رنگ آمیزی پلی استر چیست؟

رنگ آمیزی پلی استر یک فرآیند پیچیده و در عین حال مهم است که رنگ را به الیاف پلی استر ، پارچه ها و پوشاک منتقل می کند. با توجه به ساختار شیمیایی منحصر به فرد پلی استر - به ویژه ماهیت بسیار کریستالی و آبگریز آن - در مقایسه با الیاف طبیعی مانند پنبه یا پشم ، چالش های مشخصی را ارائه می دهد. دستیابی به رنگ آمیزی پر جنب و جوش ، بادوام و سازگار نیاز به رنگهای تخصصی و روشهای رنگ آمیزی دارد.

ماهیت چالش های پلی استر و رنگ آمیزی

پلی استر ، در درجه اول پلی اتیلن تفاتالات (PEحرف) ، یک پلیمر مصنوعی است که به دلیل قدرت ، مقاومت در برابر چین و چروک و جذب رطوبت کم شناخته شده است. این خصوصیات ، در حالی که برای عملکرد مفید است ، رنگ آمیزی را دشوار می کند:

• آبگریز: پلی استر فاقد گروه های واکنشی است که در الیاف طبیعی وجود دارد که به راحتی با رنگهای محلول در آب متصل می شوند. این بدان معنی است که روشهای رنگرزی معمولی اغلب برای نفوذ به فیبر تلاش می کنند.

• تبلور بالا: ساختار مولکولی محکم بسته بندی شده پلی استر فضای موجود برای مولکول های رنگ را برای ورود و اتصال در فیبر محدود می کند.

• کمبود سایت های یونی: بر خلاف الیاف با گروه های هیدروکسیل یا آمینه در دسترس ، پلی استر دارای سایت های یونی ذاتی نیست که می تواند پیوندهای محکمی با رنگهای یونی ایجاد کند.

این خصوصیات نیاز به استفاده از کلاس های رنگ خاص و شرایط رنگرزی با انرژی بالا دارد.

رنگهای پراکنده: انتخاب اصلی

اکثریت قریب به اتفاق رنگ آمیزی پلی استر با استفاده از رنگ ها بشر این رنگها غیر یونی ، نسبتاً کوچک و حلالیت کم آب هستند. مکانیسم عمل آنها به توانایی آنها برای جذب در فیبر پلی استر آبگریز از طریق فرآیندی که اغلب به عنوان "محلول جامد" توصیف می شود ، متکی است.

در اینجا نحوه عملکرد آن به طور کلی آورده شده است:

1. پراکندگی: رنگهای پراکنده کاملاً زمین هستند و با عوامل پراکنده برای ایجاد یک پراکندگی آبی پایدار تدوین می شوند.

2. جذب: با افزایش دمای رنگ آمیزی ، انرژی جنبشی مولکول های رنگ و زنجیره های پلی استر افزایش می یابد. ساختار فیبر بازتر می شود و به مولکول های رنگ اجازه می دهد تا به مناطق آمورف پلی استر نفوذ کنند.

3. انتشار: مولکول های رنگ از حمام رنگ بر روی سطح فیبر و سپس داخل فضای داخلی فیبر پخش می شوند.

4. تثبیت: پس از داخل فیبر ، مولکول های رنگ توسط نیروهای بین مولکولی (نیروهای ون در والس و پیوند هیدروژن) نگه داشته می شوند و یک محلول جامد را در ماتریس پلی استر تشکیل می دهند.

روشهای رنگ آمیزی پلی استر مشترک

روش های مختلفی برای رنگ آمیزی پلی استر استفاده می شود که هر یک برای اشکال مختلف مقیاس مواد و تولید بهینه شده است:

1. رنگ آمیزی اگزوز با فشار بالا ، فشار بالا (HTHP)

این متداول ترین روش برای رنگ آمیزی الیاف پلی استر ، نخ ها و پارچه ها است. به دلیل دمای انتقال شیشه بالا پلی استر ( $T_{جف}$ ) و نقطه ذوب ، درجه حرارت بالا برای تورم فیبر و تسهیل نفوذ رنگ مورد نیاز است.

• فرآیند: این ماده در یک حمام رنگ حاوی رنگهای پراکندگی ، مواد پراکنده و سایر کمکی ها غوطه ور است. حمام به طور معمول بین دمای هوا گرم می شود $120^{\circ }\text{جف}$ وت $130^{\circ }\text{جف}$ ( $248^{\circ }\text{ج}$ وت $266^{\circ }\text{ج}$ ) تحت فشار برای جلوگیری از جوش. زمان رنگ آمیزی می تواند از 30 تا 90 دقیقه باشد.

• تجهیزات: از دستگاه های رنگ آمیزی تخصصی مانند دستگاه های رنگرزی جت ، دستگاه های رنگرزی بسته بندی و دستگاه های رنگ آمیزی پرتو برای مقاومت در برابر درجه حرارت و فشار بالا استفاده می شود.

• مزایای: نفوذ عالی رنگ ، استحکام رنگ خوب و مناسب بودن برای طیف گسترده ای از سایه ها.

2. رنگ آمیزی ترموسول (پد خشک-ترموسول)

این روش رنگ آمیزی مداوم در درجه اول برای مخلوط های پلی استر-کلات و برای حجم زیادی از پارچه های بافته شده استفاده می شود.

