Pewarnaan keletihan tanpa garam/alkali mesra alam daripada kain kapas dengan pewarna reaktif |Laporan Saintifik

2023-01-12 20:34:21 By : Ms. Balte Z

Terima kasih kerana melawat nature.com.Anda menggunakan versi penyemak imbas dengan sokongan terhad untuk CSS.Untuk mendapatkan pengalaman terbaik, kami mengesyorkan anda menggunakan penyemak imbas yang lebih terkini (atau matikan mod keserasian dalam Internet Explorer).Sementara itu, untuk memastikan sokongan berterusan, kami memaparkan tapak tanpa gaya dan JavaScript.

Karusel dengan tiga slaid ditunjukkan pada satu masa.Gunakan butang Sebelum dan Seterusnya untuk menavigasi tiga slaid pada satu masa, atau butang titik slaid pada penghujung untuk melompat tiga slaid pada satu masa. Lycra Single Jersey Fabric

Pewarnaan keletihan tanpa garam/alkali mesra alam daripada kain kapas dengan pewarna reaktif |Laporan Saintifik

Peng Zhou, Ishtiaque Ahmed Navid, … Zetian Mi

Elena Meirzadeh, Austin M. Evans, … Xavier Roy

Guo-Quan Sun, Peng Yu, … Song Lin

Heping Xie, Zhiyu Zhao, … Zongping Shao

Brian Seger, Marc Robert & Feng Jiao

Fangxi Xie, Xiaolin Cui, … Shi-Zhang Qiao

Jianxiang Cheng, Rong Wang, … Qi Ge

Shuangqiao Han, Junyong Zhu, … Menachem Elimelech

Andrea Schenkmayerova, Martin Toul, ... Martin Marek

Laporan Saintifik jilid 12, Nombor artikel: 22339 (2022 ) Petik artikel ini

Proses basah tekstil menggunakan sejumlah besar air dan bahan kimia, dan oleh itu kesedaran tentang pengeluaran yang lebih bersih telah berkembang untuk melindungi alam sekitar daripada efluen industri.Dalam konteks ini, pencelupan reaktif bahan selulosa seperti fabrik kapas adalah sektor utama pewarnaan tekstil yang memerlukan penggunaan sejumlah besar natrium sulfat atau natrium klorida dan alkali untuk mengekzos dan membetulkan molekul pewarna dengan makromolekul selulosa, masing-masing.Walau bagaimanapun, baki garam dan alkali dalam efluen menjejaskan alam sekitar dengan teruk.Untuk tujuan ini, penggunaan trisodium nitrilotriacetate (TNA) dalam pencelupan reaktif fabrik kapas telah dihipotesiskan mempunyai faedah berganda, satu sebagai agen yang meletihkan (garam organik) dan yang kedua sebagai agen penetapan (asas organik).Oleh itu, ciri-ciri pencelupan ekzos fabrik kapas menggunakan CI Reactive Yellow 145 (RY145) telah dioptimumkan di bawah keadaan kepekatan TNA, kepekatan alkali, suhu dan masa pencelupan yang berbeza.Kekuatan warna dan nilai kelesuan primer dan sekunder juga disiasat dengan melihat kepada nilai yang diperoleh menggunakan kaedah pencelupan konvensional.Pencirian sampel efluen dengan RY 145 yang diambil selepas pencelupan menggunakan TNA berbanding dengan pencelupan konvensional menunjukkan pengurangan nilai COD, BOD, dan TDS yang cekap masing-masing sebanyak 99, 97, dan 97%.Kaedah pencelupan baharu telah dilaksanakan menggunakan CI Reactive Black 5 (RB5), CI Reactive Blue 160 (RB160), dan CI Reactive Red 24 (RR24) untuk mendedahkan sifat kebolehcelupan dan kelajuan yang baik setanding dengan yang diperoleh menggunakan kaedah konvensional.Keputusan keseluruhan yang diperolehi mencadangkan kesesuaian TNA sebagai agen mesra alam sesuai sebagai agen yang meletihkan dan memperbaiki fabrik selulosa.

Gentian selulosa adalah tanaman utama yang dieksploitasi secara meluas dalam industri tekstil.Fabrik tekstil yang diperbuat daripada gentian sebegini adalah unggul dalam keselesaan dan mesra alam.Pewarnaan fabrik selulosa bergantung terutamanya pada ciri-ciri pencelupan cemerlang yang diperoleh daripada pewarna reaktif.Kelas pewarna ini diikat ke dalam fabrik dengan membentuk ikatan kovalen melalui penggantian nukleofilik atau penambahan nukleofilik molekul pewarna dengan kumpulan hidroksil selulosa di bawah keadaan alkali1,2,3.Walau bagaimanapun, fabrik selulosa dalam air memperoleh cas permukaan negatif 4 yang memerlukan penggunaan sejumlah besar garam tak organik (iaitu natrium klorida atau natrium sulfat) untuk meneutralkan cas permukaan dan menggalakkan kelesuan pewarna daripada mandian pewarna ke dalam fabrik.Selain itu, penggunaan alkali tak organik (iaitu natrium karbonat) untuk menjayakan proses pencelupan dengan tahap penetapan ikatan gentian pewarna yang memuaskan dengan sifat tahan luntur basah yang lebih baik diperlukan.

