alternatívái

В
В 		В

Testreszabott szolgáltatások

Magazin

  • SciELO Analytics
  • Google Tudós H5M5 ()

Cikk

  • Spanyol (pdf)
  • Cikk XML-ben
  • Cikk hivatkozások
  • Hogyan lehet idézni ezt a cikket
  • SciELO Analytics
  • Automatikus fordítás
  • Cikk küldése e-mailben

Mutatók

  • Idézi SciELO

Kapcsolódó linkek

  • Hasonló a SciELO-ban

Részvény

A Perui Vegyi Társaság magazinja

nyomtatott változatВ ISSN 1810-634X

Tiszteletes Soc. Quim. PerG.85В no.2В LimaВ 2019. április/június

Eredeti munkák

Textil előkezelés alternatívái: integrált súrolás-fehérítés és kémiai-enzimatikus fehérítés, értékelés és összehasonlítás a klasszikus módszerrel

Textil előkezelési alternatívák: integrált súrolás-fehérítés és kémiai-enzimatikus fehérítés, értékelés és összehasonlítás a klasszikus módszerrel

Beatriz Orcón Basilio * 1, Mariel Giraldo Borja 2, Eduardo Flores Rúa 3, Anthony Ynca Berrospi 4

1 Vegyészmérnöki és Textilmérnöki Kar, Nemzeti Műszaki Egyetem, Av. Túpac Amaru 210, Rímac, Lima-Peru, borcon@uni.edu.pe

2 Vegyészmérnöki és Textilipari Kar, Országos Műszaki Egyetem

ABSZTRAKT

Kulcsszavak: pamut, súrolás, fehérítés, abszorpció, kapillaritás, szennyvíz.

ABSZTRAKT

Kulcsszavak: pamut, súrolás, fehérítés, abszorpció, kapillaritás, szennyvíz.

BEVEZETÉS

A pamut a legfontosabb természetes rost textil szubsztrátként a világon, ezzel ruházati cikkeket, háztartási cikkeket és ipari termékeket állítanak elő, jelentősége a szintetikus szálak megjelenésével csökkent, ugyanakkor a ruházatok több mint 50% -át továbbra is képviseli. Sokféle ruhadarab esetében a 100% pamut ruha a garantált minőség jele1.

A pamutszálat elhalt növényi sejtek száraz sejtfalai alkotják. A tisztítás és a mechanikai tisztítás után körülbelül 95% cellulóz nyerhető. A pamut cellulóz lineáris polimer szerkezetű, β-D-glükopiranózból áll. A nem cellulózos alkotóelemek általában megtalálhatók a kutikulában, az elsődleges falban és a lumenben, ezek a következők: fehérjék (1,3%), pektinsavak (1,9%), hamu (1,2%), viaszok (0,6%), cukrok (0,3%), szerves savak (0,8%), pigmentek és egyéb nyomok, például foltok és mag- és levélmaradványok (1,4%) 2.

A pamut tisztítási eljárás lúgos súrolás, amelyet a festés előtt hajtanak végre. Itt eltávolítják a pamut nem cellulózos összetevőit és a hozzáadott szennyeződéseket: kenőanyagokat és olajokat. A rost elnyeli az alkálit, semlegesíti a cellulózban és a pektinekben lévő karboxilcsoportot. A cellulóz glükózegységeiben található hidroxilcsoportok gyengén savasak, ezért támogatják a rost alkáli koncentrációjának növekedését, és a szennyeződéseket erősen megtámadják. A súrolás hidrofilitást biztosít a szubsztrátnak alkáli és felületaktív anyagok hatására. Jelenleg nátrium-hidroxidot használnak súrolásra, amely eltávolítja a szennyeződéseket, de súlyos körülmények között lebontja a szálat is, repedéseket okozva bennük, vagy feloldva a kutikulát vagy az elsődleges falat. A pamut ezen változásai súlyvesztést (5-10%) és hosszúságot, a fonalszám megváltozását és a szakítószilárdság változását (általában növekedést) eredményezik 3.

