توصيفگر ها :
مايعات يوني پروتيك , حلالهاي سبز , واسط رنگرزي , الياف پلياستر
چكيده فارسي :
رنگرزي الياف پلياستر با رنگينههاي ديسپرس نياز به دماي فرآيند بالاي 130 درجه سانتيگراد دارد. اين بدان معناست كه رنگرزي الياف پلياستر نياز به دستگاه هاي تحت فشار دارد. از طرفي با توجه به مقدار بالاي مصرف الياف پلياستر در صنعت نساجي و مصرف زياد آب در رنگرزي آن، يافتن روش رنگرزي جايگزين كه علاوهبركاهش مصرف آب، بتواند امكان رنگرزي اين الياف در فشار اتمسفر را فراهم نمايد، بسيار مطلوب است. هدف از پژوهش حاضر استفاده از مايعاتيوني براي رنگرزي الياف پلياستر است. مايعاتيوني كه نمكهايي با فشاربخار كم هستند از جمله موادي هستند كه اخيرا بهعنوان حلال مورد استفاده قرارگرفتهاند. مايعاتيونيپروتيك دستهاي از اين حلالها هستند كه براي سنتز نياز به مواد اوليه ارزانتر و روش توليد راحتتري دارند. در پژوهش حاضر، از مايعيونيپروتيك بر پايه مونواتانولآمين و استيكاسيد براي رنگرزي پلياستر با رنگينه ديسپرس استفاده شد. آزمونهاي FTIR و C NMR و H NMR جهت بررسي ساختار مايعيوني سنتز شده انجامشد. نتايج اين آزمونها نشاندهنده سنتز مايع يوني N-(2-هيدروكسياتيل)استاميد با نسبتمولي 5/1:1 مونواتانولآمين و اسيداستيك بود. آزمون EDS نشاندهنده باقي ماندن گروههاي نيتروژني ناشي از حلال روي الياف حتي پس از شستشو با اتانول بود. باقي ماندن اين حلال روي الياف به ايجاد پيوند هيدروژني بين مايعيوني و سطح الياف پلياستر با مايع يوني ربط دادهشد. مايعيوني سنتزشده داراي ويسكوزيته بالا بود كه مطابق آزمايشهاي انجام شده، با افزايش دما ويسكوزيته كاهش يافت بهگونهاي كه مشكلي براي رنگرزي در اين حلال وجود نداشت. از آزمون كارلفيشر جهت بررسي ميزان آب موجود در مايعيوني سنتز شده استفاده شد و ميزان آب موجود در مايع يوني سنتزشده 1/1% گزارش شد كه قابلقبول بود. در آزمون XRD كاهش جزئي در بلورينگي الياف پلياستر با افزايش دماي رنگرزي با مايعيوني مشاهده شد. از دستگاه مارتيندل جهت بررسي تاثير مايعيوني بر ثبات سايشي الياف پلياستر استفاده شد كه مطابق با نتايج بدستآمده، مايعيوني تاثير منفي بر ميزان ثبات اين الياف در برابر سايش نداشت. آزمون آبدوستي نشاندهندهي افزايش ميزان جذب رطوبت سطح بر اثر عمل با مايعيوني بود كه به وجود گروههاي عاملي آبدوست مايع يوني در سطح ليف و همچنين افزايش اندك مناطق آمورف در اثر عمل در دماي بالا در حضور مايع يوني ربط داده شد. نتايج حاصل از بررسي تاثير اين مايعيوني بر استحكام نمونهها، قابل مقايسه با نمونههاي عمل¬شده با آب بود. رنگرزي پارچه پلياستر جهت بررسي اثر دما و نسبت مايع به كالا بر خواص سينتيكي و ترموديناميكي رنگرزي اين الياف با رنگينه ديسپرس و در مايع يوني سنتزشده انجام شد و شرايط بهينه رنگرزي با مايعيوني سنتز شده به دستآمد و با نتايج رنگرزي در آب مقايسه شد. نتايج رنگرزي نشاندهنده سرعت رنگرزي و رمقكشي كمتر رنگرزي با مايعيوني (بدون استفاده از ديسپرسكننده) در مقايسه با رنگرزي مرسوم با آب بود. ثباتهاي سايشي تر و خشك و نيز ثبات شستشويي نمونههاي رنگرزي¬شده با مايعيوني و رنگرزي¬شده با آب، يكسان و عالي ارزيابي شدند. پارامترهاي ترموديناميكي به دست آمده بيانگرگرمازا بودن فرايند رنگرزي با استفاده از حلال به عنوان واسط رنگرزي، كاهش تمايل به جذب سطحي رنگينه روي ليف، و قويتر بودن جذب سطحي رنگينه روي ليف در واسط آب نسبت به واسط مايعيوني بود.
چكيده انگليسي :
Dyeing polyester fibres with disperse dyes typically involves high process temperatures exceeding 130°C, necessitating pressurized dyeing machines. Given the high amount of polyester fibre consumption in the textile industry and the substantial water consumption during their dyeing, developing an alternative method that reduces water usage while enabling atmospheric-pressure dyeing is highly desirable. The present research explores the application of ionic liquids for dyeing polyester fibres. Ionic liquids (ILs), salts with low vapour pressure, have recently been used as dyeing mediums. Protic ionic liquids, a subclass of these solvents, are desirable due to their relatively lower-cost raw materials and simpler synthesis processes. In the present study, a protic ionic liquid based on monoethanolamine and acetic acid was synthesized for the application as a medium in polyester fibre dyeing with disperse dyes. The ionic liquid, identified as N-(2-hydroxyethyl)acetamide with a molar ratio of 1:1.5 monoethanolamine to acetic acid, was characterized using FTIR, C NMR, and H NMR spectroscopy. The EDS analysis indicated the retention of nitrogen groups from the solvent on the fibres even after ethanol washing. This retention was related to hydrogen bonding between the ionic liquid and the polyester fibre surface. The synthesized ionic liquid exhibited high viscosity, which decreased with increasing temperature, ensuring its suitability as a dyeing medium. Karl Fischer titration determined the water content of the synthesized ionic liquid to be 1.1%, which was considered acceptable. XRD analysis showed a subtle reduction in polyester fibre crystallinity with increasing dyeing temperature in the ionic liquid. Martindale abrasion test demonstrated no adverse effects of the ionic liquid on polyester fibre’s abrasion resistance. Hydrophilicity tests indicated enhanced moisture adsorption on the fibre surface, attributed to the hydrophilic functional groups of the IL and a slight increase in amorphous regions resulting from high-temperature treatment in the IL. Dyeing of the fibres was conducted to investigate the effect of temperature and L:R on the kinetics and thermodynamics of dyeing the fibre with disperse dyes in the synthesized IL. The optimal dyeing conditions were obtained and the results compared with the dyeing of the fibres in conventional dyeing using water. The results showed the dyeing rate and dye exhaustion in IL (with no dispersing agent) is less than conventional dyeing in water. The wet and dry rubbing and wash fastness of the fabrics dyed in IL and water were similar and excellent. Also, it was shown that the tensile strength in both dyeing liquids was comparable. Thermodynamic parameters indicate the adsorption of dyes on the fibre for dyeing in IL was an exothermic process, with less adsorption tendency of the dyes on the polyester fibre after dyeing with IL, and higher adsorption strength of dye to the fibre in dyeing in water compared with dyeing in IL.