تاثیر اشعه ماوراء بنفش بر خصوصیات ترمودینامیکی، سینتیکی و ‏ایزوترم جذب رنگینه مستقیم روی الیاف سلولز استات

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری

چکیده

الیاف استات سلولز به صورت ذاتی افینیتی نسبت به رنگینه های مستقیم ندارند. یکی از روش های ایجاد افینیتی نسبت به این نوع رنگینه، صابونی کردن الیاف استات سلولز است که باعث می شود برخی از گروههای استات به گروه های هیدروکسیل تبدیل شوند. اما این روش همراه با تولید پساب غلیظ قلیایی می باشد. بنابراین روشهای دیگری برای ایجاد گروههای آبدوست در سطح این الیاف مورد مطالعه قرار گرفته است. در این تحقیق ابتدا الیاف تحت تابش اشعه ماوراء بنفش قرار گرفته و سپس خصوصیات شیمیایی و رنگرزی مورد بررسی قرار گرفته است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی از سطح لیف نشان می دهد که در اثر تابش اشعه ماوراء بنفش بر روی سطح لیف خلل و فرج ایجاده شده است. ضمناً نتایج طیف مادون قرمز نشان داد که در اثر تابش اشعه ماوراء بنفش گروه های استیل کاهش یافته است. نتایج نشان داد با افزایش زمان تابش نور ماوراء بنفش میزان جذب رنگینه افزایش یافته و خصوصیات ثباتی بهبود یافت. نتایج حاصل از بررسی های ترمودینامیکی نشان داد افینیتی الیاف تحت تابش قرار گرفته در مقایسه با الیاف خام بهبود نسبی یافته اند. مدل ایزوترم جذب رنگینه مستقیم در پارچه های خام و تحت تابش قرار گرفته هر دو فرندلیچ بوده لیکن ضرایب این مدل از قبیل شدت و ظرفیت جذب پس از تابش تغییر یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Ultraviolet Irradiation on Thermodynamic, Kinetic ‎and Adsorption Isotherm of Direct dye onto Cellulose ‎Acetate Fabric

نویسندگان [English]

