في صناعة النسيج، يعد هيكل الألياف أحد العوامل المهمة التي تحدد أداء صباغة القماش. أخذ ضلع طوق من القطن والسباندكس على سبيل المثال، لا يتأثر أداء الصباغة لهذا النسيج المخلوط باختيار الصبغة وعملية الصباغة فحسب، بل أيضًا مقيد بشدة بخصائص بنية الألياف.
التركيب الكيميائي وأداء الصباغة للألياف
ضلع طوق القطن سباندكس هو مزيج من ألياف القطن وألياف سباندكس. هناك اختلافات كبيرة في التركيب الكيميائي لهذين الألياف، مما يؤثر بشكل مباشر على تأثير عملية الصباغة. تتكون ألياف القطن بشكل رئيسي من السليلوز، وتحتوي السلسلة الجزيئية على مجموعات هيدروكسيل وفيرة (-OH)، والتي يمكن أن تشكل روابط هيدروجينية مع جزيئات الصبغة، وبالتالي تعزيز التصاق الأصباغ على الألياف. ولذلك، فإن ألياف القطن عادة ما تظهر أداء صباغة ممتازا، وخاصة قدرة الامتزاز القوية للأصباغ التفاعلية والأصباغ المباشرة.
في المقابل، باعتبارها ألياف صناعية، تحتوي ألياف السبانديكس بشكل أساسي على مجموعات وظيفية مثل مجموعات الإستر والمجموعات الأمينية في سلسلتها الجزيئية. هذه المجموعات الوظيفية لديها تقارب ضعيف نسبيًا للأصباغ، مما يؤدي إلى ضعف أداء ألياف سباندكس في عملية الصباغة. ومع ذلك، فإن طرق التعديل الكيميائي، مثل إدخال المزيد من المجموعات القطبية أو ضبط خشونة سطح الألياف، يمكن أن تحسن بشكل كبير قدرة امتصاص ألياف سباندكس على الأصباغ، وبالتالي تحسين أداء الصباغة.
هيكل الألياف فوق الجزيئية وأداء الصباغة
إن البنية فوق الجزيئية للألياف، بما في ذلك التبلور والاتجاه وحجم المنطقة غير المتبلورة وتوزيع المسام، كلها لها تأثير مهم على أداء الصباغة.
التبلور: بالنسبة للألياف ذات التبلور العالي، يصعب على جزيئات الصبغة التغلغل في الألياف، مما يؤدي إلى صعوبات الصباغة. تتميز ألياف القطن ببلورة منخفضة نسبيًا، مما يسمح لجزيئات الصبغة بالتغلغل بسلاسة أكبر وتحقيق صباغة موحدة. على العكس من ذلك، تتمتع ألياف سبانديكس ببلورة عالية واختراق محدود لجزيئات الصبغة. لذلك، هناك حاجة إلى عمليات أو إضافات خاصة لتحسين أداء الصباغة أثناء الصباغة.
الاتجاه: كلما زاد اتجاه الألياف، زاد تعقيد مسار انتشار جزيئات الصبغة في الألياف، وبالتالي تزداد صعوبة الصباغة. تتميز ألياف القطن باتجاه منخفض، ويمكن لجزيئات الصبغة أن تنتشر بشكل فعال على طول محور الألياف لتحقيق صباغة موحدة. ومع ذلك، فإن التوجه العالي للألياف اللدنة يعيق انتشار جزيئات الصبغة، ويجب اتخاذ التدابير المناسبة لتسريع عملية نشر الصبغة.
حجم المنطقة غير المتبلورة وتوزيع المسام: المنطقة غير المتبلورة هي المنطقة التي يمكن لجزيئات الصبغة أن تخترقها وتنتشر بسهولة. كلما كانت المنطقة غير المتبلورة أكبر وكان توزيع المسام أكثر اتساقًا، كان من الأسهل على جزيئات الصبغة اختراق الألياف وتحقيق صباغة موحدة. المنطقة غير المتبلورة من ألياف القطن كبيرة نسبيًا وتوزيع المسام موحد، لذلك تظهر أداء جيد للصباغة. نسبيًا، المنطقة غير المتبلورة من ألياف السباندكس صغيرة وتوزيع المسام غير متساوٍ، مما يجعل من الصعب على جزيئات الصبغة اختراقها، مما يؤثر على تأثير الصباغة.
مورفولوجيا الألياف وأداء الصباغة
الخصائص المورفولوجية للألياف، بما في ذلك الشكل المقطعي والشكل الطولي وخشونة السطح، تؤثر أيضًا على أداء الصباغة.
الشكل المقطعي: يحدد الشكل المقطعي للألياف بشكل مباشر مسار انتشار جزيئات الصبغة في الألياف. عادةً ما يقدم المقطع العرضي لألياف القطن شكلاً أكثر انتظامًا، مما يمكن أن يعزز بشكل فعال اختراق الصبغة وانتشارها. يكون الشكل المقطعي للألياف اللدنة أكثر تعقيدًا، مما قد يسبب بعض العوائق أمام انتشار الصبغة.
التشكل الطولي وخشونة السطح: يؤثر التشكل الطولي وخشونة السطح للألياف أيضًا على أداء الصباغة. سطح ألياف القطن خشن نسبيًا، مما يساعد على تعزيز التصاق الصبغة، بينما يكون سطح ألياف الألياف اللدنة ناعمًا نسبيًا، مما قد يتسبب في التصاق الصبغة بشكل سيئ.
