استخدام PVA في تحديد حجم الالتواء
كحول البولي فينيل (PVA) هو عامل تحديد حجم الاعوجاج شائع الاستخدام، ويُقدّر لالتصاقه الممتاز بالألياف المحبة للماء والكارهة له. يُشكّل أغشيةً متينةً ومقاومةً للتآكل، ويمتزج جيدًا مع عوامل تحديد حجم أخرى مثل النشا وحمض البولي أكريليك، مما يُحسّن أداء التحديد العام. يوفر كحول البولي فينيل المُحلل بالكامل التصاقًا قويًا، ولكنه يصعب إذابته وإزالة حجمه، بينما تُعدّ الأصناف المُحللة جزئيًا أسهل في التعامل، ولكنها عُرضة للرغوة. على الرغم من أن كحول البولي فينيل غير سام، إلا أن بطء تحلله البيولوجي يحدّ من جاذبيته البيئية. وتُبذل جهودٌ مُستمرة لتحسين ملاءمته للبيئة وتكييف خصائصه مع متطلبات النسيج عالي السرعة الحديثة. على الرغم من هذه التحديات، لا يزال كحول البولي فينيل أحد أكثر مواد تحديد حجم المنسوجات فعاليةً وموثوقيةً في الاستخدام اليوم.
أداء عامل التحجيم PVA
يُعد عامل التحجيم PVA مادة أساسية في تحجيم المنسوجات، وذلك لثلاثة أسباب رئيسية:
- التصاق ممتاز: يُظهر PVA التصاقًا ممتازًا بكل من الألياف المحبة للماء (مثل PVA المتحلل بالكامل للقطن) والألياف الكارهة للماء (مثل PVA المتحلل جزئيًا للبوليستر).
- خصائص فيلمية فائقةبغض النظر عما إذا كانت متحللة كليًا أو جزئيًا، فإن أغشية تحجيم PVA تتمتع بمتانة ممتازة ومقاومة للتآكل، وغالبًا ما تكون عالية للغاية (تماسك عالٍ)، مما قد يسبب صعوبة في فصل الخيوط.
- توافق جيديمتزج عامل التحجيم PVA جيدًا مع جميع عوامل التحجيم الأخرى، بما في ذلك العوامل القائمة على النشا، والعوامل القائمة على حمض البولي أكريليك، وعوامل البوليستر القابلة للتشتت في الماء. ويمكن أن تؤدي إضافة نسبة مناسبة من PVA إلى تحسين خصائص الأغشية لهذه العوامل الأخرى بشكل ملحوظ.
وبالتالي، يُعتبر PVA حاليًا عامل التحجيم الذي يتمتع بأفضل أداء تحجيم شامل.
قابلية التكيف لدرجات PVA
في الصين، يُنتج البولي فينيل الكحول (PVA) بشكل رئيسي من قبل شركات حكومية كبيرة. وتتوفر منه درجات مختلفة تغطي نطاقًا واسعًا من درجات البلمرة (300-3000) ودرجات التحلل المائي (80%-100%)، بلزوجة تتراوح من 3.0 ملي باسكال.ثانية إلى 90 ملي باسكال.ثانية، في كل من شكل الحبيبات والمسحوق. ومع ذلك،, الدرجات غير القياسية تُعدّ أنواع PVA أغلى بكثير من الأنواع التقليدية. وتشمل أنواع PVA الرئيسية المستخدمة حاليًا في تجهيز خيوط السدى ما يلي:
- PVA 1799 و PVA 1788 (درجة البلمرة حوالي 1700)
- PVA 0588 (درجة البلمرة حوالي 500)
يتميز البولي فينيل الكحول (PVA) بدرجة بلمرة تبلغ 1700 بلزوجة عالية جدًا وهو غير مناسب لعمليات التحجيم منخفضة اللزوجة وعالية التركيز الحالية.