Jumlah garam tak organik dan alkali yang diperlukan adalah perlu untuk meningkatkan keletihan pewarna reaktif dan kecekapan penetapan gentian pewarna5,6,7,8,9.Kuantiti elektrolit boleh setinggi 100 g/L bergantung pada naungan yang diperlukan, struktur pewarna dan kaedah pencelupan 10. Secara amnya, proses pencelupan reaktif menggunakan kuantiti air yang ketara dan hampir semua elektrolit tak organik, alkali dan pewarna tak tetap dibuang. kepada efluen pencelupan, yang dalam kebanyakan kes, air dan tanah tercemar11,12,13,14.Dalam konteks ini, proses pencelupan ekzos yang mewakili proses pencelupan kain kapas yang paling banyak digunakan dengan pewarna reaktif boleh membawa kepada kesan alam sekitar yang besar dengan penggunaan air dan bahan kimia yang lebih tinggi serta pelepasan efluen pewarna 14,15.Oleh itu, penilaian prestasi teknologi pencelupan reaktif moden dan pengoptimuman proses telah menjadi perlu untuk mengurangkan penggunaan bahan kimia, tenaga dan air16,17,18.Percubaan untuk mengurangkan jumlah elektrolit tak organik pada pencelupan reaktif telah memasukkan penggunaan pewarna reaktif dwifungsi, yang boleh bertindak balas dengan lebih mudah dengan selulosa dan menunjukkan prestasi pencelupan yang lebih baik walaupun pada kepekatan garam dan alkali yang rendah.

Terdapat juga minat yang semakin meningkat dalam menggunakan prosedur pencelupan reaktif yang inovatif, mesra alam dan mampan yang dicapai dengan penggunaan alternatif terbiodegradasi kepada garam tak organik dan/atau alkali19,20,21,22 tidak terbiodegradasi.Sebelum ini, kami telah melaporkan daya maju menggunakan garam amina organik iaitu, garam etilena diamine tetraacetatete tetrasodium (juga dikenali sebagai sodium edate, SE) sebagai garam beralkali bio-terurai alternatif untuk pencelupan reaktif ekzos kain kapas dan adunannya kepada garam tak organik konvensional dan alkali23,24,25.Garam ini juga terbukti boleh menjadi alternatif kepada urea/alkali dalam cetakan reaktif melalui proses pengukusan 26. Selain itu, Prabu dan Sundrarajan 27 telah melaporkan penggunaan garam trisodium sitrat sebagai alternatif kepada elektrolit tak organik konvensional untuk pencelupan ekzos kapas dengan reaktif, pewarna tong langsung dan terlarut.Selain itu, penggunaan trisodium nitrilotriacetate (TNA) dan tetrasodium N,N-biscarboxylatomethyl-l-glutamat (GLDA) terbukti sebagai alternatif dalam proses pewarnaan pad-stim kapas dengan pewarna reaktif 11,28,29,30.

Sebagai penerusan minat penyelidikan terhadap pengeluaran yang lebih bersih dalam industri tekstil, penggunaan trisodium nitrilotriacetate (TNA) sebagai garam organik dan alkali (pH 11, larutan akueus 1%) dalam pencelupan kelompok kapas dengan pewarna reaktif telah dikaji11.Kesan kepekatan TNA ke atas sifat pencelupan pewarna reaktif berbeza yang mengandungi kumpulan MCT, VS dan MCT/VS ke atas proses pencelupan ekzos fabrik kapas, kelesuan pewarna dan penetapan telah disiasat.Koordinat warna dan kekuatan warna CIELab dari segi nilai K/S telah ditentukan dan dibandingkan dengan pencelupan reaktif konvensional pada fabrik kapas.Beberapa pembolehubah, termasuk jenis pewarna reaktif dan jumlah garam/alkali yang digunakan untuk semua pewarna reaktif telah disiasat.Hasil pencelupan TNA-reaktif dan efluen mandi pewarna dibandingkan dengan yang diperolehi oleh proses konvensional.Sifat luntur fabrik kapas yang dicelup menggunakan pewarna reaktif yang berbeza juga dinilai.

Kain kapas yang diluntur dalam tenunan biasa (160 g/m2, Ne 120/2, 69 End/cm, 22 Picks/cm) yang dibekalkan daripada Syarikat El-Mahalla El-Kobra, Mesir, telah digosok dengan merebus dalam tab mandi yang mengandungi 5 g /L natrium karbonat dan 2 g/L detergen bukan ionik (Sera wash M-RK DyStar, Mesir) selama 3 jam, kemudian dibilas dengan air sejuk dan dikeringkan di udara pada suhu ambien.Empat pewarna reaktif komersial, yang terdiri daripada satu pewarna hetero-bifungsi monochloro-s-triazine/vinylsulphone (MCT/VS) (CI Reactive Yellow 145), satu pewarna Bis(MCT) homo-dwifungsi (CI Reactive Blue 160), satu homo-dwifungsi Pewarna Bis(VS) (CI Reactive Black 5) dan satu pewarna MCT monofungsi (CI Reactive Red 24) telah digunakan dalam penyiasatan ini.Pewarna ini dibekalkan oleh DyStar dan Oh Young Industrial Co. Ltd., dan digunakan seperti yang diterima.Nama generik CI dan struktur kimia pewarna ini digambarkan dalam Jadual 1. Semua bahan pewarna yang diperolehi adalah berkualiti komersial dan digunakan tanpa penulenan selanjutnya.Natrium sulfat anhidrat (SS), natrium karbonat (SC) dan trisodium nitrilotriacetate (TNA) Rajah 1 telah dibeli dari Fluka, Jerman.

Struktur kimia trisodium nitrilotriacetate (TNA).

