اختصاصی بسپار/ ورود پلیمرها به دنیای مد: انقلاب مواد در خدمت زیبایی و کارکرد

بسپار/ ایران پلیمر مد (Fashion) نه‌ تنها بیانگر روندهای زیبایی‌شناختی و فرهنگی غالب در یک دوره‌ زمانی است، بلکه تجلی نوعی نیاز اجتماعی به هویت‌یابی، نوگرایی و تمایز است. مد پدیده‌ای پویا، چندوجهی و نظام‌مند است که در آن تعامل بین هنر، تکنولوژی، اقتصاد و فرهنگ به‌شکلی پیچیده نمایان می‌شود.

صنعت مد، بیش از هر زمان دیگری نه‌فقط با فرم و رنگ، بلکه با “ماده” تعریف می‌شود. امروزه آنچه یک محصول را خاص و ماندگار می‌کند، اغلب نه طرح ظاهری آن، بلکه جنس ماده به‌کاررفته در آن است. پلیمرها با ورود گسترده به صنعت نساجی، کیف و کفش قواعد بازی را دگرگون کرده‌اند. دیگر الیاف تنها نقش زیباشناختی ندارند، آن‌ها باید سبک، بادوام، بازیافتی، عملکردی و گاه حتی هوشمند باشند.

دسته‌بندی علمی انواع الیاف نساجی

• الیاف طبیعی (Natural Fibers)

بر پایه منشا زیستی به سه زیرگروه تقسیم می‌شوند:

الف) الیاف گیاهی (Cellulose-based)

پنبه (Cotton)- کنف (Kenaf)کتان (Flax / Linen)- جوت (Jute)- رامی (Ramie)

ترکیب اصلی همگی آنان سلولز (Cellulose)است.

ب) الیاف حیوانی (Protein-based)

پشم (Wool)- ابریشم طبیعی (Silk)- موهر (Mohair)- کشمیر (Cashmere)

ترکیب اصلی همگی آنان  پروتئین‌های کراتینی است.

• الیاف مصنوعی

به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:

الف) الیاف بازیافته از منابع طبیعی  (Regenerated Fibers)

ویسکوز (Viscose Rayon)- مودال (Modal)- لیوسل (Lyocell / Tencel)- استات سلولز (Acetate)

منبع اولیه آنان سلولز چوب است که با فرایندی شیمیایی تغییر یافته و تبدیل با الیاف می‌شود.

ب) الیاف سنتزی از پلیمرهای نفت‌پایه (Synthetic Fibers)

پلی‌استر (Polyester – PES)- نایلون (Nylon – Polyamide)- آکریلیک (Acrylic)- پلی‌پروپیلن (Polypropylene – PP)- الاستومرها مانند اسپندکس (Spandex / Lycra / Elastane)

ورود پلیمرها

نخستین ماده پلیمری که به‌طور گسترده در صنعت نساجی و مد به کار رفت، ریون (Rayon) یا «ابریشم مصنوعی» بود که از سلولز طبیعی استخراج و در سال 1891 برای نخستین بار تجاری‌سازی شد. این ماده سبک، درخشان و ارزان‌قیمت، جایگزینی ایده‌آل برای ابریشم طبیعی محسوب می‌شد و راه را برای ورود سایر الیاف پلیمری باز کرد.

ساختارهای مختلف الیاف ریون

الیاف ریون بسته به روش تولید و فرمولاسیون شیمیایی به چند دسته تقسیم می‌شود:

الف (ویسکوز ریون (Viscose Rayon)

متداول‌ترین نوع ریون است.از طریق حل کردن سلولز در محیط قلیا و دی‌سولفید کربن (CS₂) و سپس رانشگری و بازسازی تولید می‌شود.

ب) ریون مودال (Modal Rayon)

از چوب راش تهیه می‌شود و الیافی بادوام‌تر، نرم‌تر و براق‌تر از ویسکوز معمولی دارد. به نوعی ویسکوز اصلاح‌شده با فرآیند تولید متفاوت و کیفیت بالاتر می‌باشد.

