نرم‌کن‌های سیلیکونی و کاربردهای آن در صنعت نساجی

نگارش :  مهندس فاطمه معتمدی – تحریریه مجله کهن

مقدمه

قدمت استفاده از ترکیبات حاوی سیلیکون در تکمیل‌های مربوط به نساجی به بیش از ۳۵ سال می‌رسد. این مواد عمدتا به عنوان مواد آنتی استاتیک، نرم کننده و روان کننده برای الیاف و نخ‌ها، ضدکف و نهایتا نرم کننده در مراحل تکمیل پارچه مورد استفاده قرار میگیرند. برای آگاهی از ماهیت کلی و خصوصیات مواد نرم کننده و سپس ساختار و مزایا و معایب نرم کن‌های سیلیکونی با مجله کهن همراه باشید.

نرم کننده چیست؟
نرم‌کننده ماده ای است که زیر دست پارچه را مطلوب و خوشایند می‌کند. این احساس خوشایند ترکیبی از صاف بودن سطح (مثل ابریشم) و عدم وجود مواد سخت در آن می‌باشد. پارچه‌ی نرم شده حالت پفکی دارد و آویزش بهتری خواهد داشت. آویزش عبارت است از ققابلیت یک پارچه در ادامه‌ی شکل گیری روی یک جسم می‌باشد.

علاوه بر زیبایی پارچه (آویزش و ابریشمی شدن) نرم کننده‌ها باعث بهتر شدن مقاومت سایشی، افزایش استحکام در برابر پارگی، کاهش گسستگی نخ و کاهش بریدگی حاصل از سوزن به هنگام دوخت پارچه می‌شوند. به همین دلایل، نرم کننده‌ها تقریبا در همه‌ی تکمیل‌ها به کار می‌روند.

شیمی فرآیند تولید کننده نرم‌کن‌های سیلیکونی

انتخاب نرم کننده مناسب

در زمان انتخاب مواد به عنوان نرم کننده بایستی نکاتی را مدنظر قرار دارد که عبارتند از:

۱. ضریب اصطکاک: نرم کننده‌ها، مانند روان کننده‎‌های الیاف عمل می‌کنند و ضریب اصطکاک بین الیاف، نخ‌ها و بین پارچه و جسم (مثل دست انسان) را کاهش می‌دهند. زمانیکه نخ‌ها به راختی روی همدیگر بلغزند، پارچه انعطاف پدیر بوده و آویزش مناسبی خواهد داشت. اگر برخی روان کننده‌ها به پوست منتقل شده و پارچه انعطاف پذیر تر شود، زیر دست آن نرم و ابریشمی احساس می‌شود. پارچه‌ی روان شده برروی پوست روان شده لیز می‌خورد و هرچه میزان لیز خوردن بیشتر باشد، ضریب اصطکاک کمتر خواهد بود و احساس نرمی بیشتر می‌باشد.

۲. ویسکوزیته: مواد نرم کننده دارای ویسکوزیته‌های مختلف از حالت شبیه آب (روغن ماشین) تا حالت نیمه جامد (واکس‌ها) می‌باشند. همه‌ی این مواد ضریب اصطکاک را کاهش می‌دهند و بنابراین در رفع مشکلات دوزندگی، بهبود پارگی و بهبود مقاومت سایشی موثر می‌باشند. روغن‌ها با ویسکوزیته پایین خود زیردست ابریشمی و آویزش بهتری ایجاد می‌کنند.

کاوان شیمی سورن تولیدکننده نرم‌کن‌های سیلیکونی

۳. رنگ: برخی نرم کننده‌ها از همان ابتدا تیره رنگ می‌باشند در حالیکه برخی دیگر وقتی در معرض حرارت، نور، اکسیژن، ازن، اکسیدهای نیتروژن یا گازهای دیگر هوا قرار می‌گیرند، تیره می‌شوند. این مسئله ممکن است درمورد شیدهای تیره چندان مشکل ساز نباشد؛ ولی درمورد شیدهای روشن و سفید باید کنترل شود.

۴. بو: برخی نرم کننده‌ها با گذشت زمان بو ایجاد می‌کنند. نرم کننده‌های با پایه‌ی چربی بوی ترشیدگی پیدا می‌کنند (میزان بدبویی به زمان بستگی دارد) و تا حد امکان باید از آن دوری کرد.

۵. انتقال رنگ: برخی روان کننده‌ها حلال‌های خوبی برای رنگ‌های سطحی هستند. به خصوص رنگ‌های دیسپرس برای حل شدن مواد نرم کننده مستعد می‌باشد. رنگ از نخ‌های تیره‌تر به نخ‌های روشن‌تر مجاور مهاجرت می‌کند که منجر به ایجاد زمینه‌های نواری شکل می‌شود.

۶. لکه گذاری: میزان فراریت نرم کننده‌ها نیز باید مورد توجه قرار گیرد. مواد نرم کننده که نقطه Smoke Point پایین دارند، بخار شده، کندانسه شده (مایع می‌شود) و روی پارچه می‌ریزد و لکه‌های ناخوشایندی را ایجاد می‌کند. تصعید روغن‌ها و واکس‌های گرم شده به صورت قطره‌های کوچک معلق در هوا می‌باشد. این قطرات کوچک وقتی با سطوح خنک تماس می‌یابند، سرد و متراکم می‌شوند و به تدریج چکه می‌مکنند.

