نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
گروه طراحی پارچه و لباس، دانشکده هنر و معماری، واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران،
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Regression and path models analysis is accounted among structural equations modeling subset techniques which is applied in order to simultaneous testing of relationships between research variables. Target of this research is to analyze finishing with silver nanoparticles and butane tetra carboxylic acid on dyeability property without acid presence, antibacterial, and colour change of polyamide 6,6 fabrics with study of mediatory role of hydrophilicity. To do so, different concentrations of silver nanoparticles and butane tetra carboxylic acid were attended through Expert Design software based on central composite design. Antibacterial properties of finished fabrics were evaluated with two kinds of bacterial; positive warm bacteria Staphylococcus aureus and negative warm bacteria Escherichia coli. Hydrophilicity property was measured via drop absorption time measurement and its effect was evaluated as intermediary variable on dyeability properties applying C.I. Acid red 81 and resulted colorful changes were analyzed. Obtained results demonstrate that regression and path models analysis techniques in a form of structural equations by assisting AMOS 26 software were able to analyze formulated model, accurate and simultaneous study of research assumptions; assumptions control of operating structural equation modeling subset methods, estimations, fit, and modification of model, and appropriate interpretation of data. Also, impressive results of silver nanoparticles concentrations on antibacterial property against staphylococcus aureus with 0.967 influence coefficient has the highest effect and moisture absorption on colour change amount of polyamide 6,6 fabrics with -0.006 influence coefficient has the least effect.
کلیدواژه‌ها [English]
تحلیل مدل مسیر به‌عنوان یکی از زیرمجموعه‌های مدل‌سازی معادلات ساختاری از قویترین روشهای تجزیه و تحلیل آماری چندمتغیره می‌باشد. کاربرد اصلی آن در پژوهش‌های چند متغیرهای است که محدودیت به‌کارگیری روشهای دو متغیره در آنها وجود دارد. تجزیه و تحلیل چندمتغیره به یک سری روشهای تجزیه و تحلیل اطلاق می‌شود که ویژگی اصلی آنها، تجزیه و تحلیل همزمان چند متغیر مستقل با چند متغیر وابسته است ]1.[ این نوشتار در تلاش است که ضمن گسترش بهره‌مندی از تحلیل مدل‌های مسیر و رگرسیونی به‌عنوان تکنیک‌های زیر مجموعه مدل‌یابی معادلات ساختاری در موضوعات پژوهشی غیرعلوم انسانی، نکات ضروری گزارش‌دهی علمی را مورد توجه قرار داده و آنها را براساس استفاده از نرم‌افزار آموس 26 استخراج کرده و مورد بحث و بررسی قرار دهد.
پلی‌آمیدها که در اصطلاح با نام نایلون‌ها نام دارند، دارای خواص منحصر بفرد با ارزش‌افزوده‌های فراوانی هستند. لذا مطالعات و تحقیقات متعددی در خصوص افزایش کارایی و بهره‌مندی از آنها انجام شده است. برخی از این ویژگی‌ها شامل عملیات همزمان سنتز نانوذرات نقره و رنگرزی ]2[، مطالعه شکل‌شناسی با استفاده از جت تک‌نازلی و دونازلی دوسویه ]3[، مطالعه ایزوترم، کنتیک و ترمودینامیک رنگینه اسیدی مورد استفاده ]4[، ارتباط میان ریزساختار و خواص کششی در حالت گرم ]5[، ارتقاء خواص مکانیکی ]6[، ویژگی‌های زردی و پایداری حرارتی ]7[ و توسعه مورفولوژی میکروالیاف از طریق به‌کارگیری نانوذرات ]8[ می‌باشند.
در سال‌های اخیر فن‌آوری پلیمر به‌صورت چشمگیری توانسته است برای صنعت نساجی نقش آفرینی نماید و از طریق توسعه دانش پلیمر، خواسته‌های پوششی و زیباطلبانه انسان امروزی را جوابگویی نماید ]9[. در عملیات‌های رنگرزی و تکمیل کالاهای نساجی همانند تکمیل ضدچروک و ضدآتش، مواد پلیمری بعنوان مواد کمکی در کنار سایر مواد نساجی نقش آفرینی می‌کنند. بعنوان مواد آهاری شامل پلی‌اکریلیک اسیدها، پلی‌آکریلات‌ها، پلی‌آکریل‌آمیدها و پلی‌وینیل‌الکل‌ها در عملیات آهارزنی نخ‌های تار پارچه‌های تاری-پودی به‌کار گرفته می‌شوند ]10[. پلیمرهایی همچون پلی‌اورتان‌ها ]11[، پلی‌سیلوکسان‌ها ]12[، پلی‌فسفات‌ها ]13[، پلی‌اورتان/پلی‌آنیلین و پلی‌اتیلن اکساید به‌عنوان مواد کمکی در عملیات تکمیل کالاهای نساجی و به‌منظور ارتقاء کیفیت یا کارایی‌های چند منظوره، مورد استفاده قرار می‌گیرند و هم‌اکنون نیز بهره‌گیری از پلیمرها در نساجی، در حال توسعه می‌باشد ]14[. در میان ترکیبات متعدد تحقیق شده، پلی‌کربوکسیلیک اسیدها به‌عنوان مشهورترین مواد شبکه‌ای‌ساز بدون فرم‌آلدهیدی حضور دارند که در صنعت نساجی از جایگاه ویژه‌ای برخوردار می‌باشند. بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید به‌عنوان یکی از مواد شبکه‌ای‌ساز مهم و مشهور در این گروه محسوب می‌شود و در سال‌های اخیر، مورد توجه بوده است ]15[. بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید به‌عنوان ماده بدون فرم‌آلدهید در فرایندهای متعدد تکمیلی نظیر ضدچروک توانسته است، جایگاه مطلوبی را کسب نماید ]16[، همچنین از این ترکیب به‌همراه سدیم هیپوفسفیت به‌عنوان کاتالیزور برای ضدآتش نیز استفاده شده است ]17[. مکانیسم پیشنهادی برای نقش آفرینی کاتالیزور مربوطه به ایجاد انیدریدهای حلقوی که حدواسط‌های فعالی برای واکنش و ایجاد شبکه‌ای شدن از طریق اتصال به گروه‌های هیدروکسیل پارچه‌های تحت بررسی می‌باشد، مطرح شده است ]18[. عملیات استریفیکاسیون پیشنهاد گردیده که می‌تواند از طریق حرارت دادن یا در حضور کاتالیزور سدیم هیپوفسفیت رخ دهد ]19[.
اخیرا تولید پوشاک پیشرفته و چندعملکردی از طریق به‌کارگیری نانو ذرات در صنعت نساجی، بصورت معنی‌داری مورد توجه تولیدکنندگان پوشاک قرار گرفته است. در این حین، نانوذرات نقره توانسته است در زمینه‌های متعددی از جمله تولید پارچه‌های رسانا، محافظت در برابر پرتوهای پرانرژی فرابنفش و خواص ضدمیکروبی در برابر باکتری‌های متعدد و همچنین ضدقارچ‌ها، جایگاه روبه رشدی را در مقایسه با سایر نانوذرات به خود اختصاص دهد ]20[. یکی از محدودیت‌هایی که سبب کاهش تعمیم بهره‌گیری از نانوذرات در صنعت نساجی شده است به موضوع کم بودن ثبات شستشویی نانو ذرات مورد استفاده در کالای نساجی مربوط می‌شود و لذا چندین روش برای غلبه بر این محدودیت مورد بررسی قرار گرفته است. به‌عنوان نمونه می‌توان به سنتز تک مرحله‌ای نانوذرات نقره از نیترات نقره[1] با بهره‌گیری از عصاره‌های برگ درختان کاسیا[2] به‌عنوان یک ماده احیاءکننده روی سطوح پارچه پنبه‌ای و در راستای افزایش پایداری نانوذرات نقره در فرایندهای شستشویی را نام برد. فرایند سنتز نانوذرات نقره در دمای جوش رخ داده و منجر به تورم پارچه می‌شود. بنابراین، ذرات نقره به داخل ساختار پارچه نفوذ کرده و در درون لایه‌های پلیمری الیاف حبس می‌گردد ]21[. همچنین تابش‌های مناسب فراصوت نیز برای تکمیل پایدار نانوذرات نقره روی مواد نساجی مورد استفاده قرار گرفته است ]22[.
