دانلود تحقیق اثر آماده سازی توسط آنزیم لیپاز بر روی خواص پلی استر گرافت شده با اکریلیک اسید

عملیات کوپلیمریزاسیون گرافت منومر اکریلیک اسید روی پارچه پلی استر با استفاده از آغازگر بنزوئیل پراکساید انجام و شرایط بهینه عملیات (بالاترین درصد گرافت) در غلظت M93/0 منومر و M3-10×48/5 آغازگر به دست آمد.

سپس عملیات آماده سازی به وسیله هیدرولیز آنزیمی با لیپاز روی پارچه های خام و پس از آن عملیات کوپلیمریزاسیون گرافت روی نمونه های آماده سازی شده انجام گرفته و اثر شرایط مختلف عملیات آماده سازی نظیر زمان ، دما و غلظت روی کاهش وزن نمونه و درصد گرافت بررسی شده است.

آزمایشات استحکام، رطوبت بازیافتی، تصویربرداری با SEM و طیف سنجی FTIR برای تعیین خصوصیات کالای گرافت شده مورد استفاده قرار گرفته است.

نتایج نشان می دهند که انجام عملیات آماده سازی با لیپاز به نحو قابل توجهی درصد گرافت حاصل روی کالا را افزایش می دهد.

عملیات کوپلیمریزاسیون گرافت منومر اکریلیک اسید روی پارچه پلی استر با استفاده از آغازگر بنزوئیل پراکساید انجام و شرایط بهینه عملیات (بالاترین درصد گرافت) در غلظت M93/0 منومر و M3-10×48/5 آغازگر به دست آمد.

کلمات کلیدی : کوپلیمریزاسیون گرافت، اکریلیک اسید، لیپاز، خواص فیزیک.

1- مقدمه پلی اتیلن ترفتالات که امروزه یکی از مهم ترین الیاف مصنوعی را تشکیل می دهد حاصل تحقیقات وینفیلد و دستیار وی دیکسون بوده که برای اولین بار در سال 1941 در آزمایشگاه تهیه شده است.

پلی استر در سال 1953 توسط دوپونت، به صورت انبوه تولید و به بازار عرضه شد.

تولید پلی استر در دهه های 60 و 70 به صورت چشمگیری افزایش یافت.

پلی اتیلن ترفنالات، پلیمر کندانسه ترفتالیک اسید، ترفتالیک دی متیل استر و یا دی متیل ترفتالات (DMT) با ایتلن- گلایکول است.

مقدار رطوبت بازیافتی برای لیف پلی اتیلن ترفتالات در رطوبت نسبی (RH)20% و 65% در محدوده 4/0% تا 6/0% می باشد.

این مقدار در رطوبت نسبی 100% تا 1% افزایش می یابد.

جذب رطوبت،در محدوده 0c90-20 تقریباً مستقل از دما می باشد.

الیاف پلی استر ، دارای خواص مهمی نظیر استحکام بالا، مقاومت خوب سایشی، برگشت پذیری (الاستیستی) و ثبات ابعادی می باشند که به کالای تهیه شده از این الیاف دوام خواص بیشتری می بخشند.

در مقابل ، این الیاف دارای خواص نامطلوبی چون آبگریز بودن، تمایل به تشکیل الکتریسته ساکن، تمایل به تشکیل پرزدانه و چرک شدن سریع می باشند.

پوشاک تهیه شده از الیاف پلی استر به علت داشتن زیر دست نامطبوع، پائین بودن خاصیت عایق بندی گرمائی ، عدم جذب رطوبت و تماس نامطبوع با پوست بدن از راحتی در پوشش برخوردار نمی باشند.

به کمک اصلاح الیاف مصنوعی می توان خصوصیات منفی آنها را کاملاً و یا تا حدودی کاهش داد.

به طور کلی اصلاح عیوب پلی استر و در عین حال نگهداری از خواص خول آن به کمک یک روش امکان پذیر نبوده و به همین علت، اصلاح پلی استر با توجه به اهداف مورد نظر به کمک روش های متعددی صورت می پذیرد.

اصلاح یک خاصیت ممکن است تضعیف خواص دیگری را به همراه داشته باشد اصلاح الیاف پلی استر می تواند به روش های مختلف شیمیایی و یا فیزیکی انجام گیرد.