Daya maju penggunaan kaedah TNA dalam pencelupan reaktif telah dikaji, sepadan dengan suhu/masa pencelupan optimum semasa peringkat keletihan dan penetapan dengan mengubah masa dari 0 hingga 60 min dan suhu dari 40 hingga 80 °C.Kesan penambahan garam TNA dan bukannya natrium sulfat dan natrium karbonat secara konvensional telah disiasat pada keadaan pencelupan yang sama.

Satu siri pewarnaan TNA bebas SS/SC telah dihasilkan menggunakan naungan 2% pewarna pada nisbah minuman keras 1:40.Proses pencelupan dimulakan pada 40 °C dengan pelbagai jumlah TNA (0–70 g/L) telah ditambah selama 30 minit masa keletihan primer, melainkan dinyatakan sebaliknya.Proses pencelupan diteruskan selama 60 minit lagi, manakala suhu kemudian dinaikkan kepada 40–80 °C, melainkan dinyatakan sebaliknya, untuk melengkapkan peringkat keletihan dan penetapan sekunder.Pencelupan konvensional fabrik kapas (sampel rujukan) SS/SC telah dilakukan dengan menggantikan trisodium nitrilotriacetate (TNA) dengan natrium sulfat (SS) 50 g/L dan natrium karbonat (SC) 20 g/L.SS ditambah pada 40 ° C dalam dua bahagian dalam masa 30 minit, SC ditambah dalam dua bahagian dalam masa 1 jam.Semua fabrik yang dicelup dibilas dengan air sejuk, dan pewarna yang tidak tetap dicuci menggunakan larutan 2 g/L natrium karbonat dan 2 g/L detergen bukan ionik pada LR 1:50 dan didihkan selama 30 minit (Gamb. 2) .

Profil pencelupan kaedah konvensional dan TNA.

K/S, keletihan dan penetapan sampel yang dicelup menggunakan TNA dibandingkan dengan sampel yang dicelup konvensional menggunakan SS 50 g/L dan SC 20 g/L.Kekuatan warna (K / S) dan koordinat warna semua fabrik yang dicelup dinyatakan dalam sistem ruang warna CIELAB (sering dilambangkan sebagai koordinat L*, a*, b*).Daripada mana nilai L* mewakili kecerahan atau kegelapan sampel (nilai kecerahan yang lebih tinggi mewakili hasil warna yang lebih rendah);a* menandakan kemerahan jika nilai positif atau kehijauan jika negatif;b* mewakili kekuningan jika positif atau kebiruan jika negatif dan C* menentukan kroma dan h menandakan sudut rona juga diukur menggunakan spektrofotometer Hunter Lab UltraScan PRO (USA) di bawah pencahayaan D65, 10 pemerhati piawai.

Jumlah nilai perbezaan warna (ΔE*) antara sampel TNA yang dicelup dan yang konvensional dikira menggunakan Persamaan.(1):

dengan ΔL*, Δa* dan Δb* ialah perbezaan parameter warna L*, a*, b* yang sepadan dengan sampel TNA dan sampel yang dicelup secara konvensional.

Kekuatan warna (K/S) fabrik yang dicelup selepas dibasuh direkodkan menggunakan teknik pemantulan cahaya dengan menggunakan Persamaan Kubelka–Munk.(2) 31.

Pemantulan (R) fabrik yang dicelup diukur pada spektrofotometer Shimadzu UV2401 (Jepun).

di mana R = Pecahan perpuluhan pantulan fabrik yang dicelup, K = Pekali serapan, dan S = pekali serakan.

Spektrum penyerapan larutan pewarna sebelum dan selepas pencelupan direkodkan oleh spektrofotometer UV-Visible Shimadzu UV2401PC pada nilai menggunakan lengkung penentukuran yang diperoleh sebelum ini menggunakan kepekatan pewarna (g/L) yang diketahui dalam air untuk mengira % keletihan dan penetapan pewarna pada kain kapas.

Tahap keletihan yang dicapai untuk pencelupan 2% (owf) pada gentian kapas ditentukan menggunakan analisis spektroskopi bagi pewarna sebelum dan selepas pencelupan pada masa yang berbeza.Keluk penentukuran bagi setiap pewarna ditentukan dengan mengukur penyerapan larutan pewarna yang diketahui kepekatannya.Peratusan keletihan dyebath yang dicapai untuk setiap pewarna dikira daripada Pers.(3).

di mana A1 ialah kepekatan dyebath sebelum celupan, dan A2 ialah kepekatan dyebath selepas tahap kehausan neutral (keletihan primer, E1) dan/atau peringkat alkali (keletihan sekunder, E2).

Penentuan nisbah penetapan pewarna (%F) diukur dengan menanggalkan sampel yang dicelup semasa mendidih selama 30 minit (nisbah minuman keras 1:50) dalam tab mendidih yang mengandungi 2 g/L natrium karbonat SC dan 2 g/L detergen bukan ionik sehingga semua celup yang tidak tetap dikeluarkan.Nisbah penetapan pewarna (%F) dikira seperti yang dibentangkan dalam Pers.(4).

di mana A3, kepekatan pewarna yang diekstrak selepas mendidih menggunakan larutan 2 g/L natrium karbonat dan 2 g/L detergen bukan ionik selama 30 minit pada mendidih LR 1:50.