یکی از مقوله‌های اساسی رنگرزی پلی‌آمیدهای 6،6 با رنگینه‌های اسیدی، بحث یکنواختی و ثبات می‌باشد. پیوندهای فیزیکی نسبتا ضعیف رنگینه‌های اسیدی روی الیاف سبب ثبات مرطوب و شستشویی ضعیف برای منسوجات پلی‌آمیدی رنگرزی شده با رنگینه‌های اسیدی می‌شود ]23[. در این پژوهش، تولید پارچه پلی‌آمیدهای 6،6 با ویژگی‌های چند عملکردی از قبیل خواص ضدباکتری و رنگ‌پذیری بالا از طریق روش مرسوم رمق‌کشی و با حذف محدودیت‌های ناشی از محیط اسیدی، مورد توجه قرار گرفته است. براساس جستجوهای علمی انجام شده، تاکنون عوامل غلظت‌های بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید، نانوذرات نقره، ضدباکتری، رنگ‌پذیری و آبدوستی روی پارچه‌های پلی‌آمیدی 6،6 از طریق طراحی و تحلیل معادلات ساختاری به‌عنوان یکی از زیرمجموعه‌های مدل‌یابی معادلات ساختاری جهت بررسی و معنی‌داری اثرات مستقیم و غیرمستقیم متغیرهای مستقل بر متغیرهای وابسته و به‌همراه مطالعه نقش میانجی‌گری، مورد بررسی و آزمون فرضیات پژوهش قرار نگرفته و مدل تدوین شده‌ای در این راستا ارائه نگردیده است. برای این منظور، ابتدا تکمیل پارچه‌های پلی‌آمیدی 6،6 با غلظت‌های مختلف بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید و نانو ذرات نقره انجام شده و در ادامه عملیات رنگرزی پارچه‌های مذکور با رنگینه‌های اسیدی قرمز 81 با روش مرسوم رمق‌کشی و بدون حضور اسید، مورد توجه قرار گرفته است. متغیرهای وابسته در این پژوهش شامل کاهش باکتری‌های گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس و گرم منفی اشریشیاکولی، رنگ‌پذیری، تغییر رنگ می‌باشد و اثر خاصیت آبدوستی نیز به‌عنوان یک متغیر میانجی‌گر نیز بررسی شده و لذا در مدل مفهومی تدوین شده پژوهشگر، این تاثیرات و برهم‌کنش‌ها نشان داده شده است (شکل 1). به‌طوری‌که اندازه‌گیری متغیرهای وابسته از طریق مدل تدوین شده، مورد توجه می‌باشد و تلاش شده است که میزان تاثیر و معنی‌داری هریک از عامل‌های غلظت نانوذرات نقره و بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید را که در این پژوهش به متغیرهای مستقل و آشکار اطلاق می‌شوند، بر متغیرهای وابسته و آشکار شامل کاهش باکتری‌گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس و گرم منفی اشریشیاکولی، رنگ‌پذیری، تغییر رنگ و همچنین متغیرمیانجی‌گری آبدوستی، از طریق روابط علی-معلولی رگرسیون، مسیر و همبستگی ارائه شده در معادلات ساختاری، مورد بررسی و اندازه‌گیری قرار گرفته و ارجحیت آنها از لحاظ اثرگذاری در پارچه پلی‌آمید 6،6 ارائه و بحث شود. بنابراین براساس مجموع مبانی نظری و پیشینه پژوهش، فرضیه‌های پژوهش را می‌توان به‌صورت زیر بیان کرد:
شکل 1- نمایش مدل پیشنهادی و تدوین شده جهت تولید پارچه‌های پلی‌آمید 6،6 چند منظوره
فرضیه اول: متغیر غلظت نانوذرات نقره بر کاهش باکتری گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس، تاثیر معنی‌داری دارد.
فرضیه دوم: متغیر غلظت نانوذرات نقره بر کاهش باکتری گرم منفی اشریشیاکولی، تاثیر معنی‌داری دارد.
فرضیه سوم: متغیر غلظت نانوذرات نقره بر خاصیت رنگ‌پذیری، تاثیر معنی‌داری دارد.
فرضیه چهارم: متغیر غلظت نانوذرات نقره بر خاصیت جذب رطوبت، تاثیر معنی‌داری دارد.
فرضیه پنجم: متغیر غلظت نانوذرات نقره بر میزان تغییر رنگ، تاثیر معنی‌داری دارد.
فرضیه ششم: متغیر غلظت بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید بر کاهش باکتری گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس، تاثیر معنی‌داری دارد.
فرضیه هفتم: متغیر غلظت بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید بر کاهش باکتری گرم منفی اشریشیاکولی، تاثیر معنی‌داری دارد.
فرضیه هشتم: متغیر غلظت بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید بر خاصیت رنگ‌پذیری، تاثیر معنی‌داری دارد.
فرضیه نهم: متغیر غلظت بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید بر خاصیت جذب رطوبت، تاثیر معنی‌داری دارد.
فرضیه دهم: متغیر غلظت بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید بر میزان تغییر رنگ، تاثیر معنی‌داری دارد.
فرضیه یازدهم: متغیر جذب رطوبت بر خاصیت رنگ‌پذیری، تاثیر معنی‌داری دارد.
فرضیه دوازدهم: متغیر جذب رطوبت بر میزان تغییر رنگ، تاثیر معنی‌داری دارد.
با تامل به پیشینه نظری پژوهش، چنین استنباط گردید که مدل پیشنهادی پژوهش می‌تواند نشان دهد که غلظت‌های نانوذرات نقره و بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید بر متغیرهای وابسته تاثیرگذار هستند. لذا نمایش مدل پیشنهادی مفهومی تدوین شده براساس بهره‌گیری از معادلات ساختاری به‌عنوان یکی از زیر مجموعه‌های مدل‌یابی معادلات ساختاری، طبق شکل 1 طراحی و پیشنهاد گردید. البته مدل ارائه شده بایستی با نرم‌افزار آموس مورد بررسی قرار گیرد تا مشخص شود که آیا ساختار پیش‌ساخته (شکل 1) به چه اندازه با واقعیت انطباق دارد و به‌عبارتی، در شرایط واقعی توسط داده‌ها حمایت می‌شود و یا خیر ]1[. بنابراین سئوال اصلی پژوهش این خواهد بود که آیا مدلی که براساس فرضیه‌ها و روابط بین متغیرها پیشنهاد گردیده، بر داده‌های حاصل از نتایج‌های کسب شده در مورد پارچه‌های پلی‌آمیدی 6،6 مورد مطالعه، منطبق است؛ به بیان دیگر، آیا معادلات ساختاری پیشنهادی توسط اطلاعات مستخرج از پارچه‌های پلی‌آمیدی 6،6 تکمیل شده با نانوذرات نقره و بوتان تتراکربوکسیلیک اسید، حمایت می‌شود؟
پارچه‌های پلی‌آمید 6،6 با بافت حلقوی، نمره نخ 70 دنیر و وزن 85 گرم بر مترمربع استفاده شد. رنگینه اسیدی قرمز 81 از شرکت سیگما آلدریچ تهیه شد. اطلاعات در خصوص رنگینه اسیدی 81[3] در جدول 1 آورده شده است. محلول کلوئیدی نانو ذرات نقره با متوسط اندازه 60 نانومتر از شرکت نانو گروپ[4]، ساخت کشور آلمان خریداری شد. 4،3،2،1- بوتان تتراکربوکسیلیک اسید[5] با خلوص 98% و جرم مولکولی 16/234 گرم بر مول، سدیم فسفات منوهیدرات[6] با خلوص 99% و جرم مولکولی 99/105 گرم بر مول، سدیم کربنات[7] با خلوص 99% و جرم مولکولی 99/105 گرم بر مول، محیط کشت تریپتیک سوی آگار[8] و سدیم کلرید با خلوص 99% از شرکت مرک[9] کشور آلمان، تهیه گردید. مواد بدون هیچ گونه خالص‌سازی دیگری مورد استفاده قرار گرفتند. شوینده غیریونی روکوژن دی‌ای‌ان[10] از شرکت شیمیایی رودولف[11] کشور آلمان نیز مورد استفاده قرار گرفت. محتوای حمام تکمیل با استفاده از حمام فراصوت (200 ولت، 50 وات، 40 کیلوهرتز) مهیا گردید. آون حرارتی برای خشک و پخت نمونه‌ها استفاده گردید. جهت اندازه‌گیری اختلاف کلی رنگ نمونه‌های پلی‌آمید 6،6 شاهد و عمل شده از دستگاه اسپکتروفتومتر انعکاسی[12] با منبع نوری استاندارد D65 استفاده گردید.