A klasszikus fehérítés során lúgos vizes közegben (pH 10,5-10,8) perhidroxi-anion formájában hidrogén-peroxidot használnak, ez az anion természetes pigmentekkel reagál és oxidálja őket4. A súrolást és a fehérítést külön szakaszokban hajtják végre, nagy energiafogyasztással, a szükséges magas hőmérséklet miatt. Az energiafogyasztás csökkentése érdekében egyesítik a szakaszokat, lerövidítik a reakcióidőt, vagy alacsonyabb hőmérsékleten peroxid-aktivátorokat alkalmaznak. A folyamatok integrálása olyan termékeket vesz figyelembe, amelyek javítják a készítményt, így javítják a szennyeződések eltávolítását és elszíneződését3.

Az enzimek textil előkezelésre való felhasználása előnyökkel jár a korábbi eljárásokhoz képest, alacsony hőmérsékleten, közel semleges pH-értékű katalizátorként használják őket, biológiailag lebonthatók és a környezeti hatások 25% -kal alacsonyabbak, mint egy klasszikus fehérítő eljárásnál. Az enzimatikus kémiai fehérítés mechanizmusában az aril-észteráz típusú enzim (Invazyme LTE) katalizátorként működik a perasav képződésében, amely aktív oxigént (fehérítőszert) szabadít fel, amely a rosttal reagálva fehéríti. A kémiai egyenlet, amellyel ez a módszer működik, az 1. ábrán látható.

Korábbi munkáiban, amelyek egy enzimatikus kezelés megvalósíthatóságát elemezték a három korábbi folyamat esetében: deszimizálás (csak lapos szövetekre vonatkozik a gumi láncfonalakból való eltávolítására), súrolás és fehérítés enzimek keverékével, mint pl. amilázok, pektinázok és glükóz-oxidázok, hidrogén-peroxidot enzimatikusan állítottak elő a méretező anyagból. Ezután a pamutszövet fehérítéséhez bázissav-formává alakították. A fehérség mértéke azonban közepes volt, de az abszorpció mértéke jó5.

A szennyvíz egyik legfontosabb jellemzője a stabilizáláshoz szükséges oxigénmennyiség, ez a mennyiség a biokémiai oxigénigény, és az az oxigénmennyiség, amely szükséges a szennyvíz stabilizálásához kémiai szennyező anyagokat fogyasztó baktériumok jelenlétében6.

Jelenleg vannak olyan enzimek, amelyek a súrolási és fehérítési folyamatokat a klasszikus eljárásokhoz hasonló eredményekkel helyettesíthetik, és amelyek jó alternatívát jelentenek a szennyeződés csökkentésére7.

KÍSÉRLETI RÉSZ

Mutatja

Ecru Jersey szövésű szövet, Pima pamut címmel 30/1 Ne, súlya 150 g/m2, cím: Ne 30/1.

Folyamatfeltételek

Fürdőszoba arány 1: 15, amelyet azért használtak, mert nem volt olyan üveganyag, amely alacsonyabb fürdési arányokat működtetett volna. Az anyag súlya: 10 gramm.

Fűtő- és vizsgálóközeg: Fűtőlemez beosztott hőmérsékletű, üvegpoharakkal és kézi keveréssel.

A súrolás és a fehérítés klasszikus módszere

Ezt a módszert alkalmazták standardként az integrált módszerrel (jelenleg textilüzemekben használják) és az enzimatikus módszerrel (környezetbarát alternatív javaslat). A súrolással, majd a fehérítéssel kezdődik, mindkét lépésben az oldatot 50 ° C-ra előmelegítjük (a víz felületi feszültségének csökkentése és a textil bemerülésének megkönnyítése érdekében), hozzáadjuk az aljzatot és a hőmérsékletet 98-ra emeljük. ºC 3 ° C/perc sebességgel, 45 percig tartva. A maradék peroxid eltávolításához 0,5 g/l kataláz enzimet (Globolase OH-N) használnak.

Integrált módszer

A súrolást és a fehérítést ugyanabban a fürdőben végezzük lúggal és peroxiddal, mindkettő% -át a szubsztrát tömegére számítva. Adja hozzá az alkálit 40 ° C-on, és a textíliát, és tartsa 2 percig, miközben a hőmérsékletet 60 ° C-ra emeli, hogy bejusson a peroxidba. A hőmérsékletet 3 ° C/perc gradienssel 98 ° C-ra emeljük, ahol 30 percig tartjuk. Ez a fürdő nedvesítőszerrel, mosószerrel és stabilizátorral működik.

