منو
    نخ و پارچه

    آشنایی با پنبه یکی از الیاف گیاهی

    توسط الهام صانعی نژاد
    سه‌شنبه ۲۰ آذر ۱۴۰۳
    آشنایی با پنبه یکی از الیاف گیاهی

    خواص گیاهی پنبه

    پنبه، گیاهی علفی با ارتفاع 16 الی 2 متر است که به صورت کاشت و برداشت تخم پنبه به دست می آید. پنبه های هر منطقه به خاطر آب و هوای متفاوت با مناطق دیگر فرق می کند.

    محصول پنبه، کپسولی به اندازه ی یک گردو است که به آن غوزه پنبه می گویند. تخمک ها درون این غوزه قرار دارند. الیاف پنبه به شکل توده ای متراکم در سطح تخمک ها رشد می کنند.

    پس از اینکه گیاه به طور کامل رشد کرد، غوزه باز میشود. تخمک ها و درون آن به شکل یک توده ی کرک دار هستند و در مجاورت هوا قرار میگیرد. پس از باز شدن غوزه می توان بیش 300,000 لیف بیرون آورد.

    وقتی غوزه باز میشود، رطوبت درون الیاف تبخیر و باعث می شود الیاف حالت سیلندری خود را از دست بدهند و دیوار سلول جمع شود.

    در چنین حالتی هر لیف به اندازه پنج بار تاب می خورد. الیاف پنبه پس از برداشت همراه با یکسری نا خالصی ها است که عبارتند از گل پنبه، خار و خاشاک، حشرات و ساقه که در اصطلاح به آن وش پنبه می گویند.

    برای جدا کردن الیاف از وش پنبه، آن را به کارخانه های جین کردن می فرستند. در آنجا، وش پنبه را از پنبه جدا می کنند تا بر کیفیت پنبه بیافزایند. هر چه الیاف رشد کرده در داخل غوزه بیشتر از الیاف نارس باشد، کیفیت پنبه بالاتر می رود.

    در بین کشورهای تولید کننده پنبه، به طور معمول پنبه آمریکا و مصر از جمله پنبه های مرغوب دنیا هستند که به دلیل گران بودن در ایران استفاده نمی شود، مگر برای استفاده و سفارش خاصی که مشتری درخواست استفاده از این نوع پنبه ها را داشته باشد.

    در جدول زیر مشاهده می کنید که بهترین و بدترین کیفیت به همراه طول الیاف پنبه مربوط به کدام کشورهاست:

     

    نام کشورطول پنبه به سانتی متر
    سوایزلند5
    مصری3/7-4
    برزیلی3-4
    آمریکایی2/5-3/5
    هندی2-3
    چینی1/5-2

     

    در حال حاضر در کنار سایر الیاف مصنوعی، حدود 45 تا 50 درصد بازار نساجی جهان به کالاهای پنبه ای اختصاص دارد.

    ساختمان ظاهری لیف پنبه

    سطح خارجی پنبه، زبر است و مقطع طولی آن زیر میکروسکوپ تابدار به نظر می رسد. مقطع عرضی پنبه رسیده، لوبیایی شکل و مقطع عرضی پنبه نارس «U» شکل است.

    مقطع عرضی پنبه از سه قسمت تشکیل شده است.

    الف) پوسته خارجی به نام کوتیکول که لایه ای واکس مانند است.

    ب) لایه میانی بدنه اصلی لیف پنبه که جنس سلولزی دارد (دیواره اولیه و ثانویه).

    ج) کانال مرکزی یا لومن که اندکی سخت تر است و برای تغذیه لیف به کار می رود.

    علت تاب دار بودن پنبه رسیده، خشک شدن لومن و فرو رفتن دیواره آن است که سبب تاب دار شدن لیف می شود. پنبه خام خالص ترین شکل طبیعی سلولز در طبیعت محسوب می شود.

    به طور معمول در صنایع نساجی ایران، برای ریسندگی از الیافی با طول 32 الی 63٫5 میلی متر استفاده میشود که البته متداول آن 22 الی 32 میلی متر با قطر 16 الی 20 میکرون است.

