علوم و فناوری نساجی و پوشاک

علوم و فناوری نساجی و پوشاک

بررسی اثر نانوذرات روی اکسید به عنوان دندانه بر روی بهبود رنگرزی و ثبات نخ پشمی رنگزری شده با قرمزدانه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی نساجی و پلیمر، واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران
2 استاد تمام، دانشکده مهندسی نساجی و پلیمر، واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران
3 استادیار، دانشکده مهندسی نساجی و پلیمر، واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد، ایران
4 استادیار، دانشکده علوم پایه، دانشگاه ولی عصر (عج)، رفسنجان، ایران
10.22034/jtst.2026.591048.1561
چکیده
در این پژوهش، نانوذرات اکسید روی (ZnO) به‌منظور اصلاح نخ‌های پشمی پیش از رنگرزی با قرمزدانه، به‌عنوان یک رنگزای طبیعی حساس به pH و غنی از اسید کارمینیک، مورد استفاده قرار گرفتند. نانوذرات ZnO با استفاده از فرایند اصلاح به کمک امواج فراصوت بر سطح الیاف پشم تثبیت شدند و سپس اثر اصلاح سطحی بر جذب رنگزا، ویژگی‌های رنگی و ثبات نخ‌های رنگرزی‌شده مورد بررسی قرار گرفت. شرایط استخراج رنگزای قرمزدانه، شامل میزان حشره، نسبت حلال به ماده اولیه و pH، بررسی شد تا شرایط مناسب برای دستیابی به فام قرمز لاکی و عمیق حاصل شود. نتایج نشان داد که pH حمام رنگرزی نقش تعیین‌کننده‌ای در میزان جذب رنگزا و ایجاد فام رنگی دارد؛ به‌گونه‌ای که شرایط قلیایی ملایم (pH 8–10) موجب افزایش جذب رنگزا و ایجاد فام‌های عمیق‌تر در نخ‌های پشمی شد. مقایسه نخ‌های اصلاح‌شده با 0.5 درصد نانوذرات ZnO و نمونه‌های اصلاح‌نشده نشان داد که اصلاح با کمک نانوذرات موجب افزایش قدرت رنگی و بهبود مقاومت در برابر شستشو شده و ویژگی‌های نوری نخ‌های رنگرزی‌شده را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد. این نتایج نشان‌دهنده برهم‌کنش مؤثرتر میان سطح اصلاح‌شده پشم و رنگزای قرمزدانه پس از اصلاح با نانوذرات ZnO است. بهبود عملکرد رنگرزی را می‌توان به اصلاح سطح الیاف پشم توسط نانوذرات ZnO نسبت داد که احتمالاً با ایجاد جایگاه‌های فعال بیشتر و تسهیل برهم‌کنش میان رنگزای مبتنی بر اسید کارمینیک و ماتریس کراتینی پشم، جذب رنگزا را افزایش می‌دهد. در مجموع، نتایج نشان می‌دهد که اصلاح نخ پشمی با نانوذرات ZnO به کمک امواج فراصوت، روشی امیدبخش برای بهبود عملکرد رنگرزی و خواص ثباتی نخ‌های پشمی رنگرزی‌شده با قرمزدانه است. این رویکرد همچنین ظرفیت نانوذرات ZnO را به‌عنوان یک دندانه نانومقیاس یا عامل کمکی دندانه‌ای در رنگرزی پایدار الیاف پروتئینی با رنگزاهای طبیعی نشان می‌دهد و می‌تواند زمینه‌ای برای توسعه فرایندهای سازگارتر با محیط‌زیست در رنگرزی منسوجات پشمی فراهم کند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of the effect of zinc oxide nanoparticles as mordant on dyeing improvement and fastness of wool yarn dyed with cochineal dye

نویسندگان English

Seyedabolfazl Varasteh 1
Navid Nasirizadeh 2
Mohammad Mirjalili 2
Mohammadali Shirgholami 3
masoud Rouhani Moghadam 4
1 PhD student, Department of Textile and Polymer Engineering, Yazd Branch, Islamic Azad University, Yazd, Iran
2 Full Professor, Department of Textile and Polymer Engineering, Ya. C., Islamic Azad University, Yazd, Iran
3 Assistant Professor, Department of Textile and Polymer Engineering, Ya. C., Islamic Azad University, Yazd, Iran
4 Assistant Professor, Department of Basic Sciences, Vali Asr University (AJ), Rafsanjan, Iran
چکیده English

The development of sustainable dyeing strategies that combine natural colorants with advanced surface modification technologies is of increasing interest in the textile industry. In this study, zinc oxide (ZnO) nanoparticles were employed to modify wool yarns prior to dyeing with cochineal, pH-sensitive natural colorant rich in carminic acid. ZnO nanoparticles were deposited onto the wool fibers using an ultrasonic-assisted treatment, and the influence of the surface modification on dye uptake, color characteristics, and fastness properties was subsequently evaluated. The extraction conditions of the cochineal colorant, including insect concentration, solvent-to-material ratio, and pH, were systematically investigated to obtain an intense lacquer-red shade. The results demonstrated that the pH of the dye bath played a critical role in determining dye uptake and color development, with mildly alkaline conditions (pH 8–10) promoting higher color absorption and deeper shades on wool yarn. Compared with untreated wool, 0.5% ZnO-modified yarn exhibited enhanced color strength and improved resistance to washing, together with changes in its optical characteristics, indicating a stronger interaction between the wool substrate and the cochineal colorant following nanoparticle treatment. The enhanced dyeing performance is attributed to the modification of the wool surface by ZnO nanoparticles, which may provide additional active sites and facilitate interactions between the carminic-acid-based colorant and the keratin matrix. Overall, the findings demonstrate that ultrasonic-assisted ZnO nanoparticle modification is a promising strategy for improving the dyeing performance and fastness of cochineal-dyed wool yarn. The approach also highlights the potential of ZnO nanoparticles as a nanoscale mordant or mordant-assisting agent for sustainable natural dyeing of protein-based textile fibers.

کلیدواژه‌ها English

Natural pigments
Cochineal extract
Zinc oxide nanoparticles
Wool fibers
Color fastness

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 24 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 20 تیر 1405
  • تاریخ بازنگری 24 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 24 شهریور 1405