Analisis makmal bagi COD permintaan oksigen kimia, BOD permintaan oksigen biokimia dan jumlah garam terlarut TDS bagi sisa pewarna telah dijalankan mengikut Kaedah Standard untuk Pemeriksaan Air dan Air Sisa [APHA, American Public Health Association Standard Methods for the Examination of Air dan Air Sisa, edisi 23ed, Washington, DC (2015)].

Selepas membasuh menggunakan 2 g/L SC dan 2 g/L detergen bukan ionik sehingga semua pewarna yang tidak tetap dikeluarkan, satu spesimen fabrik kapas yang dicelup dengan kedalaman 2% teduhan telah diuji mengikut kaedah ujian standard ISO.Ujian kelintasan cucian dinilai mengikut kaedah standard ISO 105-C06 B2S (2010) menggunakan 4 g/L detergen ECE, 1 g/L sodium perborate, 25 bebola keluli) pada 50 °C selama 30 minit dan pada nisbah minuman keras 50:1.Ketahanan terhadap peluh berasid dan beralkali ditentukan dengan set perspirometer pada tekanan, suhu dan masa tertentu mengikut ISO 105-E04 (2008).Sebarang perubahan dalam warna sampel yang dicelup (Alt) dan pewarnaan warna pada kain kapas (SC) dan poliester (SP) yang bersebelahan kemudian dinilai dengan skala kelabu ISO yang sepadan untuk kadar perubahan warna dan pewarnaan.Ketahanan cahaya juga dinilai menggunakan ujian lampu arka Xenon mengikut ISO 105-B02 (2013).

Kajian ini meneroka penggunaan TNA (Rajah 1), sebagai garam natrium organik, ia boleh bertindak sebagai elektrolit untuk pewarna reaktif anionik yang meletihkan pada gentian kapas dan akhirnya menggalakkan penetapan pewarna dan hasil warna kerana kealkaliannya, seperti natrium editate 24,25,26.Interaksi pencelupan garam TNA untuk kaedah pencelupan keletihan dengan pewarna reaktif ditunjukkan dalam Rajah 3.

Gambarajah skematik interaksi garam TNA dengan kain kapas semasa pencelupan keletihan dengan pewarna reaktif.

Adalah diketahui bahawa pencelupan adalah proses eksotermik, keletihan pewarna reaktif yang diberikan dijangkakan mempunyai nilai yang lebih rendah pada suhu pencelupan yang lebih tinggi.Tambahan pula, masalah yang berkaitan dengan hidrolisis pewarna reaktif dan penyerapan pewarna yang rendah akan menjadi kurang ketara jika pewarna reaktif yang digunakan lebih stabil terhadap hidrolisis dan lebih teguh untuk variasi dalam keadaan pencelupan.Memandangkan penggunaan asas organik dijangka lebih mudah untuk mencelup fabrik kapas dengan pewarna reaktif, oleh itu, tujuan kerja ini adalah untuk mengkaji prestasi pencelupan variasi kelas pewarna reaktif menggunakan TNA.pH pewarna yang mengandungi 50 g/L TNA adalah kira-kira 10 mengaktifkan tindak balas penggantian nukleofilik kumpulan reaktif yang terletak dalam molekul pewarna dengan kumpulan hidroksil primer dalam kain kapas, serupa dengan tingkah laku natrium edate 11,23,24,25 ,28.Kajian penyiasatan berikut mengoptimumkan penggunaan TNA sebagai agen yang meletihkan dan penetapan untuk pencelupan kapas menggunakan pewarna RY 145.Keadaan yang dipilih telah digunakan menggunakan kategori pewarna reaktif yang berbeza seperti ditunjukkan dalam Jadual 1.

Mengkaji jumlah optimum TNA semasa proses pencelupan adalah faktor penting dari sudut ekonomi berbanding dengan garam tak organik konvensional (SS).Kepekatan TNA 0–70 g/L yang berbeza digunakan untuk pencelupan fabrik kapas dengan RY 145. Kesan kepekatan TNA ke atas keletihan pewarna dan kekuatan warna sampel yang dicelup direkodkan dalam julat 0-70 g/L yang digunakan. seperti yang dibentangkan dalam Rajah.4 dan 5, masing-masing, dari mana keletihan tertinggi bagi kedua-dua %E1 dan sekunder %E2 keletihan, dan kekuatan warna diperhatikan dengan 50 g/L TNA untuk 2% (owf) naungan pewarna.Dengan membandingkan kaedah pencelupan konvensional dengan kaedah TNA, K/S hampir serupa, dengan peningkatan kecil dalam kes penggunaan TNA.

Kesan kepekatan TNA dalam kekuatan warna (K/S) yang direkodkan pada sampel celup yang telah dicuci untuk pewarna reaktif RY 145, 2% owf, LR 1:40 pada 70 °C menggunakan 50 g/L TNA berbanding dengan pencelupan konvensional menggunakan SS 50 g/L dan SC 20 g/L.

Kesan kepekatan TNA dalam keletihan primer dan sekunder (%E1, %E2) untuk pewarna reaktif RY 145, 2% owf, LR 1:40, %E1 40 °C selepas 30 minit memulakan pencelupan, %E2 selepas 60 minit mencapai 70 °C menggunakan 50 g/L TNA berbanding dengan pencelupan konvensional menggunakan SS 50 g/L dan SC 20 g/L.

