عامل سختی گیر چیست؟
سختی گیر و عملکرد آن در صنعت نساجی ؛ اغلب لازم است در رنگرزی تمام الیاف، با افزودن عامل سختی گیر ، برای محدود کردن تأثیر نمک های فلزی محلول، اقدام شود. عوامل سختی گیر با مکانیسمی از تشکیل کمپلکس، اغلب به شکل کیلاسیون، کار می کنند. عامل سختی گیر یا عامل کیلیت کننده با تشکیل یون پیچیده‌ای که واکنش‌های شیمیایی یون حذف شده را ندارد، یون فلزی را از سیستم محلول خارج می‌کند. عوامل سختی گیر برای از بین بردن سختی آب و فلزات سنگین مانند آهن و مس که می توانند بر فرآیند رنگرزی تأثیر بگذارند استفاده می شود.
مکانیسم و وظایف عامل جداسازی:
خلوص منبع آب آن از مسائل مهم در رنگرزی محسوب می شود. وجود یونهای فلزی در آب می‌تواند با واکنش با رنگ‌ها یا مواد شیمیایی مورد استفاده در فرآیند، بر تعدادی از عملیات‌ها تأثیر منفی بگذارد. به عنوان مثال، یون های منیزیم (Mg2+) یا کلسیم (Ca2+) در آب سخت می توانند کمپلکس های نامحلول با صابون ها تشکیل دهند و اگر این کمپلکس ها روی بسترهای نساجی رسوب کنند، در فرآیندهای رنگرزی بعدی مشکل ایجاد می کنند.
وجود یونهای فلزات واسطه مانند آهن (Fe2+) و مس (Cu2+) می‌تواند تجزیه پراکسید هیدروژن را در فرآیندهای سفیدکننده کاتالیز کند و اگر این یون‌ها قبلاً در بستر جذب شده باشند، ممکن است حمله تسریع‌شده موضعی رخ دهد. عوامل سختی گیر ترکیباتی هستند که قادر به تشکیل کمپلکس های محلول با یون های فلزی در واکنش کیلاسیون هستند. به همین دلیل، عوامل سختی گیر به عنوان عوامل کیلیت نیز شناخته می شوند. کمپلکس محلول تشکیل شده با یون های فلزی در فرآیند تداخلی ایجاد نمی کند (مانند سفید کردن یا رنگ کردن) و در پایان عملیات با مایعات خروجی شسته می شود. عوامل سختی گیر دارای ساختارهایی هستند که آنها را قادر می سازد تا حلقه های بسته با یون های فلزی چند ظرفیتی را با به اشتراک گذاشتن یک جفت الکترون با آنها تشکیل دهند. به این ترتیب یونهای فلزی را قفل می‌کنند و از هرگونه واکنش بیشتر جلوگیری می‌کنند.
عامل سختی گیر یا عامل کیلیت دارای بار منفی هستند و می توانند ساختارهای حلقه ای قوی را با یون های فلزی موجود در آب سخت و پکتین های پنبه تشکیل دهند (شکل زیر را ببینید)
یون های فلزی با بار مثبت، به ویژه Fe3+ و Ca2+ برای واکنش با هر آنیون با بار منفی مانند OH- یا CO3-2 به راحتی در دسترس هستند و صابون را در الیاف نامحلول می کنند که ممکن است عملکرد بعدی را مختل کند. این مشکل زمانی حادتر است که شستشو در فرآیند پیوسته شامل حمام بالشتک انجام شود که در آن نسبت آب در حمام بسیار کمتر از فرآیند های دیگر است. بنابراین، عملکرد عوامل کیلیت در فرمولاسیون صابون و مواد شوینده برای جلوگیری از موارد زیر می شود:
تشکیل فیلم و رسوب،
مهار کلسیم و منیزیم
کدورت رنگ
انواع عوامل توقیف کننده:
بسیاری از مواد شیمیایی قابلیت جداسازی را از خود نشان می دهند، اما همه آنها در فرآوری نساجی ارزش تجاری ندارند. با این حال، آگاهی زیست‌محیطی، علاوه بر بهره‌برداری فنی، منجر به فعالیت‌های تجاری قابل‌توجهی در این حوزه شده است که منجر به گستره وسیعی از محصولات در سال‌های اخیر و همچنین برخی اظهارات متناقض در مورد ویژگی‌های زیست‌محیطی آنها شده است.
چهار نوع اصلی از عوامل جداسازی وجود دارد:
آمینو پلی کربوکسیلات ها و موادی با ساختار مشایه آنها، به عنوان مثال. هیدروکسی آمینو کربوکسیلات ها
فسفات ها و فسفونات ها
هیدروکسی کربوکسیلات ها
اسیدهای پلی اکریلیک و مشتقات.