Kémiai - enzimatikus módszer

Két szakaszból áll, súrolásból, majd enzimatikus fehérítésből, különböző fürdőkben. Működik az aril-észteráz enzimmel, amely katalizátorként működik a savsav képződésében, amely aktív oxigént szabadít fel, és fehéríti a rost színes pigmentjeit. A módszer a klasszikus módszerhez képest alacsonyabb hidrogén-peroxid és maró nátrium-koncentrációval működik. A mosószer fehérítéséhez lúgot (szódabikarbóna), peroxid-aktivátort, hidrogén-peroxidot és katalizátor enzimet adunk hozzá. Előmelegítjük 40 ° C-ra, hozzáadjuk a textíliát, és a hőmérsékletet 2 ° C/perc gradienssel 65 ° C-ra emeljük. 30 perc múlva 1,2 g/l nátrium-hidroxidot adunk hozzá, és a hőmérsékletet 1,5 ° C/perc gradienssel 98 ° C-ra emeljük, 20 percig tartjuk. Ezután egy új fürdőben 0,5 g/l katalázt adunk a maradék peroxid eltávolításához.

Semlegesített

A súroló és fehérítő fürdők után semlegesítést végeznek jégecettel, 0,5 g/l koncentrációban, 40 ° C-on, majd meleg és hideg öblítéssel.

A maradék peroxid eltávolítása

A hidrogén-peroxidot használó fürdők után a vízzé és oxigénné történő átalakulás 0,5 g/l kataláz, valamint meleg és hideg öblítés alkalmazásával történik.

Festési teszt

Az előkezelt és fehérített mintákat Everzol Blue SAM reaktív festékkel festjük 1:15 fürdőaránnyal. A hőmérséklet 40 ° C-nál kezdődik, segédanyagok jelenlétében (szekvenáns, Sirrix 1g/l; nedvesítőszer, Hostapal HRM 1g/l). 10 perc múlva hozzáadjuk a festéket, a szubsztrátum tömegének 1% -át. Ugyanezen idő elteltével a színezőanyag rögzítéséhez egy tized karbonátot adunk hozzá, a hőmérsékletet 1,5 ° C/perc sebességgel 60 ° C-ra emelve. Húsz perc elteltével a maradék karbonátot három és hat tized részletekben hozzáadjuk, és 45-60 percig keverjük. A folyamat a megfelelő semlegesítéssel és különféle öblítésekkel zárul.

Eredmények és vita

Biokémiai oxigénigény (BOD5)

A vízben lévő aerob mikroorganizmusok hatására a jelenlévő szerves anyagok lebontásához szükséges oxigénmennyiség mg/l-ben.

Az enzimatikus fehérítésből származó maradék fürdő BOD-értéke a három módszer közül a legalacsonyabb, ami azt jelzi, hogy a fürdőben jelenlévő szerves anyagok által fogyasztott oldott oxigén a legkisebb, mivel a maradék fürdőben kevesebb szerves anyag van jelen.

Az integrált módszer maradékfürdőjének BOD-értéke a három közül a legmagasabb, mivel két folyamat kombinációja létezik: súrolás és fehérítés ugyanabban a fürdőben, erősen lúgos, amelyek nagyobb szerves jelenlétet okoznak a fürdőben lebomolva.

A fehérség mértéke

A tristimulus értékeket mérő DATACOLOR spektrofotométerrel Berger fokokban mért fehérség értéket kapunk.

A 6. táblázat a három előkezelési módszer fehér színű eredményét mutatja.

A 7. ábrán látható, hogy a hullámhossz és a reflektancia görbe nagyon hasonló a klasszikus és az enzimatikus mosáshoz, ami elfogadható mértékű fehérséget ad.

PH mérés

A pH-mérést a fehérítés szakaszában végeztük el a három módszer után a folyamat befejezése után, vagyis az utolsó szakaszban, figyelembe véve a karbonát- és szóda-adagokat később, azokban az esetekben, amikor alkalmazzák.

