مقدمه

امروزه با توجه به مسایل زیست محیطی ،مصرف پلیمرهای طبیعی به عنوان یک ایده خوب علمی و تجاری به منظور جانشینی ایده ال برای مواد شیمیایی ، مورد بررسی قرار گرفته است . یکی از این پلیمرهای طبیعی ، پلی ساکارید کیتوزان است که ساختاری مشابه کیتین و سلولز دارد . کیتین دومین پلیمر طبیعی فراوان است که به طور گسترده ای در طبیعت یافت می شود.ساختار شیمیایی آن مشابه سلولز است با این تفاوت که تنها در موقعیت کربن دوم، گروههای آمینو استیل جایگزین گروههای هیدروکسیل شده اند .[ 9ـ8] کیتوزان توسط استیل زدایی کیتین در محلول گرم و غلیظ سدیم هیدروکساید بدست می آید ، البته عمل تبدیل به طور کامل انجام نمی شود . (شکل 1)[9]کیتوزان در حضور اسیدهای معدنی رقیق و اسیدهای آلی ، در آب محلول است . در شکل پروتونه شده، رفتاری مانند پلی الکترونیک کاتیونی رانشان داده ، محلول ویسکوز تشکیل داده و می تواند بـا ملکولها و سطوحی کـه بار مخالف دارند بـر همکنش نمایـد .[19] از خواص مهم و مفید زیستی کیتوزان می توان به خاصیت زیست سازگاری ، غیر سمی بودن، قابلیت تجزیه زیستی و فعالیت ضد میکروبی آن اشاره نمود . از این رو استفاده از کیتوزان در زمینه های مختلف علوم مانند شیمی ، بیوشیمی، دارویی ، پزشکی، آرایشی و بهداشتی ، کشاورزی، بیوتکنولوژی ، علوم غذایی و نساجی پیشنهاد شده است.تقریباً تمامی خواص کیتین و کیتوزان به دو پارامتر اصلی بستگی دارد ؛ درجه استیلاسیون و توزیع جرم مولکولی[9] . اخیراً کیتوزان به عنوان یک پلیمر کاربردی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. کیتوزان مصارف زیادی در صنعت نساجی دارد ، که برای نمونه می توان به موارد زیر اشاره نمود:کاربرد این ماده روی پشم برای بهبود جمع شدگی و رنگپذیری[13ـ9ـ8] ، عملیات حذف رنگ از پساب[15ـ14] ،کاربرد بر روی کالاهای پنبه ای برای پوشاندن نپ و بهبود خواص رنگپذیری[17ـ16] ، عامل ضد میکروبی بر روی پارچه پنبه ای و بی بافت[10ـ9] ، کاربرد در چاپ[18] و…با توجه به تحقیقات انجام گرفته ، کیتوزان قابلیت رنگ شدن با مواد رنگزای مستقیم ، اسیدی و راکتیو را به خوبی داراست. [ 15] عقیده بر اینست که استفاده از کیتوزان باعث افزایش رمق کشی و عمق رنگی در رنگزای کالای پنبه ای با مواد رنگزای مستقیم[21ـ15] و راکتیو می گردد.کیتوزان به صورت یک محلو ل اسیدی رقیق می تواند روی پشم عمل شود و مقداری از آن جذب لیف می گردد ، این مقدار بستگی به غلظت کیتوزان و تعداد گروههای آنیونیک روی سطح پشم دارد، بطوری که اگر قبل از عملیات ، پشم با یک اکسید کننده مانند آب اکسیژنه یا پرمنوسولفوریک اسید تحت شرایط قلیایی به همراه بی سولفیت سدیم عمل شود ، خاصیت آبدوستی سطح پشم و تمایل کیتوزان به جذب شدن روی آن افزایش می یابد .
علاوه بر این ، کالای عمل شده با کیتوزان دارای مقاومت بالایی در برابر شستشو خواهد بود که شاید به خاطر پیوند یونی قوی مابین کیتوزان و کراتین پشم باشد .مشاهده شده است که پشم عمل شده با کیتوزان دارای سرعت و درصد رمق کشی بالاتری در رنگرزی با ماده رنگزای راکتیو است ، این خاصیت رامی توان به تمایل بالای کیتوزان به رنگزاهای آنیونیک نسبت داد .[ 19ـ13]در تحقیق حاضر، ابتدا کیتوزان از طریق استیل زدایی کیتین استخراج شده از پوست میگو تهیه شده و سپس اثر کیتوزان بر برخی از خصوصیات فیزیکی و رنگرزی نخ پشمی عمل شده با آن مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است.

