کاربرد رزین تبادل یونی در نساجی

ما در این پست از مجله حقایق آب می خواهیم به کاربرد رزین تبادل یونی در نساجی ، دلیل استفاده از رزین های تبادل یونی در تولید منسوجات ،ملاک های مهم برای رزین تبادل یونی در صنایع نساجی بپردازیم .

چرا از رزین تبادل یونی در صنعت نساجی استفاده می شود؟

در صنعت تولید منسوجات الیاف های نایلونی و پلاستیکی در پارچه هایی وجود دارند که مورد استفاده در تولید پوشاک و  چادرهای مسافرتی و … قرار می گیرند و باعث ضد آب شدن آنها خواهد شد. در روند تولید الیاف نایلونی، رزین های تبادل یون کاربرد بسیار زیادی دارند و باعث بهبود کیفیت این الیاف خواهند شد.
اصلی ترین دلیل کاربرد رزین تبادل یونی کاتیونی و آنیونی در صنعت نساجی و پارچه بافی قدرت جذب بالای آنها است . به همین دلیل هم در بخش رنگرزی و هم در روند تولید الیاف نایلون نیز از این ویژگی استفاده می شود .
از دیگر دلایلی که باعث استفاده از رزین تبادل یونی در صنعت نساجی می شود، مقاومت شیمیایی بسیار بالای این دانه های پلیمری است. استفاده از آنها در فرآیندهای مختلف در محیط هایی با سایر مواد شیمیایی تاثیر منفی بر روی رزین ها ندارد.

کاربرد رزین تبادل یونی در نساجی

رزین های تبادل یونی کاربردهای زیادی در صنعت نساجی دارند و برای اهداف متفاوتی مانند رزین سختی گیر تصفیه آب ، بازیافت شیمیایی، تصفیه پساب، تصفیه آب فرآیند، نمک زدایی، بازسازی مواد شوینده و تثبیت رنگ استفاده می شوند.

برخی از پارچه‌ها مانند پنبه تنها حدود 75 درصد رنگ را به خود اختصاص می‌دهند، اما به طور کلی در طول فرآیندهای صنعتی 10 تا 60 درصد رنگ‌ها در فاضلاب رها می‌شوند. طبق قانون، تولیدکنندگان پارچه باید آب رنگی که در طی فرآیند تولید محصول ایجاد می شود را تصفیه کنند و ترکیبات رنگی درون آن را از بین ببرند.
از این روشرکت‌ های تولید کننده پارچه‌ به دنبال رزینی با جذب قوی هستند تا ترکیبات رنگی و سختی را از آب حذف کنند و آب را دوباره در فرآیندهای صنعتی دیگر مورد استفاده قرار دهند یا به طور ایمن در محیط آزاد شوند. استفاده از رزین های تبادل یونی یک ابزار بسیار موثر برای تصفیه فاضلاب های رنگرزی است.

• کاربرد رزین تبادل یونی در تولید الیاف نایلونی

نایلون پلیمر ترکیبی و پلی­ آمید است که یکی از پرکاربردترین پلیمرها است نایلون­ ها انواع متفاوتی دارند که نوع 6.6 از مهم­ ترین پلی­ آمیدها هست که در صنایع نساجی استفاده می شود نایلون 6.6 پلیمری است که در تولیدش از اسید آدیپیک استفاده می­شود. این ماده از مونومرهای هگزامتیلن دی­ آمید و اسید آدیپیک تشکیل شده است. اسید آدیپیک برای تولید خود به کاتالیزورهای مس و وانادیوم متکی است، که می ­توانند در داخل اسید باقی بمانند. برای بالا بردن کیفیت الیاف نایلونی لازم است تا حد امکان یون و ناخالصی ها حذف شود(اسید آدیپیک هرچه خالص تر باشد بهتر است). برای این منظور از رزین تبادل یونی که در برابر اکسید شدن مقاوم شده است استفاده می شود. دانه های رزین کاتیونی و آنیونی با قدرت بالا مس و دانادیوم حذف می کنند و باعث افزایش و بهبود کیفیت پلیمریزاسیون می شوند.

• استفاده از رزین در رنگرزی صنعت نساجی

از دیگر موارد استفاده ی رزین های کاتیونی و آنیونی در صنعت نساجی در بخش رنگرزی است که می تواند به بهبود روند رنگرزی کمک کند. برای بهبود کیفیت رنگرزی لازم است آب بدون املاح و ناخالصی استفاده شود. در غیر این صورت رنگ کدر و غیر شفاف می شود و در تولید پوشاک با رنگ های مختلف مشکل ایجاد می شود. برای حذف ذرات معلق موجود در آب می توان از رزین های تبادل یونی استفاده کرد و با قدرت بالا و در طول مدت کوتاهی می توان یون های مختلف را از آب جدا کرد و آبی با کیفیت بالا داشت .

• کاربرد رزین تبادل یونی در تجهیزات نساجی

علاوه بر بهبود روند رنگرزی، استفاده از رزین های تبادل یونی می تواند بر طول عمر بیشتر ابزار و دستگاه ها تاثیر گذارباشد زیرا در آب املاح و ناخالصی های زیادی وجود دارد که در اثر حرارت دهی موجب رسوب در لوله های دستگاه می شود . این رسوبات باعث انسداد و خطر ایجاد ترک و شکستگی نیز می شود . به منظور پیشگیری از رخ دادن این شرایط می توان از دانه های رزین تبادل یونی برای حذف املاح آب و ناخالصی های آن استفاده کرد.

