การเดินทางอันยาวนานของฝ้ายสู่กระบวนการทางเคมี

ฝ้ายเป็นวัสดุแปรรูปสิ่งทอที่มีมาช้านาน แต่ตั้งแต่ช่วงเวลาที่เก็บจากต้นฝ้าย จะต้องผ่านกระบวนการทางเคมีอันยาวนาน

ขนาดวัสดุ:

ฝ้ายจะถูกเก็บเป็นก้อนฝ้ายเท่านั้น และไม่สามารถนำมาทำเป็นฝ้ายโดยตรงได้เสื้อผ้า เป็นเพราะเสื้อผ้าทำขึ้นโดยการตัดเย็บผ้าที่ประกอบด้วยเส้นด้ายเส้นเดียวเข้าด้วยกัน ซึ่งก็คือเส้นใยเส้นเดียวนั่นเอง

เราจำเป็นต้องหวีสำลีให้เป็นเส้นใยฝ้ายเส้นเดียวโดยใช้เครื่องจักรทอผ้า แต่เส้นใยฝ้ายมีขนาดเล็กมากจนขาดง่ายมากเมื่อเครื่องจักรดึง และไม่มีวิธีทอให้เป็นผ้าได้ จำเป็นต้องเคลือบชั้นใยสังเคราะห์ (แป้งดัดแปร + โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ PVA, CMC คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส, โพลีอะคริเลต PA) บนเส้นด้ายเพื่อสร้างฟิล์มป้องกันเพื่อป้องกันการแตกหัก และเพื่อรักษาความนุ่มของเส้นด้ายให้แนบสนิทกับเส้นใย ช่วยลดแรงเสียดทานและปรับปรุงคุณภาพของเส้นด้าย

เมื่อเส้นด้ายฝ้ายจำนวนนับไม่ถ้วนถูกนำมาขึ้นรูปเป็นผืนผ้าฝ้ายผืนเดียวแล้ว จะต้องส่งไปยังโรงงานพิมพ์และย้อมผ้าเพื่อดำเนินการ ผ้าแต่ละผืนส่วนใหญ่ต้องผ่าน 3 ขั้นตอน ได้แก่ การเตรียมการเบื้องต้น – การย้อม – การตกแต่ง การเตรียมการเบื้องต้น: กาวมีประโยชน์ในการทอผ้า แต่เป็นอันตรายเมื่อย้อมผ้า เมื่อพื้นผิวของเส้นใยถูกปกคลุมด้วยฟิล์มเยื่อกระดาษอย่างแน่นหนา สีย้อมจะไม่สามารถซึมเข้าไปในเส้นใยเพื่อย้อมได้ จึงจำเป็นต้องเตรียมเยื่อกระดาษก่อนการย้อมผ้าครั้งต่อไป ดังนั้นเราจึงต้องใช้โซดาไฟร้อน (NaOH) เพื่อละลายสารละลายให้กลายเป็นเกลือโซเดียมที่ละลายน้ำได้ดี และสาร JFC permeate (แอลกอฮอล์ไขมันพอลิออกซีเอทิลีนอีเทอร์) บางส่วนเพื่อช่วยละลายให้ดีขึ้น ขั้นตอนนี้เรียกว่าการกำจัดขนาด ฝ้ายปลูกตามธรรมชาติ จึงมีสิ่งเจือปนมากมาย รวมถึงเพกติน ขี้ผึ้ง เปลือกเมล็ดฝ้าย เกลืออนินทรีย์ เม็ดสี เถ้า สารไนโตรเจน และอื่นๆ สิ่งสกปรกเหล่านี้ทำให้จมูกฝ้ายเป็นสีเหลืองและมีเปลือกเมล็ดฝ้ายสีดำปกคลุมอยู่

จากนั้นจำเป็นต้องเติมสารออกซิไดซ์ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ H2O2 เพื่อฟอกสีเม็ดสี และในเวลาเดียวกันเพื่อขจัดเปลือกเมล็ดฝ้ายที่ดำออก เติมโซดาไฟ NaO และโซเดียมไบซัลไฟต์ NaHSO3 เพื่อทำปฏิกิริยากับกลุ่มฟีนอลิกไฮดรอกซิลในลิกนินเพื่อผลิตสารอนุพันธ์ที่ละลายได้ง่ายในด่าง