مهم ترین روش های مورد مطالعه جهت اصلاح الیاف پلی استر شامل هیدرولیز قلیائی، هیدرولیز آنزیمی ، معرفی گروههای آبدوست روی سطح پلیمر توسط واکنش های کوپلیمریزاسیون گرافت و عمل با پلاسما می باشد.

گزارش های بسیاری به صورت ثبت اختراع و مقاله ، در مورد گرافت منومرهای متفاوت وینیل روی الیاف پلی اتیلن ترفتالات (PET) ارائه شده است.

هدف کلی از مطالعات گرافت، تحقیق و بررسی شرایط کوپلیمریزاسیون گرافت و یا خصوصیات الیاف گرافت شده می باشد.

منومرهای متفاوتی جهت انجام عملیات گرافت روی الیاف، نظیر استایرن ، متاکریلیک اسید، متیل متاکریلات ، پارا پرمو استایرن ، اکریلو نیتریل و اکریل آمید مورد مطالعه قرار گرفته اند.

رطوبت بازیافتی ، جذب آب ، هدایت الکتریکی و دیگر خواص ماده پلیمری گرافت شده به ترکیب منومر- پلیمر بستگی دارد.

کاربرد آنزیم ها در صنعت نه تنها از جنبه مسائل زیست محیطی بلکه از نظر اقتصادی نیز نسبت به مواد شیمیایی با اثر مشابه، دارای برتری می باشد.

این دلایل سبب شده تا روند استفاده از آنزیم ها در صنعت نساجی رشد روزافزونی داشته باشد.

امروزه انواع متعددی از آنزیم ها، می توانند جهت اصلاح سطح PET نیز استفاده شوند.

دسته ای از آنزیم های لیپاز می توانند در هیدرولیزتعداد زیادی از آسترهای کربوکسیلیک که فاقد بار هستند، نقش کاتالیزوری داشته باشند که به این دسته از آنزیم ها، استرآزها می گویند.

عمل PET با لیپاز موجب بهبود رطوبت پذیری و جذب رنگینه پارچه های PET می شود، در حالی که استحکام نمونه ها ، ثابت باقی می ماند.

در مقایسه با هیدرولیز شیمیایی توسط عمل با قلیا، هیدرولیز آنزیمی دارای برتریثابت نگه داشتن پایداری مکانیکی می باشد، به این علت که آنزیم های موجود قادر به نفوذ به داخل ساختار لیف نمی باشند و بنابراین تنها به عمل روی سطح محدود می شوند.

مقاومت بیشتری در مقابل لکه پذیری، رطوبت پذیری و رنگپذیری افزایش یافته پارچه های پلی اتیلن ترفتالات عمل شده با آنزیم های پلی استرآز (لیپاز، استرآز یا کیوتیناز) گزارش و مشخص شده که خصوصیات تشکیل پرزدانه (Pilling) پارچه های پلی استر، توسط عملیات آماده سازی با آنزیم، بهبود می یابد.

در این پروژه به عنوان عملیات آماده سازی قبل از عملیات کوپلیمریزاسیون گرافت روی کالای پلی استر، انجام عملیات آنزیمی با استفاده از دو آنزیم لیپولاز و لیپکس می باشد.

در این روش، اثر PH حمام آنزیمی ، دما و مدت زمان انجام عملیات و نیز غلظت آنزیم مورد استفاده روی درصد کاهش وزن کالا در اثر عملیات آنزیمی؛ درصد گرافت ، میزان کاهش استحکام و میزان رطوبت بازیافتی پارچه گرافت شده جهت تعیین شرایط بهینه آماده سازی با آنزیم مورد برسی قرار گرفته است.

2- تجربی 2-1- مواد سوبسترای به کار رفته در این آزمایشات ، پارچه پلی استر با بافت سرژهخ و تراکم تاری 31 تار در سانتیمتر و تراکم پودی 23 پود در سانتیمتر و وزن 47/94 گرم بر متر مربع می باشد.

ابعاد نمونه مورد آزمایش برابر با cm15×cm15 بود.

مواد شیمیایی به کار گرفته شده از نوع آزمایشگاهی و ساخت شرکت مرک (MERCK) آلمان بودند.

آنزیم لیپکس (Lypex) ساخت شرکت Novozymes دانمارک و آنزیم لیپولاز ساخت شرکت سیبای سوئیس مرد مقایسه قرار گرفته اند.