جودة البولي فينيل الكحولي المتحلل جزئياً
بالمقارنة مع البولي فينيل الكحولي المتحلل بالكامل، يوفر البولي فينيل الكحولي المتحلل جزئياً العديد من المزايا، بما في ذلك:
- قابلية ذوبان أفضل
- تصغير أسهل
- قوة التصاق أكبر بالألياف الكارهة للماء (مثل البوليستر)
- خصوصًا،, PVA 0588 يتميز بانخفاض لزوجته.
بسبب بنيته الجزيئية، يحتوي البولي فينيل الكحولي المتحلل جزئيًا على مجموعات محبة للماء (-OH) ومجموعات كارهة للماء (-OOCCH₃)، مما يجعله مشابهًا للمواد الفعالة سطحيًا. تميل هذه البنية إلى إنتاج الرغوة, والرغوة مستقرة للغاية. لذلك،, أداء مضاد للرغوة يُعد مؤشرًا حاسمًا للجودة بالنسبة لـ PVA المتحلل جزئيًا.
على الرغم من أن بعض المصنعين الصينيين قادرون على إنتاج مادة PVA المحللة جزئياً، إلا أن منتجاتهم لا تزال متأخرة عن العلامات التجارية العالمية، وخاصة فيما يتعلق بأداء مقاومة الرغوة.
هكذا:
- ل بولي فينيل الكحول المتحلل بالكامل, ينبغي أن ينصب التركيز على خفض درجة البلمرة وبشكل مناسب درجة التحلل المائي المخفضة.
- ل بولي فينيل الكحول المتحلل جزئياً, ، حل مشكلة الرغوة و تحسين جودة المنتج تُعد هذه من الأولويات الرئيسية.
أداء تقليل حجم مادة PVA
تُعتبر عوامل التحجيم PVA بشكل عام يصعب تغيير الحجم. هناك طريقتان أساسيتان لتقليص الحجم: انحلال و التحلل الكيميائي.
- ترتبط قابلية الذوبان بشكل أساسي بدرجة التحلل المائي:
- يذوب البولي فينيل الكحولي المتحلل بالكامل (مثل PVA 1799) بشكل ضعيف ويتطلب درجات حرارة أعلى من 95 درجة مئوية لأكثر من 30 دقيقة.
- تذوب بولي فينيل الكحول المتحلل جزئيًا (مثل PVA 1788 وPVA 0588) عند 60 درجة مئوية - 80 درجة مئوية في غضون فترة قصيرة.
بما أن عملية تحجيم السدى تستخدم بشكل أساسي PVA 1799، فإن عملية إزالة التحجيم لا تزال تمثل تحديًا.
بغض النظر عن النوع، فإن الهيكل الجزيئي لـ PVA يتكون بالكامل من روابط الكربون-كربون, مما يجعله مستقرًا كيميائيًا للغاية. ولذلك، تستخدم مصانع الطباعة والصباغة عادةً الأكسدة القلوية ببيروكسيد الهيدروجين عند درجات حرارة عالية (أعلى من 95 درجة مئوية) طرق إزالة حجم البولي فينيل الكحولي (PVA).
مدى ملاءمة مادة PVA للبيئة
يركز التقييم البيئي لعوامل التحجيم بشكل أساسي على سمية و قابلية التحلل البيولوجي.
- سميةPVA هو غير سام.
- قابلية التحلل البيولوجي: يُعتبر البولي فينيل الكحول (PVA) قابلاً للتحلل البيولوجي من الناحية التقنية، ويُصنف كبوليمر صناعي قابل للتحلل البيولوجي في صناعات مثل الطلاءات والمواد اللاصقة. ومع ذلك، فإن معدل تحلله البيولوجي بطيء للغاية.
- زيادة 3 أشهر في الماء
- زيادة سنتان في التربة
قيم التحلل البيولوجي (BOD₅/COD₍Cr₎):
- PVA 1788: 0.009
- PVA 1799: 0.004
- نشا الذرة: 0.641
- بولي أكريلاميد: 0.533
- عامل تحجيم البوليستر القابل للتشتت في الماء: 0.054
بسبب بطء تحلله البيولوجي، يُعتبر البولي فينيل الكحول (PVA) في الصين مادة يجب التخلص منها.“يُستخدم بشكل أقل أو يُتجنب استخدامه في تحديد حجم خيوط السدى.”