ج) ریون لیوسل (Lyocell)

نوع پیشرفته‌تر و دوستدار محیط‌زیست ریون که با فرآیند حل کردن سلولز در حلال آلی غیرسمی

(N-Methylmorpholine N-oxide) تولید می‌شود. فرایند بازیافت حلال بالاتر و کمترین آلودگی زیست‌محیطی را دارد.

روش تهیه الیاف ریون (ویسکوز به‌ عنوان نمونه متداول)

۱. آماده‌سازی سلولز خام

سلولز از منابع طبیعی مانند چوب، پنبه یا ساقه‌های نیشکر  استخراج و خشک می‌شود.

۲. تصفیه و واکنش با قلیا

سلولز را با هیدروکسید سدیم (NaOH) واکنش می‌دهند تا سلولز آلکالین تشکیل شود.

۳. واکنش با دی‌سولفید کربن (CS₂)

آلکالین سلولز را در محلول دی‌سولفید کربن حل می‌کنند و  گزانتات سلولز (Cellulose Xanthate) تولید می‌شود که در آب قابل حل است.

۴. حل کردن و رقیق‌سازی

سلولز گزانتات را در محلول آبی رقیق می‌کنند تا محلول ویسکوز ایجاد شود.

۵. صاف‌کردن و فیلتر کردن

محلول ویسکوز را از صافی عبور می‌دهند تا ناخالصی‌ها حذف شود.

۶. ریسندگی (رانشگری)

محلول ویسکوز را از یک روزنه ریسندگی عبور می‌دهند که به شکل رشته‌های نازک در می‌آید.

۷. انعقاد لیف  (Coagulation)

رشته‌ها وارد حمام اسیدی (معمولاً سولفوریک اسید) می‌شوند که سلولز را از حالت محلول به حالت جامد لیف منعقد می‌کند.

۸. شستشو و خشک کردن

لیف‌ها را با آب می‌شویند تا مواد شیمیایی باقی‌مانده حذف شود و سپس خشک می‌کنند.

۹. کشش و تابیدن

لیف‌ها کشیده می‌شوند تا جهت‌گیری مولکولی و استحکام آنها افزایش یابد. سپس به صورت نخ تابیده می‌شوند و آماده استفاده در نساجی می‌شوند.

در سال 1935، تیمی به رهبری والاس کاروترز در شرکت DuPont موفق به ساخت اولین پلی‌آمید مصنوعی شدند. نایلون 6,6 که از واکنش بین هگزا‌متیلن‌دی‌آمین (HMDA) و اسید آدیپیک تولید شد. این ماده با مقاومت کششی بالا، ارتجاع‌پذیری، براقیت و شکل‌پذیری فوق‌العاده، اولین الیاف کاملا مصنوعی جهان بود که به‌سرعت در تولید پوشاک گسترش یافت. در نمایشگاه جهانی نیویورک در سال 1939، زمانی که جوراب‌های نایلونی عرضه شدند، تنها در عرض چند روز صدها هزار جفت به فروش رفتند، پدیده‌ای که نشان‌دهنده تشنگی بازار برای نوآوری در جنس و فرم بود.

دهه 1950 میلادی شاهد ورود پلی‌استر به بازار پوشاک بود. پلی‌استر که توسط شرکت‌های DuPont و Imperial Chemical Industries توسعه یافت، به‌سرعت به ماده‌ای پرکاربرد برای پوشاک روزمره، کت‌وشلوار، لباس‌های ورزشی و حتی مد زنانه تبدیل شد.

مزایایی چون چروک‌ناپذیری، نگهداری آسان، قابلیت ترکیب با الیاف طبیعی و کم هزینه باعث شد تا پلی‌استر در دهه‌های 1960 و 1970 نماد مد مصرف‌گرا و صنعتی شود. رایج‌ترین نوع پلی‌استر، پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) است که خواص مکانیکی و شیمیایی عالی دارد. و از نظر مقاومت، دوام، و قیمت، در رقابت مستقیم با الیاف طبیعی مانند پنبه و الیاف مصنوعی دیگر است.

دسته‌بندی الیاف پلی‌استر

(ادامه دارد …)

مهندس گلرخ فرد ذوالفقاری، دانشجوی دکترای مهندسی پلیمر

متن کامل این مقاله را در شماره 274 ماهنامه بسپار که در نیمه مرداد 1404 منتشر شده است، می خوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.