2-2- دستگاه ها دستگاه های مورد استفاده شامل دستگاه طیف سنجی (Nicolet Nexus 670) FTIR، میکروسکوپ الکترونی پویشی (Scanning Electron SEM Microscope) ساخت شرکت فیلیپس (Philips) از کشور هلند (مدل XL30) ، دستگاه استحکام سنج Instron ساخت کشور انگلیس (مدل TM-SM) و دستگاه رنگرزی آزمایشگاهی (تحت فشار) Linitest و حمام بن ماری با تنظیم دمای 20 تا 110 درجه سانتیگراد بودند.

3- روش ها 3-1- کوپلیمریزاسیون گرافت در مرحله اول، پیش از هرگونه عملیات، نمونه های پارچه با استفاده از 2% شوینده تجاری (نسبت به وزن لیف OWF) و 50:1 L:G به مدت 30 دقیقه در دمای 0c70 شسته شدند.

برای انجام عملیات کوپلیمریزاسیون گرافت، ابتدا محلول حاوی بنزوئیل پراکساید با وزن مشخص در 10 میلی لیتر بنزن و آب مقطر تا L:G برابر با 100:1 تهیه و ظرف حاوی محلول در داخل کریستالیزور حاوی روغن گلیسرین روی هیتر چرخان قرار گرفت.

در این حالت از هم زن برقی جهت هم زدن دائمی نمونه استفاده شد.

بعد از رسیدن دمای محلول به دمای مشخص، محلول اکریلیک اسید با حجم مشخص و نمونه به ظرف پلیمریزاسیون اضافه شدند.

بعد از یک ساعت زمان دادن، نمونه از محلول خارج ، با آب مقطر سرد آبکشی و به مدت 4 ساعت در آب مقطر جوش با 3 مرتبه تعویض آب جهت جداسازی هموپلیمر شکل گرفته بر سطح پلیمر تحت عملیات شستشویی قرار گرفت در مرحله آخر، خشک کردن در دمای محیط و سپس خشک کردن در آون جهت تعیین وزن خشک نمونه و محاسبه درصد گرافت انجام گرفت.

3-2- آماده سازی با آنزیم عملیات آماده سازی پارچه خام شسته شده جهت انجام پیونددهی با استفاده از آنزیم با دو نوع آنزیم لیپولاز و لیپکس انجام گرفته است.

ابتدا وزن مشخصی از آنزیم برای به دست آوردن غلظت ثابتی از محلول آنزیم در آب مقطر حل و برای تنظیم PH اسیدی از استیک اسید و برای تنظیم PH قلیائی از اتیلن دی آمین استفاده شده است.

پس از تنظیم PH و دمای محلول، نمونه به ظرف حاوی محلول اضافه و برای زمان مشخص عمل شده است.

در زمان انجام عملیات ، هم زدن محلول و نمونه به طور دائم و توسط هم زن برقی انجام گرفته است.

پس از انجام واکنش، نمونه خارج و با مقدار زیاد آب سرد شستشو و با آب مقطر آبکشی شده است.

سپس نمونه ها در دمای محیط خشک شدند و جهت تعیین وزن خشک نمونه ها به مدت 30 دقیقه در آون با دمای 0c115 و بعد از آن به مدت 30 دقیقه در دسیکاتور قرار گرفتند و سپس وزن شدند.

درصد کاهش وزن نمونه های عمل شده با آنزیم با استفاده از فرمول زیر محاسبه شده است: % کاهش وزن W0 : وزن خشک نمونه خام W : وزن خشک نمونه آنزیمی کلیه نمونه های آمادهسازی شده با آنزیم به وسیله اکریلیک اسید در شرایط بهینه، پیونددهی شده اند.

در این قسمت اثر غلظت محلول آنزیمی، دما، PH و زمان انجام عملیات روی درصد کاهش وزن نمونه و نیز درصد گرافت حاصل و خواص فیزیکی- مکانیکی نمونه مورد بررسی قرار گرفته است.

4- بررسی اثر آماده ساز بر گرافت تأثیرات عملیات آماده سازی و پس از آن کوپلیمریزاسیون گرافت بر روی نمونه های پارچه با اندازه گیری مقادیر کاهش وزن ناشی از عملیات هیدرولیز، درصد گرافت، استحکام، رطوبت بازیافتی، زمان جذب قطره، طول خمش، تصویر برداری SEM و طیف سنجی FTIR ارزیابی شد.