خاتمة
مع الأخذ في الاعتبار التصاق الألياف، وأداء الفيلم، والتوافق مع عوامل التحجيم الأخرى،, توفر عوامل التحجيم المصنوعة من مادة PVA حاليًا أفضل أداء تحجيم شامل. ومع ذلك، ونظرًا لضعف قابليتها للتحلل البيولوجي، فإن استخدامها يواجه قيودًا معينة.
تصغير حجم خيوط السدى وتصغير حجمها
لماذا يُعدّ تهيئة خيوط السدى ضرورية ومبادئها
مبادئ تحديد حجم خيوط السدى:
- إجراءات تحديد حجم المشروبات الكحوليةيتكون محلول التحجيم عادةً من الماء والنشا والمواد اللاصقة والمكثفات والمواد المضادة للكهرباء الساكنة، وما إلى ذلك، غشاء واقٍ على سطح خيوط السدى، مما يزيد من ترابط الألياف ويعزز مقاومة التآكل.
- تأثير طلاء الألياف: يتغلغل سائل التحجيم بين الألياف وحولها، مكوناً طبقة لاصقة رقيقة تعمل على تنعيم السطح وتحسين قوة الشد ومقاومة الاحتكاك.
- تقليل الاحتكاك: تعمل عملية التحجيم على تقليل الاحتكاك بين الخيوط ومكونات الآلة بشكل كبير، مما يقلل من خطر تلف الخيوط وانقطاعها أثناء النسيج.
- تعزيز متانة الخيوطتتميز الخيوط المعالجة بمتانة واستقرار أكبر، مما يجعلها تتحمل شد النول والصدمات بشكل أفضل، مما يضمن عمليات نسيج سلسة.
لماذا يُعدّ تحديد حجم خيوط السدى ضروريًا؟
- تحسين كفاءة النسيجيقلل من تكرار انقطاع الخيوط، ويقلل من وقت توقف النول، ويعزز كفاءة الإنتاج.
- تقليل التآكل والتمزقيقلل من احتكاك الخيوط وأجزاء الآلة، مما يطيل عمر الآلات ويقلل من احتياجات الصيانة.
- تحسين جودة القماش: ينتج أقمشة ذات أسطح أكثر نعومة وتجانسًا، مما يحسن المظهر النهائي.
- تعزيز متانة النسيجتتحمل الخيوط المعالجة شدًا أعلى أثناء النسيج، مما يعزز قوة النسيج النهائي.
لماذا يُعدّ تغيير المقاس ضروريًا وكيفية القيام بذلك
في مجال إنتاج المنسوجات،, إزالة النشا تُعد هذه خطوة أساسية بعد عملية التنشئة. فهي تزيل عوامل التنشئة المتبقية على الخيوط أو الأقمشة، مما يسمح للعمليات اللاحقة (مثل الصباغة أو التشطيب) بالمضي بسلاسة.
ضرورة تغيير المقاس:
- تحسين الصباغة والتشطيبتُعيق عوامل التحجيم امتصاص الصبغة والتشطيب. وبدون إزالة التحجيم، يحدث صباغة غير متساوية ونتائج تشطيب رديئة.
- تقليل صلابة القماش: تعمل عملية إزالة النشا على إزالة الصلابة الناتجة عن عملية النشا، مما يعيد مرونة الخيوط لتحسين عملية النسيج والمعالجة اللاحقة.
- تقليل لمعان القماشغالباً ما تضيف عملية التنعيم لمعاناً غير مرغوب فيه؛ أما إزالة التنعيم فتعيد للنسيج مظهره الطبيعي.
- منع الروائحقد تتسبب بقايا مواد التنشئة في ظهور روائح كريهة أثناء عمليات المعالجة اللاحقة. وتساعد إزالة مواد التنشئة في الحفاظ على جودة النسيج.