• فرآیند:

  1. بالشتک: پارچه از طریق مشروبات الکلی حاوی رنگهای پراکندگی و مهار کننده مهاجرت ، از طریق مشروبات الکلی حاوی رنگهای پراکندگی و مهار کننده است.

  2. خشک کردن: سپس پارچه خشک می شود ، غالباً در خشک کن دودکش قرمز یا دودکش گرم ، برای از بین بردن آب.

  3. ترموالسیون: پارچه خشک شده از طریق اجاق گاز هوای گرم (واحد ترموسول) در دماهای بسیار بالا ، به طور معمول عبور می کند $190^{\circ }\text{جف}$ به $220^{\circ }\text{جف}$ ( $374^{\circ }\text{ج}$ به $428^{\circ }\text{ج}$ ) ، برای 60-90 ثانیه. در این دما ، رنگهای پراکنده به سرعت پراکنده و بر روی الیاف پلی استر ثابت می شوند.

  4. شستشو: برای مخلوط ها ، یک مرحله شستشو بعدی (اغلب با رنگهای واکنشی برای پنبه) برای از بین بردن رنگهای ناشناخته انجام می شود و مؤلفه سلولزی را رنگ می کند.

• مزایای: بهره وری بالا ، فرآیند مداوم ، مناسب برای پارچه های طولانی.

3. رنگرزی حامل

این روش در حال حاضر کمتر متداول است اما از نظر تاریخی برای رنگ آمیزی پلی استر در فشار اتمسفر استفاده می شود. حامل ها مواد شیمیایی آلی هستند که به طور موقت فیبر پلی استر را متورم می کنند و به مولکول های رنگ اجازه می دهند تا در دماهای پایین نفوذ کنند (اطراف آن $95^{\circ }\text{جف}$ به $100^{\circ }\text{جف}$ یا $203^{\circ }\text{ج}$ به $212^{\circ }\text{ج}$ ).

• حامل های مشترک: از بنزن های Biphenyl ، O-phenylphenol و کلر شده به طور سنتی استفاده شده است ، اما بسیاری از آنها به دلیل نگرانی های زیست محیطی و بهداشتی محدود شده اند.

• مضرات: بوی باقیمانده ، کاهش استحکام نور و مسائل زیست محیطی مرتبط با مواد شیمیایی حامل.

اتمام و پس از درمان

پس از فرآیند رنگ آمیزی ، چندین مرحله نهایی برای دستیابی به کیفیت نهایی محصول مورد نظر بسیار مهم است:

• پاکسازی کاهش: این یک گام حیاتی است ، به خصوص برای سایه های تیره ، برای از بین بردن رنگهای پراکندگی ناشناخته یا سطح آن. این شامل درمان مواد رنگ شده با یک ماده کاهش دهنده (به عنوان مثال ، هیدروسولفیت سدیم) و یک قلیایی در دماهای بالا است. این باعث افزایش سرعت مالش (ظروف) و شستشو می شود.

• شستشو: شستشوی کامل برای از بین بردن کلیه مواد شیمیایی باقیمانده و رنگهای ناشناخته لازم است.

• خشک کردن: مواد خشک شده است.

• تنظیم گرما (برای پارچه ها): این فرایند ابعاد پارچه را تثبیت می کند ، مقاومت چین و چروک را بهبود می بخشد و با ادغام بیشتر مولکول های رنگ در فیبر ، سرعت رنگ را تقویت می کند.

عوامل اصلی مؤثر بر رنگرزی پلی استر

رنگ آمیزی پلی استر موفق به کنترل دقیق چندین پارامتر بستگی دارد:

• انتخاب رنگ: انتخاب رنگهای پراکندگی صحیح با اندازه ذرات مناسب ، سرعت تصعید و خواص ساخت برای سایه مورد نظر و استفاده نهایی.

• دما: برای تورم فیبر و انتشار رنگ بسیار مهم است.

• زمان: زمان کافی برای نفوذ کامل رنگ و تثبیت لازم است.

• ph: برای اطمینان از پایداری رنگ و جلوگیری از هیدرولیز پلی استر در دماهای بالا ، حمام رنگ به طور معمول باید با pH کمی اسیدی (5-5.5) نگهداری شود.

• کمکی ها: طیف وسیعی از مواد شیمیایی ، از جمله عوامل پراکندگی ، عوامل تراز کننده ، داروهای ضد عفونی کننده و عوامل توالی ، برای اطمینان از رنگ آمیزی یکنواخت و راندمان فرآیند استفاده می شود.

• فیبر قبل از درمان: تمایل ، تمیز کردن و تنظیم گرما قبل از رنگ آمیزی می تواند به میزان قابل توجهی بر جذب رنگ و ظاهر نهایی تأثیر بگذارد.

رنگ آمیزی پلی استر یک فرآیند پیشرفته است که از شیمی خاص رنگ و کنترل دقیق بر شرایط فیزیکی برای غلبه بر چالش های ذاتی این فیبر مصنوعی استفاده می کند. توسعه مداوم رنگهای سازگار با محیط زیست و ماشین آلات رنگ آمیزی کارآمدتر همچنان در صنعت نساجی برای پاسخگویی به خواسته های عملکرد و پایداری متمرکز است. $ $