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فهرست مطالب

چکیده………………………………………………………………………………………………………..1

مقدمه………………………………………………………………………………………………………..2

فصل اول : کلیات

هدف از این تحقیق بررسی اثر کیتوزان بر کالای پشمی ، در شرایط مورد نظر و ارزیابی تأثیر آن بر ثبات نوری ، ثبات شستشوی و تغییرات نمدی شدن کالا می باشد .
1ـ2ـ پیشینه تحقیق :
بررسی اثر کیتوزان بر کالای پشمی بارها در شرایط متفاوت مورد آزمایش قرار گرفته است ، در آزمایشات انجام شده از روشهای متفاوتی از جمله در محیط اسیدی ، بازی و آغشته کردن کالا با کیتوزان استفاده شده است .نتایج تحقیقات قبلی نشاندهنده کاهش قابلیت جذب رطوبت ، مقاومت در برابر جمع شدگی و چروکیدگی و افزایش جذب رنگ می باشد.
1ـ3ـ روش کار و تحقیق :
دراین تحقیق ابتدا کالای پشمی مورد نظر را شستشو داده و سپس با 5 روش متفاوت به کار ادامه داده ایم :
1ـ رنگرزی پارچه شسته شده
2ـ رنگرزی پارچه آغشته شده با کیتوزان
3ـ رنگرزی پارچه دندانه دار شده
4ـ رنگرزی پارچه آغشته با کیتوزان و سپس دندانه دار شده
5 ـ رنگرزی پارچه دندانه دار شده و سپس آغشته شده با کیتوزان

1ـ1ـ هدف ……………………………………………………………………………………………………6.
1ـ2ـ پیشینه تحقیق ………………………………………………………………………………………..6
1ـ3ـ روش کار ………………………………………………………………………………………………..6

فصل دوم : رنگزاهای طبیعی و دندانه ها

هم اکنون شواهد فراوانی وجود دارد که حاکی از آن است که با وجود ثبات بالای رنگزاهای مصنوعی ، بازار فرش جهانی علاقمندان زیادی برای رنگزاهای گیاهی دارد . دلایل این جاذبه را میتوان ؛ یکی جاذبه رنگزاهای طبیعی در برابر رنگزاهای مصنوعی ، دوم علائق زیست محیطی و پرهیز نسل کنونی از مواد شیمایی، مخصوصاً در کالاهایی که ارتباط مستقیم با بدن انسان دارند . سوم دلیل اقتصادی، از جمله پرهیز از واردات رنگزاهای مصنوعی ، تقویت تولید بومی و استفاده از موادی است که تولید آنها کمتر به منابع و ذخایر محدود کره زمین مربوط می شوند .هزاران سال است که گیاه می روید و تا وضع طبیعی زمین چنین است ، خواهد روئید ، در حالی که ترکیبی مثل نفت که بعنوان ماده اولیه تولید بسیاری از رنگزاهای مصنوعی است ، حداکثر سیصد سال از عمر کره زمین را حاکم خواهد بود و پس از اتمام آن باید فکری برای جایگزین آن کرد .می توان اندیشید که اصولاً استفاده از رنگزاهای مصنوعی تنها یک انحراف موقت و ناشی از الزامات رشد صنعتی در قرنهای اخیر بوده است اما درعمل می توان از آنها پرهیز و به اندازه کافی مواد رنگزای طبیعی گیاهی ، حیوانی ، معدنی و منابع جدید تولید کرد . باید دانست که کشت و تولید گیاهان حاوی مواد رنگزا در ایران نسبت به صد سال پیش بسیار محدود شده است . زیرا مثلاً امروزه روناس ، تنها به میزان بسیار کم در اردکان یزد و بعضی نقاط دیگر کشت می شود . در حالیکه حدود صد سال پیش در تمام حاشیه کویر کشت می شده است . همچنین در اطراف زنجان و از جمله ابهر، کشت آن رایج بوده که پس از ترک کشت ، بازمانده های آن به صورت وحشی در گوشه و کنار باغها وجود دارد .ازطرف دیگر شاید تعداد گیاهان و دیگر منابع رنگزاهای طبیعی در ایران با کمتر نقطه دیگری از جهان البته با وسعت کشور ما قابل مقایسه باشد . ایران با اقلیمهای گوناگون ، گرم ومرطوب ، سرد و خشک ، مرطوب و معتدل ، خشک و معتدل ، کم ارتفاعترین زمینها و پهناورترین دشتها را دارد.بطور خلاصه علل تمایل مصرف کنندگان امروزی به استفاده از رنگزاهای طبیعی عبارتند از :