Berbanding dengan kaedah pencelupan reaktif konvensional, adalah dipercayai bahawa tahap keletihan pewarna nampaknya mempengaruhi tahap pengambilan pewarna dan penetapan gentian pewarna.Dengan penambahan TNA ke dalam dyebath, tindak balas serentak antara tapak pewarna reaktif dan kumpulan hidroksil dalam gentian terbentuk, oleh itu keletihan primer yang hadir semasa peringkat awal proses pencelupan boleh membawa kepada keletihan pewarna sekunder dan pembentukan ikatan kovalen. , mengakibatkan tahap keletihan dan penetapan yang agak tinggi pada jumlah TNA yang lebih tinggi, bertindak sebagai asas organik.

Data yang diringkaskan dalam Jadual 2 mewakili perbezaan warna ΔE*dan K/S dengan menukar kepekatan TNA berbanding dengan sampel yang dicelup secara konvensional (sampel rujukan).Daripada keputusan, kita boleh membuat kesimpulan bahawa nilai ΔE* adalah hampir kepada 1 pada 50 g/L TNA, yang bermaksud perbezaan warna yang sangat hampir berbanding dengan sampel kosong.

Kesan kepekatan SC terhadap kekuatan warna fabrik yang dicelup menggunakan TNA telah disiasat dengan kehadiran kepekatan SC yang berbeza antara 0 hingga 20 g/L dan pH pewarna pada kepekatan SC 0, 5, 10, 15 yang berbeza. dan 20 g/L diubah daripada 9.5 hingga 11.7 dengan kehadiran 50 g/L TNA manakala 0 g/L SC dan 0 g/L TNA pH ialah 7.5.Berbanding dengan kaedah konvensional, nilai K/S yang diperolehi tidak menunjukkan kesan ketara dalam kekuatan warna dan perbezaan warna, seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 3, menunjukkan bahawa TNA bertindak sebagai agen penetapan seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6. Walau bagaimanapun, kehadiran SC adalah penting untuk penetapan pewarna menggunakan SS, kerana ketiadaannya menunjukkan nilai K/S yang sangat rendah (0.33), dan perbezaan warna adalah sangat tinggi.Data warna yang sangat rendah ini disebabkan oleh pewarna tidak tetap untuk menekankan bahawa kaedah konvensional memerlukan kehadiran alkali untuk penetapan pewarna.Dalam erti kata lain, TNA terbukti berkesan sebagai agen penetapan.

Kesan kepekatan SC dalam K/S direkodkan pada sampel celup yang telah dicuci dengan kehadiran TNA 50 g/L, 2% kepekatan pewarna owf, LR 1:40 pada 70 °C, 60 min, berbanding dengan pencelupan konvensional menggunakan RY 145.

Keletihan dan penetapan sekunder telah disiasat pada suhu berbeza 40–80 °C seperti ditunjukkan dalam Rajah 7. Keletihan dan penetapan terbaik diperhatikan pada 70 °C untuk kaedah TNA seperti yang dijangkakan untuk kelas pewarna ini.

Kesan suhu keletihan sekunder menggunakan TNA 50 g/L, 2% owf pewarna RY 145, LR 1:40 pada suhu berbeza menggunakan 50 g/L TNA selama 60 min.

Pada masa yang berbeza, keletihan dikaji menggunakan kedua-dua garam SS dan TNA pada 40 ° C.Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 8, keletihan utama meningkat dengan meningkatkan masa dalam kedua-dua kes sehingga 30 minit, di mana tiada perbezaan ketara antara kedua-dua kaedah diperhatikan.Kesan masa penetapan pencelupan yang ditunjukkan dalam Rajah 9 mendedahkan peningkatan dalam keletihan dan penetapan sekunder dengan meningkatkan masa pencelupan selama 60 minit pada 70 °C.

Kesan masa keletihan primer pada 40 °C, 2% daripada kepekatan pewarna RY 145, LR 1:40 menggunakan 50 g/L TNA berbanding dengan pencelupan konvensional menggunakan kaedah 50 g/L SS, 20 g/L SC.

Kesan masa keletihan sekunder dan penetapan menggunakan 50 g/L TNA, 2% owf, pewarna RY 145, LR 1:40 pada 70 °C.

Tingkah laku pencelupan bagi kategori pewarna reaktif yang berbeza (Jadual 1, Rajah 10) pada fabrik kapas telah disiasat untuk lebih memahami kesan penggunaan TNA dan bukannya menggunakan beban tinggi garam tak organik dan alkali yang digunakan secara konvensional.

Keletihan dan penetapan primer (%E1), sekunder (%E2) dan penetapan (%F) untuk pewarna reaktif yang berbeza menggunakan 50 g/L TNA, 2% owf, LR 1:40 selama 60 minit masa pencelupan pada 60, 70, 80 °C untuk RB5, RY 145, RR 24 dan RB 160, masing-masing dan dibandingkan dengan pencelupan konvensional dengan 50 g/L SS dan 20 g/L SC.

Keadaan pencelupan optimum menggunakan 50 g/L TNA selama 30 minit pada 40 °C sebagai masa keletihan utama dan 60 minit sebagai masa penetapan digunakan menggunakan pewarna reaktif yang berbeza (RB 5, RB 160, RR 24).Peratusan keletihan pewarna dan penetapan kaedah pencelupan reaktif TNA dan nilai kekuatan warnanya ditunjukkan dalam Rajah.10 dan 11. Keputusan menunjukkan bahawa nilai keletihan dan penetapan adalah sangat hampir dengan nilai yang diperoleh menggunakan kaedah pencelupan konvensional dengan garam global.Imej fabrik yang dicelup menggunakan pewarna yang berbeza dalam kaedah TNA dan kaedah SS dalam kehadiran dan ketiadaan SC ditunjukkan dalam Rajah 12.

