1. تأثير غزل القطن الحيوي خصائص الألياف على توحيد امتصاص اللون
يُظهر غزل القطن المتجدد بيولوجيًا، والمعروف أيضًا باسم خيوط القطن المتجدد بيولوجيًا، خصائص صباغة استثنائية نظرًا لبنية الألياف الفريدة الخاصة به. بالمقارنة مع القطن البكر التقليدي، يتكون غزل القطن المتجدد بيولوجيًا عادةً من نوعين رئيسيين من الألياف: القطن المتجدد أو القطن المعاد تدويره.
1.1 عدم التجانس المورفولوجي للألياف المعاد تدويرها
بالنسبة لخيوط القطن المعاد تدويرها والمشتقة من القطن المعاد تدويره، تخضع المواد الخام للتحلل وإعادة الغزل ميكانيكيًا أو كيميائيًا. تؤدي هذه العملية إلى عدم انتظام طول الألياف، ونضج متفاوت، وأضرار متفاوتة.
في محلول الصباغة، تظهر هذه الألياف المتنوعة شكلياً حركية امتصاص ومعدلات انتشار متميزة. غالبًا ما تكشف الألياف الأساسية المجددة ميكانيكيًا عن المزيد من مجموعات هيدروكسيل السليلوز في نهاياتها، ولكنها قد تتعرض أيضًا لبعض التقشير للبشرة أو الجدار الأساسي. وينتج عن هذا تقلبات موضعية في قدرة امتصاص اللون.
يكمن التحدي الأساسي المتمثل في توحيد امتصاص اللون في حقيقة أن الضغوط الفيزيائية أو الكيميائية التي يتم إدخالها أثناء عملية التجديد تغير البنية المسامية للألياف. إذا فشلت المعالجة المسبقة في تجانس الألياف بشكل كامل، فإن الخيوط أو القماش المصبوغ الناتج يكون عرضة لإظهار ألوان مخططة أو متقلبة، أو اختلافات في الظل، أو اختلافات في المخلفات.
1.2 مزايا التوافق للقطن المتجدد
الغزل المشتق من القطن المتجدد، بسبب ممارساته الزراعية التي تعزز التربة الصحية، لديه بنية ألياف تشبه القطن البكر عالي الجودة ويظهر تجانسًا شكليًا أقل. يُظهر هذا النوع من ألياف القطن تقاربًا أوليًا محسنًا وامتصاصًا متوازنًا لامتصاص اللون، مما يضع أساسًا متينًا للصباغة الموحدة.
2. أداء ثبات اللون وتحديات البنية الكيميائية
يعد ثبات اللون مؤشرًا رئيسيًا لقدرة النسيج على الحفاظ على ثبات اللون ضد العوامل الخارجية (مثل الغسيل والاحتكاك والضوء). يرتبط أداء ثبات اللون للغزل القطني المتجدد بيولوجيًا ارتباطًا وثيقًا بفئة الصبغة وكفاءة التثبيت المستخدمة.
2.1 اختيار الصبغة المباشرة والمتفاعلة
تستخدم الأصباغ المباشرة والأصباغ التفاعلية بشكل أساسي في ألياف القطن.
ترتبط الأصباغ المباشرة بجزيئات السليلوز من خلال قوى فان دير فالس والروابط الهيدروجينية، مما يؤدي إلى آلية تثبيت بسيطة، ولكنها تظهر عمومًا ثباتًا رطبًا منخفضًا. بالنسبة لألياف القطن المجددة التي تحتوي على مناطق غير متبلورة أكثر، قد تمتز الأصباغ المباشرة بسرعة أكبر، ولكن قد يكون الامتزاز أسرع أيضًا.
تشكل الأصباغ التفاعلية روابط كيميائية مع مجموعات هيدروكسيل السليلوز من خلال روابط تساهمية، مما يؤدي إلى ثبات غسيل وفرك ممتاز. ومع ذلك، بسبب الشقوق الصغيرة على سطح ألياف القطن المجددة، قد يتأثر معدل الاصطدام الفعال (ER) بين جزيئات الصبغة والمواقع النشطة ومعدل التثبيت (FR). يعد استخدام عوامل التثبيت أو عوامل الارتباط المتقاطع بمثابة خطوة نهائية رئيسية في تحسين الثبات الرطب للأصباغ التفاعلية.
2.2 العلاقة بين تحلل السليلوز وثبات الضوء
قد تخضع بعض القطن المتجدد لدرجة معينة من إزالة بلمرة السليلوز أثناء عملية إعادة التدوير، مما يؤدي إلى انخفاض في درجة البلمرة (DP). انخفاض قيمة DP يجعل الألياف أكثر حساسية للأشعة فوق البنفسجية والعوامل المؤكسدة.
قد تؤثر هذه الحساسية بشكل غير مباشر على ثبات الضوء. تحت الضوء، يكون هيكل السليلوز التالف عرضة للتحلل، وتكون جزيئات الصبغة، مثل الكروموفور، عرضة أيضًا للخلل الهيكلي أو تفاعلات الأكسدة والاختزال، مما يؤدي إلى تلاشي اللون أو تغيره. يعد تطبيق مضادات الأكسدة أو ممتصات الأشعة فوق البنفسجية في مرحلة التشطيب بمثابة أسلوب تقني فعال لتحسين ثبات الضوء.
3. التأثير التآزري لتقنيات التشطيب على الأداء
يعتمد غزل أو نسيج القطن المتجدد بيولوجيًا عالي الجودة على عملية تشطيب دقيقة.
يعد التليين أمرًا ضروريًا لتحسين ملمس خيوط القطن المجددة. نظرًا لخشونة الألياف المُعاد تجديدها وعدم استواءها، يلزم استخدام مواد تنعيم محبة للماء لا تؤثر على ثبات اللون لمنع تكوين طبقة كارهة للماء، مما يقلل بدوره من تهوية القماش وقابليته للغسل.
يعد التحكم في الانكماش أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة للأقمشة القطنية. تشطيب الراتنج يمكن أن يحسن استقرار الأبعاد. ومع ذلك، يجب التحكم بشكل صارم في انبعاثات الفورمالديهايد من الراتنج، خاصة بالنسبة لمنتجات القطن ذات التجدد الحيوي التي تعطي الأولوية للاستدامة والسلامة الحيوية. يعد اختيار تقنيات التشطيب وتنفيذها من العوامل الحاسمة في تحديد ما إذا كانت خيوط القطن المولدة بيولوجيًا يمكنها تلبية متطلبات الجودة لسوق المنسوجات الراقية.
