پایان نامه رایگان درمورد ایالات متحده، مصرف کننده، مصرف انرژی، زیست محیطی

منفی بوده و با گروه های کاتیونی (+NH2) موجود در الیاف پیوند تشکیل می دهند. ساختار این رنگ ها غالبا به صورت آزو، آنتروکوئینون و تری آریل متان است.
نایلون، پشم، پلی آمید، ابریشم، آکریل اصلاح شده ، کاغذ و چرم
راکتیو
با گروه های OH-NH-, یا SH- پیوند های کوالانسی تشکیل می دهند. ساختار این رنگ ها غالبا به صورت آزو ،کمپلکس فلزی و آنتروکوئینون و فتالوسیانین است.

پنبه، پشم، ابریشم و نایلون
کمپلکس فلزی
یک یون فلزی(معمولا کرم، مس، کبالت یا نیکل) و یک یا دو مولکول رنگ (اسیدی یا راکتیو) تشکیل کمپلکس قوی می دهند.

ابریشم، پشم وپلی آمید
مستقیم
مولکول های بزرگ به وسیله نیروی واندروالس به الیاف متصل می شوند.ساختار این رنگ ها غالبا به صورت آزوسولفوناته است.
الیاف سلولوزی ، پنبه، کاغذ، چرم و نایلون
بازیک
ترکیبات کاتیونی که به گروه های اسیدی الیاف متصل می شوند. ساختار این رنگ ها غالبا به صورت آزو، دی آریل متان، تری آریل متان و آنتروکوئینون است.
الیاف مصنوعی ،کاغذ
دندانه ای
به افزودن یک ماده شیمیایی (نظیر اسید تانیک، آلوم، نمک های آلومینیوم، کرم، مس، آهن،پتاسیم و قلع) برای ترکیب شدن با رنگ و الیاف نیاز است.ساختار این رنگ ها غالبا به صورت آزو، اکسازین و تری آریل متان است.
پشم، چرم، ابریشم،کاغذ و الیاف سلولز اصلاح شده

دیسپرس

رنگ های با حلالیت کم که از طریق متورم شدن الیاف به داخل آن نفوذ می کنند. ساختار این رنگ ها غالبا به صورت آزو، نیترو، آنتروکوئینون و آزو با کمپلکس فلزی است.
پلیاستر، پلی آمید، استات، آکریلیک و پلاستیک ها

خمره ای
نا محلول در آب بوده اما ممکن است در نتیجه فرآیند احیاء قلیایی، محلول شود. ساختار این رنگ ها غالبا به صورت آنتروکوئینون است.
الیاف سلولز، پنبه و پشم

آزو
محصولات نامحلول یک واکنش بین جزء متصل کننده و یک آمین آروماتیک دی آزوکه در الیاف ایجاد می شود.
پنبه، استات سلولز و پلی استر

گوگردی
ترکیبات پلیمری حلقوی که دارای گوگرد در ساختار حلقوی است.
الیاف سلولز و پنبه

