کاربردهای پلیمر در صنعت نساجی

الیاف پلیمری در چند دهه گذشته باعث انقلاب بزرگی در صنعت نساجی شده است و کاربردهای بسیار زیادی را در این صنعت پیدا کرده است و اهمیت حضور پلیمرها در جنبه های مختلف زندگی امروزی غیرقابل انکار است. پس از كشاورزی، نساجی به دلیل نیاز آشكار انسان، به عنوان دومین صنعت بزرگ شناخته می شود. امروزه منسوجات فقط به معنای لباس و پوشش نیستند بلکه در هر زمینه ای نفوذ کرده اند و جایگاه ویژه ای یافته اند، از آن جمله می توان به کاربرد آن ها در راه سازی و ساختمان سازی، وسایل تزیینی، منسوجات پزشکی، منسوجات فنی و غیره اشاره کرد. این صنعت یکی از قدیمی ترین صنایع است که به تولید الیاف مختلف به مانند الیاف به نخ، نخ به پارچه و همچنین بسیاری از موارد دیگر می پردازد. در این صنعت تولید الیاف با ویژگیهای مختلف مثل مقاومت حرارتی بالا، استحکام بالا و ... بسیار میسر شده است. با توجه به ویژگی‌های مختلف الیاف مصنوعی به‌ویژه تاثیری که در کاهش قیمت تمام‌شده محصول به نسبت الیاف طبیعی دارد، توجه صنعتگران را بیش از پیش به خود جلب کرده اند. از پلیمرهای مصنوعي پرکاربرد در صنایع نساجي می‌توان به الیاف و گرانول پلی پروپیلن، الیاف پلي استر، نایلون، و الیاف اکریلیك اشاره کرد.

الیاف پلیمری

الیاف که اجسامی رشته مانند هستند را می توان بدون هیچ گونه محدودیت در ترکیب شیمیایی آنها به صورت فلزی، معدنی و آلی داشت. تمامی الیاف غیرفلزی، ماهیت پلیمری دارند (الیاف پلیمری طبیعی یا سنتزی). از جمله الیاف پلیمری طبیعی می توان به پنبه، پشم و ابریشم اشاره کرد. الیاف سنتزی آلی عموما ترموپلاستیک هستند(البته ترموست نیز امکانپذیر است). از مهمترین پلیمرهای سنتزی مورد استفاده در نساجی می توان به پلی استر، پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی تترافلورواتیلن، پلی وینیلیدین کلراید، پلی آمید، پلی اکریلونیتریل اشاره کرد. کاربرد الیاف سنتزی به دلیل مشکلات موجود در رشد الیاف طبیعی و یا عدم وجود تمامی خواص مطلوب در آنها، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به طور کلی الیاف پلیمری به دو دسته الیاف مصنوعی و الیاف طبیعی تقسیم می‌شوند. 

1- انواع الیاف طبیعي

 الیاف طبیعی به الیافی گفته می‌‌شود که در طبیعت وجود دارند و انسان آنها را جمع آوري نموده و به کار مي برد. این دسته از الیاف به سه گروه اصلی الیاف گیاهی، الیاف حیوانی و الیاف معدنی تقسیم می‌شوند. 

1-1 الیاف گیاهی

- الیاف پنبه

استفاده از پنبه به عنوان الیاف در نساجی به صدها سال قبل از میلاد مسیح بر می گردد. الیاف پنبه بر روی دانه های کوچکی که تخم پنبه نام دارد رشد می‌کند و طی فرایندهایی به مرحله بهره برداری می‌رسد. الیاف پنبه به صورت خالص یا مخلوط مورد استفاده قرار می‌گیرد. از محصولاتی که با پنبه درست می‌شوند می‌توان به انواع پوشاک، انواع حوله ها، انواع ملحفه و روکش لحاف و تشک، پوشک، زیلو و… اشاره کرد.

- الیاف کتان 
الیاف کتان از ساقه گیاه گرفته می‌شود و پس از طی فرایندهایی الیاف کتان ایجاد می‌شود. استحکام الیاف کتان تقریبا دو برابر الیاف پنبه است. الیاف کتان کاربردهای متنوعی دارد که می توان به پارچه‌های برزنتی، طناب‌های ماهیگیری و… اشاره کرد.

۱-۲ الیاف حیواني

این الیاف منشأ حیوانی دارند. دو تا از پرکاربردترین نوع الیاف حیوانی که در صنعت نساجی بکارگرفته می‌شود الیاف پشم و الیاف ابریشم هستند.

1-الیاف پشم
یکی از قدیمی ترین و مهمترین الیاف نساجی، پشم است. این الیاف از حیوانات مختلفی بدست می‌آید ولی مهمترین آنها پشم گوسفند است. از جمله کاربردهای الیاف پشم، استفاده در پارچه‌های گران قیمت، بافت فرش، نمد و… است.
2-الیاف ابریشم
ابریشم نیز از گروه الیاف حیوانی است که ساختار پروتئینی دارد. الیاف ابریشم توسط کرم ابریشم تولید می‌شود. از کاربردهای الیاف ابریشم به بافت پارچه‌های ابریشمی گران قیمت و زیبا می‌توان اشاره کرد.

2- الیاف معدنی

پنبه نسوز تنها الیاف طبیعي معدنی است و از سیلیکات‌های آلومینیوم و منیزیم ساخته شده است نام دیگر آن آسبست است. براي تولید آسبست این الیاف نسبتا دارای مصارف صنعتی زیادی هستند برای نمونه در صنعت نساجی در پارچه های ضدآتش نیز به کار می‌روند.

