن مولکولی بالا در شوينده های غير مائی بسيار مورد توجه قرار گرفته است. اسپری های تسهيل کننده اطو کردن يکی ديگر از حالت های عرضه اين مواد می باشند.

از لحاظ بعد و اندازه ، نرم کن های سيليونی به دو دسته تقسيم می شوند :

نرم کن های ميکرو سيليکونی

ميکروسيليکون ها از امولسيون های با اندازه ذرات کوچکتر از 80 نانومتر به نام ميکروامولسيون تشکيل يافته اند. اين امولسيون های ريز قادرند به آسانی به داخل نخ نفوذ کرده و بين الياف مستقل قرار گيرند و بدين سبب منجر به نرمی داخلی بسيار خوبی در منسوجات می کردند.
نرم کن های مذکور اغلب آب گريز بوده و در پارچه های سفيد زرد شدگی فنلی ايجاد می نمايند
( شکل 14 ).

نرم کن های ماکرو سيليکونی
ماکروسيليکون ها از امولسيون های با اندازه ذرات 120 نانومتر به نام ماکرو امولسيون تشکيل يافته اند. اين امولسيون ها قادر به نفوذ به داخل نخ نبوده و تنها بر روی سطح آن قرار می گيرند و زيردست سطحی بسيار خوبی ايجاد می نمايند.
نرم کن های مذکور تا حد زيادی از چروک پذيری پارچه جلوگيری کرده ، سبب بهبود دوخت پذيری پارچه و افزايش ثبات سايشی آن می گردند. ماکرو سيليکون ها مانند ميکروها اغلب آب گريز بوده و نسبت به آن ها از دوام کمتری برخوردارند. در شکل 15 تأثير مقدار سيليکون ( ماکرو و ميکرو ) روی نرمی منسوج تکميلی آورده شده است.

نرم کن های سيليکونی را به دليل پايداری کم و آبدوستی پايين می توان به صورت زير اصلاح کرد:

1 – نرم کن آمينو سيلوکسان
با وارد نمودن گروه های آب دوست مانند آمين به ساختار نرم کن سيليکونی می توان خاصيت آب دوستی آن را افزايش داده و از آن در تکميل پارچه های حوله ای استفاده نمود ( افزايش خاصيت جذب آب ). اين روش سبب ايجاد زيردست طبيعی و مطلوب و بهبود خاصيت دوخت پذيری

پارچه می گردد ، علاوه بر آن خواص آنتی استاتيکی و چروک گريزی منسوج افزايش می يابد ( شکل 16 ).