5- نتایج و بحث اثر PH آنزیم لیپولاز روی عملیات در غلظت 1% آنزیم و دمای 0c60 و زمان 30 دقیقه.

بسته به نوع و پایه شیمیایی ، محدوده ای که آنزیم در آن PH دارای بیشترین میزان فعالیت می باشد متفاوت و برای هر نوع آنزیم مشخص و قابل تعیین می باشد.

در جدول 1 اثر PH محیط عملیات آنزیمی بر روی خواص کالای آماده سازی شده با آنزیم لیپولاز ارائه شده است.

برای آنزیم لیپولاز ، با تغییر PH محیط از حالت اسیدی به قلیائی مشاهده می شود که درصد کاهش وزن نمونه و همچنین درصد گرافت پس از عملیات کوپلیمریزاسیون افزایش یافته است.

لذا نتیجه می گردد که آنزیم لیپولاز در PH برابر 5 (PH اسیدی) دارای بالاترین درجه فعالیت و قدرت هیدرولیزی روی کالای پلی استر می باشد.

جدول (1).

تغییر خواص پارچه در مقابل تغییر PH محیط عملیات با آنزیم لیپولاز اثر دما بر عملیات با آنزیم لیپولاز در غلظت 1% آنزیم و زمان 30 دقیقه و 5 PH در جدول 2 اثر دمای محیط واکنش بر میزان واکنش هیدرولیز آنزیمی لیپولاز با پارچه پلی استر مورد آزمایش شده است.

با افزایش دمای محیط واکنش از دمای محیط (0c30) تا 0c70 ، یک افزایش پیوسته در میزان کاهش وزن نمونه هیدرولیز شده و همچنین درصد گرافت نمونه بعد از پیونددهی مشاهده می گردد و لذا دمای 0c70 به عنوان دمای بهینه واکنش هیدرولیز آنزیمی با لیپکس انتخاب می گردد.

نکته مهمی که لازم است مورد توجه قرار گیرد این می باشد که محدوده دمائی فعالیت آنزیم ها محدود بوده و معمولاً در دماهای بالا غیرفعال می شوند.

جدول (2).

تغییر خواص پارچه در مقابل تغییر دمای محیط عملیات با آنزیم لیپولاز اثر زمان بر عملیت با آنزیم لیپولاز در غلظن 1% آنزیم و دمای 0c60 و 5 PH واکنش هیدرولیز آنزیمی مشابه دیگر واکنش های شیمیایی تابع مدت زمان انجام عملیات بوده و با افزایش مدت زمان واکنش، پیشرفت بیشتر واکنش هیدرولیز انتظار می رود.

نتایج اثر مدت زمان عملیات هیدرولیز آنزیمی با آنزیم لیپولاز روی خواص پارچه اصلاح شده برای سه بازه زمانی 15، 30 و 60 دقیقه در جدول 3 ارائه شده است.

همچنان که انتظار می رود، درصد کاهش وزن نمونه هیدرولیز شده و درصد گرافت نمونه بعد از عملیات پیونددهی با افزایش مدت زمان عملیات هیدرولیز افزایش می یابد.

نکته قابل توجه نرخ سریع تر کاهش وزن نمونه هیدرولیز شده در فاصله 15 تا 30 دقیقه نسبت به فاصله زمانی 30 تا 60 دقیقه می باشد و به نحوی که درصد کاهش وزن نمونه در زمان واکنش برابر 30 دقیقه حدود 70% نسبت به درصد کاهش وزن نمونه در زمان واکنش برابر 15 دقیقه افزایش پیدا کرده است، در حالی که این افزایش برای زمان واکنش 60 دقیقه نسبت به 30 دقیقه تنها حدود 6% می باشد.

این مسأله ناشی از مصرف شدن مولکولهای آنزیم موجود در محیط واکنش و در نتیجه کاهش غلظت آنزیم جهت ادامه هیدرولیز و کاهش احتمال انجام واکنش می باشد.

جدول (3).

