GİRİŞ:
Pamuk, doğal selüloz liflerinin en önemlisidir. Pamuk liflerinin kimyasal bileşimi aşağıdaki gibidir.
Ø Selüloz : %80-90
Ø Hemiselüloz ve pektinler : %4-6
Ø Mum ve yağlar : %0,4-1
Ø Proteinler : %1,5
Ø Kül (metal oksitler) : %0,7-1,8
Ø Su (higroskopik nem) : %6-8.5
Ham halde sarımtırak renkte olan pamuk lifinin yapısındaki yağ, mum, pektin, hemiselüloz ve proteinler, life hidrofob bir özellik kazandırırken, liflerin arasına lifler toplanırken ve çırçırlanırken karışmış olan yaprak, koza, çekirdek kabuğu gibi artıklar, pamuklu mamülün görünümünü bozmaktadır. Bunun yanında, iplik eldesi esnasında uzaklaştırılamayan çöpeller, eğirme vey örgü işlemi sırasında mamule bulaşan yağ gibi safsızlıklar mamulun terbiye işlemlerinde olumsuz etkilere neden olmaktadır. Bu nedenle terbiye işlemine bu rahatsız edici yabancı maddelerden uzaklaştırma ve life hidrofil özellik kazandırma işlemlerine başlanır.
1-Ön İşlem – Kasar:
Doğal ham pamuğun boyanabilmesi için terbiye veya kasar adı verilen bir temizleme ve ağartma işleminden geçirilir. Terbiye pamuğun, elyaf, kumaş veya iplik olarak işlenmesinden sonra boyama için temizlenmesine denir. Bu işlem ile elyaf üzerindeki –selüloz harici- bütün kirliliklerin uzaklaştırılması esasına dayanır.
Kasar işlemi pamuğun doğasında var olan yağ, çöpel ve doğal boyaların uzaklaştırılması ve boyamadan önce bütün özellikleri her yerinde aynı olan bir zemin elde edilmesi açısından oldukça önemlidir. Açık ve parlak renkler dışında kalan boyamalar için ağartmanın çok iyi olması gerekli değildir. Ancak hidrofilitesinin (su severliği ya da su emiciliği) iyi olması, üzerinde kasar artıklarının (hidrojen peroksit v.b) kalmamasının sağlanması ve hafif asidik bir banyoyla boyamaya girmek önemlidir. Açık renklerin boyanması için iyi bir kasar yapılması gereklidir. Yani ağartma işlemi açık renk boyamalarda oldukça önemlidir.
Pamuk Kirliliğinin Reaktif Boyaya Etkisi:
Normal kasar işleminden sonra pamuk yüksek sertlik ve demir içeriği ile boyama işlemine girer. Bu nedenle boyamada pratikte sıfır sertlikte tuz ve sıfır sertlikte yumuşak su kullanılsa da pamuktan gelen sertlikten dolayı, boyama banyosundaki sertlik ve demir iyonları normal sınırlarda olmamaktadır. Bütün pamuklar sürekli aynı sertlik ve demir içeriğine sahip olmadığı için renk sapmaları oranı sürekli değişken olmaktadır.
Kalsiyum, magnezyum ve demir iki önemli problem kaynağı olmaktadır.
Þ Kalsiyum, magnezyum ve demir elyaf üzerinde hidrofobluk oluşturdukları boyarmaddeler elyafa çektirilemez.
Þ Bazı hassas boyarmaddeler, demirden fazlaca etkilenir ve hidroliz olurlar. Bütün boyarmaddelerin pamuğa olan affiniteleri kalsiyum, magnezyum ve demir varlığında düşer. Boyar maddeler kalsiyum ve magnezyumdan etkilenmeseler bile boyama verimleri düşer.
Kasar Banyosunda Kullanılan Kimyasallar:
1-Islatıcı:
Kasar banyosunda pamuk elyafının en iyi şekilde ıslanması ve mamulden uzaklaştırılan yabancı maddelerin dispersiyon halinde flottede kalmasını sağlamaktadır. İyi bir ıslatıcı kasar koşullarına (yüksek pH, yüksek elektrolit konsantrasyonu, yüksek temperatür) dayanıklı olmalıdır. Liflere affinitesinin ise olmaması gerekmektedir. Özetle iyi bir ıslatıcı aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır;
a) Kısa sürede ıslatmalı
b) Proses sırasında köpük yapmamalı
c) Uygulandığı materyale iyi bir hidrofilite kazandırmalı
d) Prosesteki diğer maddelerle uyuşabilir olmalı
e) Kostiğe dayanıklı olmalı
f) Su ile stabil çözelti oluşturmalı
g) İyi bir depolanma ömrü olmalıdır.