    هر قدر طول پنبه بیشتر از قطر باشد مرغوبیت آن نیز افزایش می یابد. الیاف بلندتر دارای استحکام و یک نواختی بیشتری هستند و نقشی اساسی در فرایند ریسندگی دارند.

     

    ساختمان شیمیایی سلولز

    پنبه جزء الیاف سلولزی محسوب می شود، یعنی قسمت اعظم ساختمان آن (دیواره ثانوی) از سلولز تشکیل شده است.

    ساختمان سلولز: سلولز از یک سری حلقه های گلوکز که با پیوند -O- به شکل زنجیر به یکدیگر متصل گردیده اند تشکیل میشود.

    واحد تکرار شونده در سلولز، سلو بیوز نام دارد. هر واحد سلو بیوز از دو حلقه گلوکز تشکیل شده است.

    زنجیرهای مولکولی پنبه به طور تقریبی از 5000 واحد سلوبیوز یا 10,000 حلقه گلوکز تشکیل شده اند. در طول زنجیرهای مولکولی، گروه های هیدروکسیل قرار دارند و در هر حلقه، سه گروه هیدروکسیل وجود دارد.

    بنابراین تعداد بسیار زیادی عوامل هیدروکسیل در طول زنجیر وجود دارد و خواص شیمیایی و فیزیکی پنبه نیز متأثر از همین گروه هاست.

     

    خواص و ویژگی های پنبه

    طول الیاف: یکی از ویژگیهای بسیار مهم الیاف، طول آنهاست. با افزایش طول و یک نواختی طول الیاف، نخ مرغوب تری تولید میشود. قطر پنبه نیز به طول آن بستگی دارد.

    الیافی که طول بلندتری دارند، ظریف تر محسوب میشوند، یعنی (بر عکس الیاف پشم) واجد هر دو حسن برای تولید نخ مرغوب هستند.

    الیاف پنبه از لحاظ طول به سه دسته تقسیم می شوند

    • الیاف کوتاه 2-1 سانتی متر
    • الیاف متوسط : 4-2 سانتی متر
    • الیاف بلند 6-4 سانتی متر

    رنگ الیاف:از نظر رنگ، پنبه مرغوب سفید یا کرم است، اما پنبه هایی با رنگ های زرد و قهوه ای نیز یافت می شود. الیاف هرگاه در مناطق خشک رشد کنند، سفید می شوند اما در مناطق بارانی، کم و بیش خاکستری یا آبی خواهند بود.

    یخ بندان و سرما نیز سبب زردی الیاف پنبه می شود. به طور کلی رنگ الیاف به شرایط مختلفی از جمله آب و هوا، خاک، نوع بذر و مانند آنها بستگی دارد.

    درجه رسیدگی:رشد الیاف پنبه در داخل غوزه انجام می شود. ممکن است به دلایلی (نرسیدن آب و برداشت زودتر از موعد) مقداری از الیاف به طور کامل رشد نکنند (دیواره ثانوی به اندازه کافی رشد نکند).

    به این الیاف، الیاف نارس می گویند. الیاف نارس ممکن است در طول خط تولید اشکالاتی را پدید آورند مشکلات الیاف نارس عبارتند از:

    1- مشکل رنگرزی: پس از رنگرزی، الیاف نارس کم رنگ تر از الیاف رسیده به چشم می خورد.

    2- مقاومت کمتر: الیاف نارس مقاومت کمتری دارند و به سهولت پاره میشوند. ضایعات افزایش می یابد و همچنین توقف ماشین را به دنبال خواهند داشت.

    3- انعطاف پذیری: الیاف نارس انعطاف پذیری بالایی دارند و به سادگی دور الیاف دیگر پیچیده و نپ (گره) ایجاد می کنند.

     

    نماد الیاف پنبه

     

    استحکام الیاف پنبه:استحکام خوب یکی از ویژگی های مهم الیاف پنبه است. استحکام پنبه 302/5 گرم بر دنیر است و در حالت مرطوب نیز این مقدار حدود 30-20 درصد افزایش می یابد.