شکل (۱-۱):مهمترین گروه های عامل رنگ

۱-۲-۱-رنگ های اسیدی۹:
منشا نام رنگ های اسیدی از آن جاست که در گذشته در شرایط اسیدی بر روی الیاف پروتئینی مانند پشم اعمال می شدند.ترکیب شیمیایی رنگ های اسیدی،نمک های سدیم،اسید های سولفونیک و کربوکسیلیک هستند .این رنگ ها درآب حل شده و مشتمل برترکیبات مختلف زیر هستند:
٭ترکیبات تری فنیل متان،مانند آبی زایلن.
٭رنگ های نیترو مانند زرد مفتول.
٭ترکیبات اسیدی حاوی گروه آزو مانند آزو گرانین.
۱-۲-۲- رنگ های راکتیو۱۰ (فعال):
رنگ های راکتیو، رنگ هایی محلول در آب و آنیونی بوده که در روش های ساده رنگرزی مورد استفاده قرار می گیرند. این رنگ ها عمدتا برای الیاف سلولزی (پنبه) استفاده شده و در مواردی برای ابریشم، پشم، نایلون و چرم نیز کاربرد دارند. رنگ های راکتیو تا حد زیادی جایگزین رنگ های مستقیم، آزو و خمره ای شده اند و بزرگترین نوع رنگ مصرفی در ایالات متحده می باشند[۲۴]. این گروه از رنگ ها به دلیل تنوع زیاد رنگ، سهولت در کاربرد، پایداری مطلوب در طی شست و شو و مصرف انرژی کم، کاربرد گسترده ای در صنعت نساجی پیدا کرده اند [۲۵]. در طی فرآیند رنگرزی، رنگ های راکتیو با گروه های OHالیاف سلولزی و گروه های NH2 الیاف پلی آمید و پشم تشکیل [پیوند کوالانسی داده و بخشی از الیاف می شوند. این رنگ ها می توانند با گروه های OH مولکول‌های آب واکنش دهند که منجر به هیدرولیز رنگ می گردد. رنگ هیدرولیز شده قادر به ایجاد پیوند با الیاف نمی باشد به علاوه مقادیر قابل توجهی از رنگ به صورت تثبیت نشده در پایان فرآیند رنگرزی باقی می ماند که به جریان فاضلاب تخلیه می شود [۲۴و۲۶]. در شرایط متداول ۵۰-۲۰ درصد از رنگ های راکتیو مصرفی در فرآیند نساجی هدر رفته و به دلیل تغییر ساختار شیمیایی در طی مرحله رنگرزی نمی توانند مورد استفاده مجدد قرار گیرند[۲۵]. تخلیه کنترل نشده این رنگ ها به محیط زیست، اثرات سوء شدید و غیر قابل جبرانی را در بر دارد. رنگ های راکتیو در مقابل نور و عوامل شیمیایی مقاوم بوده و در محیط های طبیعی بسیار پایدار می باشند. لذا مدیریت فاضلاب های حاوی رنگ های راکتیو از دیدگاه زیست محیطی حائز اهمیت است. رنگ های راکتیو، سولفوناته و بسیار محلول در آب بوده، جذب آنها بر روی توده های بیولوژیکی ضعیف است و تحت شرایط هوازی در سیستم های تصفیه متداول تجزیه نمی شوند [۲۵و۲۷].
رنگ های راکتیو چهار بخش مهم در ساختار مولکولیشان دارند که عبارتند از کروموژن، گروه محلول کننده در آب، گروه پل ساز و گروه راکتیو-لیف. کروموژن قسمتی ازمولکول است که باعث رنگی شدن آن می شود و ویژگی های دیگری از رنگ مانند ثبات نوری آن را تعیین می کند. کروموژن ها نوعا متعلق به دسته های شیمیایی آزو، کربونیل و فتالوسیانین ها می باشند[۲۸].
۱-۲-۳-رنگ های کمپلکس فلزی۱۱:
در رنگ های کمپلکس فلزی ،کمپلکس قبل از فرآیند رنگرزی تشکیل می شود. اغلب رنگ های کمپلکس فلزی از رنگ های آزو تهیه می شوند که در آن اتم نیتروژن گروه آزو با یون فلز مرکزی، کمپلکس می دهد و در واقع دو مولکول رنگ آزویی با یک اتم یون کروم کوئوردینه می شوند. رنگ های کمپلکس فلزی ماهیت آنیونی دارند. این کمپلکس ها ممکن است گروه های سولفونات نداشته باشند. در واقع حضور گروه های سولفونات سبب می شود که آنیون های رنگ با شدت بسیار زیاد جذب الیاف شوند تا حدی که در فرآیند رنگرزی شکل یکنواختی به وجود می آورد.
۱-۲-۴-رنگ های مستقیم۱۲:
مدت های زیادی است که رنگ های مستقیم برای رنگرزی الیاف سلولزی استفاده می شوند. ریشه تاریخی نام آن ها به دلیل این است که این رنگ ها، اولین گروهی بودند که مستقیما و بدون نیاز به عملیات تثبیت کننده مانند دندانه دار کردن، بر روی الیاف اعمال می شدند. این رنگ ها، به دلیل داشتن گروه های اسید سولفونیک یا نمک های سدیم آن ها، به رنگ های اسیدی شباهت داشته و به طور کلی از ترکیبات سولفونه شده آزو می باشند. ترکیبات مونو آزو، دی آزو و تری آزو از مهم ترین رنگ های تشکیل دهنده این طبقه از رنگ ها هستند.
۱-۲-۵-رنگ های بازی۱۳:
ساختار شیمیایی رنگ های بازی از ترکیبات آلی یا هیدرو کلرید ها تشکیل شده است و بخش ایجاد کننده در مولکول که کروموفور نامیده می شود، کاتیونی است، لذا این گونه رنگ ها کاتیونی نامیده می شوند و فرمول عمومی آن ها HO-R-NH2 می باشد. رنگ های مختلفی که به این گروه تعلق دارند عبارتند از:
٭ترکیبات تری فنیل متان نظیر مالاکیت سبز و متیل سبز.
٭ترکیبات تیازین مانند آبی متیلن.
٭ترکیبات حاوی گروه اکسازین مانند آبی ملدولا.
٭آذین ها مانند قرمز خنثی
٭ترکیبات بازی حاوی گروه های آزو مانند قهوه ای بیسمارک.
رنگ های بازی حلالیت بالایی را در الکل دارند و به ندرت در آب حل می شوند. در برخی از موارد، انحلال منجر به تجزیه مولکول رنگ می شود.
۱-۲-۶-رنگ های دندانه ای۱۴:
این رنگ ها برای تثبیت شدن بر روی الیاف نیاز به مواد تثبیت کننده دارند که اصطلاحا «دندانه» نامیده می شوند. هیدروکسید های کروم، قلع، آلومینیوم و آهن از مواد تثبیت کننده پر مصرف هستند. در این سیستم رنگرزی، مولکول های در نقش لیگاند، یک یا چند الکترون غیر پیوندی خود را به فلزی که دارای اوربیتال های خالی است، می دهند. به این صورت پیوند داتیو بین آن ها تشکیل می‌شود.
۱-۲-۷-رنگ های پخش شونده۱۵:
رنگ های دیسپرس حلالیت بسیار کمی در آب دارند و برای رنگرزی الیاف سنتزی(مصنوعی) نسبتا آب گریز به شکل ذرات ریز پخش شده در آب استفاده می شوند. رنگ های دیسپرس از مولکول‌های مسطح و نسبتا کوچکی ساخته می شوند که بتوانند از بین زنجیره های پلیمری عبور کنند و وارد توده های الیاف شوند. این رنگ ها به صورت ذرات ریز پخش شده در دماهای حدود ۱۳۰درجه سانتی گراد و تحت فشار بر پلی استر اعمال می شوند.
۱-۲-۸-رنگ های خمره ای۱۶:
این رنگ ها در آب نا محلولند و پس از واکنش با هیدروسولفیت سدیم به صورت محلول در می‌آید. یکی از رنگ های طبیعی خمره ای ایندیگو است که در مقیاس صنعتی از قطران ذغال سنگ تهیه می‌شود و به دو دسته تقسیم می شود:
٭رنگ های ایندیگویی حاوی کروموفور مثل مشتقات ایندیگویتی.
٭رنگ های آنتراکینونی مشتق شده از آنتراکینون مانند زرد ایندانترن.
۱-۲-۹-رنگ های آزو۱۷:
این مجموعه از رنگ ها به طور عمده برای رنگ آمیزی الیاف سلولزی به کار می روند. این رنگ ها از مهمترین دسته رنگ ها بوده، در برگیرنده تعداد بسیار زیادی از رنگ ها می باشد و به طور وسیعی مورد استفاده قرار می گیرند. بارزترین ویژگی این رنگ ها داشتن یک یا چند گروه آزو است که توسط گروه رنگزای آزو، می توان طیف وسیعی از رنگ ها مثل زرد، قرمز، نارنجی، آبی، سبز، بنفش و سیاه را سنتز نمود. این رنگ ها را بر حسب تعداد گروه های آزو به صورت رنگ های مونو آزو، دی آزو و پلی آزو طبقه بندی می کنند.
الف.رنگ های مونو آزو:
این رنگ ها از پر استفاده ترین رنگ های گروه های آزو بوده و شامل دو دسته هستند:
٭رنگ های فاقد گروه کربوکسیلیک و سولفونیک.
٭رنگ های دارای گروه اسیدی.
ب.رنگ های دی آزو:
در ساختمان این رنگ ها، ماده کوپلاسیون از دو طرف توسط دو گروه دی آزونیوم جفت می‌شوند. تعداد این رنگ ها محدود بوده و اغلب غیر قابل حل در آب می باشند که از لحاظ کاربردی جزء رنگ های اسیدی دندانه ای و مستقیم محسوب می شوند [۲۹].