• رزین تبادل یونی برای حذف رنگ از پساب رنگی

پساب‌های و فاضلاب های تولید شده از صنایع نساجی دارای رنگ هستند که برای محیط زیست منبع خطرناک آلودگی هستند . به طور کلی در طی فرآیندهای صنعتی بین 10 تا 60 درصد رنگ‌ها در فاضلاب مایع رها می‌شوند. رنگ ها به دلیل ساختار پیچیده مولکولی در فرآیند تصفیه مشکل ساز هستند. حتی وجود مقدار کم رنگ نیز نامطلوب است، زیرا آب را رنگی می‌کند و سلامت و کیفیت آب را کاهش می دهد. رنگ ها در آب علاوه بر اینکه تجزیه طبیعت نمی شوند نفوذ نور به آب را هم ناممکن می‌کنند وازعمل فتوسنتز جلوگیری می کنند .
همچنین میزان نیازهای شیمیایی و بیولوژیکی برای اکسیژن را افزایش می‌دهند. برخی از رنگ‌ها برای موجودات زنده سمی‌و حتی گاهی سرطان زا و جهش‌زا هستند و باید با دقت حذف شوند. همین دلایل باعث می‌شود تصفیه فاضلاب‌های دارای رنگ اهمیت بیشتری پیدا ‌کند و با هدف پیشگیری از مشکلات محیط زیستی رنگ‌زدایی از این گونه فاضلاب‌ها قبل از رسیدن به خروجی آب ضروری است . روش‌های متداول تصفیه فاضلاب، رنگ را به طور کامل حذف نمی‌کنند بنابراین بهتر است از فیلتراسیون های قوی و دارای رزین های تبادل یونی برای حذف ترکیبات رنگی استفاده شود .

برای اجرای این فرایند از رزین پرولایت و رزین آنیونی پایه ضعیف معمولا استفاده می شود. این رزین ها که برای کاهش رنگ، از فاضلاب رنگ نساجی استفاده می شود. رنگ را از طریق مکانیسم های تبادل یونی، جذب و از فیلتراسیون حذف می کند. با احیای رزین به راحتی می توان رنگ جذب شده را از بین برد و امکان استفاده دوباره از رزین را پیدا کنید. این مساله می تواند به کاهش هزینه ها و کاهش ضایعات کمک کند.

فاکتورهای مهم برای انتخاب رزین تبادل یونی در صنایع نساجی

برخی ازملاک های مهم تاثیر گذار در کارکرد بهتر رزین ها به صورت زیر است :

• انتخاب گروه عملکردی رزین مناسب

رزین های تبادل یونی رابطه مستقیمی با گروه عملکردی رزین ها دارد. هر چقدر گروه عملکردی رزین تبادل یونی دارای میزان جذب قوی تری باشند رنگ زدایی بهتر اتفاق می افتد و اگر رزین پایه ضعیف تری داشته باشد میزان جذب رنگ کمتری دارد.

• تاثیر دما بر نحوه عملکرد رزین تبادل یونی بر روی رنگبری

جذب مواد رنگی اگر دما افزایش پیدا کند بهتر اتفاق می افتد. این فرآیند یک واکنش گرماگیر طبیعی است که با افزایش دما مولکول های رنگی انرژی جنبشی بالاتری پیدا می کنند و با بالاتر رفتن انرژی راحت تر می توان مبادله انجام داد. همچنین لایه رزین تبادل یونی با افزایش دما ضخامت کمتری پیدا می کند و سرعت جذب افزایش می یابد. از این رو، دما می تواند نقش مهمی بر روی سرعت جذب و صرفه جویی در مصرف انرژی داشته باشد . نتیجه نهایی  این فرایند خالص سازی و رنگ زدایی بهتر پساب است.

• تاثیر میزان رزین

هر چقدر میزان رزین تبادل یونی در صنعت نساجی بیشتر باشد میزان جذب رنگ بالاتر می رود. با افزایش میزان رزین تبادل یونی شدت رقابت بین یون های رنگ برای جذب، بالاتر می رود و باعث می شود رنگ به سرعت بر روی رزین جذب شود. این فرآیند میتواند باعث صرفه جویی اقتصادی شود و عملیات رنگبری را بهتر کند.

• میزان زمان تماس رزین تبادل یونی

در همان ساعات ابتدایی یون های رنگ به سرعت جذب رزین ها می شوند. بعد از مدتی غلظت رنگ کاهش پیدا می کند و رزین ها تقریباً اشباع می شوند به همین دلیل سرعت رنگ زدایی کاهش پیدا می کند.

• رزین با قابلیت استفاده دوباره (احیا کردن)

بررسی رزین با قابلیت استفاده مجدد در صنایع رنگرزی اهمیت زیادی دارد زیرا باید هزینه هارا کم کند واز لحاظ اقتصادی به صرفه باشد. احیا رزین تبادل یونی می تواند نقش مهمی در عملکرد و هزینه های مجموعه داشته باشد. یکی از رزین های مناسب در این زمینه رزین پرولایت و رزین هیدرولایت است.

نتیجه:

در این مقاله سعی بر نشان دادن کاربرد رزین تبادل یونی در نساجی بود. استفاده از رزین های تبادل یونی در ساخت الیاف نایلونی بسیار مهم هستند . به دلیل اهمیت نگهداری از محیط زیست و جانداران از هر گونه آلودگی که باعث آسیب زدن به آنها می شود ، باید آب های ناشی از فعالیت های صنایع از جمله نساجی که آب آلوده به مواد شیمیایی و رنگی می شوند تصفیه شوند. این فرایند با استفاده از رزین های تبادل یونی انجام می شود.