تغییر خواص پارچه در مقابل تغییر زمان عملیات با آنزیم لیپولاز اثر غلظت آنزیم لیپولاز بر روی عملیات در دمای 0c60 و زمان 30 دقیقه و 5 PH در جدول 4، اثر غلظت آنزیم لیپولاز روی خواص پارچه اصلاح شده ارائه شده است.

ملاحظه می گردد که با افزایش غلظت آنزیم از 5/0% تا 1% ، درصد کاهش وزن و درصد گرافت به ترتیب حدود 92% و 27% افزایش پیدا کرده است، در حالی که این تغییرات برای افزایش غلظت از 1% تا 5/1% به ترتیب برابر 5% و 5/1% می باشد.

لذا غلظت مناسب برای واکنش هیدرولیز آنزیمی با لیپولاز با توجه به میزان کم تغییرات حاصل از واکنش در غلظت 5/1% نسبت به 1% و با در نظر گرفتن جنبه اقتصادی مسأله، غلظت 1% آنزیم می باشد.

جدول (4).

تغییر خواص پارچه در مقابل تغییر زمان غلظت با آنزیم لیپولاز در کل ، شرایط بهینه هیدرولیز آنزیمی با لیپولاز برای کسب بالاترین درصد گرفات در عملیات پلیمریزاسیون بعد، 5PH دمای 0c سانتیگراد، زمان 30 دقیقه و غلظت 1% آنزیم می باشد.

اثر PH آنزیم لیپکس روی عملیت در غلظت 1% آنزیم و دمای 0c و زمان 30 دقیقه در جدول 5 اثر PH محیط عملیات آنزیمی روی خواص کالای آماده سازی شده با آنزیم لیپکس ارائه شده است.

مشاهده می گردد که با افزایش PH محیط از 5 به 7، درصد کاهش وزن نمونه هیدرولیز شده افزایش یافته است، در حالی که در PH برابر 9 (محیط قلیائی)، درصد کاهش وزن کمتری برای نمونه نسبت به حالت خنثی ایجاد شده است، که نشان دهنده قدرت فعالیت بیشتر آنزیم لیپکس در محیط خنثی (PH برابر 7) می باشد.

جدول (5).

تغییر خواص پارچه در مقابل تغییر PH محیط عملیات با آنزیم لیپولاز اثر دما بر غلظت با آنزیم لیپکس در غلظت 1% انزیم و زمان 30 دقیقه و 7 : PH در جدول 6 اثر دمای محیط واکنش بر میزان واکنش هیدرولیز آنزیمی لیپکس با پارچه پلی استر مورد آزمایش ارائه شده است.

ملاحظه می گردد که کاهش وزن نمونه هیدرولیز شده و همچنین درصد گرافت نمونه بعد از پیونددهی با افزایش دمای محیط واکنش از دمای محیط (0c30) تا 0c70 ، کاهش پیدا می کند، بدین معنی که بیشترین فعالیت و قدرت هیدرولیزی آنزیم لیپکس در دمای محیط (0c30) می باشد.

جدول (6).

تغییر خواص پارچه در مقابل تغییر دمای محیط عملیات با آنزیم لیپکس اثر دما بر غلظت با آنزیم لیپکس در غلظت 1% انزیم و دمای 0c30 دقیقه و 7 : PH جدول 7 نشان دهنده نتایج اثر مدت زمان عملیات هیدرولیز آنزیمی با لیپکس روی خواص پارچه اصلاح شده برای سه بازه زمانی 15، 30 و 60 دقیقه می باشد.

با افزایش مدت زمان انجام واکنش ، شدت واکنش هیدرولیزی افزایش یافته و درصد کاهش وزن بیشتری در مدت زمان طولانی تر واکنش ایجاد می شود.

از جدول 7 ملاحظه می گردد که درصد کاهش وزن نمونه در مدت زمان 30 دقیقه نزدیک به دو برابر درصد کاهش وزن نمونه در زمان واکنش برابر 15 دقیقه می باشد.

در حالی که کاهش وزن نمونه با افزایش مدت زمان انجام واکنش تا 60 دقیقه تنها حدود 3% نسبت به زمان واکنش برابر 30 دقیقه افزایش پیدا می کند.

لذا انتخاب زمان 30 دقیقه برای انجام واکنش هیدرولیز آنزیمی با لیپکس دارای نتیجه مناسب و از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه باشد.

جدول (7).

