تستخدم تقنية معالجة سطح الصوف طرقًا فيزيائية وكيميائية وبيولوجية لمعالجة الصوف من أجل تقليل التلبيد. "انخفض انكماش ألياف الصوف بعد العلاج." يوجد حاليًا العديد من تقنيات المعالجة السطحية لألياف الصوف، ولكل منها مزاياها وعيوبها.
التكنولوجيا الحيوية: التكنولوجيا الحيوية الرئيسية حاليًا لمعالجة ألياف الصوف هي المعالجة الإنزيمية. تفضل صناعة النسيج الإنزيمات بسبب خصوصيتها وكفاءتها العالية. ومع ذلك، فإن المعالجة الإنزيمية لألياف الصوف لا تزال في مراحلها المبكرة، وتأثيرات الاستعدادات الإنزيمية ليست مرضية تمامًا. إن زراعة منتجات الإنزيمات الحيوية- ذات التأثيرات الكبيرة والقدرة على التكيف البيئي الجيد والتركيبة المستقرة لعلاجات معينة أصبحت أولوية ملحة. تشو هواجون وآخرون. دراسة تأثير معاملة ثنائي كلوروأيزوسيانورات والبروتياز وأنزيم MTG على القوة والذوبان القلوي ومعامل الاحتكاك لألياف الصوف. أظهرت النتائج أن الكاشفين الأولين ألحقا الضرر بألياف الصوف، مما تسبب في انخفاض قوة كسر الألياف، وانخفاض معامل الاحتكاك السطحي، وزيادة الذوبان في القلويات. بعد العلاج، أظهرت الألياف انتعاشًا طفيفًا في القوة بعد معالجة إنزيم MTG. ومع ذلك، كان تأثير الإصلاح على العينة غير المعالجة ضعيفا. مع زيادة جرعة إنزيم MTG ووقت المعالجة، فإن التأثير المعزز للإنزيم على سطح الألياف... الاختلاف الطفيف في تشطيب السطح يقوى في البداية ثم يضعف.
الطرق الفيزيائية: تشمل الطرق الفيزيائية لمعالجة ألياف الصوف معالجة البلازما وتقنيات تمديد وتكرير الصوف. البلازما هي مادة غازية متأينة تتكون من أيونات موجبة وسالبة تتولد من الذرات والمجموعات الذرية التي فقدت بعض الإلكترونات. عندما تصطدم الجسيمات النشطة في البلازما بسطح المادة، يتم فقدان الطاقة، ويتم تعديل سطح المادة. يتم تبادل الطاقة بين البلازما والمواد بشكل رئيسي من خلال الإشعاع وتصادم الجسيمات. تكنولوجيا البلازما ذات درجة الحرارة المنخفضة-هي طريقة معالجة تستخدم البلازما فقط كمثير والألياف كموضوع للمعالجة. لا يتم ترك أي نفايات في هذه العملية؛ يحدث التفاعل فقط على سطح الألياف، ولا يؤثر فقط على الخصائص المتأصلة للألياف ولكن أيضًا يضفي خصائص جديدة على سطح الألياف. إن الطاقة المنبعثة أثناء عملية التفاعل هائلة، مما يتيح تحقيق الأهداف التي لا تستطيع الطرق الكيميائية التقليدية تحقيقها في درجات حرارة منخفضة. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة لها أيضًا بعض العيوب: فهي تتطلب العديد من العوامل لتعيين ظروف التفاعل التجريبي، وتعتمد بشكل كبير على معدات المعالجة، وعملية التفاعل معقدة نسبيًا، وبعض الجوانب الفنية لمعدات المعالجة... لا تزال المشكلات تتطلب مزيدًا من التعديل والتحسين، ولا يمكن تصنيعها؛ ولذلك، فإنه يبقى فقط في مرحلة المختبر. بعد المعالجة بالبلازما، يتم تحسين قابلية البلل وقوة الكسر وإنتاجية اللون للأقمشة الصوفية.