جدول 1 – اطلاعات ساختار شیمیایی رنگینه قرمز اسیدی شماره 81
|
رنگینه قرمز اسیدی 81 |
نام |
|
|
ساختار شیمیایی: |
|
آنتراکینون |
ساختار مولکولی: |
|
C23H15N2NaO5S |
فرمول مولکولی: |
|
454.43 g/mol |
وزن مولکولی: |
|
6846-33-9 |
شماه CAS : |
مراحل پژوهش مذکور از لحاظ هدف، کاربردی و از لحاظ ماهیت و روش، آزمایشگاهی بوده است و اطلاعات مربوط به نمونه‌ها به شرح زیر فراهم شد. ابتدا پارچه‌های پلی‌آمید 6،6 با ابعاد cm2 5×10 سانتیمترمربع در حمامی حاوی g/L 0/1 شوینده غیریونی با نسبت مایع به کالای معادل 40:1 در در دمای ◦C 65 و طی مدت زمان min 15 شسته شده، سپس آبکشی شده و در دمای °C1±21 خشک شد. حمام تکمیل حاوی بوتان تتراکربوکسیلیک اسید، سدیم فسفات منوهیدرات به میزان 60% بوتان تتراکربوکسیلیک اسید به‌عنوان کاتالیزور، نانو ذرات نقره براساس حجم حمام[13] و مقدار مورد نیاز از آب مقطر برای مدت زمان min 10 (جدول 2) آماده گردید. پارچه‌های پلی‌آمید 6،6 شسته شده در محلول دیسپرس شده حمام تکمیل در دمای ◦C 80 و طی مدت زمان min 30 آغشته شدند. سپس پارچه‌های آغشته شده، در دمای ◦C 80 و طی مدت زمان min 3 خشک و در دمای ◦C 170 و طی مدت زمان min 3 پخت شدند. در انتها، نمونه‌های تکمیل شده در دمای ◦C 60 و طی مدت زمان min 20 با استفاده از g/L 0/1 شوینده غیریونی و g/L0/1 کربنات سدیم شسته و در دمای °C1±21 خشک شد.
جدول 2 – طرح مرکب مرکزی برای مقادیر رمق‌کشی رنگینه اسیدی قرمز 81، تغییر رنگ، کاهش باکتری‌های گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس و گرم منفی اشریشیاکولی و زمان جذب قطره نمونه‌های پلی‌آمید 6،6 تکمیل شده با نانو ذرات نقره و بوتان تتراکربوکسیلیک اسید
|
|
|
|
وابسته |
متغیرهای |
مستقل |
متغیرهای |
شماره |
|
زمان جذب قطره (ثانیه) |
کاهش باکتری اشریشیاکولی (%) |
کاهش باکتری استافیلیکوکوس‌آرئوس (%) |
تغییر رنگ )∆E( |
رمق کشی (%) |
بوتان‌تترا کربوکسیلیک اسید (%) |
نانو ذرات نقره (ppm) |
آزمایش |
|
2/9 |
00/0 |
00/0 |
00/0 |
13/68 |
00/0 |
00/0 |
شاهد |
|
36/12 |
12/75 |
23/76 |
69/1 |
11/73 |
00/0 |
00/30 |
شاهد 1 |
|
0/4 |
56/60 |
12/62 |
11/0 |
68/60 |
00/6 |
00/0 |
شاهد 2 |
|
6/7 |
15/89 |
11/90 |
95/0 |
14/89 |
25/5 |
00/35 |
1 |
|
6/7 |
47/75 |
37/81 |
57/0 |
11/87 |
00/3 |
00/10 |
2 |
|
9/6 |
15/93 |
15/84 |
20/0 |
32/88 |
00/9 |
00/10 |
3 |
|
3/7 |
11/94 |
11/83 |
26/0 |
61/88 |
00/6 |
00/10 |
4 |
|
1/4 |
59/97 |
45/99 |
50/1 |
09/90 |
59/4 |
00/50 |
5 |
|
1/6 |
15/92 |
18/85 |
72/0 |
11/87 |
75/3 |
13/23 |
6 |
|
8/6 |
11/93 |
17/84 |
15/0 |
34/88 |
00/9 |
00/10 |
7 |
|
8/4 |
36/88 |
14/92 |
21/1 |
07/89 |
00/3 |
55/36 |
8 |
|
4/4 |
36/97 |
34/99 |
22/1 |
13/92 |
00/9 |
00/50 |
9 |
|
8/4 |
36/88 |
18/92 |
21/1 |
09/89 |
00/3 |
55/36 |
10 |
|
2/4 |
56/97 |
48/99 |
51/1 |
11/90 |
59/4 |
00/50 |
11 |
|
7/5 |
14/91 |
19/86 |
42/0 |
76/89 |
34/6 |
96/26 |
12 |
|
6/4 |
15/87 |
14/95 |
12/1 |
57/93 |
75/6 |
49/41 |
13 |
|
4/7 |
81/90 |
14/89 |
27/0 |
54/89 |
00/9 |
00/30 |
14 |
|
5/7 |
44/75 |
34/81 |
57/0 |
13/87 |
00/3 |
00/10 |
15 |
|
5/4 |
32/97 |
31/99 |
22/1 |
11/92 |
00/9 |
00/50 |
16 |
عملیات رنگرزی پارچه‌های شاهد و پلی‌آمید 6،6 تکمیل شده با رنگینه اسیدی قرمز 81 با غلظت 0/1 % براساس وزن پارچه[14] انجام شد. نمونه‌های پلی‌آمید 6،6 در دمای ◦C 40 به حمام اضافه شدند، بعد از min 5، رنگینه اضافه شد و دما طی مدت زمان min20 به ◦C80 و برای مدت زمان 45 دقیقه در 7= pH و با نسبت مایع به کالای معادل 45:1، عملیات رنگرزی به انتها رسید. نمونه‌های رنگرزی شده، شسته و در دمای °C1±21 خشک شدند. تاثیر تکمیل بوتان تتراکربوکسیلیک اسید و نانو ذرات نقره روی درصد رمق‌کشی حمام رنگینه توسط رابطه (1) محاسبه شد.
(1)
مقادیر C0 و Cf به ترتیب غلظت رنگینه، قبل و بعد از حمام رنگرزی براساس جذب طول موج ماکزیمم برای رنگینه اسیدی در آب (nm 508λmax =) می‌باشد. تغییرات رنگی در این پژوهش به معنی اختلاف رنگی کلی بین نمونه‌های شاهد و تکمیل شده با نانو ذرات نقره و بوتان تتراکربوکسیلیک اسید می‌باشد. این اندازه‌گیری، قبل از عملیات رنگرزی و با استفاده از اسپکتروفتومتری انعکاسی و توسط رابطه (2) انجام شد.
(2)
در اینجا ∆E، به معنی اختلاف رنگ، L*، a* و b* به ترتیب مقادیر روشنایی، سبزی-قرمزی و آبی-زردی می‌باشند که توسط سیستم مقایسه‌ای رنگی کامپیوتری محاسبه شده‌اند. خاصیت آبدوستی نمونه‌ها از طریق زمان جذب قطره آب نمونه‌های شاهد و تکمیل شده با استفاده از روش آزمون استاندارد AATCC 79-2000 اندازه‌گیری گردید. پارچه‌های شاهد و تکمیل شده روی سطح افقی و بصورت محکم قرار گرفتند. بورت حاوی آب مقطر در شرایط استاندارد و با فاصله mm 6 از سطح پارچه و منبع نوری با زوایه ◦45 و زاویه مشاهده کننده نیز با زاویه ◦45 مخالف نسبت به منبع نوری قرار گرفتند. زمانی‌که هیچ قطره‌ای روی سطح پلی‌آمید 6،6 مشاهده نگردید، زمان‌سنج متوقف و یادداشت می‌شد. خواص ضدباکتری پارچه‌های تکمیل شده با دو نوع باکتری بیماری‌زا گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس[15] و گرم منفی اشریشیاکولی[16] با استفاده از روش آزمون استاندارد AATCC 100-2004 مورد ارزیابی قرار گرفت. تعداد کلونی‌های قابل مشاهده روی پتری‌دیش، قبل و بعد از تکمیل با غلظت‌های مختلف نانو ذرات نقره و بوتان تتراکربوکسیلیک اسید، شمارش شدند. نتایج کاهش باکتری براساس درصد و بهره‌گیری از رابطه (3) اندازه‌گیری شد.
(3)
در اینجا، A1 و A2، تعداد کلونی‌های باکتری های شمارش شده از نمونه‌های پلی‌آمید 6،6 شاهد و تکمیل شده بعد از h 24 عملیات انکوباسیون در دمای ◦C 37 و رطوبت نسبی 65% و R، درصد کاهش کلونی‌های باکتری می‌باشد.