تغییر خواص پارچه در مقابل تغییر زمان عملیات با آنزیم لیپکس اثر دما بر غلظت با آنزیم لیپولاز بر روی عملیات در دمای 0c60 و زمان 30 دقیقه و 7 : PH جدول 8 ، اثر غلظت آنزیم لیپکس روی خواص پارچه صالاح شده را ارائه می دهد.

افزایش غلظت آنزیم از 5/0% تا 1% ، درصد کاهش وزن و درصد گرافت را به ترتیب حدود 77% و 24% افزایش می دهد، در حالی که این تغییرات برای افزایش غلظت از 1% تا 5/1% به ترتیب برابر 1% و 4/0% می باشد.

با در نظر گرفتن درصد کم تغییرات کاهش وزن و گرافت در غلظت 5/1% آنزیم نسبت به غلظت 1%، غلظت مناسب برای انجام واکنش هیدرولیزی با آنزیم لیپکس برابر 1% می باشد.

جدول (8).

تغییر خواص پارچه در مقابل تغییر غلظت آنزیم لیپکس شرایط بهینه عملیات هیدرولیز آنزیمی با لیپکس برای کسب بیشترین درصد گرافت، در عملیات پیونددهی بعدیف غلظت 1% آنزیم در 7: PH دمای 0c30 و زمان 30 دقیقه می باشد.

مقایسه میزان گرفات حاصل روی پارچه های عمل شده با شرایط بهینه هر کدام از دو آنزیم ، نشان می دهد که آنزیم لیپکس دارای اثر هیدرولیزی بیشتری روی لیف بوده و درصد گرافت بالاتری را ایجاد می کند.

کاهش زمان جذب قطره کاهش زمان جذب قطره آب به عنوان یک پاراکتر نشان دهنده میزان راحتی کالا، برای کالاهای مورد عملیات قرار گرفته، اندازه گیری شده و نتایج در جدول 9 مشاهده می شود.

جدول (9).

اثر درصد گرافت روی زمان جذب قطره پلی استر به علت عدم وجود گروه های قطبی و کریستالینیته بالا، دارای قدرت جذب رطوبت کم و آبدوستی پائین ست و به همین دلیل مدت زمان لازم برای جذب قطره آب قرار روی پارچه، نسبتاً زیاد و حدود 83/95 ثانیه می باشد.

افزودن گروههای آبدوست روی سطح پلی استر ، قابلیت جذب رطوبت و قدرت آبدوستی را بیشتر می کند.

واکنش پیونددهی منومر اکریلیک اسید روی کالای پلی استر، عمل اضافه نمودن گروههای آبدوست روی سطح پلیمر را انجام می دهد و افزایش تعداد این گروه ها، با افزایش خاصیت آبدوستی و جذب رطوبت و در نتیجه کاهش زمان جذب قطره آب قرار گرفته روی سطح کالا همراه است.

از جدول (9) ملاحظه می شود که با افزایش درصد گرافت ایجاد شده روی کالا از 0% (کالای خام عمل نشده)تا 11/9%) زمان جذب قطره آب به مقدار قابل توجهی (از 83/95 تا 55/49 ثانیه) کاهش می یابد.

این افزایش می تواند به افزایش تعداد گروههای آبدوست روی سطح کالا و در نتیجه افزایش خاصیت آبدوستی کالا نسبت داده شود.

کاهش طول خمش مقادیر مربط به طول خمش در جهت تار اندازه گیری شده و نتایج در جدول (10) ارائه شده است.

جدول (10).

اثر درصد گرافت روی طول خمش در جهت تار طول خمش پارچه یک معیار نشان دهنده راحتی و زیر دست پارچه می باشد و کاهش طول خمش یک نمونه عمل شده در مقایسه با یک نمنه خام عمل نشده به معنای افزایش خاصیت راحتی و بهبود زیردست کالا می باشد.

قرار گرفتن گروههای آبدوست روی سطح کالا، می تواند سبب افزایش قدرت جذب رطوبت و انعطاف پذیری راحت کالا و در نهایت افزایش راحتی و زیر دست پارچه شود.

در عین حال این نکته باید مورد توجه قرار گیرد که قرارگیری درصد زیادی از گروه های اضافی روی سطح کالا، می تواند انعطاف پذیری کالا را تحت تأثیر قرار داده و زیردست خشک و نامطلوبی به سطح کالا بدهد.