A leleplezés mértékének értékelése

A fogyás meghatározása

A három fehérítési eljárás értékelését az alábbiak alkalmazásával végeztük:

Felszívódási teszt (Hidrofilitás: AATCC TM 79? 2014 szabvány)

Ezt a módszert arra tervezték, hogy mérje az oldatok abszorpcióját a textil aljzatokon, mire a szövet felületén egy csepp festékvíz teljesen felszívódik. E szabvány szerint a mintát egy főzőpohár tetejére helyezzük, és egy cseppet 1 cm-rel eldobunk a szövet felületétől. A módszert úgy alakítottuk ki, hogy a szövetet feszültség nélkül egy gumiszalaggal rögzített főzőpohárra helyeztük a ráncok elkerülése érdekében. Mértük azt az időt, amikor a csepp felszívódik a szövetbe.

Kapillaritási teszt (Kapillaritás: AATCC 197-2013 STANDARD)

Ezt a módszert használják annak értékelésére, hogy az oldat milyen könnyen szállítható a textil hordozón. A szövetet függőlegesen, az oszlopok vagy a kurzus (kötött szövet) irányába helyezzük, és a festékkel ellátott vizet hagyjuk emelkedni, mérve a szöveten elért magasságot 30 perc után. 5 cm széles és 10 cm magas anyaggal dolgozták fel, és Turqueza Everzol ED reaktív festék oldatába merítették.

Tinktúra értékelése

Ugyanazt a festési receptet alkalmazták azonos körülmények között a három fehérítési módszerben: Classic-Integrated-Enzymatic.

A vizsgálatokat a DATACOLOR spektrofotométeren végeztük, a szín reprodukálhatóságának ellenőrzése céljából, a klasszikus módszer festését alapértelmezésben véve.

KÖVETKEZTETÉSEK

A klasszikus módszerrel a fehérség mértéke 78,18 ° Be, ami majdnem egy ponttal magasabb, mint az enzimatikus súroló/fehérítő módszeré. Másrészt az integrált módszer 71,28 ° Be fehér fokot eredményez. Ezenkívül a mintákat CIELab skálával értékeltük, standardként a klasszikus módszerrel nyert vakot. Arra a következtetésre jutottak, hogy az enzimatikus mosás/fehérítés módja elfogadható a világos színek és az optikai fehérek alternatívájaként, és éppen ellenkezőleg, az integrált módszerrel kapott fehér csak közepes hangok esetén.

KÖSZÖNÖM

A Nemzeti Mérnöki Egyetem Vegyészmérnöki Karára, annak létesítményeinek használatára és a kapott tudományos képzésre. Végül köszönöm Ortiz Ángela és Arana Iván mérnököknek a feltétel nélküli támogatást.

BIBLIOGRÁFIAI HIVATKOZÁSOK

1. Cassidy T, Goswami P. szerkesztõk. Textil- és ruhatervezési technológia. Boca Raton, Florida: CRC Press; 2017. [Linkek]

2. Menachem L. szerkesztő. Szálkémiai kézikönyv. Boca Raton, Florida: CRC Press; 2006. [Linkek]

3. Karmakar S. kémiai technológia a textíliák előkezelési folyamataiban. Amszterdam: Elsevier Science B.V; 1999. [Linkek]

4. Siddiquee AB, Bashar M, Sarker P, Tohfa T, Hossan A, Ibrahim Azad I és mtsai. A pamut kötött szövet hagyományos és enzimatikus előkezelésének (súrolás és fehérítés) összehasonlító vizsgálata. Int J Eng Technol. 2014; 3 (1): 37-43 [Linkek]

5. Spicka N, Forte P. A pamutszövet teljes enximatikus előkezelése fehérítő aktivátorral. Text Res J. 2013; 83 (6): 566-573 [Linkek]

6. Ventilátor Q. Textilek kémiai vizsgálata. Boca Raton, Florida: CRC Press; 2005. [Linkek]

7. Fakin D, Golob D, Stjepanovič Z. Az előkezelés hatása a kiválasztott pamut kötött szövet környezetére és festési tulajdonságaira. Fibers Text East Eur. 2008; 16 (2): 101-104.

Megkapta 12-20-18

Jóváhagyott a 22-04-19

В A folyóirat minden tartalma, kivéve, ha azonosítják, a Creative Commons Licenc alatt áll