برای طراحی آزمایشات از روش طرح مرکب مرکزی[17] با در نظر گرفتن غلظت بوتان تتراکربوکسیلیک اسید (% 00/9 – 00/3) و نانو ذرات نقره (ppm 00/50 – 00/10) استفاده گردید. جزئیات طرح مرکب مرکزی برای مقادیر متغیرهای مستقل شامل مقادیر غلظت‌های مختلف بوتان تتراکربوکسیلیک اسید و نانو ذرات نقره در جدول 2 (آزمایش‌های 1 تا 16) آورده شده است. برای این منظور از نرم افزار دیزاین‌اکسپرت ورژن 8[18] ساخت استات-ایس کشور آمریکا[19]، استفاده گردید.
در بخش بحث و نتایج، اطلاعات آمار توصیفی متغیرهای آشکار پژوهش، بررسی نرمال بودن، آزمون فرضیات از طریق برآورد مدل ساختاری، تحلیل متغیر میانجی‌گر آبدوستی، ارزیابی برازش مدل[20] و اصلاح مدل[21] مربوط به پارچه‌های پلی‌آمیدی 6،6 پیش تکمیل شده با نانو ذرات نقره و بوتان تتراکربوکسیلیک اسید توسط نرم افزارهای SPSS 25 و AMOS 26استخراج شده و مورد بحث و بررسی قرار گرفته و تلاش می‌شود که در این حیطه، مدل تدوین شده‌ای پیشنهاد گردد؛ بطوریکه‌های داده‌های حاصل از متغیرهای آشکار پژوهش بتواند مدل ارائه شده مذکور را حمایت کرده و قابلیت بهره‌گیری و تعمیم از آن را طراحی و پیشنهاد نماید.
شاخص‌های توصیفی متغیرهای آشکار پژوهش شامل غلظت نانو ذرات نقره، غلظت بوتان تتراکربوکسیلیک اسید به عنوان دو متغیر مستقل و مقادیر تغییر رنگ، کاهش باکتری استافیلیکوکوس‌آرئوس، کاهش باکتری اشریشیاکولی، و رمق‌کشی به‌عنوان متغیرهای وابسته و متغیر زمان جذب قطره آب به‌عنوان متغیر میانجی‌گر، با استفاده از نرم‌افزار SPSS 25 اندازه‌گیری شدند که در جدول 3 آورده شده است. همانطور که ملاحظه می‌شود مقادیر ضدباکتری در برابر اشریشیاکولی دارای بیشترین و مقادیر غلظت بوتان تتراکربوکسیلیک اسید دارای کمترین مقدار میانگین می‌باشند.
جدول 3- شاخص‌های توصیفی در خصوص غلظت‌های نانو ذرات نقره، بوتان تتراکربوکسیلیک اسید، تغییر رنگ، کاهش باکتری‌های استافیلیکوکوس‌آرئوس و اشریشیاکولی، زمان جذب قطره آب و رمق‌کشی (16 n =)
|
شماره |
مقوله |
|
میانگین |
|
انحراف‌معیار |
مد |
میانه |
چولگی |
کشیدگی |
کمینه |
بیشینه |
|
1 |
نانو ذرات نقره |
|
98/29 |
|
123/16 |
00/10 |
50/32 |
108/0- |
551/1- |
00/10 |
00/50 |
|
2 |
بوتان تتراکربوکسیلیک اسید |
|
89/5 |
|
464/2 |
00/9 |
62/5 |
202/0 |
618/1- |
00/3 |
00/9 |
|
3 |
رمق‌کشی |
|
45/89 |
|
864/1 |
11/87 |
11/89 |
784/0 |
274/0 |
11/87 |
57/93 |
|
4 |
تغییر رنگ |
|
82/8 |
|
061/5 |
11/2 |
95/8 |
007/0- |
570/1- |
11/2 |
18/16 |
|
5 |
کاهش باکتری استافیلیکوکوس‌آرئوس |
|
11/90 |
|
793/6 |
34/81 |
62/89 |
256/0 |
469/1- |
34/81 |
48/99 |
|
6 |
کاهش باکتری اشریشیاکولی |
|
51/90 |
|
825/6 |
44/75 |
64/91 |
308/1- |
459/1 |
44/75 |
59/97 |
|
7 |
زمان جذب قطره آب |
|
89/5 |
|
388/1 |
80/4 |
90/5 |
017/0 |
899/1- |
10/4 |
60/7 |
یکی از روشهای برآورد، روش بیشینه درست‌نمایی[22] است؛ که روش پیش فرض در اکثر تحلیل مدل‌های معادلات ساختاری است و ضمن اینکه مطالعات متعددی در ادبیات وجود دارد که استفاده از این روش را گزارش کرده‌اند. این روش نیاز به برقراری پیش‌فرض نرمال بودن توزیع داده‌ها دارد که در اجرا به‌صورت یک متغیره و می‌تواند از طریق بررسی مقادیر چولگی متغیرها بررسی شوند. چنانچه مقادیر ضریب چولگی[23] کوچک‌تر از 2- و بزرگ‌تر از 2+ باشد، نرمال بودن رد می‌شود ]1[. نتایج حاصل از مقادیر چولگی، کشیدگی، خطای استاندارد چولگی و کشیدگی[24] متغیرهای پژوهش در جدول 4 نشان داده شده است. براساس نتایج حاصل از بررسی نرمال بودن متغیرهای پژوهش نشان می‌دهد که مقادیر چولگی متغیرهای مورد بررسی در دامنه 2- تا 2+ قرار گرفته‌اند و لذا نرمال بودن کلیه متغیرهای پژوهش تایید می‌شود.
جدول 4- مقادیر چولگی و کشیدگی متغیرهای پژوهش (16 n =)
|
|
گویه |
حداقل |
حداکثر |
چولگی |
نرخ بحرانی |
کشیدگی |
نرخ بحرانی |
|
1 |
نانو ذرات نقره |
00/3 |
00/9 |
182/0 |
298/0 |
508/1- |
231/1- |
|
2 |
بوتان تتراکربوکسیلیک اسید |
00/10 |
00/50 |
097/0- |
159/0- |
460/1- |
192/1- |
|
3 |
رمق‌کشی |
11/87 |
57/93 |
709/0 |
158/1 |
157/0- |
128/0- |
|
4 |
تغییر رنگ |
11/2 |
18/16 |
006/0- |
010/0- |
474/1- |
203/1- |
|
5 |
کاهش باکتری استافیلیکوکوس‌آرئوس |
34/81 |
48/99 |
232/0 |
378/0 |
401/1- |
144/1- |
|
6 |
کاهش باکتری اشریشیاکولی |
44/75 |
59/97 |
182/1- |
931/1- |
689/0 |
562/0 |
|
7 |
زمان جذب قطره آب |
10/4 |
60/7 |
015/0 |
025/0 |
709/1- |
395/1- |
همانطوری‌که در معادلات ساختاری ارائه شده در شکل 2 مشاهده می‌شود، ضرایب کسب شده در وضعیت استاندارد برای مدل نظری تدوین شده توسط پژوهشگر نشان از تاثیرگذاری غلظت نانو ذرات نقره و بوتان تتراکربوکسیلیک اسید بر متغیرهای میانجی‌گر زمان جذب قطره و وابسته تغییر رنگ، رنگ‌پذیری، کاهش باکتری‌های گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس و گرم منفی اشریشیاکولی می‌باشد. این تاثیرگذاری هم از طریق ضرایب استاندارد و هم از طریق بررسی مقادیر ضرایب غیراستاندارد، اندازه‌گیری شده است. اما از آن‌جا که نیاز است این ضرایب با یکدیگر مقایسه شوند تا مشخص شد که اولویت اثرگذاری چگونه است و بیشترین اثر و کمترین اثر مربوط به کدام‌یک از متغیرها و رابطه می‌باشد، لذا از نتایج ضرایب استاندارد استفاده می‌شود. همچنین در مدل تدوین شده توسط پژوهشگر، اثرات مستقیم و غیرمستقیم وجود دارند. به عنوان نمونه متغیر غلظت نانو ذرات نقره هم بصورت مستقیم و هم بصورت غیرمستقیم بر متغیر رنگ‌پذیری اثرگذار می‌باشد و لذا نیاز است که اثر کل و مقایسه بین اثرات مستقیم و غیرمستقیم نیز تحلیل شود.