Kekuatan warna pewarna berbeza pada kain kapas menggunakan pewarna 2%owf, LR 1:40 dan TNA 50 g/L untuk masa keletihan 60 min dan dibandingkan dengan kaedah pencelupan konvensional yang sepadan.

Imej fabrik kapas yang dicelup dengan pewarna berbeza menggunakan kaedah konvensional (SS 50 g/L, SC 20 g/L berbanding dengan kaedah TNA 50 g/L dan sampel yang dicelup menggunakan garam global 50 g/L dengan 0 g/L natrium karbonat untuk 2% owf, LR 1:40.

Penggunaan TNA sebagai bahan pencelupan tambahan untuk pencelupan reaktif fabrik kapas terbukti berjaya sebagai agen yang meletihkan dan juga memperbaiki.Rajah 13 menunjukkan mekanisme pencelupan pewarna reaktif pada fabrik kapas menggunakan TNA.Adalah diketahui bahawa bahan selulosa memperoleh cas permukaan negatif apabila dicelup dalam air 4. Oleh itu, adalah lazim untuk menambah garam bukan organik untuk menutup cas permukaan dan mengelakkan tolakan elektrostatik bersama antara permukaan fabrik dan molekul pewarna.Oleh itu, adalah dibayangkan untuk menggunakan kumpulan amino yang mengandungi garam organik terbiodegradasi untuk bertindak sebagai agen yang meletihkan dan menetapkan.Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 12, fasa pertama pencelupan mendedahkan pembentukan lapisan berkembar elektrik antara permukaan fabrik dan kation natrium TNA, dengan itu menekan tolakan untuk membenarkan keletihan pewarna.Dalam fasa kedua, dan sementara molekul TNA berada dalam jarak dekat dengan tapak aktif fabrik, pengabstrakan proton berlaku berdasarkan anion hidroksil TNA dan dengan itu membenarkan penetapan pewarna melalui penambahan nukleofilik (pewarna reaktif jenis VS) atau nukleofilik. penggantian (pewarna reaktif jenis MCT) pada fabrik kapas.

Mekanisme pencelupan pewarna reaktif pada fabrik kapas menggunakan TNA.

Jumlah jumlah oksigen terlarut yang dikenali sebagai permintaan oksigen kimia (COD), permintaan oksigen biologi (BOD) dan jumlah garam terlarut (TDS) telah dianalisis dalam kedua-dua efluen konvensional dan TNA seperti yang diringkaskan dalam Jadual 4. Keputusan menunjukkan a pengurangan ketara dalam COD, BOD, dan TDS masing-masing sebanyak 99, 97, dan 97%, menggunakan kaedah TNA berbanding kaedah konvensional.

Keputusan yang diperoleh menggunakan kaedah TNA berbanding dengan yang diperoleh menggunakan kaedah konvensional yang diringkaskan dalam Jadual 5 tidak menunjukkan sebarang perubahan dalam sifat kelajuan dalam semua kategori pewarna reaktif yang dikaji.Keputusan ini menunjukkan bahawa kaedah TNA adalah berkesan dalam pewarnaan seperti kaedah konvensional dan dengan itu boleh menjadi pendekatan alternatif berubah-ubah untuk pencelupan mesra alam.

Potensi menggantikan beban bahan bukan organik berbahaya yang digunakan dalam pencelupan konvensional mengikut kelompok reaktif fabrik kapas dengan TNA sebagai agen alternatif mesra alam yang boleh bertindak dengan dwifungsi sebagai kedua-dua agen penetapan dan penat telah diterokai.Untuk tujuan ini, kelas pewarna reaktif yang berbeza telah dipilih untuk membuktikan kejayaan menggunakan TNA dalam keletihan dan penetapan pencelupan pada fabrik kapas.Tanpa mengira mekanisme penetapan (penambahan atau penggantian nukleofilik), TNA terbukti sebagai bahan bantu terbiodegradasi yang berdaya maju untuk pencelupan fabrik kapas yang mesra alam dengan pewarna reaktif.Menggunakan TNA berbanding dengan kaedah pencemaran konvensional, pengurangan yang cekap bagi nilai COD, BOD, dan TDS masing-masing sebanyak 99, 97, dan 97%.Sifat pencelupan reaktif yang baik yang diperoleh menunjukkan bahawa TNA adalah agen alternatif yang berdaya maju untuk pengeluaran yang lebih bersih dalam industri tekstil.

Semua data yang dijana atau dianalisis semasa kajian ini disertakan dalam artikel yang diterbitkan ini.

Zollinger, H. Kimia Warna: Sintesis, Sifat dan Aplikasi Pewarna Organik dan Pigmen 3rd edn.(Verlag Helvetica Chimica Acta, 2003).

Broadbent, AD, Society of Dyers and Colourists.Prinsip Asas Pewarna Tekstil (Society of Dyers and Colourists, 2001).

King, D. Mencelup produk kapas dan kapas.Teks Woodhead.Ser.https://doi.org/10.1533/9781845692483.2.353 (2007).

Grancaric, AM, Ristic, N., Tarbuk, A. & Ristic, I. Fenomena elektrokinetik kapas terkation dan kebolehcelupannya dengan pewarna reaktif.Teks Gentian.Eur Timur.21, 106–110 (2013).

Youssef, YA, Kamel, MM, Taher, MS, Ali, NF & Abd El Megiede, SA Sintesis dan penggunaan pewarna reaktif disazo yang diperoleh daripada derivatif sulfatoethylsulfone pyrazolo[1,5-a]pirimidine.J. Saudi Chem.Soc.18, 220–226.https://doi.org/10.1016/j.jscs.2011.06.015 (2014).