تكنولوجيا تمديد وتكرير الصوف
تقنية شد وصقل الصوف هي تقنية غير ضارة بالبشر والطبيعة. يمكن تلخيص العملية ببساطة على النحو التالي: يتم استخدام الكواشف الكيميائية لكسر روابط كيميائية مستهدفة محددة في الألياف؛ يتم تمديد المنتج المعالج كيميائيًا باستخدام الطرق الفيزيائية لتقويم السلاسل الجزيئية، ثم يتم تثبيته بشكل دائم باستخدام طريقة الحرارة الرطبة. في الوقت الحالي، توجد ثلاث طرق لتمديد وصقل ألياف الصوف: تمديد القبضة القصيرة غير الملتوية-تمديد المباعدة (تمديد القبضة)، وتمديد القبضة المتباعدة الكبيرة-الخاطئة-الملتوية (التمدد الملتوي)، والحقيقية-تمديد القبضة المتباعدة القصيرة-الملتوية (التمدد المركب). بعد المعالجة، يتم تدمير الهيكل السطحي للألياف، مما يجعل الألياف أكثر ليونة؛ تم تحسين الطول والقوة مقارنة بألياف الصوف العادية، كما تم تقليل صلابة الألياف مقارنة بالصوف العادي، مما يجعلها مناسبة لتطوير أقمشة عالية الوزن وخفيفة الوزن. في الثمانينيات، بدأ معهد الكومنولث لأبحاث العلوم الصناعية في أستراليا في استكشاف إمكانية تكرير الصوف، وكان رائدًا... وكانت هذه التكنولوجيا رائدة في هذا المجال. وقد أجرى الباحثون في جميع أنحاء العالم منذ ذلك الحين-دراسات متعمقة وطويلة الأمد-في هذا المجال. في حين أن الصوف الممدد والمكرر يمتلك خصائص غير موجودة في الصوف العادي، إلا أنه لا تزال هناك العديد من تحديات الإنتاج: تشتت كبير في الطول، وعدد أساسي صغير من الألياف الرئيسية، وبعض ألياف الصوف تظهر صباغة سريعة بعد التمدد، مما يؤدي إلى اختلافات دفعة الصباغة واختلافات اللون بين الطبقات الداخلية والخارجية لكتل الصوف. حاليًا، هناك أدبيات محدودة تتعلق بعملية التمدد والصقل.
الطرق الكيميائية تشمل الطرق الكيميائية لإنهاء ألياف الصوف تعديل المواد النانوية، والتحلل الكيميائي، وترسيب البوليمر.
تعديل المواد النانوية عندما تتم معالجة حجم جسيم المادة الأصلية إلى مستوى معين من الحجم (مقياس النانو)، يتغير التركيب الذري والتشكل البلوري للسطح، مما يؤدي إلى تأثيرات فريدة تختلف عن المادة العيانية: تأثيرات سطحية، وتأثيرات صغيرة الحجم، وما إلى ذلك. وعندما يزيد عدد الذرات على سطح الجسيم، تزداد طاقة السطح، مما ينتج عنه تأثيرات سطحية أقوى ونشاط كيميائي. وذلك لأنه لا توجد ذرات ترتبط به، مما يؤدي إلى حالة الإثارة. هذا النشاط الذري السطحي يمكن أن يسبب تغيرات في البنية السطحية للجسيمات النانوية و... يمكن أن يسبب تغيرات في شكل دوران الإلكترون السطحي وطيف طاقة الإلكترون. يمكن لمساحة السطح المحددة والتأثيرات السطحية الناتجة عن المواد النانوية أن تمنحها نشاطًا كيميائيًا كبيرًا وامتصاصًا للسطح. في عملية تعديل المواد النانوية، يتم توزيع الجسيمات النانوية بشكل موحد في مذيب وتتفاعل مع بعض المجموعات الحرة على هيكل مقياس سطح ألياف الصوف، مما يسمح للجسيمات النانوية بالتراكم باستمرار على الصوف.
تشو يو وآخرون. درس تأثير - النانو المحمل بالفضة - SiO2 على الخواص القبلية للصوف فائق النعومة، مما يشكل طبقة نانوية متينة مضادة للميكروبات على سطح ألياف الصوف. كشف الفحص المجهري الإلكتروني أن الصوف متناهية الصغر كان له سماكة معينة من الطبقة المضادة للبكتيريا، وأصبح سطح الألياف ناعمًا. أدى اختبار قوة الألياف المفردة والخصائص القبلية قبل وبعد العلاج التجريبي إلى النتائج التالية: كان سطح الألياف موحدًا بعد العلاج؛ تم تحسين مقاومتها للكسر. تم تحسين الخواص الاحتكاكية لعينات الاختبار بشكل ملحوظ، مما أدى إلى تقليل ظاهرة التكديس والتلبيد، وإضعاف خصائص التلبيد لألياف الصوف. ومع ذلك، كانت هناك بعض المشاكل في التجربة: كانت الجسيمات النانوية المستخدمة غير منتظمة في الشكل، وتسبب دمج الجسيمات النانوية في زيادة معامل الاحتكاك العكسي للألياف. وينبغي إيلاء الاهتمام لكمية الجسيمات النانوية المرتبطة بالألياف.