  • Ali Akbar Zolriasatein
  • Marjan Ghazalnia
Department of Textile Engineering, College of Technical and Engineering, Yadegar-e-Imam Khomeini (RAH) Shahre-rey Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Cellulose acetate fibers do not inherently have an affinity for direct dyes. One ‎of the methods to create affinity for this type of dye is saponification of ‎cellulose acetate fibers, which converts some acetate groups to hydroxyl ‎groups. However, the alkaline wastewater from saponification is a high ‎concentration alkaline wastewater. Therefore, other techniques should be ‎investigated to create hydrophilic groups on the surface of these fibers. In this ‎research, cellulose acetate fibers were first exposed to ultraviolet radiation and ‎then chemical and dyeing properties were investigated.SEM micrographs ‎showed that UV pretreatment makes fiber surface rough and porous.‎‏ ‏Moreover, FT-IR results showed that acetyl groups decreased after UV ‎treatment. Meanwhile, increasing irradiation time led to an increase in color ‎strength and fastness properties. Thermodynamic parameters showed that UV ‎treated fabric had higher affinity for direct dye in comparison to untreated ‎fabric. Freundlich isotherm was found the best model to describe the ‎adsorption of direct dye onto both untreated and UV treated cellulose acetate ‎fabrics. However, UV treated fabric showed higher adsorption capacity in ‎comparison to untreated fabric.‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adsorption Isotherm
  • Freundlich model
  • Langmuir model
  • cellulose acetate fibers
  • kinetic models
[1] Gabrijelčič, H., Urbas, R., Sluga, F., Dimitrovski, K., Influence of fabric constructional parameters and thread colour on UV radiation protection, Fibers & Textiles in Eastern Europe, 17 (72), 46-54, 2009.
[2] Zolriasatein, AA., Yazdanshenas, ME. Khajavi, R.  Rashidi, A., Effects of alkali and ultraviolet treatment on colour strength and mechanical properties of jute yarn, 128 (5), 395-402, 2012.
[3] Migliavacca, G., Ferrero, F., Periolatto, M., Differential dyeing of wool fabric with metal-complex dyes after ultraviolet irradiation, Coloration Technology, 130 (5), 327–333, 2014.
[4] Wilson, W., Chan, K., Yuen, KW., Tsang, YM.,  Lau, KS., Surface structuring of poly(ethylene terephthalate) fibres with a UV excimer laser and low temperature plasma, Journal of Materials Processing Technology, 103 (2), 225-229, 2000.
[5]Yaman, N., Özdoğan, E., Seventekin, N., Ayhan, H., Applied Surface Science, Plasma treatment of polypropylene fabric for improved dyeability with soluble textile dyestuff, Applied Surface Scienc, 255 (15), 6764-6770, 2009.
[6]. Gassan, J., Gutowski, VS., Effects of corona discharge and UV treatment on the properties of jute-fibre epoxy composites, Composites Science and Technology,  60(15), 2857-2863, 2000.
[7] Balart, J., Fombuena, V., España, J.M., Sánchez-Nácher, L., Balart, R., Improvement of adhesion properties of polypropylene substrates by methyl methacrylate UV photografting surface treatment, Materials & Design, 33, 1-10, 2012.
[8] Zolriasatein, AA., Effects of Ultraviolet Pretreatment on Pigment Printing of Cotton/Polyester Blend Fabric, Current Materials Science: Formerly: Recent Patents on Materials Science, 12 (2), 161-169, 2019.
[9] Yip, J., Chan, K., Sin, K., Lau, K., UV Excimer laser modification on polyamide materials: effect on the dyeing properties. Materials Research Innovations, 6, 73–78, 2002.
[10] Kamel, MM., Raslan, WM., Helmy, HM., Al-Ashkar, E., Improving Properties of Polyester and Cellulose Acetate Fabrics using Laser Irradiation, Textile Science & Engineering, 2 (5), 1-6, 2012.
[11] Tehrani-Bagha,  AR., Nikkar,  H., Mahmoodi, NM., The sorption of cationic dyes onto kaolin: Kinetic, isotherm and thermodynamic studies, Desalination and Water Treatment, 266,  274–280, 2011.
[12] Zolriasatein, AA., Sorption Isotherms and Thermodynamics of Direct Dye onto the Nano Poly (amidoamine) Dendrimer Treated Jute Yarn, Nanoscience & Nanotechnology-Asia, 10 (5), 673-681, 2020.
[13] Almeida, CAP., Debacher, NA., Downs, A.J., Cottet, L., Mello, CAD., Removal of methylene blue from colored effluents by adsorption on montmorillonite clay, Journal of Colloid and Interface Science, 332, 46-53, 2009.
[14] Zolriasatein, AA., Thermodynamics, Kinetics and Isotherms Studies for Sorption of Direct Dye onto the Pectinase Pre-treated Jute Yarn, Recent Innovations in Chemical Engineering (Formerly Recent Patents on Chemical Engineering),  12 (2), 160-171, 2019.
[15] Seki, Y., Yurdakoç, K., Paraquat adsorption onto clays and organoclays from aqueous solution, Journal of Colloid and Interface Science, 287 (1), 1-5, 2005.
[16] Zolriasatein, AA.,  Effect of Lipase Treatment on Physical and Dyeing Properties of Cellulose Acetate Fabric, Recent Innovations in Chemical Engineering (Formerly Recent Patents on Chemical Engineering), 13 (5), 344-352, 2020.
[17] Zolriasatein, AA.,  Yazdanshenas, ME., Changes in composition, appearance, physical, and dyeing properties of jute yarn after bio-pretreatment with laccase, xylanase, cellulase and pectinase enzymes, The Journal of The Textile Institute, 105 (6), 609-619, 2014.
[18] Wang, J., Song, H., Ren, L., Talukder, M.E., Chen, S.; Shao, J. Study on the Preparation of Cellulose Acetate Separation Membrane and New Adjusting Method of Pore Size. Membranes, 12, 9, 2022.
[19] Gupta, A., Dhakate, S.R. Cellulose Acetate-Based Nanofibers: Synthesis, Manufacturing, and Applications. In: Patel, J.K., Pathak, Y.V. (eds) Emerging Technologies for Nanoparticle Manufacturing. Springer, Cham. 2021.
[20] Cruz-Medina, R.; Ayala-Hernández, D.A.; Vega-Rios, A.; López-Martínez, E.I.; Mendoza-Duarte, M.E.; Estrada-Monje, A.; Zaragoza-Contreras, E.A. Curing of Cellulose Hydrogels by UV Radiation for Mechanical Reinforcement. Polymers, 13, 2342, 2021.
[21] Namjoufar, M., Farzi, A., Karimi, A., Removal of Acid Brown 354 from wastewater by aminized cellulose acetate nanofibers: experimental and theoretical study of the effect of different parameters on adsorption efficiency, Water Sci Technol, 83(7), 1649–1661, 2021.
[22] Ramírez-Colón, J.L., Santiago-Maldonado, X., Laboy-López, S., Méndez Fernández, P.O.,  Torres-Díaz, M., Lasalde-Ramírez, J.A., Díaz-Vázquez, L.M., Nicolau E., Porous Cellulose Acetate/Block Copolymer Membranes for the Recovery of Polyphenolic Compounds from Aquatic Environments, ACS Omega, 7 (3), 2774-2785, 2022.
[23] Asif, I., Rafique, U., Cellulose acetate based hybrids: fascinating material as a potential adsorbent for Congo red removal, Desalination and Water Treatment, 244, 302–324, 2021.
 
]24[ الهام سادات جمدی; اکبر خدامی; زهرا صدرارحامی. "اصلاح سطح الیاف پلی پروپیلن با استفاده از تابش پرتوهای ریزموج و فرابنفش".  علوم و فناوری نساجی و پوشاک، دوره 2، شماره 4،  صفحه 222-217، 1391.
]25 [الناز دوشنبه پور; محمد میرجلیلی; علی نظری; حمید اکبرپور. "بهینه‌سازی خواص رنگپذیری پارچه‌ پلی‌استر/ ویسکوز با استفاده از پیش عملیات کرونا و قلیایی با روش آماری طرح مرکب مرکزی (CCD)". ". علوم و فناوری نساجی و پوشاک، دوره 9، شماره 2، صفحه 59-49، 1399.
]26 [مرجان ولی زاده; پیمان ولی پور; رامین خواجوی; حمید اکبرپور. "بررسی مقایسه‌ای ایزوترم جذب رنگزای راکتیو یک عاملی و دو عاملی روی پارچه سلولزی با استفاده از مواد تعاونی اوره، دیسپرس کننده و نفوذ دهنده".  علوم و فناوری نساجی و پوشاک، دوره 10، شماره 3، صفحه 19-1، 1400.