Lewis, DM Perkembangan dalam kimia pewarna reaktif dan proses aplikasinya.Teknologi Warna.130, 382–412.https://doi.org/10.1111/cote.12114 (2014).

Mohamed, F. & Youssef, Y. Sintesis dan penggunaan pewarna reaktif dwifungsi pyrazolo[1,2-a] pyrazole 3-carboxylic acid.Teknologi Resin Pigmen.41, 49–54.https://doi.org/10.1108/03699421211192280 (2012).

Pei, LJ, Gu, XM & Wang, JP Pencelupan lestari fabrik kapas dengan pewarna reaktif dalam emulsi minyak silikon untuk meningkatkan penyerapan pewarna dan mengurangkan air sisa.Selulosa 28, 2537–2550.https://doi.org/10.1007/s10570-020-03673-x (2021).

Youssef, YA, Mousa, AA, Farouk, R. & El-Kharadly, EA Pewarnaan kapas dengan pewarna reaktif disazo disulfida dwifungsi (ethylsulphone-sulphatoethylsulphone).Teknologi Warna.121, 249–254 (2005).

Madaras, G., Parish, G. & Shore, J. Batchwise Dyeing of Woven Cellulosic Fabrics (SDC, 1993).

Khatri, A., Padhye, R. & White, M. Penggunaan trisodium nitrilo triacetate dalam pencelupan pad-wap kapas dengan pewarna reaktif.Teknologi Warna.129, 76–81.https://doi.org/10.1111/j.1478-4408.2012.00410.x (2013).

Shu, D. et al.Pengaruh kadar pemanasan fabrik pada pewarnaan pad-wap bebas garam pewarna reaktif.J. Teks.Res.39, 106–111 (2018).

Bide, M. Aplikasi pewarna yang bertanggungjawab terhadap alam sekitar.Dalam Aspek Persekitaran Pencelupan Tekstil (ed. Bide, M.) 74–92 (Elsevier, 2007).

Khatri, A., Peerzada, MH, Mohsin, M. & White, M. Kajian tentang perkembangan dalam mencelup fabrik kapas dengan pewarna reaktif untuk mengurangkan pencemaran efluen.J. Bersih.Prod.87, 50–57.https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.09.017 (2015).

Siddiqua, UH et al.Pewarna azo reaktif hetero-fungsi digunakan pada fabrik selulosa dan pengoptimuman keadaan pencelupan untuk meningkatkan sifat pencelupan.J. Eng.Serat Fabr.16, 1558925021996710 (2021).

Blackburn, RS & Burkinshaw, SM Rawatan selulosa dengan polimer kationik, nukleofilik untuk membolehkan pencelupan reaktif pada pH neutral tanpa penambahan elektrolit.J. Appl.Polim.Sci.89, 1026–1031.https://doi.org/10.1002/app.12226 (2003).

Bhuiyan, MAR, Shaid, A. & Khan, MA Kationisasi gentian kapas oleh kitosan dan pencelupannya dengan pewarna reaktif tanpa garam.Kimia.Mater.En.2, 96–100.https://doi.org/10.13189/cme.2014.020402 (2014).

Toprak, T., Anis, P., Kutlu, E. & Kara, A. Kesan pengubahsuaian kimia dengan 4-vinylpyridine pada pencelupan kain kapas dengan pewarna reaktif.Selulosa 25, 6793–6809.https://doi.org/10.1007/s10570-018-2026-6 (2018).

Anis, P., Toprak, T. & Kutlu, E. Sericin dibantu pencelupan reaktif mesra alam untuk fabrik kapas.Selulosa 26, 6317–6331.https://doi.org/10.1007/s10570-019-02464-3 (2019).

Das, D., Bakshi, S. & Bhattacharya, P. Pewarnaan kapas yang diubah suai sericin dengan pewarna reaktif.J. Teks I 105, 314–320.https://doi.org/10.1080/00405000.2013.839353 (2014).

Liu, LJ & Yao, JB Penggunaan betaine dalam pencelupan rendah garam kapas dengan pewarna reaktif.Aatcc Rev. 11, 52–57 (2011).

Arivithamani, N. & Dev, VRG pencelupan reaktif bebas garam bagi fabrik kaus kaki kapas dengan penggunaan ekzos agen kationik.Karbohid.Polim.152, 1–11.https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.06.087 (2016).

Youssef, YA, Ahmed, NSE, Mousa, AA & El-Shishtawy, RM Pewarnaan beralkali bagi fabrik campuran poliester dan poliester/kapas menggunakan natrium edetat.J. Appl.Polim.Sci.108, 342–350.https://doi.org/10.1002/app.27667 (2008).

El-Shishtawy, RM, Youssef, YA, Ahmed, NSE & Mousa, AA Penggunaan edat natrium dalam pencelupan: II.Pencelupan gabungan gabungan kapas/bulu dengan pewarna reaktif dua fungsi hetero.Pewarna Pigmen 72, 57–65.https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2005.07.017 (2007).

Ahmed, NSE Penggunaan natrium edat dalam pencelupan kapas dengan pewarna reaktif.Pewarna Pigmen 65, 221–225.https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2004.07.014 (2005).

