یک شکل استفاده از شیمی

شیمی نساجی اصولا یکی از انواع کاربردهای شیمی محسوب می‌شودو شیمی نساجی شاخه‌ای بسیار تخصصی هست که از قوانین مقدماتی شیمی برای فهم مواد نساجی و بهبود کاربردی و زیبایی اجناس مرغوب و مفید استفاده می‌کند. اگر بخواهیم چند نمونه از کاربرد مواد نساجی را مثال بزنیم، می‌توانیم البسه، موکت و فرش، الیاف لاستیک، بافت نخ، اثاثیه و لوازم خانگی (مانند پرده و مبل و ...) و کیسه‌های هوا را نام ببریم.

بعضی از شیمیدان‌های نساجی کمتر به سمت فرایندهای تولید صنعتی گرایش دارند و بیشتر بر روی فناوری الیاف تمرکز دارند. مطالعه‌ی شیمی نساجی با آگاهی از اطلاعاتی از الیاف _طبیعی و مصنوعی_ شروع می‌شود. به دلیل اینکه الیاف مصنوعی یکی از بخش‌های مهم صنعت نساجی امروز هستند، این شاخه شامل افراد بسیاری می‌شود که مانند شیمیدان‌های پلیمر آموزش دیده‌اند. همچنین تعامل میان شیمی نساجی و علم مواد نیز در حال افزایش است. شیمی نساجی شامل کاربرد شیمی سطح برای فرایند تمیز کردند و بهسازی مواردی نظیر رنگرزی و پرداخت می‌شود. همچنین این رشته شامل شیمی آلی در سنتز و فرمولبندی محصولات در این فرایندها می‌شود.

پویایی

"از قدیم، شیمیدان‌های نساجی به گونه‌ای آموزش داده می‌شوند که فهمی عمیق از ساختار و خواص الیاف طبیعی و مصنوعی داشته باشد." این گفته‌ی نورمن نمروف (Norman Nemerov)، استاد شیمی در دانشگاه نساجی و علوم فیلادلفیا می‌باشد. او می‌گوید: "آن‌ها همچنین رفتارهای اصولی شیمیایی را، که خواصی از نظیر قابلیت رنگرزی، طراوت بعد از شستشو و فشار پایا را بیان می‌کنند یاد می‌گیرند. ولی امروزه نیازهای جدیدی وجود دارد مانند قابلیت بازیافت. چیزی که ما دنبال آن هستیم این است که چگونه الیاف را در طول زمان تجزیه پذیر کنیم." او همچنین اضافه می‌کند: "و در یک زمینه‌ی نسبتا جدید که زیست نساجی (biotextile) خوانده می‌شود، الیاف برای سیستم‌های انتقال دارو فراوری می‌شوند."

"بافندگی، رنگرزی و پرداخت لباس یک هنر باستانی است، ولی همچنین یک علم مدرن است." این گفته‌ی فرد میلر (Fred Miller) نائب رییس کمپانی رنگرزی و ریسندگی Hickory است. جیم هاموند (Jim Hammond) یکی از شرکای ارشد در تحقیق و گسترش نایلون در DuPont (یک کمپانی شیمی) می‌گوید: "من اکثرا می‌گویم که اگر به یک سفر دو ساله دور دنیا بروم، اطلاعات من زمانی که برگردم منسوخ خواهد شد." میلر اضافه می‌کند: "این رشته جالب است زیرا هنوز هم چیزهای زیادی برای دانستن و یادگیری وجود دارد." بعد از سال‌های زیادی کار در این صنعت، هر دوی آن‌ها، هموند و میلر، هنوز هم کارشان را خلاقانه و بصورت منطقی چالش برانگیز می‌دانند.

فناوری قدیمی را به روز کنید

با اینکه فناوری‌های جدید بسیار زیاد شده‌اند، اکثر الیافی که معمولا اسفاده می‌شوند، مدت زیادی هست که در اطراف ما وجود دارند. ولی کار شیمیدان‌ها با این مواد معمولا بر روی بهسازی آن‌ها برای کاربردهای جدید متمرکز است.

سوشما کیچلو (Sushma Kitchloo) یک شیمیدان پلیمر در Globe Manufacturing، مسئول تولیدات جدید و عیب زدایی مشکلات مربوط به بهسازی پلیمرها است که می‌گوید: "ما بهسازی‌ها را تصویر سازی می‌کنیم، به تیم تولیدمان مشخصاتی می‌دهیم، درباره‌ی شرایطی که بر روی شیمی پلیمرهای فراوری شده تاثیر گذار است بحث می‌کنیم. بعد از اینکه تیم تولید، مقداری از ماده‌ی پلیمری را در واحد آزمایش صنعتی تولید کردند، ما تست‌های خواص فیزیکی را توسط تجهیزاتی نظیر Instron انجام می‌دهیم. ما همچنین از کروماتوگرافی گازی، کروماتوگرافی تراوش ژلی و IR و UV و تست ویسکوزیته برای مشخص کردن خواص پلیمر فراوری شده استفاده می‌کنیم."

توانایی میلر در تعامل میان الیاف و رنگرزی‌هایی که به آن‌ها رنگ و جلا می‌بخشد، است. بهسازی پلیمرهای سنتی نیاز به تطبیق فرایندهای شیمیایی برای کاربردهای در پایاب (downstream) مانند رنگرزی الیاف دارد. "برای سال‌های زیادی، تصور می‌شد الیاف استات نمی‌توانند توسط رنگزاهای نفتل رنگرزی شوند زیرا نفتل‌ها باید تحت شرایط بازی مورد استفاده قرار گیرند که الیاف مصنوعی استات را تخریب می‌کند." میلر می‌گوید: "ولی، با تغییر فرایند رنگرزی و رنگرزی الیاف در حمام اسید، ما تصوری را که غیرممکن بود را انجام دادیم. نوآوری و تغییرات می‌توانند ایجاد شوند زمانی که شما بفهمید که در حال انجام چه کاری هستید."

کار هموند متمرکز بر روی شیمی پلیمرهایی است که الیاف مصنوعی از آن‌ها ساخته می‌شوند. او در رابطه است با فهم شیمی پیچیده‌ در مورد تجزیه پذیری نایلون بنابراین او می‌تواند روش‌هایی باری جلوگیری از وقوع این امر پیدا کند. هموند توضیح می‌دهد: "اگر نایلون به صورت مناسب توسط مواد افزودنی برای کاهش تجزیه‌ی گرمایی، نوری و اکسیدی پایا نشود، مقاومت آن محصول در طول زمان کاهش می‌یابد و نمی‌تواند به صورت مناسب کاربرد داشته باشد." این امر به خصوص در الیاف نایلونی به کار رفته در چترهای نجات کاربرد دارد.

گاهی اوقات کاربرد‌های جدید برای الیاف شامل تغییر خود پلیمر نمی‌شود. کن ارهارت (Ken Ehrhardt)، مسئول فنی صنعت فیلامان (رشته) استات سلولز در Hoescht Celanese، توضیح می‌دهد که: "الیاف استات سلولز عمدتا در صنعت لباس برای مد و دوخت مورد استفاده قرار می‌گیرند، ولی Hoescht Celanese یک استات آنتی باکتریال که در پرده‌ها، دستکش‌های مورد استفاده در صنعت گوشت، بالش‌ها و لوازم رختخواب مورد استفاده قرار می‌گیرد را تولید کرده. این امر شامل تست عوامل ضد میکروبی و یافتن نوعی از آن که بیش از همه با الیاف استات سازگار است می‌شود."

قسمت بعدی >>