شکل 2- اجرای مدل نظری تدوین شده شامل غلظت نانو ذرات نقره و بوتان تتراکربوکسیلیک اسید بر متغیرهای وابسته جذب رطوبت، تغییر رنگ، رنگ‌پذیری، کاهش باکتری گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس و گرم منفی اشریشیاکولی
غلظت نانو ذرات نقره از جمله عوامل اثرگذار مورد بررسی در این پژوهش می‌باشند. بطوریکه متغیر مذکور توانسته است که اثرمعنی‌داری بر کاهش باکتری گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس داشته باشد (01/0P˂، 967/0 = β). نسبت بحرانی[25] مستخرج از نتایج حاصل از آموس[26] نیز برابر با 91/18 می‌باشد. چنانچه مقدار مذکور بیشتر از 96/1 باشد، آنگاه فرضیه مرتبط با آن از لحاظ آماری، معنی‌دار می‌باشد. بنابراین با ملاحظه مقدار نسبت بحرانی نیز دریافت می‌شود که فرضیه معنی‌داری غلظت نانو ذرات نقره بر کاهش باکتری استافیلیکوکوس‌آرئوس تایید گردیده و از لحاظ آماری در سطج اطمینان 99%، معنی‌دار می‌باشد.
متغیر غلظت نانو ذرات نقره، به‌عنوان یک فاکتور اثرگذار توانسته است که اثرمعنی‌داری بر کاهش باکتری گرم منفی اشریشیاکولی داشته باشد (01/0P˂، 505/0 = β). از آنجایی‌که نسبت بحرانی[27] حاصل شده از آموس نیز برابر با 890/2 می‌باشد و این مقدار بیشتر از 96/1 باشد، آنگاه فرضیه اثرگذاری معنی‌دار بودن غلظت نانوذرات نقره بر کاهش باکتری گرم منفی اشریشیاکولی در سطح اطمینان 99%، تایید می‌گردد.
ویژگی رنگ‌پذیری پارچه‌های پلی‌آمید 6،6 از غلظت نانو ذرات نقره نیز تاثیر می‌پذیرد. با استفاده از تحلیل انجام شده، ضریب مسیر (β) برابر 525/0 و مقدار P کمتر از 05/0 می‌باشد. بنابراین غلظت نانوذرات نقره در سطح معنی‌دار 95%، اثر معنی‌داری بر خاصیت رنگ‌پذیری دارد. همچنین نسبت بحرانی برابر با 305/2 دلالت بر معنی‌دار بودن اثرگذاری غلظت نانوذرات نقره بر ویژگی رنگ‌پذیری دارد.
متغیر نانو ذرات نقره در دامنه مورد بررسی پژوهش نیز توانسته‌اند که اثر معنی‌داری بر ویژگی جذب رطوبت داشته باشند. با توجه به نتایج مقدار بتا استاندارد مستخرج از نرم‌افزار آموس، دریافت شد که با توجه به مقدار 01/0P˂، متغیر غلظت نانوذرات نقره بر خاصیت جذب قطره آب، اثر معنی‌داری دارد و از ضریب تاثیر 844/0- می‌توان دریافت که متغیر غلظت نانوذرات نقره، اثر معکوس و معنی‌داری (سطح اطمینان 99%) بر خاصیت جذب رطوبت دارد (01/0P˂، 844/0- = β).
ویژگی تغییر رنگ نیز از جمله فاکتورهای اساسی می‌باشد که بر اثر استفاده از مواد تکمیلی می‌تواند رخ دهد. در این پژوهش نیز معنی‌داری متغیر مستقل نانو ذرات نقره بر تغییر رنگ پارچه‌های پلی‌آمید 6،6 مورد بررسی قرار گرفت. تغییر رنگ ایجاد شده توسط نانو ذرات نقره، محسوس و مستقیم بوده است. به‌طوری‌که ضریب تاثیر غلظت نانو ذرات نقره بر ویژگی تغییر رنگ پارچه‌های پلی‌آمیدی برابر با 725/0 و همچنین مقدار P نیز کمتر از 01/0 می‌باشد و همچنین مقدار نسبت بحرانی برابر با 097/5 نیز این معنی‌داری را در سطح اطمینان 99% تایید می‌کند.
همان‌گونه که در مدل نظری تدوین شده توسط پژوهشگر (شکل 1) ملاحظه می‌شود؛ به راحتی می‌توان برهم‌کنش و روابط میان متغیرها را از طریق برآورد مدل، مورد بررسی قرار داد. بطوریکه تحلیل مسیر به‌عنوان مدل‌یابی علی شناخته می‌شود که به آزمودن شبکه‌ای از روابط میان متغیرهای اندازه‌گیری شده، توجه دارد. نتایج بررسی در این پژوهش نشان می‌دهد که متغیر غلظت بوتان تتراکربوکسیلیک اسید در سطح اطمینان 95%، اثر معنی‌داری بر ویژگی کاهش باکتری گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس داشته است (05/0P˂، 105/0 = β). همچنین نسبت بحرانی برابر با 049/2 می‌باشد و این مقدار بیشتر از 96/1 باشد و معنی‌دار بودن اثرگذاری غلظت بوتان تتراکربوکسیلیک اسید بر ویژگی کاهش باکتری گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس، تایید می‌شود.
معنی‌داری اثر غلظت بوتان تتراکربوکسیلیک اسید بر کاهش باکتری گرم منفی اشریشیاکولی، بررسی گردید. مجموعه‌ای از روابط وابستگی میان دو متغیر مستقل و چهار متغیر وابسته و همچنین یک متغیری که هم نقش متغیر مستقل و هم نقش متغیر وابسته دارد، در شکل 1 نشان داده شده است. تبیین روابط علی[28] بین متغیرها، علاوه بر اثبات وجود رابطه بین آنها، نیاز به پشتیبانی نظری علیت و همچنین اطمینان از کنترل تاثیر سایر متغیرها بر آن روابط دارد. نتایج بررسی نشان می‌دهد که معلول خاصیت کاهش باکتری گرم منفی اشریشیاکولی با مقدار نسبت بحرانی برابر با 874/2، به صورت معنی‌داری از علت متغیر غلظت بوتان تتراکربوکسیلیک اسید، متاثر گردیده است (01/0P˂، 502/0 = β). همچنین با ملاحظه و مقایسه ضرایب تاثیر در وضعیت استاندارد، ملاحظه می‌شود که میزان اثرگذاری متغیر بوتان تتراکربوکسیلیک اسید بر کاهش باکتری گرم منفی اشریشیاکولی نسبت به باکتری گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس، بیشتر می‌باشد. علت این امر می تواند به ساختار سلولی دوباکتری مذکور و میزان مقاومت آنها در برابر گروه‌های واکنش‌پذیر کربوکسیلیک اسید ترکیب بوتان تتراکربوکسیلیک اسید مربوط باشد.
یکی از مفروضات مباحث تحلیل مسیر این است که روابط علی می‌بایست بصورت خطی[29]، فرض شوند. اگرچه امروزه برخی از پژوهشگران به استفاده از الگوسازی برای روابط غیرخطی بین متغیرها تاکید دارند، اما اغلب به‌دلیل پیچیدگی تخمین‌های آماری، مورد توجه و استفاده اکثریت مطالعه کنندگان و بهره‌وران قرار نمی‌گیرد. نتایج اثرگذاری علت متغیربوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید بر معلول خاصیت رنگ‌پذیری، نشان از تاثیر گذاری مستقیم و معنی‌دار رابطه مذکور در سطح اطمینان 99% و با مقدار نسبت بحرانی برابر با 527/3، حکایت دارد (01/0P˂، 437/0 = β). همچنین با مقایسه ضرایب تاثیر در وضعیت استاندارد، ملاحظه می‌شود که میزان اثرگذاری متغیر بوتان تتراکربوکسیلیک اسید بر خاصیت رنگ‌پذیری نسبت به عامل غلظت نانو ذرات نقره با ضریب تاثیر معنی‌دار و مستقیم 525/0، کمتر می‌باشد.
ویژگی آبدوستی پارچه‌های پلی‌آمید 6،6، اثر معنی‌داری از متغیر مستقل غلظت بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید نمی‌پذیرد. با استفاده از تحلیل انجام شده، ضریب مسیر (β) برابر 069/0 و مقدار P برابر با 623/0 که بیشتر از 05/0 و همچنین نسبت بحرانی برابر با 491/0 که بیشتر از 96/1 نمی‌باشد، حاصل شد. لذا اگرچه غلظت نانو ذرات نقره توانسته است که اثرمعکوس و معنی‌داری را بر خاصیت آبدوستی ایجاد کند، اما در این پژوهش، متغیر غلظت بوتان تتراکربوکسیلیک اسید، اثر معنی‌داری بر مقادیر آبدوستی و آب‌گریزی ایجاد نکرده و لذا تغییرات حاصله، قابل چشم‌پوشی است.