همانگونه که از جدول (10) مشخص است، انجام عملیات پیونددهی اکریلیک اسید روی پارچه پلی استر، در درصد های پائین گرافت، به علت اضافه نمودن گروه های آبدوست روی سطح کالا، طول خمش پارچه در هر دو جهت تاری و پودی را کاهش می دهد و این مسأله ، به معنی افزایش راحتی و زیردست پارچه گرافت شده می باشد.

تصاویر SEM تصاویر میکروسکوپ الکترونی نمونه های مختلف آماده سازی و گرافت شده با بزرگنمایی 500 در شکل های (1) و (2) ارائه شده است.

شکل (1).

پارچه پلی استر خام شکل (2).نمونه پلی استر هیدرولیز شده با نمونه آنزیم و گرافت.

بزرگنمایی 800 (11/9= GY%) از شکل (1) مشاهده می گردد که پارچه پلی استری خام و عمل نشده، دارای سطحی صاف و منظم می باشد.

انجام عملیات پیونددهی روی سطح، سبب قرارگیری یک لایه پلیمری بر روی سطح الیاف می شود که میزان این لایه پلیمری ارتباط مستقیم با درصد گرافت دارد.

شکل (2) نشان می هد که انجاک عملیات اماده سازی با آنزیم، هیچ گونه اثر خوردگی روی سطح الیاف پلی استر نداشته و تنها با اعمال یک شرایط ملایم هیدرولیز سطحی ، باعث افزایش رانمان عملیات پیونددهی شده است.

همچنین پلیمر اکریلیک اسید پیود اسید پیوند خورده به سطح کالا به صورت ذرات با پراکندگی تقریباض یکنواخت بر سطح کالا قرار گرفته است.

طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) نتایج طیف سنجی نمونه خام و نمونه های گرافت شده با درصد های 01/14% (نمونه حاصل از هیدرولیز قلیائی با سود و سپی کوپلیمریزاسیون گرافت) و به ترتیب در شکل های (3) و (4) ارائه شده است.

در نمونه های گرافت شده ، یک پیک در طول موج cm-11546 ظاهر شده که مربوط به ارتعاش گروههای COO - می باشد و در حقیقت نشان دهنده اضافه شدن گروه –COOH ناشی از AA (اکریلیک اسید) بر روی زمینه پلیمری پلی استر می باشد.

به طور کلی، در صورت انتخاب مقادیر کاملاً مساوی از نمونه و پودر KBr برای گرفتن طیف، ارتفاع پیک می تواند منعکس کننده مقدارگرفات ایجاد شده بر روی کالا باشد، به این نحو که افزایش درصد گرافت و در نتیجه افزایش تعداد گروههایCOO – قرار گرفته روی کالا با افزایش ارتفاع پیک همراه می باشد.

در منحنی های ارائه شده به علت عدم اطمینان از انتخاب مقادیر کاملاً یکسان از نمونه و پودر KBr امکان مقایسه دقیق و کمی ارتفاع پیک ها وجود ندارد، اما به طور کیفی مشاهده می گردد که افزایش درصد گرافت با افزایش ارتفاع پیک مربوطه همراه می باشد.

شکل (3).

نمونه خام : درصد گرافت : 0% شکل (4).

نمونه هیدرولیز با آنزیم لیپکس و سپس گرافت شده.

درصد گرافت : 11/9% 6- نتایج اصلاح پارچه پلی استر توسط کوپلیمریزاسیون گرافت به علت طبیعت آبگریز و کریستالینیته بالای الیاف پلی استر به درجات بالای گرفات منجر نمی گردد و لازم است از عوامل کمکی نظیر انجام عملیات در حضور یک ماده متورم کننده و یا انجام عملیات آماده سازی قبل از پیونددهی برای کسب مقدار مناسب گرافت جهت حصول نتایج رضایت بخش در کالای گرافت شده استفاده شود.

انجام عملیات آماده سازی تحت شرایط کنترل شده موجب افزایش درصد گرافت می گردد.

آنزیم لیپاز به عنوان یک ماده طبیعی انجام هیدرولیز پارچه پلی استر در شرایط ملایم تر را پیشنهاد می کند.