ขั้นตอนนี้เรียกว่าการฟอกขาวให้บริสุทธิ์ ปริมาณโซดาไฟที่ดูดซับหรือใช้โดยเส้นใยฝ้าย 100 กรัม

เนื่องจากไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สามารถเร่งปฏิกิริยาได้ง่ายโดยไอออนของโลหะเหล็กและทองแดงในน้ำทำให้เกิดการสลายตัวที่ไม่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นผ้าฝ้ายตัวอ่อนไม่เพียงแต่ไม่ฟอกขาวเท่านั้น แต่ยังเกิดปฏิกิริยารุนแรงและทำให้เกิดรูบนผ้าด้วย จึงมีการเติมโซเดียมซิลิเกต Na2SiO3, EDTA และโซเดียมเฮกซาเมตาฟอสเฟตเพื่อดูดซับไอออนของโลหะเหล่านี้เพื่อป้องกันการเกิดปรากฏการณ์เร่งปฏิกิริยาของไอออนโลหะ การย้อมสี สีย้อมแตกต่างจากเม็ดสีโดยสิ้นเชิง และพันธะที่แข็งแรงระหว่างสีย้อมและเสื้อผ้าคือสิ่งที่รับประกันว่าสีจะไม่ตกในระหว่างการซักทุกวันและสีบนเสื้อผ้าจะไม่เปื้อนเสื้อผ้า การผสมผสานระหว่างเม็ดสีและเส้นใยสำหรับการวาดภาพและการเขียนนั้นไม่ต้องการมาก เพียงแค่มีสีก็พอ มีสีย้อมสามประเภทที่ใช้กับเส้นใยฝ้ายโดยทั่วไป ได้แก่ สีย้อมโดยตรง สีย้อมปฏิกิริยา และสีย้อมรีดักชัน เส้นใยฝ้ายทั้งหมดมีพันธะกับเส้นใยฝ้ายในรูปแบบที่แตกต่างกัน สีย้อมโดยตรง: มีประจุลบ ในขณะที่เส้นใยฝ้ายก็มีประจุลบในสารละลายน้ำเช่นกัน เนื่องจากมีหมู่ไฮดรอกซิล-OH และกรดคาร์บอกซิลิก (COOH) จำนวนมาก ส่งผลให้เกิดแรงผลักซึ่งกันและกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเติมโซเดียมซัลเฟต Na2SO4 ซึ่งมีรัศมีไอออนิกเล็กและมีประจุบวก เพื่อทำให้คุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็นกลางและลดแรงผลักซึ่งกันและกัน จากนั้นสีย้อมโดยตรงจะอาศัยแรงแวนเดอร์วาลส์และพันธะไฮโดรเจนของตัวเองเพื่อยึดเกาะกับเส้นใยฝ้ายอย่างใกล้ชิด