1 ـ توجه به مسائل زیست محیطی و خطرات ناشی از فرایند تولید رنگزاهای مصنوعی وپساب حاصل از آنها(Enviromentally unfriendly chemicals)

2ـ توجه بیشتر به آرامش آدمی همراه با استفاده ار مواد طبیعی(Comfort)

3ـ خطرات ناشی از مصرف رنگزاهای مصنوعی بر سلامتی   (Toxicology)انسان

4ـ امکان تمام شدن منابع مواد اولیه لازم برای تولید رنگزاهایمصنوعی و لزوم یافتن مواد جایگزین

2ـ 2ـ مشکلات موجود درراه توسعه استفاده از رنگزاهای طبیعی :

با توجه به دلایل بالا، تحقیقات ومطالعات وسیعی به منظور استفاده بیشتر از رنگزاهای طبیعی شروع شده است که مشکلاتی را که در راه استفاده از رنگزاهای طبیعی وجود دارد ، مرتفع سازند . این مشکلات را میتوان به صورت زیر خلاصه کرد:

1ـ اغلب رنگزاهای طبیعی بدون تانن می باشند و به منظور افزایش ثبات عمومی آنها به یک ماده کمپلکس کننده نیاز است . این مواد کمپلکس کننده یا همان نمکهای فلزات چند ظرفیتی (دندانه ) بمقدار زیادی در فرایند رنگرزی مصرف می شوند که مقداری از آنها جذب نشده ، در پساب باقی مانده ، در نهایت وارد محیط زیست می شوند و مشکلاتی را بوجود می آورند . لذا باید دندانه های دوستدار محیط زیست، شناسایی ، تهیه و مورد استفاده قرار گیرند . به علاوه باید تلاش شود تا میزان مصرف آنها به حداقل ممکن برسد . همچنین تلاش شود تا حداکثر میزان جذب دندانه توسط لیف انجام شود و در نتیجه کمترین مقدار دندانه توسط پساب وارد محیط زیست گردد.

2ـ باتوجه به محدود بودن منابع تولید ، لزوم مصرف بسیار زیاد مواد گیاهی در فرایند رنگرزی ، از مشکلات دیگر استفاده از رنگزاهای گیاهی است . لذا باید با نظر به اولویتهای غذایی ، کشت این گونه گیاهان مورد مطالعه قرار گیرد . هر چند در بعضی موارد کشت آنها می تواند برای خاک مفید باشد، مانند کشت روناس که با جذب زیاد سدیم سبب کاهش شوری زمین می شود و در نتیجه زمین را برای کشتهای خوراکی بعدی آماده می کند . به هر حال مقدار بالای این مواد در فرایند رنگرزی که در مواردی به 100% وزن کالا می رسد ، از مسائل عمده استفاده از رنگزارهای طبیعی است که باید با انجام مطالعات ژنتیکی بر روی گیاه ، مقدار خلوص و تولید ماده موثره رنگزا را در آنها افزایش داده و در نتیجه میزان مصرف آن را کاهش داد .