اگرچه شدت هیدرولیز پارچه در محیط آنزیم ضعیف تر بوده و کاهش وزن کمتر (پس از هیدرولیز) و نیز درصد گرافت پایین تر پس از عملیات پیونددهی در مقایسه با روش استفاده از قلیا به دست می آید، اما غلظت بسیار کم آنزیم مورد نیاز، دمای پایین تر عملیات هیدرولیز آنزیمی و نیز آسیب کمتر به ساختار لیف از جمله مزایای استفاده از آنزیم ها در عملیات آماده سازی کالای پلی استر برای عملیات پیونددهی می باشد.

آنزیم لیپکس کسب درصد بالاتر گرافت در مقایسه با آنزیم لیپولاز را به همراه دارد.

پیونددهی منومر اکریلیک اسید پس از انجام عملیات آماده سازی در شرایط بهینه کسب درجات مناسب گرافت، منجر به افزایش درصد رطوبت بازیافتی کالا، کاهش زمان جذب قطره و کاهش طول خمشی پارچه می شد.

مراجع : [1].

ح .

توانایی الیاف بشر ساخته (ص115-86)، اصفهان: ارکان 1377 [2].

E.H.HL-Gendy,Dyeing Kinetics of Methacrylic Acid Grafted Polyester Fabrics With Astrazonrot Violet and Rhodamine Red Basic Dyes, Journal of Applied Polymer Science, Vo 1.94, pp.

1070-1076,2004.

[3].

E.H.EL-Gendy, Dyeing Kinetics of Methacrylic Acid Grafted Polyester Fabrics with.

Astrazorot Violet and Rhodamine Red Basic Dyes, Journal of Applied Polymer Science, Vo 1.94, 1070-1076 (2004).

9705PH50/101/123/1کاهش وزن بعد از عملیات آنزیمی (%)14/527/603/7افزایش وزن بعد از عملیات گرافت (%)73/100/231/2کاهش استحکام (%)77/077/078/0رطوبت بازیافتی (%) 706030دما (0c)27/123/187/0کاهش وزن بعد از عملیات آنزیمی (%)17/703/731/6افزایش وزن بعد از عملیات گرافت (%)47/231/289/1کاهش استحکام (%)78/078/077/0رطوبت بازیافتی (%) 603015زمان (دقیقه)31/123/170/0کاهش وزن بعد از عملیات آنزیمی (%)03/798/611/6افزایش وزن بعد از عملیات گرافت (%)69/231/280/1کاهش استحکام (%)79/078/077/0رطوبت بازیافتی (%) 5/1%0/1%5/0%غلظت آنزیم (%)29/123/164/0کاهش وزن بعد از عملیات آنزیمی (%)09/798/649/5افزایش وزن بعد از عملیات گرافت (%)33/231/276/1کاهش استحکام (%)78/078/076/0رطوبت بازیافتی (%) 975PH05/186/121/1کاهش وزن بعد از عملیات آنزیمی (%)94/611/903/7افزایش وزن بعد از عملیات گرافت (%)01/279/222/2کاهش استحکام (%)77/081/078/0رطوبت بازیافتی (%) 706030دما (0c)00/145/186/1کاهش وزن بعد از عملیات آنزیمی (%)44/637/711/9افزایش وزن بعد از عملیات گرافت (%)14/234/279/2کاهش استحکام (%)77/078/081/0رطوبت بازیافتی (%) 603015زمان (دقیقه)92/186/198/0کاهش وزن بعد از عملیات آنزیمی (%)09/911/908/7افزایش وزن بعد از عملیات گرافت (%)01/379/200/2کاهش استحکام (%)82/081/077/0رطوبت بازیافتی (%) 5/1%0/1%5/0%دما (0c)88/186/105/1کاهش وزن بعد از عملیات آنزیمی (%)15/911/933/7افزایش وزن بعد از عملیات گرافت (%)83/279/209/2کاهش استحکام (%)81/081/077/0رطوبت بازیافتی (%) زمان جذب قطره (ثانیه)درصد گرافتنمونه (نوع عملیات)83/950خام35/8281/3گرافت تنها55/4911/9هیدرولیز با آنزیم لیپکس + گرافت طول خمش در جهت تار (cm)درصد گرافتنمونه (نوع عملیات)4/20خام3/281/3گرافت تنها2/211/9هیدرولیز با آنزیم لیپکس + گرافت