از آنجایی‌که ممکن است بر اثر استفاده از مواد تکمیلی در فرایندهای مرطوب نساجی، تغییر رنگ حاصل شود، لذا نیاز است که با استفاده از اسپکتروفتومتری انعکاسی، بررسی‌های لازم در این خصوص صورت پذیرد. لذا بررسی معنی‌داری اثر متغیر مستقل بوتان تتراکربوکسیلیک اسید بر تغییر رنگ پارچه‌های پلی‌آمید 6،6 مورد توجه قرار گرفت. با استفاده از تحلیل انجام شده، نسبت بحرانی برابر با 493/5- می‌باشد و ضریب مسیر (β) برابر 367/0- و مقدار P کمتر از 01/0 می‌باشد. بنابراین غلظت بوتان تتراکربوکسیلیک اسید در سطح معنی‌دار 99%، اثر معنی‌داری و معکوسی بر ویژگی تغییر رنگ دارد. به‌عبارتی ملاحظه می‌شود زمانی‌که غلظت بوتان تتراکربوکسیلیک اسید به میزان 1 واحد تغییر می‌کند، ویژگی تغییر رنگ به میزان 367/0 کمتر می‌شود.
متغیرهای مستقل در پژوهش همانند غلظت نانو ذرات نقره و بوتان تتراکربوکسیلیک اسید، نقش خود را در پژوهش تغییر نمی‌دهند. اما گاهی متغیرهای وابسته در پژوهش، نقش متغیر مستقل را ایفاء می‌کنند. در این پژوهش ویژگی آبدوستی، هم نقش متغیر وابسته و هم نقش متغیر مستقل را بر عهده دارند. علت اینکه در مدل تدوین شده نیز چنین نقشی را بر عهده گرفته است بر مبنای پیشینه نظری این موضوع است که خاصیت جذب رطوبت می‌تواند رنگ‌پذیری را تغییر دهد ]24[. بررسی نتایج اثرگذاری در این پژوهش نشان می‌دهد که متغیر خاصیت آبدوستی به عنوان علت بر خاصیت رنگ‌پذیری در جایگاه معلول، نشان از عدم تاثیر گذاری معنی‌دار با مقدار نسبت بحرانی برابر با 078/1- و P برابر با 281/0 دارد (245/0- = β). به‌عبارتی تغییراتی که در مقادیر جذب قطره آب پارچه‌های نایلونی 6،6 به‌واسطه تکمیل با نانو ذرات نقره و بوتان تتراکربوکسیلیک اسید حاصل شده است، نتوانسته است تاثیر معنی‌داری بر میزان مقادیر رمق‌کشی رنگینه اسیدی قرمز 81 بگذارد.
مدل‌های مسیر از اهمیت بیشتری نسبت به مدل‌های رگرسیونی برخوردارند. به‌خصوص در مباحث فنی که مسائل متنوعی ممکن است که در یک موضوع پژوهشی اثرگذار باشند، کشف روابط غیرمستقیم، اهمیت بالایی دارند. روابط مستقیم بین متغیرها را می‌توان راحت‌تر تشخیص داد، اما روابط غیرمستقیم، پنهان‌تر هستند و کشف آنها نیاز به تخصص و مهارت بیشتری می‌باشد. یکی از موضوعاتی که در این پژوهش مورد نظر بوده است، مطالعه اثرگذاری متغیر میانجی‌گر خاصیت آبدوستی که خودش متاثر از غلظت‌های نانو ذرات نقره و بوتان تتراکربوکسیلیک اسید بوده بر خاصیت تغییر رنگ پارچه‌های پلی‌آمیدی بوده است. نتایج حاصل از بررسی نشان می‌دهد که متغیر میانجی جذب رطوبت، با مقدار نسبت بحرانی 778/1- و P برابر با 075/0 و ضریب تاثیر بتا برابر با 218/0- نتوانسته است که بر متغیر میزان تغییر رنگ، تاثیر معنی‌داری ایجاد کند.
این پژوهش درصدد بررسی نقش متغیر میانجی‌گر متغیر زمان جذب قطره آب به‌عنوان معیار آبدوستی در حد واسط بین متغیرهای مستقل غلظت‌های نانو ذرات نقره و بوتان تتراکربوکسیلیک اسید و متغیرهای وابسته رنگ‌پذیری و تغییر رنگ می‌باشد. به این معنی که ابتدا متغیرهای مستقل (غلظت‌های نانو ذرات نقره و بوتان تتراکربوکسیلیک اسید) روی متغیر میانجی‌گر آبدوستی تاثیر می‌گذارد و سپس متغیر میانجی‌گر آبدوستی روی متغیرهای وابسته (رنگ‌پذیری و تغییر رنگ) تاثیر می‌گذارد و در واقع تاثیر متغیرهای مستقل بر متغیرهای وابسته از طریق متغیر میانجی‌گر صورت می‌پذیرد که به اندازه‌گیری اثرات غیرمستقیم مشهور می‌باشند. بنابراین در این پژوهش، علاوه بر اثرات مستقیم، اثرات غیرمستقیم نیز مورد توجه می‌باشد. اثرات غیرمستقیم از نظر آماری، از حاصل‌ضرب اثرات مستقیم، اعم از استاندارد و غیراستاندارد محاسبه می‌شوند و همانند مقادیر ضریب تاثیر در ضرایب مسیر نیز، قابل تفسیر هستند. به‌عنوان مثال اثر غیرمستقیم "غلظت نانو ذرات نقره" بر "رنگ‌پذیری" از حاصل ضرب ضریب مسیر "غلظت نانو ذرات نقره" بر متغیر "زمان جذب قطره" و مسیر "زمان جذب قطره" بر "رنگ‌پذیری" یعنی 207/0 = 245/0- × 844/0- به‌دست می‌آید. همچنین، اثرات کلی از جمع بین اثر مستقیم و غیرمستقیم یک متغیر بر متغیر دیگر به‌دست می‌آید. به‌عنوان مثال اثر کلی استاندارد غلظت نانو ذرات نقره بر متغیر رنگ‌پذیری از مجموع اثر مستقیم (525/0) و اثر غیرمستقیم (207/0) متغیر غلظت نانو ذرات نقره بر متغیر رنگ‌پذیری است که برابر با 732/0 می‌شود. عدد 732/0 حاصل شده نیز تفسیری همانند ضریب تاثیر بتا در رابطه‌های علی رگرسیونی دارد. یعنی به ازای یک واحد تغییر در مقادیر نانو ذرات نقره، 732/0 واحد تغییر در مقادیر رنگ‌پذیری حاصل می‌شود. مقادیر اثرات مستقیم، غیرمستقیم و کل مورد بررسی در این پژوهش در جدول جدول 5، نشان داده شده است.