2ـ1ـ آغازی دوباره برای مصرف رنگزای طبیعی ……………………………………………………………12
2ـ 2ـ مشکلات موجود در راه توسعه استفاده از رنگزای طبیعی ……………………………………….12
2ـ3ـ پیشنهاداتی برای توسعه استفاده از رنگزای طبیعی ………………………………………………34
2ـ4 ـ طبقه بندی رنگزاهای طبیعی بر اساس ساختار شیمیایی ………………………………………35
2ـ5ـ روناس …………………………………………………………………………………………………..41
2ـ6ـ گردو ……………………………………………………………………………………………………..45
2ـ7ـ حنا ……………………………………………………………………………………………………….50
2ـ8ـ دندانه ها ………………………………………………………………………………………………..51
2ـ9ـ دندانه های طبیعی ……………………………………………………………………………………52
2ـ 10ـ دندانه های شیمیایی ………………………………………………………………………………53
2ـ11ـ مقادیر مورد استفاده …………………………………………………………………………………55

فصل سوم :مروری بر مقالات

پلاسما گاز نسبتاً یونیزه ایست که از یونها ، الکترونها و ذرات خنثی تشکیل می شود. کاربرد پلاسما در مورد پشم ، انحصاراً سطح کوتیکل (30ـ50 نانومتر عمق ) را اصلاح نموده ، قابلیت رطوبت سطحی ، رنگ پذیری ، همبستگی الیاف و پایداری در مقابل جمع شدگی را افزایش می دهد . در سالهای اخیر ، بیو پلیمرها ، میزان زیادی علاقه علمی و صنعتی را به عنوان جایگزین های احتمالی پلیمرهای صناعی ، به ویژه جهت آنهایی که کلریدهای آلی قابل جذب تولید می کنند، به خود اختصاص داده اند بیو پلیمرها کیتوزان کاتیونی با اساس پلی ساکاریدی ، عبارت است از
پلی (1و4) ـ2ـ آمینو ـ2ـ داکسی ـ B ـ D ـ گلوکان ، با ساختار مشابه سلولز که معمولاً توسط داستیلاسیون کیتین می شود . به علت سازگاری حیاتی ، تغییر پذیری از نظر حیاتی ، ظرفیت اتصال به آب و خواص غیر سمی ، می توان آنرا یک جایگزین قابل پذیرش از نظر محیطی برای پلیمرهای صناعی، در پرداخت پشم تلقی کرد . بنابراین ، کیتوزان هم به عنوان ماده مقاوم به جمع شدگی و هم به عنوان یک عامل افزایش قابلیت رنگ پذیری پشم مورد کاربرد قرار گرفته است .[8]

3ـ1ـ ویژگیهای پشم در هنگام کاربرد پلاسما و بیوپلیمر کیتوزان با دمای پایین ……………………….60
3ـ2ـ نقش کیتوزان در تکمیل کالای پشمی ……………………………………………………………..63

فصل چهارم : روش کار

در این آزمایشات از سه رنگزای طبیعی حنا ، گردو وروناس استفاده شده است و برای بدست آوردن شیدهای مختلف از این رنگزا ها ، از دندانه های مختلف استفاده کرده ایم. سه رنگزای مورد استفاده ، ریشه گیاهی دارند که پس از آسیاب شدن به مدت 24 ساعت قبل از استفاده در آب خیسانده شده و از صافی رد شده اند . شیدهای مختلف این رنگزاها در جدول (5ـ3) نشان داده شده است .

4ـ 1ـ کالای پشمی…………………………………………………………………………………………. 65
4ـ 2ـ رنگزاها ………………………………………………………………………………………………….65
4ـ3ـ دندانه ها……………………………………………………………………………………………. 66ـ65
4ـ 4ـکیتوزان………………………………………………………………………………………………….. 66
4ـ 5ـ شستشوی کالای پشمی…………………………………………………………………………… 67
4ـ 6ـ دندانه شدن کالای پشمی………………………………………………………………………. 69ـ68
4ـ 7ـ رنگزای کالای پشمی …………………………………………………………………………………..70
4ـ 8ـ آغشته سازی با کیتوزان……………………………………………………………………………… 73

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات

5ـ 1ـ نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………….. 93
5ـ 2ـ پیشنهادات………………………………………………………………………………………………… 95
منابع و مأخذ…………………………………………………………………………………………………. 97ـ96