    البته استحکام یک نخ تهیه شده از الیاف پنبه، به ظرافت و طول الیاف نیز بستگی دارد. الیاف بلندتر دارای پیچیدگی بیشتر است و این باعث می شود در فرآیند ریسندگی، الیاف بهتر تاب بخورند و راحتتر درگیر شوند.

    خاصیت ارتجاعی الیاف پنبه: خاصیت الاستیسیته مربوط به میزان چروک پذیریی و برگشت به حالت اولیه است که در مورد پنبه چندان جالب نیست، به این معنی که چروک پذیری محصولی که با پنبه ساخته شده است زیاد است.

    اثر رطوبت بر الیاف پنبه: جذب رطوبت الیاف پنبه در شرایط استاندارد معادل 8/5 درصد است و نسبت به سایر الیاف متوسط محسوب میشود. پنبه در اثر جذب رطوبت متورم می شود و با خشک شدن به حالت اولیه باز می گردد.

    استحکام الیاف پنبه با جذب رطوبت افزایش می یابد. به این دلیل که جذب رطوبت در الیاف پیوندهای هیدروژنی بین عوامل هیدروکسیل سلولز و مولکولهای آب ایجاد میکند.

    در نتیجه این پیوستگی های بی شمار، اتصال بین زنجیرها محکم تر میشود و هم زمان قابلیت افزایش طول نیز بیشتر می شود، که به دلیل سهولت لغزش مولکول ها روی یکدیگر است.

    اثر حرارت بر الیاف پنبه: از ویژگی های مهم پنبه مقاومت بالای آن در برابر حرارت است. پنبه در مقابل حرارت 120 درجه سانتی گراد، پس از چند ساعت شروع به زرد شدن می کند، در دمای 150 درجه سانتی گراد به مقدار قابل توجهی تجزیه و در 180 درجه سانتی گراد رنگ آن قهوه ای و سپس سیاه می شود.

    الیاف پنبه

    اثر نور خورشید بر الیاف پنبه:در صورتی که الیاف پنبه برای مدت زیادی در معرض نور خورشید باشند، اثرات مخرب تشعشعات فرابنفش از استحکام آنها می کاهد و رنگ الیاف زرد می شود. البته اثرات مخرب نور خورشید در شرایط مرطوب تشدید می یابد.

    اثر میکروارگانیسم ها: قارچ ها و باکتریها میتوانند پنبه را مورد حمله قرار دهند. برای نمونه کپک ها روی پارچه پنبه ای تکثیر میشوند و افزون بر ایجاد بوی کپک، موجب پوسیدگی و تضعیف پارچه نیز میشوند.

    علت اصلی ایجاد و رشد کپک، استفاده از آهار نشاسته در پارچه های پنبه است، در حالی که سلولز خالص غذای مناسبی برای کپک نیست.

    اثر اسید: در حالت سرد محلول اسید معدنی رقیق اثری بر روی پنبه ندارد و در حالت جوش سلولز را تخریب میکند. اسید سولفوریک غلیظ در حالت سرد، سلولز را حل می کند، اما اسید هیدروکلریک برای تخریب سلولز اثر بیشتری دارد.

    اسید نیتریک برای مدت کوتاه باعث دوام بیشتر لیف می شود ولی برای مدت طولانی باعث تخریب لیف می شود. حساس بودن کالای پنبه ای در شرایط اسیدی دلیل پوسیدگی کالای پنبه ای در اثر عرق اسیدی بدن است.

    اثر قلیایی: بر خلاف حساسیت زیاد پنبه در مقابل اسیدها، مقاومت بسیار زیادی در برابر قلیایی ها حتی محلول غلیظ سود کستیک (هیدروکسید سدیم) دارد. یکی از مزایای پنبه این است که برابر قلیا پایدار است.

    یکی از مهم ترین فرایندهای عملیات نساجی، مرسریزه کردن پنبه است که در محلول غلیظ سود کستیک انجام میشود. الیاف پنبه زمانی که در محلول غلیظ سود قرار میگیرد به سرعت جمع میشود و ابعاد آن کاهش می یابد.