طرق إزالة المقاييس:
- إزالة النشا بالغسيل بالماء:
- يُغسل بالماء الساخن أو الدافئ، وغالباً مع مواد إزالة النشا، وخاصةً بالنسبة للمواد التي تحتوي على النشا.
- تتراوح درجات الحرارة النموذجية من من 60 درجة مئوية إلى 90 درجة مئوية, ، وذلك حسب نوع المقاس ومادة الخيط.
- إزالة التحجيم الكيميائي:
- يستخدم إنزيمات إزالة النشا، أو الأحماض، أو القلويات لتفكيك النشا كيميائياً.
- تحظى عملية إزالة النشا الأنزيمية بشعبية خاصة لكفاءتها ولطفها، مما يقلل من تلف الألياف.
- إزالة الأبعاد الميكانيكية:
- تستخدم نفاثات المياه عالية الضغط أو الاحتكاك الميكانيكي لإزالة عوامل التحجيم بشكل مادي.
- مناسب للخيوط الخاصة أو عالية القوة، ولكنه يتطلب عناية لمنع تلف الخيوط.
- إزالة التحجيم بالأحماض أو القلويات:
- بالنسبة لأنواع محددة من التحجيم (مثل أحجام البوليمرات الاصطناعية)، يتم استخدام المعالجات الحمضية (مثل حمض الكبريتيك المخفف) أو القلوية (مثل هيدروكسيد الصوديوم) للإزالة الفعالة.
لمحة عامة عن تطوير عوامل التحجيم النسيجية
| نوع عامل التحجيم | نظرة عامة على التطوير | المزايا الرئيسية | المشاكل الرئيسية | اتجاه التطوير |
|---|---|---|---|---|
| النشا والنشا المعدل | أول عامل تحجيم تم استخدامه؛ أصبح النشا المعدل شائعًا منذ ثمانينيات القرن العشرين. | متوفر على نطاق واسع، منخفض التكلفة، سهل إزالة الحجم (عن طريق الأميليز). | لزوجة عالية، سيولة ضعيفة، التصاق متوسط بالألياف، غشاء تحجيم هش. | تحسين صلابة الفيلم، وتعزيز استقرار المنتج، وتقليل التصلب في درجات الحرارة المنخفضة. |
| كحول البولي فينيل (PVA) | لا يزال هذا المنتج، الذي تم استخدامه منذ الستينيات، عاملاً رئيسياً في تحديد حجم الجدران نظراً لأدائه الممتاز. | التصاق قوي بالألياف المحبة للماء والألياف الكارهة للماء، غشاء متين ومقاوم للتآكل، توافق جيد مع المواد الأخرى. | ضعف قابلية التحلل البيولوجي؛ يصعب إزالة حجم الأنواع المتحللة بالكامل؛ قد تسبب الأنواع المتحللة جزئياً الرغوة. | تطوير درجات بلمرة منخفضة ودرجات تحلل مائي محسنة من PVA؛ تحسين قابلية التحلل البيولوجي. |
| عوامل أساسها حمض البولي أكريليك | استُخدمت منذ أواخر السبعينيات، وتطورت بسرعة في الثمانينيات والتسعينيات. | خصائص قابلة للتعديل، التصاق جيد، قدرة ممتازة على تكوين طبقة رقيقة. | تكلفة عالية، امتصاص عالٍ للرطوبة، توافق ضعيف مع النشا. | خفض التكاليف، وتطوير عوامل صلبة منخفضة اللزوجة مناسبة للتحجيم. |
| بوليستر قابل للتشتت في الماء | تطور سريع منذ أوائل القرن الحادي والعشرين؛ وهو الآن النوع الرئيسي الرابع. | التصاق ممتاز بالبوليستر، لزوجة منخفضة، اختراق جيد للألياف، تكلفة منخفضة نسبياً. | ضعف الذوبان في الماء العسر، والإلكتروليتات، والقلويات؛ توافق متوسط؛ تحتاج قابلية التحلل البيولوجي وإزالة النشا إلى تحسين. | تحسين الذوبان والتوافق؛ تحسين أداء إزالة التحجيم والخصائص البيئية. |