جدول 5- مقادیر اثرات مستقیم، غیرمستقیم و کل اندازه‌گیری شده براساس مدل تدوین شده نظری پژوهشگر در وضعیت استاندارد
|
متغیر |
اثرات مستقیم |
اثرات غیرمستقیم |
اثرات کل |
|
متغیر نانو ذرات نقره بر رنگ‌پذیری |
525/0 |
207/0 |
732/0 |
|
متغیر نانو ذرات نقره بر تغییر رنگ |
725/0 |
184/0 |
909/0 |
|
متغیر بوتان تتراکربوکسیلیک اسید بر رنگ‌پذیری |
437/0 |
017/0- |
420/0 |
|
متغیر بوتان تتراکربوکسیلیک اسید بر تغییر رنگ |
367/0- |
015/0- |
382/0- |
در این مرحله، مدل تدوین شده توسط محققین مورد آزمون قرار می‌گیرد. در مدل‌سازی معادلات ساختاری، برازش مدل از اهمیت بالایی برخوردار است و توجه بیشتری نسبت به سایر مدل‌ها نظیر مدل رگرسیونی به آن شده است. به همین دلیل شاخص‌های متعددی که به‌صورت موازی عمل می‌کنند در این بررسی مورد استفاده قرار می‌گیرند و مرتبا بر این شاخص‌ها افزوده می‌شود. نکته قابل توجه این است که ارزیابی و مقایسه خود این شاخص‌ها از نظر کارایی و قابلیت استفاده نیز مبحث پرکاربردی است و توجه زیاد محققین به این حوزه اخنصاص داده شده است ]25[. البته اتفاق نظر در خصوص اینکه از چند شاخص جهت برازش مدل استفاده شود، وجود ندارد. هالمز اسمیت ]26[ معتقد است که حداقل سه شاخص که هر کدام از یک گروه شاخص‌های برازش ارائه شده است، جهت تایید برازش کافی است. به‌طور کلی شاخص‌هایی که برای بررسی برازش مدل استفاده می‌شوند به سه دسته تقسیم می‌شوند.: برازش مطلق[31]، برازش تطبیقی[32] و برازش مقتصد[33]. شاخص‌هایی از نوع برازش مطلق نشان می‌دهند که تا چه میزان مدل فرضی تدوین شده، شبیه به مشاهدات است. مقدار این دسته از شاخص‌ها براساس ماتریس مانده‌ها[34]، درجه آزادی و تعداد نمونه‌ها تعیین می‌شود و از آنجایی‌که این محاسبه براساس مقایسه مدل با مدل‌های دیگر نیست به آن برازش مطلق می‌گویند. شاخص‌های برازش تطبیقی، نشان دهنده موقعیت نسبی یک مدل بین بدترین برازش (صفر) و بهترین برازش (یک) می‌باشد. به‌عنوان مثال شاخص برازش مقایسه‌ای با مقدار 93/0 بیانگر این است که برازش مدل تنها می‌تواند 7% بهبود یابد. آستانه پذیرش این گروه برای برازش خوب، 9/0 است. سومین گروه، شاخص‌های برازش مقتصد می‌باشد که برای مقایسه مدل‌های مختلف با پارامترهای متفاوت استفاده می‌شود و مقدار آنها برای تصمیم‌گیری روی پذیرش یا رد کردن کردن مدل به‌کار نمی‌رود و آستانه پذیرشی برای این منظور ندارند ]27[. جکارد و وان ]28[ معتقد هستند که از هرگروه از برازش مطلق، برازش تطبیقی و برازش مقتصد باید حداقل یک شاخص گزارش شود. میرز و همکارانش ]29[ گزارش کردند که مقادیر شاخص جذر برآورد واریانس خطای تقریب[35]، برازش تطبیقی[36] و شاخص برازش هنجار شده[37] و مجذورکای نسبی را بسیار مهم می‌دانند. به‌طور کلی زمانی‌که حداقل سه شاخص، مقادیری در بازه قابل قبول داشته باشند، می‌توان ادعا کرد که برازش مدل خوب و قابل قبول است. شاخص‌های برازش استخراج شده برای معادلات ساختاری تدوین شده توسط پژوهشگر که در وضعیت بدون اصلاح توسط نرم‌افزار آموس حاصل شده است، در جدول 6 نشان داده شده است. همانطور که ملاحظه می‌شود هیچ‌کدام از شاخص‌های برازش محذورکای نسبی، جذربرآورد واریانس خطای تقریب، شاخص برازش فزاینده، شاخص تاکر لویز، شاخص برازش تطبیقی، شاخص برازش مقتصد هنجار شده و شاخص برازش تطبیقی در دامنه مطلوب قرار نگرفته‌اند و این موضوع نشان می‌دهد که معادلات ساختاری تدوین شده توسط پژوهشگر با وضعیت فعلی‌اش که بدون هرگونه اصلاحی است، برازش مناسبی ندارد. به‌عبارت دیگر داده‌های تجربی در مجموع نتوانسته است که روابط موجود در مدل مفهومی پیشنهادی را حمایت کند. لذا در بررسی اولیه که به منظور مناسب بودن کلیت مدل با درنظر گرفتن شاخص‌های برازش صورت پذیرفت، مشخص گردید که نمی‌توان ادعا کرد که برازش مدل، خوب و قابل قبول بوده است.
جدول 6- شاخص‌های برازش مدل مفهومی پژوهش
|
ردیف |
نام شاخص |
شاخص برازش |
دامنه مطلوب |
نتیجه مدل پژوهش (بدون اصلاح) |
نتیجه مدل پژوهش (اصلاح اول-مورد تایید) |
نتیجه مدل پژوهش (اصلاح دوم) |
|
1 |
مجذور کای |
Chi-square |
--- |
398/28 |
526/14 |
605/8 |
|
2 |
درجه آزادی |
Degree of freedom |
--- |
8 |
7 |
6 |
|
3 |
مجذورکای نسبی |
Normed chi-square |
0/3 ˂ |
550/3 |
075/2 |
434/1 |
|
4 |
جذر برآورد واریانس خطای تقریب |
RMSEA |
1/0 ˂ |
412/0 |
268/0 |
170/0 |
|
5 |
شاخص برازش فزاینده |
IFI |
9/0 ˂ |
875/0 |
954/0 |
984/0 |
|
6 |
شاخص تاکر لویز |
TLI |
9/0 ˂ |
642/0 |
849/0 |
939/0 |
|
7 |
شاخص برازش تطبیقی |
CFI |
9/0 ˂ |
864/0 |
950/0 |
983/0 |
|
8 |
شاخص برازش مقتصد هنجار شده |
PNFI |
5/0 ˂ |
318/0 |
305/0 |
271/0 |
|
9 |
شاخص برازش تطبیقی |
PCFI |
5/0 ˂ |
329/0 |
317/0 |
281/0 |
3-6- اصلاح مدل[38]
از آنجایی‌که مدل تدوین شده از برازش مناسبی برخوردار نبود، نیاز به اصلاح مدل است. به‌عبارت ساده‌تر مدل دارای ایراد است و مورد تایید قرار نگرفته است. در صورتی‌که اعتبار مدل مورد تایید قرار گیرد، به مرحله اصلاح مدل نیازی نیست. بنابراین اصلاح مدل ممکن است در برخی از مدل‌ها نیاز نباشد. بنابراین در ادامه به پیشنهادات نرم افزار آموس توجه می‌شود. تغییراتی که پیشنهاد می‌شود مربوط به مرتبط کردن دومتغیر از طریق اضافه کردن اتصال کوواریانس[39] می‌باشد. اولین پیشنهاد مطرح شده، کشیدن کوواریانس بین e1 و e4 می‌باشد. نتایج حاصل از بررسی شاخص‌های برازش نشان می‌دهند که اضافه کردن کوواریانس مذکور، وضعیت مدل را بهبود بخشیده است. به عبارتی حداقل سه شاخص برازش هستند که در ناحیه مطلوب قرار گرفته‌اند (جدول 6). اما در ادامه برای بررسی بیشتر، دومین و آخرین پیشنهاد نرم‌افزار برای اصلاح مدل از طریق ایجاد کوواریانس بین e3 و e5 نیز مورد توجه قرار می‌گیرد و نتایج شاخص‌های برازش بعد از اصلاح مرتبه دوم نیز در جدول 6 نشان داده شده است. انتظار می‌رود با اضافه کردن این کوواریانس، مقدار مجذور کای، حداقل 6 واحد و همچنین درجه آزادی نیز با اضافه کردن این کوواریانس، یک واحد کاهش یابد. همانطور که ملاحظه می‌شود با انجام پیشنهاد اصلاح دوم، شش شاخص برازش مدل در دامنه مطلوب و مورد تایید قرار می‌گیرند. اما از آنجایی که در اصلاح اول نیز 5 شاخص برازش در دامنه مطلوب قرار می‌گیرند و باعث تایید شدن مدل تدوین شده می‌گردند، بنابراین به همان اصلاح اول بسنده می‌شود. علت آن به این موضوع برمی‌گردد که که انجام اصلاحات در مدل‌ها بایستی با احتیاط انجام شود و گاهی وجود اصلاحات زیاد، چارچوب نظری پژوهش را زیر سئوال می‌برد. بنابراین در شکل 3، معادله ساختاری تدوین شده توسط پژوهشگر که توسط داده‌های تجربی نیز حمایت می‌شود، نشان داده شده است.
شکل 3- اجرا و تایید مدل نظری تدوین شده بعد از یک مرحله اصلاح
مقادیر ضریب همبستگی پیرسون بین متغیرهای مستقل پژوهش در جدول 7 نشان داده شده است. ضریب همبستگی بین متغیرهای غلظت نانو ذرات نقره و بوتان تتراکربوکسیلیک اسید نیز در این مدل بررسی و عدم معنی‌داری این رابطه تعیین گردید. همچنین رابطه ایجاد شده توسط e1 و e4 نیز که در پیشنهادات نرم‌افزار آموس و به‌منظور اصلاح مدل آورده شده بود نیز در سطح اطمینان 95%، معنی‌دار تشخیص داده شد (05/0P˂، 818/0 = r).