2- الیاف مصنوعی

صنعت نساجی در دهه‌های گذشته با توجه به تولید پلیمرهای مصنوعی توسعه بسیار چشم‌گیری را تجربه کرد. پلی استرها جایگزین پنبه شدند، انواع پلی‌آمیدها جایگزین ابریشم شدند، الیاف اکریلیک جایگزین پشم شد و علاوه بر آن انواع دیگری از الیاف جدید با استفاده از دیگر پلیمرها مانند پلی‌پروپیلن تولید شدند. الیاف‌های مصنوعي پرکاربرد در صنایع نساجي الیاف نایلون، الیاف پلي استر و الیاف اکریلیك و پلی پروپیلن هستند.

- الیاف پلی استر

الیاف پلی استر، که عمدتاً پلی اتیلن ترفتالات (PET) را شامل می شود، حجم بسیار بزرگی از تولیدات صنعت الیاف مصنوعی جهان را تشکیل می‌دهند و به نوعی بر این صنعت تسلط دارند. این الیاف ارزان هستند و به راحتی از منابع پتروشیمی تهیه می‌شوند و دامنه مطلوبی از خواص فیزیکی را دارند. آنها مستحکم، سبک، به راحتی قابل رنگ شدن و مقاوم در برابر چین و چروک بوده و قابلیت شستشوی بسیار خوبی دارند. این الیاف به هر دو صورت پیوسته و گسسته، در پارچه‌های نساجی و مبلمان، فرش، نخ تایر، کمربند ایمنی خودرو، فیلتر، چادر، بادبان و … استفاده می‌شوند. پلی استر در بعضی از کاربردها ممکن است تنها جزء سازنده محصولات پوشاک باشد، اما مخلوط کردن پلی استر با پنبه و دیگر الیاف طبیعی بسیار متداول است.
اگر چه پلیمر غالب در این الیاف، PET است، پلی استرهای دیگر نیز جایگاه خود را دارند. پلی بوتیلن ترفتالات (PBT) و اخیراً پلی تری متیل ترفتالات (PTT)، به دلیل جهندگی برتر لیف آنها، در الیاف فرش استفاده می‌شوند.
پلی استر در کل بر روی محیط زیست تأثیر منفی دارد. این پارچه از زمان تولید تا استفاده و سپس دور انداختن، در هر مرحله ای از چرخه استفاده بر محیط زیست تأثیر بدی ایجاد می کند. از همین رو پژوهش های جدید استفاده از زیست تخریب پذیر هاست.

- الیاف نایلون

الیاف نایلون ویژگی‌هایی دارند که آن ها را یکی از محبوب ترین الیاف مصنوعی کرده است. این الیاف به سبب ویژگی هایشان، در بسیاری از حوزه‌ها و صنایع به ویژه صنعت نساجی کاربرد گسترده دارند. این ویژگی‌ها عبارتند از مقاومت بالا، مقاومت در برابر سایش، براقیت، قابلیت شستشو با آب، قابلیت رنگ پذیری در طیف گسترده ای از رنگ ها و…به دلیل این خواص از الیاف نایلون به طور گسترده در پوشاک مانند لباس‌های کش باف (جوراب و …)، بلوز، لباس زیر و… استفاده می‌شوند. ترکیبی از مقاومت عالی در برابر سایش، ظاهر و عوامل اقتصادی، الیاف پلی آمید را در موقعیت عالی در بازار الیاف فرش قرار می‌دهد و می توان انتظار داشت که این نایلون‌ها هم چنان بیش ترین الیاف مورد استفاده برای فرش‌ها خواهند بود.

-الیاف اکریلیک

بیش ترین رشد در استفاده از الیاف آکریلیک به خاطر جایگزینی آن با پشم است. آکریلیک ها بسیاری از خواص مطلوب پشم را دارا بوده و در عین حال در بسیاری از حوزه ها که پشم در آن ها کمبود دارد، برتر هستند. الیاف آکریلیک مانند پشم، به دلیل گرمی، نرمی، توده زیاد، کیفیت کرک و توانایی بازیابی کشش ارزشمند هستند. ضمناً آکریلیک ها کم هزینه تر، مقاوم تر در برابر سایش و حمله شیمیایی و نسبت به تخریب ناشی از نور و گرما پایدارتر هستند. به علاوه آکریلیک ها، به وسیله بید و عوامل زیستی مورد حمله قرار نمی‌گیرند.
آکریلیک‌ها، در رقابت سختی با نایلون، پلی استر هستند و فقط در بازارهایی نفوذ کرده اند که در آن جا یک مزیت واضح در خواص بحرانی دارند. برای مثال آکریلیک‌ها از نظر مقاومت در برابر نور خورشید برتری دارند که باعث می‌شود در کاربردهای فضای باز مانند سقف خودروهای با سقف برزنتی(همانطور که در شکل زیر می‌بینید)، چادرها و سایه بان ها و… با ارزش باشند. همچنین از الیاف آکریلیک در پارچه‌های لباس، در لباس‌ها به عنوان خز مصنوعی، پارچه با ظاهر خز مانند و… استفاده می‌شود.

نتیجه گیری

صنعت نساجی هم یکی دیگر از صنایعی است که تحت تاثیر بسزایی در اثر بکارگیری مواد پلیمری گرفته است. بکار گیری الیاف طبیعی و مصنوعی در این صنعت، به تولید انواع کالاها منجر شده است. در این بین با توجه به برخی مزیت‌هایی که پلیمرهای مصنوعی دارند بیشتر از گذشته در این صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله ابتدا یک طبقه بندی از انواع پلیمرهای طبیعی و مصنوعی ارائه کردیم و در ادامه به کاربردهای هر یک از آنها در صنعت نساجی پرداختیم. 

منبع : شمس جاوید