پلی فسفات های معدنی مانند تری پلی فسفات سدیم و هگزامتافسفات سدیم احتمالاً بهترین هستند، زیرا علاوه بر جداسازی بیشتر فلزات، به پاکسازی الیاف نیز کمک می کنند. اما ممکن است در دمای بالا هیدرولیز شوند و کارایی خود را از دست بدهند.
انواع اسید آمینه کربوکسیلیک مانند اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA) بسیار خوب هستند زیرا اکثر یون های فلزی را جدا می کنند و در شرایط قلیایی بسیار پایدار هستند. آنها پرکاربردترین انواع هستند. انواع اسید ارگانوفسفونیک مانند اتیلن دی آمین تترا (متیلن فسفونیک اسید) نیز بسیار موثر اما نسبتاً گران هستند. اگزالات ها و اسیدهای هیدروکسی کربوکسیلیک (سیترات ها و غیره) برای جداسازی آهن عالی هستند اما برای کلسیم و منیزیم موثر نیستند. به منظور رساندن سریع و موثر مواد شیمیایی به مواد نساجی، یعنی. برای بهبود ترشوندگی آنها و اطمینان از حذف ناخالصی های فیبری تا آنجا که ممکن است، لازم است سورفکتانت هایی با خواص مرطوب کنندگی و شستشو/امولسیون کنندگی خوب اضافه شود. یک سورفکتانت با تطبیق پذیری مطلوب برای آماده سازی، و به ویژه برای فرآیندهای تمیز کردن و سفید کردن استفاده می شود.
موارد استفاده از عامل جداسازی:
سه مرحله اصلی که در آنها از عوامل جداکننده استفاده می شود
مقدمات رنگرزی
سفیدگری
رنگرزی
سختی گیر قابل استفاده در کلیه مراحل مقدمات و رنگرزی
ساختار:
تهیه شده از پلی اکریلاتها و آلکیل فوسفوناتها، آنیونیک
موارد استفاده:
سختی‌گیر با خاصیت دیسپرس کنندگی و محافظت در برابر کلوئیدی شدن
خواص:
– مایع ته زرد شفاف (تنوع در رنگ بر خواص یا عملکرد تأثیری ندارد)
– جرم حجمی در دمای 20 درجه سانتیگراد برابر g/cm3 1.21
– قابل رقیق شدن با آب با هر نسبتی
– pH محلول 10٪ برابر 8
– از ذخیره این ماده در ظروف مسی و گالوانیزه بایستی خودداری کرد.
– بهترین بازدهی در pH برابر 12-2می باشد.
– مقاومت شیمیایی بسیار بالا در برابر اسیدها و قلیاها
– مقاوم در برابر اکسید کننده‌ها از قبیل پراکسید هیدروژن و پربورات
– قابلیت جذب بالای کلسیم و منیزیم
– خاصیت دیسپرس‌کنندگی بسیار قوی به همراه خاصیت محافظت در برابر کلوئیدی شدن
– دارای خصلت بافری می‌باشد بنابراین قبل از استفاده pH تنظیم شود.
– دیسپرس کننده و آنتی بک استینینگ برای سیستم‌های شستشوی جین.
کاربرد:
این سختی گیر خاصیت دیسپرس‌کنندگی بسیار قوی ای بر روی نمکهای کلسیم موجود بر الیاف بدست آمده از پنبه دارد.
در رنگرزی راکتیو، سختی گیر حتی در حضور غلظتهای بالای نمک سبب پخش یکنواخت رنگ‌های راکتیو می‌شود.
این ماده همچنین قادر به ایجاد پیوند با یونهای فلزات سنگین می‌باشد. اگر چه به یونهای فلزی پیوند خورده به ساختار رنگ حمله نمی‌کند. با استفاده از این ماده از تشکیل هر گونه رسوبی در کلیه مراحل تکمیل پارچه جلوگیری به عمل می‌آید. حتی محلولی که در یک پروسه طولانی استفاده شده همچنان کیفیت خود را حفظ خواهد کرد.
مقادیر استفاده:
2∼1 gr/Lit
نگهداری:
اگر در شرایط زیر صفر نگهداری شود ممکن است محصول به جامد تبدیل شود یا غلظت آن تغییر کند که با هم زدن در دمای 25-20 درجه به حالت اول بر می‌گردد. اما بهتر است در صورت تحقق این امر ابتدا ماده مورد نظر تست شود و بعد مورد استفاده واقع گردد.