Ahmed, NSE, Youssef, YA, El-Shishtawy, RM & Mousa, AA Urea/cetakan kapas tanpa alkali dengan pewarna reaktif.Teknologi Warna.122, 324–328.https://doi.org/10.1111/j.1478-4408.2006.00047.x (2006).

Prabu, HG & Sundrarajan, M. Kesan bio-garam trisodium sitrat dalam pencelupan kapas.Teknologi Warna.118, 131–134 (2002).

Khatri, A. Penggunaan garam organik terbiodegradasi untuk pencelupan pad-stim tekstil kapas dengan pewarna reaktif untuk meningkatkan kelestarian proses.Int.Proc.Ekon.Dev.Res.18, 84–89 (2011).

Ali, R., Ali, S., Khatri, A. & Javeed, A. Menggunakan garam organik terbiodegradasi untuk pencelupan pakaian kapas untuk mengurangkan pencemaran efluen.Teknologi Warna.https://doi.org/10.1111/cote.12599 (2022).

Muhammed, N. & Govindan, N. Kapas selulosa diubah suai dengan urea dan kebolehcelupannya dengan pewarna reaktif.Kimia Sel.Technol.54, 553–570.https://doi.org/10.35812/CelluloseChemTechnol.2020.54.56 (2020).

Judd, DB & Nickerson, D. Hubungan antara Munsell dan skala sistem warna Asli Sweden.J. Opt.Soc.Am.65, 85–90.https://doi.org/10.1364/Josa.65.000085 (1975).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Penulis sangat berterima kasih kepada Pusat Penyelidikan Nasional (NRC), Institut Penyelidikan dan Teknologi Tekstil, Dokki, Giza, Mesir, atas sokongan dan pembiayaan.Mereka berterima kasih kepada Pusat Kecemerlangan Teknologi dan Produk Tekstil Inovatif di NRC kerana membenarkan kami menggunakan semua kemudahan dan peralatan.

Pembiayaan akses terbuka yang disediakan oleh The Science, Technology & Innovation Funding Authority (STDF) dengan kerjasama The Egyptian Knowledge Bank (EKB).

Jabatan Pencelupan, Percetakan dan Pembantu Tekstil, Institut Penyelidikan dan Teknologi Tekstil, Pusat Penyelidikan Kebangsaan, 33 EL Buhouth St., Dokki, Giza, 12622, Mesir

Tarek S. Aysha, Nahed S. Ahmed, Mervat S. El-Sedik, Yehya A. Youssef & Reda M. El-Shishtawy

Anda juga boleh mencari pengarang ini dalam PubMed Google Scholar

Anda juga boleh mencari pengarang ini dalam PubMed Google Scholar

Anda juga boleh mencari pengarang ini dalam PubMed Google Scholar

Anda juga boleh mencari pengarang ini dalam PubMed Google Scholar

Anda juga boleh mencari pengarang ini dalam PubMed Google Scholar

TA, ME dan NA mengurus kerja eksperimen dan menyediakan angka;tafsiran YY data;RE-S.dan YAY menulis manuskrip utama;Semua pengarang menyemak manuskrip.

Surat menyurat kepada Tarek S. Aysha.

Pengarang mengisytiharkan tiada kepentingan bersaing.

Springer Nature kekal berkecuali berkenaan dengan tuntutan bidang kuasa dalam peta yang diterbitkan dan gabungan institusi.

Akses Terbuka Artikel ini dilesenkan di bawah Lesen Antarabangsa Creative Commons Attribution 4.0, yang membenarkan penggunaan, perkongsian, penyesuaian, pengedaran dan pengeluaran semula dalam sebarang medium atau format, selagi anda memberikan kredit yang sewajarnya kepada pengarang asal dan sumbernya, berikan pautan kepada lesen Creative Commons, dan nyatakan jika perubahan telah dibuat.Imej atau bahan pihak ketiga lain dalam artikel ini disertakan dalam lesen Creative Commons artikel itu, melainkan dinyatakan sebaliknya dalam garis kredit kepada bahan tersebut.Jika bahan tidak disertakan dalam lesen Creative Commons artikel dan penggunaan anda yang dimaksudkan tidak dibenarkan oleh peraturan berkanun atau melebihi penggunaan yang dibenarkan, anda perlu mendapatkan kebenaran terus daripada pemegang hak cipta.Untuk melihat salinan lesen ini, lawati http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Aysha, TS, Ahmed, NS, El-Sedik, MS et al.Pewarnaan keletihan tanpa garam/alkali mesra alam daripada fabrik kapas dengan pewarna reaktif.Sci Rep 12, 22339 (2022).https://doi.org/10.1038/s41598-022-26875-8

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-26875-8

Sesiapa sahaja yang anda kongsikan pautan berikut akan dapat membaca kandungan ini:

Maaf, pautan boleh kongsi tidak tersedia untuk artikel ini pada masa ini.

Disediakan oleh inisiatif perkongsian kandungan Springer Nature SharedIt

Dengan menyerahkan ulasan anda bersetuju untuk mematuhi Syarat dan Garis Panduan Komuniti kami.Jika anda mendapati sesuatu yang kesat atau yang tidak mematuhi terma atau garis panduan kami, sila tandakan ia sebagai tidak sesuai.

Laporan Saintifik (Sci Rep) ISSN 2045-2322 (dalam talian)

Pewarnaan keletihan tanpa garam/alkali mesra alam daripada kain kapas dengan pewarna reaktif |Laporan Saintifik

ချည်ထည်များ Daftar untuk surat berita Taklimat Alam — perkara yang penting dalam sains, percuma ke peti masuk anda setiap hari.