۷. چرک شدن: نرم کننده‌های کاتیونیک تمایل به جذب چرک‌ها دارند و باعث می‌شوند برطرف کردن ان‌ها مشکل شود. این تمایل به جذب چرک باید با موادی که تمایل به آزاد کردن چرک دارند، جبران شود.

۸. ثبات نوری: برخی نرم کننده‌های خاص ثبات نوری رنگ‌های مستقیم و راکتیو را کاهش می‌دهند.

شرکت پیشگام رزین تولیدکننده نرم کن های سیلیکونی

در نتیجه موارد بیان شده برای گزینش مواد به عنوان یک نرم کننده‌ی مناسب، می‌توان بیان کرد که، حالت فیزیکی نرم کننده‌ها تعیین کننده زیردست پارچه می‌باشد. روان کننده‌هاای با ویسکوزته‌ی پایین تعیین کننده‌ی نرمی و انعطاف پذیری می‌باشند در حالیکه واکس‌های جامد ضریب اصطکاک را بدون اینکه زیردست پارچه را تغییر دهند، کم می‌کنند.

همچنین رنگ اولیه مواد نرم کننده و یا تمایل طبیعی آن‌ها به توسعه رنگ هنگامیکه آن‌ها را حرارت می‌دهیم و یا زمان می‌دهیم، بایستی در هنگام انتخاب مدنظر قرارگیرد.

بایستی این نکته را هم در نظر بگیریم که نقطه تصعید مواد نرم کننده ممکن است باعث بروز مشکلاتی در فرایندها شود. همچنین ممکن است با برخی نرم کننده‌های خاص در پارچه بو تولید شود.

طبقه بندی نرم کننده‌ها

نرم کننده‌ها از نظر ساختار شیمیایی به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند که ماهیت یونی مولکول را توصیف می‌کنند. آنیونی، کاتیونی و غیر یونی

تقریبا همه‌ی سطح فعال‌ها نرم کننده می‌باشند ولی همه‌ی نرم کننده‌ها سطح فعال نیستند. سطح فعال‌ها مولکول‌هایی با دو سر می‌باشند که یک سر آن‌ها چربی دوست و سر دیگر آن‌ها آبدوست می‌باشد.

سیلیکون چیست؟

به منطور اینکه نقش سیلیکون‌ها را به عنوان نرم کننده‌های پارچه درک کنیم لازم است که در ابتدا اطلاعاتی در رابطه با ساختار شیمیایی این مواد پلیمری کسب کنیم. سیلیکون‌ها پلیمرهای سیلوکسان هستند و در زیر گروه موادی که تحت ارگانومتالیک شناخته می‌شوند، قرار می‌گیرند. عنصر سیلیکون به عنوان یک فلز در نظر گرفته می‌شود و به وفور در طبیعت به عنوان سیلیکا SiO2 می‌شود. سیلیکون شبیه کربن است و چون ۴ ظرفیتی است و با دیگر عناصر پیوند کوالانسی تشکیل می‌دهد. این ترکیبات ۴ ظرفیتی ساده را سیلان‌ها می‌نامند.

نرم کن‌های سیلیکونی

۳ نوع از پلیمرهای سیلیکونی به عنوان نرم کننده‌های نساجی شناخته شده‌اند. یک نوع از این‌ها بر اساس سیال امولسیونی دی متیل می‌باشد. یک نوع دیگر بر پایه‌ی سیال‌های امولسیونی فعال است که دارای گروه‌های Si-H می‌باشد که در سرتاسر پلیمر به صورت دیسپرس در آمدند. نوع سوم دارای گروه‌های عاملی امینو یا اپوکسی می‌باشند که این دسته از سیلیکون‌ها نرم‌ترین زیردست ممکن را ایجاد می‌کنند و عملکرد اتوی دائم روی پارچه‌های پنبه‌ای را بهبود می‌بخشند.

مزایا و معایب نرم کننده‌های سیلیکونی

• مزایا: سیلیکون‌ها محلول‌های روغنی شفاف هستند که نسبت به حرارت و نور ثبات دارند و موجب تغییر رنگ پارچه نمی‌شوند. آن‌ها زیردست نرم و ابریشمی را ایجاد می‌کنند و برای کالاهای سفید ترجیح داده می‌شوند. مقاومت سایشی و مقاومت در برابر پارگی را تقویت می‌کنند و کیفیت دوزندگی را افزایش می‌دهند. سیلیکون‌های با گروه عاملی آمینو عملکرد DP کالاهای پنبه‌ای را تقویت می‌کنند. اما گروه عاملی اپوکسی از دوام خیلی بیشتری برخوردار است.

• معایب: سیلیکون‌ها آبگریز هستند که این ویژگی، آن‌ها را برای نرم کننده‌های حوله‌ها، نامناسب می‌سازد. قیمت نرم کننده‌های سیلیکونی در مقایسه با نرم کننده‌های با پایه‌ی هیدروکربنی بیشتر اسن. سیلیکون‌های با گروه‌های عامی آمینو در اثر حرارت و گذشت زمان تغییر رنگ می‌دهند و ممکن است در فرایند رنگرزی مجدد، در مواقعی که کالاهای با کیفیت را می‌خواهیم بازیابی کنیم، ایجاد اشکال نماید.

کلمات کلیدی: نرم کن‌های سیلیکونی – نرم کننده- سیلیکون