สีย้อมปฏิกิริยา: หรือที่เรียกว่าสีย้อมปฏิกิริยา สีย้อมเหล่านี้มีทั้งกลุ่มไวนิลซัลโฟนและโฮโมไตรอะซีน ซึ่งทั้งสองกลุ่มสามารถทดแทนด้วยไฮดรอกซิล-OH บนเซลลูโลสเพื่อสร้างพันธะโควาเลนต์ที่เสถียรได้ อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาการแทนที่ต้องอยู่ที่ประมาณ pH: 11 เพื่อทำปฏิกิริยาอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นจึงต้องเติมโซเดียมคาร์บอเนต Na2CO3 เพื่อปรับ pH ให้เป็นด่าง สีย้อมรีดักชัน: โดยปกติแล้วจะเป็นของแข็ง ดังนั้นจึงไม่มีวิธีที่จะย้อมลงบนเส้นใยฝ้ายโดยตรง ดังนั้นเราจึงต้องเติมโซเดียมไดไทโอไนต์ (โซเดียมไฮโดรซัลไฟต์) และผง Rongalit (โซเดียมฟอร์มาลดีไฮด์ซัลโฟซิเลต) เพื่อทำปฏิกิริยากับสีย้อมรีดักชันให้เป็นเกลือโซเดียมคริปติกที่ละลายน้ำได้ จากนั้นสามารถละลายในน้ำและย้อมลงบนเส้นใย จากนั้นนำไปวางในอากาศเพื่อใช้ออกซิเจนหรือเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ H2O2 เพื่อออกซิไดซ์เกลือโซเดียมคริปติกอีกครั้ง จากนั้นการย้อมจะเสร็จสมบูรณ์โดยการออกซิไดซ์สีย้อมด้อยกลับไปเป็นสีย้อมรีดักชันที่ไม่ละลายน้ำในอากาศ หรือโดยการเติมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ H2O2 สีรีดักชันจะไม่ละลายในสภาวะปกติ ดังนั้นจึงยากที่จะสูญเสียสี หลังจากการย้อม ยังคงมีสีลอยอยู่บนพื้นผิวจำนวนมาก ของผ้าฝ้าย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้สารลดแรงตึงผิวจำนวนมากเพื่อชะล้างชั้นสีที่ลอยอยู่นี้ออกไป และเพื่อป้องกันไม่ให้สีที่ซีดจางกลับมาติดผ้าอีก จึงจำเป็นต้องใช้สารลดแรงตึงผิวหลายชนิดเพื่อผสมสีอีกครั้ง หลังการซัก จำเป็นต้องใช้สารตรึงสีที่มีฤทธิ์ (สารประกอบเกลือควอเทอร์นารีแอมโมเนียม) ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยาและรวมตัวกับสีย้อม ทำให้สีย้อมละลายได้น้อยลงหรือเคลือบพื้นผิวของเสื้อผ้าโดยตรงด้วยฟิล์ม ทำให้สีย้อมหลุดออกยาก การเติมสารตรึงสีทำให้ความคงทนเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับสีเปล่า หลังจากการตกแต่ง: ผ้าทั้งหมดทอจากเส้นด้าย แต่คุณสมบัติของผ้า ≠ คุณสมบัติของเส้นใยเอง ช่างพิมพ์และช่างย้อมสามารถชุบผ้าในสารละลายพอลิเมอร์อะฟลูออโรคาร์บอน และผ่านกระบวนการอบบางอย่าง สามารถทำให้ผ้าฝ้ายกันน้ำได้ ดังที่ฉันได้อธิบายไว้ในบทความนี้ (ตัวทำละลายอินทรีย์สองชนิดใดที่ไม่ละลายน้ำซึ่งกันและกันและไม่ละลายน้ำทั้งคู่) วิธีนี้ช่วยปรับปรุง ประสิทธิภาพของผ้าและเป็นที่รู้จักในอุตสาหกรรมของเราในชื่อสารช่วยการพิมพ์และการย้อมสี ความรู้สึกของเสื้อผ้าจะลดลงเมื่อซักมากขึ้น เนื่องจากน้ำยาปรับผ้านุ่มในเสื้อผ้าจะลดลงเมื่อซักมากขึ้น น้ำยาปรับผ้านุ่มทั่วไป ได้แก่ น้ำยาปรับผ้านุ่มประจุบวกและน้ำยาปรับผ้านุ่มซิลิโคน สารลดแรงตึงผิวประจุบวกยังเป็นส่วนผสมหลักในครีมนวดผม โดยอาศัยสารที่ไม่ชอบน้ำเป็นหลักในการยึดเกาะกับเส้นใย และกลุ่มที่ชอบน้ำที่มีประจุบวกซึ่งผลักกันเพื่อลดแรงเสียดทาน ผลของสารปรับสภาพผมด้วยน้ำมันซิลิโคนจะเด่นชัดยิ่งขึ้น เนื่องจากพลังงานที่จำเป็นในการหมุนพันธะออกซิเจนของซิลิโคน Si-O ในน้ำมันซิลิโคนนั้นแทบจะเป็นศูนย์ และกลุ่มเมทิลทั้งสองบนน้ำมันซิลิโคนไดเมทิลยังครอบครองตำแหน่งเชิงพื้นที่ที่ใหญ่กว่า ช่วยให้เส้นใยมีระยะห่างจากกันมากขึ้น จึงทำให้มีความนุ่มนวลมากขึ้น

สูตรโครงสร้างน้ำมันซิลิโคน กันน้ำ อ่อนนุ่ม เปลี่ยนสี ป้องกันแบคทีเรีย มีกลิ่นหอม หน่วงไฟ ป้องกันริ้วรอย เพิ่มความขาว ดำคล้ำ เพิ่มน้ำหนัก เรืองแสง ป้องกันยุง ฯลฯ คุณนึกไม่ออกหรือทำไม่ได้ และทั้งหมดนี้สามารถทำได้โดยการเติมสารเติมแต่งในการพิมพ์และการย้อมสีที่แตกต่างกัน