    از طرفی مقطع لوبیایی شکل آن دایره ای شکل میشود و کانال لومن کم و بیش از بین می رود و جذب آب و رنگ افزایش می یابد.

    اگر قرار دادن کالای نساجی در سود غلیظ تحت کشش انجام گیرد، به این عملیات مرسریزه گویند که نتیجه آن درخشندگی الیاف است.

    در صورتی که کالای نساجی در حالت آزاد و بدون کشش در سود غلیظ قرار گیرد، جمع شدگی ایجاد میشود که به آن کاستیفیکاسیون گفته می شود.

    در هر دو حالت، افزایش استحکام و افزایش جذب رنگ وجود دارد، اما در حالت مرسریزه نسبت به کاستیفیکاسیون به دلیل آرایش یافتگی بیشتر - جذب رنگ کمتر است.

    این عملیات در دمای محیط یا در صورت امکان، دمای کمتر از آن انجام می گیرد که به کاهش استحکام لیف منجر نگردد.

    مواد سفید کننده: مواد اکسیده مانند آب ژاول (وایتکس) و آب اکسیژنه، اثر چندانی در تخریب پنبه ندارد و بیشتر برای سفیدگری آن استفاده میشود. البته غلظت بالا و زمان زیاد قرار داشتن در مواد سفید کننده، سبب کاهش استحکام لیف می شود.

     

    روش شناسایی الیاف پنبه

    شناختن پنبه به طرق مختلف صورت میگیرد و متداول ترین آنها عبارتند از:

    روش میکروسکوپی:الیاف پنبه مقطع طولی نواری تابدار و مقطع عرضی لوبیا شکل دارند.

    روش سوزاندن: الیاف پنبه در تماس با شعله به سرعت می سوزند و چنانچه آنها را از شعله دور کنیم به سوختن ادامه میدهند (اصطلاحاً خودسوز) و پس تاب ایجاد می کند. بوی حاصل از سوختن پنبه شبیه به کاغذ سوخته است. خاکستر آن نرم و مقدارش کم و خاکستری رنگ است.

     روش شیمیایی: محلول شوایتزر لیف پنبه را در خود حل می کند. اسید سولفوریک 75 درصد نیز می تواند سبب تجزیه پنبه گردد.

     

    کاربرد پنبه

    موارد کاربرد پنبه

    پنبه، لیف کم و بیش ارزانی است و برای تولید پارچه هایی با زیر دست خوب، مورد استفاده می گیرد. پارچه پنبه ای دوام کم و بیش خوبی دارند و در برابر شست و شوهای متوالی مقاوم هستند.

    الیاف پنبه با توجه به جذب رطوبت متوسط قادر به جذب عرق بدن هستند و با دارا بودن زیر دست نرم، بیشتر برای لباس های زیر و همچنین حوله مناسب است.

    از آنجا که الیاف پنبه برای خشک شدن به مدت زمان زیادی احتیاج دارند و چروک آن فقط با اتو و به سختی صاف میشود، بنابراین مخلوط کردن الیاف پنبه با الیاف مصنوعی - به ویژه پلی استر - عیوب آن را کاهش میدهد.

    انواع مختلف پارچه ها از پنبه تهیه می شوند که از میان آنها میتوان به چیت، متقال، جین، مخمل کبریتی نخی پنبه ای و برزنت اشاره کرد.

    الیاف پنبه ممکن است با پشم، ویسکوز و اکریلیک مخلوط شوند. با برخی از روش های تکمیلی به کمک مواد شیمیایی نیز میتوان از چروک شدن الیاف پنبه ای جلوگیری کرد.

     

    ویژگی های لیف پنبه

    اصلی ترین ویژگی های لیف پنبه، نرمی و لطافت، جذب رطوبت زیاد، استحکام کششی زیاد، مقاومت سایشی زیاد، افزایش استحکام در حالت مرطوب، مقاومت کم در برابر چروک شدن، مقاومت زیاد در برابر حرارت است.

    مطالب مرتبط