2-Hidrojen Peroksit ve Stabilizatör:
Sarımtrak renkteki ham pamuk lifinin ağartılması amacı ile kasar ortamına uygun bir ağartıcı madde ilave edilmesi gerekmektedir. Hidrojen peroksit en çok kullanılan ağarıcı maddedir. Lif içerisindeki renk bileşenlerini oksitleyerek onları renksiz hale getirir, bozunmalarını sağlar ve parçalar. Kasar işlemi esnasında kullanılan hidrojen peroksitin etki mekanizması aşağıdaki gibidir.
Hidrojen peroksit → H2O2 → H─O─O─H (hafif asidik)
Kasar, alkali koşullarda yapıldığından ağartma reaksiyonu aşağıdaki denklemlerde gösterilen şekilde gerçekleşmektedir.
H2O2 + OH- ↔ HOO- + H2O
H2O2 + 2OH- ↔ 2H2O + O2 –
HOO- + Organik Madde ↔ OH- + oksitlenmiş organik madde
O2– + H2O + Organik Madde ↔ 2OH- +Oksitlenmiş organik madde
(Reaksiyonlarda "organik madde" olarak adlandırılan bileşikler pamuk üzerindeki bozuşturulacak yabancı maddelerdir. Bunlar oksitlenince rengini kaybeder, bozuşur ve parçalanırlar.)
Çoğu zaman ağartma reaksiyonları istediğimiz şekilde gerçekleşmemektedir.
· Reaksiyon koşullarına dikkat edilmezse, örneğin flotteye fazla hidrojen peroksit konur ve bütün yabancı maddelerin oksitlenmesi bittiği halde, ağartma işlemine devam edilirse "organik madde" olarak selüloz makromolekülleri girmeye başlar ve oksiselüloz meydana gelir ki bu da liflerin zarar görmesi demektir.
· Kasar işlemi esnasında pamuktaki yabancı maddeler hidrojen peroksit banyosunun dayanıklılığını azaltmakta ve kendi kendine parçalanmayı hızlandırmaktadırlar ki bunun sonucunda lifler zarar görür.
Bu gibi durumlarda yukarıda değinilen esas reaksiyon yanında bir kısım hidrojen peroksit de kendi kendine parçalanmaktadır;
2H2O2 → 2H2O + O2
2HOO- → 2OH- + O2
Bu şekilde parçalanan H2O2 ağartmaya katılmadığından bir kayıptır ve parçalanma hızlı olduğundan liflere zarar verir. Ağartmanın optimizasyonu için bu reaksiyonun mümkün derece önlenmesi, yavaşlatılması gerekmektedir. Bu da pH değeri ( pH düşükse perhidroksil oluşmaz-pH yüksekse perhidroksil oksijen vererek parçalanır. Bu nedenle pH 10 – 11 arasında olmalıdır.) , temperatür ve ağartma süresi gibi faktörlerin çok iyi ayarlanması ile beraber iyi bir stabilizatör kullanımı ile olur. Hidrojen peroksitin parçalanmasını azaltacak şekilde etki gösteren maddelere stabilizatör denir.
3-Kostik:
Pamuk lifi diğer selülozik yapı gibi suya nazaran alkali koşullarda daha fazla şişmektedir. Ayrıca pamuğun yapısındaki bazı yabancı maddelerin uzaklaştırılması da alkali koşullarda sağlanabilmektedir. Bu nedenle pamuğun kasarı alkali koşullarda yapılmaktadır. Kasarda kullanılacak kostik konsantrasyonunun temperatüre ve süreye bağlı olarak pamuk lifinin beyazlık derecesine etkisi de değişmektedir.
4- İyon Tutucu:
Hidrojen peroksitin hızlı parçalanması neden olan diğer bir etken de bazı metal iyonlarının katalitik etkisidir. Demir, mangan, bakır, kobalt ve bunların oksitleri, hidrojen peroksitin parçalanma hızını önemli derecede arttırmaktadırlar.
Me + H2O2 → Me+ + OH- + OH. veya,
Me++ + H2O2 → Me+++ + OH- + OH.
Reaksiyonlarda görüldüğü gibi metal iyonları kasar ortamında bulunursa, hidrojen peroksit molekülleri radikal zincir mekanizmasına göre çok hızlı bir şekilde parçalanmaya başlar ve bu arada selüloz liflerini de oksitleyerek zarar verir. Bu türden yan reaksiyonları engellemek ve peroksitin yavaş ve düzenli parçalanmasının garanti altına almak için kasar banyosuna stabilizatörle beraber bu metallerle kompleks oluşturacak iyon tutucu kullanılması da gereklidir.
Bu içerik internet kaynaklarından derlenmiştir