۱-۲-۱۰-رنگ های گوگردی۱۸:
رنگ های گوگردی از ترکیبات آلی پیچیده ای تشکیل شده اند که در ساختار آن ها گوگرد وجود دارد و در آب حل نشده ولی در محلول سدیم سولفید حل می شوند.
۱-۳- مشکلات ناشی از وجود رنگ در پساب:
آب یکی از فراوان ترین مواد موجود در کره ی زمین است ولی انسان نیاز به آب مناسب برای شرب و فعالیت هایی مانند کشاورزی، دامپروری و صنعتی دارد و منابع آب مناسب به دلیل افزایش مصرف و وجود فاضلاب های انسانی و پساب های صنعتی به مرور محدود تر شده و لزوم بهره گیری از آب‌های بازیافتی اهمیت ویژه می یاید. صنعت نساجی یکی از صنایعی است که مصرف آب آن بیش از ۱۰۰ بیلیون گالن در سال بوده و در نتیجه حجم پساب زیادی تولید می شود. قسمت اعظم این پساب ناشی از فرآیند های رنگرزی می باشد. صنعت نساجی بزرگترین مصرف کننده رنگ‌ها بوده و رنگ های آزوئیکی(آزو) ۴۵ درصد از کل مصرف رنگ های نساجی را شامل می‌شود. حدود ۷۰-۶۰ درصد از کل رنگ های تجاری، رنگ های آزو با پیوند N=Nمی باشند. اکثر رنگ های مورد استفاده دارای ساختار پلیمری بوده که از نظر بیولوژیکی، تخریب پذیری بسیار کمی ر

این نوشته در No category ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.