جدول 7- مقادیر همبستگی متقابل بین متغیرهای برون‌زا
|
متغیر غلظت |
همبستگی متقابل |
متغیر غلظت |
ضریب همبستگی پیرسون |
نسبت بحرانی (C.R.) |
مقدار خطا (P) |
نتیجه |
|
بوتان تتراکربوکسیلیک اسید |
نانو ذرات نقره |
073/0 |
282/0 |
778/0 |
عدم معنی‌داری |
|
|
e1 |
e4 |
818/0 |
453/2 |
014/0 |
معنی‌دار |
همچنین، در فرایند برآورد مدل و در راستای مطالعه جهت و شدت اثرگذاری متغیرهای مستقل بر متغیرهای وابسته و همچنین متغیر میانجی‌گر، فرضیات پژوهش مورد آزمون قرار گرفتند و نتایج آن در جدول 8، خلاصه شده است. در ادامه می‌توان میزان تاثیرگذاری‌های هریک از متغیرها را در فرضیه‌هایی که تایید شده است، با یکدیگر مقایسه کرد. لذا شدت تاثیرگذاری‌ها به‌ترتیب از بیشترین تا کمترین تاثیر در جدول 8، آورده شده است. لذا با مقایسه ضریب تاثیر هریک از فرضیه‌های پژوهش دریافت می‌شود که اثرگذاری غلظت نانوذرات نقره بر خاصیت کاهش باکتری استافیلیکوکوس‌آرئوس با ضریب تاثیر 967/0، دارای بیشترین تاثیر در مقایسه با سایر تاثیرها می‌باشد و کمترین تاثیر مربوط به اثرگذاری جذب رطوبت بر میزان تغییر رنگ پارچه‌های پلی‌آمیدی 6،6 با ضریب تاثیر 006/0- می‌باشد و در نهایت نیز تولید پارچه پلی‌آمیدهای 6،6 با ویژگی‌های چند عملکردی از قبیل خواص ضدباکتری عالی و رنگ‌پذیری بالا از طریق روش مرسوم رمق‌کشی و با حذف محدودیت‌های ناشی از محیط اسیدی حاصل شد.
جدول 8- نتایج آزمون فرضیه‌های پژوهش
|
|
شماره |
فرضیه‌ها |
تخمین بتای استاندارد شده |
نسبت بحرانی |
P-value |
نتیجه |
|
1 |
فرضیه اول: |
اثرگذاری غلظت نانوذرات نقره بر کاهش باکتری استافیلیکوکوس‌آرئوس |
967/0 |
910/18 |
01/0 ˂ |
تایید |
|
2 |
فرضیه پنجم: |
اثرگذاری غلظت نانوذرات نقره بر میزان تغییر رنگ |
904/0 |
274/9 |
01/0 ˂ |
تایید |
|
3 |
فرضیه چهارم: |
اثرگذاری غلظت نانوذرات نقره بر خاصیت جذب رطوبت |
844/0- |
041/6- |
01/0 ˂ |
تایید |
|
4 |
فرضیه سوم: |
اثرگذاری غلظت نانوذرات نقره بر خاصیت رنگ‌پذیری |
525/0 |
305/2 |
021/0 |
تایید |
|
5 |
فرضیه دوم: |
اثرگذاری غلظت نانوذرات نقره بر کاهش باکتری اشریشیاکولی |
505/0 |
890/2 |
004/0 |
تایید |
|
6 |
فرضیه هفتم: |
اثرگذاری غلظت بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید بر کاهش باکتری اشریشیاکولی |
502/0 |
874/2 |
01/0 ˂ |
تایید |
|
7 |
فرضیه هشتم: |
اثرگذاری غلظت بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید بر خاصیت رنگ‌پذیری |
437/0 |
527/3 |
01/0 ˂ |
تایید |
|
8 |
فرضیه دهم: |
اثرگذاری غلظت بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید بر میزان تغییر رنگ |
381/0- |
242/5- |
01/0 ˂ |
تایید |
|
9 |
فرضیه ششم: |
اثرگذاری غلظت بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید بر کاهش باکتری استافیلیکوکوس‌آرئوس |
105/0 |
049/2 |
040/0 |
تایید |
|
10 |
فرضیه یازدهم: |
اثرگذاری متغیر جذب رطوبت بر خاصیت رنگ‌پذیری |
245/0- |
078/1- |
281/0 |
عدم‌تایید |
|
11 |
فرضیه نهم: |
اثرگذاری غلظت بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید بر خاصیت جذب رطوبت |
069/0 |
491/0 |
623/0 |
عدم‌تایید |
|
12 |
فرضیه هفتم: |
اثرگذاری جذب رطوبت بر میزان تغییر رنگ |
006/0- |
074/0- |
941/0 |
عدم‌تایید |
در این پژوهش چگونگی رابطه و میزان اثرگذاری متغیرهای غلظت بوتان تتراکربوکسیلیک اسید و نانو ذرات نقره بر متغیرهای وابسته کاهش باکتری گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس و گرم منفی اشریشیاکولی، رنگ‌پذیری، تغییر رنگ و متغیر میانجی‌گر خاصیت آبدوستی از طریق تدوین معادلات ساختاری مورد بررسی قرار گرفت و در ادامه برآورد، برازش و اصلاح مدل مورد توجه قرار گرفت و مدل تدوین شده توسط پژوهشگر توانست به خوبی داده‌های حاصل از پژوهش را حمایت کند. میزان تاثیر و معنی‌داری هریک از عامل‌های غلظت نانوذرات نقره و بوتان‌تتراکربوکسیلیک اسید را که در این پژوهش به متغیرهای مستقل و آشکار اطلاق می‌شوند، بر متغیرهای وابسته و آشکار شامل کاهش باکتری گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس و گرم منفی اشریشیاکولی، رنگ‌پذیری، تغییر رنگ و همچنین متغیر میانجی‌گر زمان جذب قطره آب، از طریق روابط همبستگی، علی-معلولی رگرسیون و مسیر ارائه شده در مدل تدوین شده پژوهش، مورد بررسی و اندازه‌گیری قرار گرفته و ارجحیت آنها از لحاظ کارایی در پارچه پلی‌آمید 6،6 ارائه و در این پژوهش مورد توجه بوده است. همچنین، ضریب توان دوم همبستگی چندگانه[40] یا همان R2 متغیرهای وابسته شامل کاهش باکتری گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس و گرم منفی اشریشیاکولی، رنگ‌پذیری، زمان جذب قطره آب، تغییر رنگ اندازه‌گیری گردید که به ترتیب 961/0، 544/0، 775/0، 709/0 و 921/0 به‌دست آمد. به‌عبارتی مقادیر مذکور نشان می‌دهد که 1/96%، 4/54%، 5/77%، 9/70% و 1/92% از واریانس‌های کاهش باکتری گرم مثبت استافیلیکوکوس‌آرئوس و گرم منفی اشریشیاکولی، رنگ‌پذیری، زمان جذب قطره آب، تغییر رنگ توسط مدل توضیح داده می‌شود و یا به‌عبارتی توسط متغیرهای مستقل درون مدل توجیه و تفسیر می‌شود و مابقی بر عهده متغیرهای دیگری است که در این پژوهش مورد توجه قرار نگرفته است.
[1] AgNO3
[2] Cassia tora
[3] C.I. Acid Red 81
[4] Europe nano group company
[5] C8H10O8
[6] NaPO2H2·H2O
[7] Na2CO3
[8] Tryptic soy agar: TSA
[9] Merck company
[10] Rucogen DEN
[11] Rudolf Chemie Company
[12] Color-guide sphere, D/10° spin, Germany
[13] Based on weight of bath: O.W.B
[14] Based on weight of fabric: O.W.F
[15] ATCC 65380
[16] ATCC 11303
[17] Central composite design (CCD)
[18] Trial version of Design Expert 8.0.1.0
[19] Stat-Ease, Inc. (USA)
[20] Model fit
[21] Model modification
[22] Maximum likelihood
[23] Skewness
[24] Kurtosis
[25] Critical ratio (C.R.)
[26] Analysis of moment structures (Amos)
[27] Critical Ratio (C.R.)
[28] Causal relationships
[29] Linear
[30] Model fit
[31] Absolute fit
[32] Comparative fit
[33] Parsimonious fit
[34] Residuals
[35] Root mean square error of approximation (RMSEA)
[36] Comparative fit index (CFI)
[37] Normed fit index (NFI)
[38] Model modification
[39] Covariance
[40] Squared multiple correlations
)