تقنية التحلل الكيميائي: أثناء معالجة الصوف بالمؤكسدات (بيروكسيد الهيدروجين، وأكسيد المنغنيز، وثنائي كلوروأيزوسيانورات الصوديوم، وما إلى ذلك)، تنكسر أنواع معينة من الروابط الكيميائية المستهدفة في الخلايا الكيراتينية، مما يزيد من عدد المجموعات المشحونة أو الجزيئات القابلة للذوبان في طبقة الكيراتين؛ تزداد المحبة للماء وبالتالي تليين القشور مما يؤدي إلى انخفاض الفرق في معاملات الاحتكاك بين co- ومضاد-co ... تم استخدام بيروكسيد الهيدروجين وبرمنجنات البوتاسيوم وثنائي كلوروأيزوسيانورات الصوديوم لمعالجة ألياف الكشمير الطافرة. تم اختبار التغيرات في قوة الشد، وخصائص الاحتكاك، والتشكل السطحي لأربع عينات من ألياف النسيج المعالجة لتحليل تداخل المواد المؤكسدة المختلفة على بنية المقياس ووظيفة ألياف الكشمير الطافرة. أظهر بيروكسيد الهيدروجين تأثيرًا خفيفًا نسبيًا، مع فقدان قوة الشد أقل من 5٪. أعطت معالجات برمنجنات البوتاسيوم وثنائي كلوروأيزوسيانورات الصوديوم نتائج مماثلة، مع تأثيرات كبيرة، مما أدى إلى تقليل قوة الشد بنسبة 15٪ تقريبًا.
طريقة ترسيب البوليمر
البلمرة ترسيب البوليمرات هو وسيلة لتقليل الاحتكاك عن طريق ترسيب البوليمرات على طبقات من الألياف. يتضمن مبدأ مقاومة-الانكماش اللبادي بشكل أساسي ثلاث آليات: بعد إضافة كمية صغيرة من البوليمر، يحدث الارتباط المتقاطع-بين هياكل قشور الألياف، مما يؤدي إلى التصاقها ومنع إزاحة الألياف النسبية؛ بعد إضافة كمية مناسبة من مادة المعالجة، يتم تشكيل طبقة رقيقة على سطح الألياف، مما يغطي القشور أو يغلفها بالكامل؛ بعد إضافة كمية زائدة من مادة المعالجة، يقوم البوليمر الذي يقوم بتغليف الألياف بعزلها تمامًا. ومع ذلك، في المعالجة الفعلية، فإن معظم الكواشف أو المنتجات المستخدمة هي مذيبات ضارة بالبيئة أو البيئة، مما يؤثر على آفاق تطبيقها. تناول تشو وو مشاكل التلبيد والتكديس في منتجات الكشمير والصوف باستخدام طريقتين: التطعيم الكيميائي بالميثاكريلاميد والمعالجة باستخدام مادة البولي يوريثين M-501 لتعديل سطح الكشمير. ومن خلال تحليل آثار طريقتي تعديل السطح هاتين على خصائص ألياف الكشمير، استكشفت التجربة درجة التداخل بين طريقتي ترسيب البوليمر والخصائص الوظيفية لأقمشة الكشمير. كان الهدف التجريبي هو تحديد مؤشرات أداء ألياف الكشمير والصوف التي تم الحصول عليها بتركيزات كتلة مختلفة.
اتجاهات تطوير تكنولوجيا معالجة سطح ألياف الصوف
حاليا، معالجة تعديل سطح الألياف... تتضمن معظم الطرق المعالجة الكيميائية. ومع ذلك، فإن هذه المعالجة تدمر مصفوفة الألياف، وتهدر موارد كبيرة أثناء الإنتاج، وتتسبب في تلوث بيئي كبير. ولذلك، أصبحت المعالجة السطحية للألياف بشكل فعال وصديق للبيئة نقطة ساخنة للبحث الحالي. تواجه الأبحاث المحلية الحالية المشكلات الرئيسية التالية: ① لا يزال اختيار الكواشف لتعديل سطح الألياف قيد الاستكشاف؛ ولم تتم مقارنة تأثيرات الكواشف المستخدمة في نفس الأنواع التجريبية لاختيار الكواشف الأكثر ملاءمة. ② على عكس الأبحاث العيانية، فإن تحديد العوامل والمستويات في التجارب المجهرية يؤثر بشكل مباشر على التغيرات في بنية قشور الألياف وقد يؤدي حتى إلى تلف الأدمة، مما يسبب عدم الاستقرار في خصائص احتكاك الألياف. ولذلك، هناك حاجة إلى خطط تجريبية أكثر دقة. في التطوير المستقبلي لتكنولوجيا معالجة سطح ألياف الصوف، عندما لا تتمكن تقنية واحدة من تلبية المتطلبات، يجب على الباحثين الجمع بين تقنيات معالجة ألياف الصوف المختلفة. وهذا يمكن أن يعوض عن أوجه القصور في كل تقنية معالجة ويكتشف خصائص جديدة لألياف الصوف. مع تقدم العلوم والتكنولوجيا، فإن التطور السريع للتقنيات المجهرية سيجلب اختراقات جديدة لتكنولوجيا المعالجة السطحية للألياف.