فهرست جداول

3ـ1ـ جدول : قدرت رنگ به صورت مقدار K/S در520 نانومتر …………………………………………………..59

3ـ2ـ جدول : خواص شیمیایی کیتوزان ………………………………………………………………………….61

5ـ1ـ جدول : نتایج حاصل از آزمایشات انجام شده ( ثبات شستشویی، لکه گذاری روی پشم و لکه گذاری روی پنبه ………………………………………………………………………………………………………………………..77

5ـ2ـ جدول : نتایج حاصل از آزمایشات انجام شده (ثبات نوری) ………………………………………………81

5ـ3ـ جدول : نتایج نهایی و مصور حاصل از آزمایشات انجام شده ……………………………………………..85

فهرست نمودارها

3ـ 1ـ نمودار : جمع شدگی منطقه ای پشم عمل شده با پلاسمای هوا و عمل نشده 1 mbar …..ا………57

3ـ2ـ نمودار : جمع شدگی منطقه ای نمونه پشم عمل شده با پلاسمای هوا و آغشته سازی بعدی با کیتوزان در غلظتهای متفاوت ………………………………………………………………………………………………………………….58

3ـ3 ـ نمودار: تأثیرآغشته سازی قبلی بر مقاومت در برابر جمع شدگی ………………………………………..62
3ـ4ـ نمودار : تأثیر ویسکوزیته کیتوزان بر مقاومت در برابر جمع شدگی …………………………………………62
3ـ5ـ نمودار : تأثیر غلظت کیتوزان بر مقاومت در برابر جمع شدگی ………………………………………………63

فهرست شکلها
1ـ شکل : تهیه کیتوزان از کیتین در حضور سدیم هیدروکساید ………………………………………………….16
2ـ1ـ شکل : ساختمان اسید روبریتریک ……………………………………………………………………………..17
2ـ2ـ شکل : ساختمان اسید کریسوفانیک …………………………………………………………………………..18
2ـ3ـ شکل : ساختار فرضی و واقعی اسید کرمیسیک ……………………………………………………………..19
2ـ4ـ شکل : ساختار فرضی و واقعی کارمینیک ………………………………………………………………………20
2ـ5ـ شکل : ساختار رنگ دیسپرسRed 60 ……ا…………………………………………………………………….21
2ـ6ـ شکل : ساختار فرضی و واقعی لاپاکول …………………………………………………………………………22
2ـ7ـ شکل : ساختار شیمیایی ابتدایی و واقعی جاگلون …………………………………………………………..25
23 2ـ8ـ شکل : ساختمان شیمیایی رنگزای آلکانین………………………………………………………………..27
24 2ـ9ـ شکل : ساختمان پایه در رنگهای فلاون……………………………………………………………………..30
56 2ـ10ـ شکل : ساختمان پایه در رنگهای فلاونول …………………………………………………………………32
2ـ11ـ شکل : ساختمان پایه ایزوفلاونها ……………………………………………………………………………….33
2ـ12ـ شکل : هیبرید رزونانس اکسونیوم و کربونیم ………………………………………………………………….35
2ـ13ـ شکل :ساختمان شیمیایی 6و6ـ برموایندیگوتین ……………………………………………………………..40
2ـ14ـ شکل : ساختمان ایندیکن ……………………………………………………………………………………….41
2ـ15ـ شکل : نمایی از گیاه روناس …………………………………………………………………………………….56
2ـ16ـ شکل: نمایی از گیاه گردو ………………………………………………………………………………………..56
3ـ1ـ شکل : ساختار مولکولی کیتین و کیتوزان ………………………………………………………………………58

 

Abstract

In this work , the effects of chitosan, a natural polymer, on the physical and dyeing properties of some wool fabric dyed with natural dyes were investigatedIn the first stage the wool samples treated with chitosan in acidic media. The study involved factors such as the concentration of the chitosan solution , time and temperature . To evaluate the results , the light fastness ,wash fastness and the felting were measuredThe result showed that there was an increase in light and wash fastness due to chitosan treatment and felting is prevented when chitosan is added to the woolKey words : Chitosan , Wool ,Dyeing , Natural dyes



 مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان