جستجو در سایت :   

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی نساجی

گرایش : شیمی نساجی

عنوان : مطالعه امکان استخراج الیاف بلند طبیعی سلولزی از  برگ گیاه Typha australis

دانشگاه صنعتی اصفهان

دانشکده مهندسی نساجی

پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی نساجی- شیمی نساجی و علوم الیاف

عنوان:

مطالعه امکان استخراج الیاف بلند طبیعی سلولزی از  برگ گیاه Typha australis

استاد راهنما:

دکتر سید مجید مرتضوی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

چکیده:

امروزه، تحقیقات و طرح های توسعه صنعتی در زمینه بیوتکنولو‍ژی و حفظ محیط زیست از اهمیت خاصی برخوردار گردیده و بهره گیری از امکانات موجود در طبیعت توجه محققین را به خود جلب کرده می باشد. مانند این موردها، بهره گیری بهینه از مواد سلولزی و لیگنوسلولزی می باشد.

امروزه، بهره گیری از الیاف طبیعی گیاهی، علاوه بر صنعت نساجی در صنایع پلیمری و خودروسازی از اهمیت خاصی برخوردار شده می باشد. توسعه روز افزون کاربرد الیاف طبیعی گیاهی نظیر جوت در کمپوزیتها، رونق خاصی به خصوصیات و بازار آن داده می باشد. از علت های پیشرفت و اهمیت این الیاف، می توان به عنوان کردن سال 2009 به عنوان سال الیاف طبیعی توسط مجمع عمومی سازمان ملل متحد تصریح نمود.

در این پژوهش،  استخراج الیاف طبیعی با منشأ گیاهی- سلولزی از برگ گیاه Typha australis مطالعه گردید. عملیات استخراج لیف با بهره گیری از رتینگ شیمیایی و با به کار بردن مواد شیمیایی از قبیل سود سوزآور، تری پلی فسفات سدیم، تترا اتیلن دی آمین، آنتراکینون، در دماهای 60-100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 30-480 دقیقه صورت گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که استخراج الیاف از برگ گیاه با روش رتینگ قلیایی امکان پذیر می باشد و الیاف بدست آمده دارای استحکام (3.1-3.6 g/den) و ظرافت 23-33 den بوده که نسبت به دیگر الیاف طبیعی با منشأ گیاهی از قبیل کنف، جوت، نارگیل و اناناس استحکام بالاتری دارد.  طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده نشان از لیگنوسلولزی بودن آن داشت که با تعیین درصد ترکیبات آن، معلوم گردید که لیف حاوی 60-50% سلولز، 30-25% لیگنین ، 12-9% همی سلولز و 8-5% مواد ناخالصی می باشد. که این اندازه سلولز بیش از سلولز موجود در الیاف نارگیل می­باشد. از طرفی لیگنین موجود در لیف، می­تواند به عنوان ماده ضد باکتری و جذب کننده پرتو ماورابنفش اقدام کند که خود ویژگی خاصی به این لیف می­دهد. همچنین لیف استخراج شده دارای 50-45% کریستالینیته می­باشد که این درصد بلورینگی پایین سبب جذب آب 9/5-8% گردیده که نسبت به الیاف پنبه، درصد جذب رطوبت بالاتری می­باشد. از طرفی دانسیته لیف 1/26 g.cm3 بوده که از دیگر الیاف طبیعی با منشاگیاهی از قبیل پنبه، کتان، جوت، شاهدانه و…  بسیار سبک تر می باشد.  رنگ الیاف استخراج شده به دلیل استخراج توسط عملیات قلیایی در دمای بالا و وجود اندازه لیگنین بالا دارای شید زرد روشن تا قهوه­ای تیره می­باشد.  با انجام عملیات سفیدگری با آب اکسیژنه، الیاف سفیدی مطلوبی را کسب کرده و اندازه روشنایی آن 34% افزایش پیدا نمود. رنگ پذیری الیاف بسیار مناسب بوده و الیاف به خوبی رنگ را جذب کرده و شفافیت رنگ آن مناسب می­باشد.

با در نظر داشتن خصوصیات بسیار عالی الیاف استخراج شده و خصوصیات خوب گیاه لویی از قبیل هرز بودن گیاه، فراوانی آن در اکثر مناطق کشور، رشد آن  در مردابها، باتلاقها، جویبارها و عدم نیاز به نگهداری  و مراقبت خاص و داشتن برگهای بلند و برافراشته، انتظار می­رود که با تحقیقات بیشتر، شاهد حضور این لیف در بازارهای نساجی و دیگر صنایع مصرف کننده الیاف به صورت نخ خالص یا مخلوط با دیگر الیاف طبیعی  و مصنوعی باشیم.

فصل اول

مقدمه:

بشر از زمانهای بسیار دور، علاوه براینکه با شکار حیوانات می­توانست مواد غذایی خود را تأمین کند، از پوست آنها نیز به عنوان وسیله مناسبی برای گرم نگه داشتن بدن خود بهره گیری می­نمود. در یک مقطع زمانی از تاریخ، بشر دریافت که رویش مویین پوست حیوانات و رشته­های نازک و بلند بعضی از گیاهان آمادگی دارند که به وسیله تابیده شدن به دور خود، رشته های بلندتری را تشکیل دهند که موسوم به نخ می باشد. بدین ترتیب بود که الیاف طبیعی نظیر پنبه، پشم، ابریشم و دیگر الیاف هر یک بنحوی شناخته شدند‌‌[1].

1-1- الیاف ماده اولیه نساجی

 :دانلود فایل متن کامل پایان نامه در سایت sabzfile.com

الیاف ماده اولیه صنعت نساجی می باشد. خصوصیات اصلی یک لیف عبارت می باشد از نسبت فوق العاده زیاد طول به قطر آن، استحکام، لطافت، الاستیسیته، جذب رنگ و قابلیت ریسندگی؛ که باعث سهولت تاب دادن الیاف و در نتیجه باعث افزایش قدرت نخ می گردد.[1] از مشخصه­های مهم یک لیف؛ طول (متوسط طول، توزیع طولی) ، سطح مقطع (مساحت کل، یکنواختی و شکل) ، تجعد (تعداد و دامنه تجعد) ، فنریت و مشخصات سطحی می­باشد. همچنین یک لیف بایستی دارای خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی مطلوبی باشد. از خواص فیزیکی می توان به رنگ، جلا، وزن مخصوص، حرارت ویژه، هدایت الکتریکی وگرمایی، نقطه نرم شدن، دمای شیشه­ای و از خواص مکانیکی به استحکام، ازدیاد طول، مدول، الاستیسیته و بازگشت پذیری تصریح نمود. همچنین خواصی از قبیل رطوبت بازیافتی، تورم، عکس­العمل در برابر حلال­ها، تغییر شیمیایی در اثر حرارت، مقاومت در برابر عوامل جوی(اکسیژن، نور، حرارت، میکروارگانیزمها)، مقاومت شیمیایی به اسید، قلیا، عوامل اکسید­کننده و رنگ پذیری نیز دارای اهمیت می­باشد[2].

با در نظر داشتن کاربرد متنوع کالاهای نساجی، از پوشاک تا مصارف صنعتی، لزوم بهره گیری از الیاف با خصوصیات مختلف و روشهای متفاوت هست. روشهای مختلفی برای طبقه­بندی ویژگی­های مرتبط با خصوصیات الیاف، روشهای تولید و بهره گیری نهایی از آنها هست. هر چند که، طول و ظرافت دو پارامتر مهم از خصوصیات الیاف می باشند که پتانسیل کاربردی و فرآیند­پذیری الیاف را تعیین می­کنند.

براساس طول الیاف و فرآیند­پذیری در سیستم ریسندگی، الیاف به دو دسته الیاف استیپل کوتاه[1] و الیاف استیپل بلند[2] طبقه­بندی می­شوند. معمولاً، در حدود 58% از الیاف تولیدی در جهان در سیستم الیاف استیپل کوتاه و در حدود 7% در سیستم استیپل بلند ریسندگی می­شوند. فرآیند­پذیری الیاف در هر کدام از سیستم­های استیپل کوتاه و بلند، کاربرد ویژه­ای را تعیین می­کنند. در حالت کلی، الیاف ظریف و کوتاه، برای کاربرد در پارچه  بیشتر ترجیح داده می­شوند، در حالیکه الیاف با طول بلندتر، معمولاً برای قالی، طناب و ریسمان بهره گیری می­شوند. طول الیاف سلولزی طبیعی، اصولاً براساس طول سلول واحد آنها و طول لیفی که سلولهای واحد آن توسط مواد صمغی مانند لیگنین به همدیگر متصل شده­اند، تعیین می­گردد[3] .

 اصولاً طبقه بندی الیاف در برگیرنده کلیه الیاف طبیعی[3] و مصنوعی[4] ،کار بسیار مشکل و شاید هم غیرعملی می باشد. برای طبقه­بندی الیاف بر حسب منشأ تولید، خانواده، ساختمان شیمیایی، خواص ومصرف آنها توسط متخصصین مختلف، پیشنهادات گوناگونی شده می باشد. الیاف نساجی  به دو طبقه اصلی الیاف طبیعی و الیاف مصنوعی تقسیم می­شوند، که هر یک از این دو طبقه، خود شامل گروه­های فرعی دیگری می­باشند. الیاف طبیعی مانند پشم و پنبه، الیافی هستند که به گونه طبیعی تولید می­شوند. الیاف مصنوعی، به الیافی اطلاق می­گردد که خود به خود وجود ندارند و با بهره گیری از مواد خام اولیه و یا سایر مواد شیمیایی و با به کار­بردن روشهای صنعتی تهیه می­گردند[1]. منشأ الیاف سلولزی، گیاهان موجود درطبیعت هستند که منابعی بی پایان بوده که تنها بخش کوچکی از این منابع قابلیت استخراج الیاف با خصوصیات مناسب صنعت نساجی را دارند[2].

 بر اساس منشأ، الیاف طبیعی به سه گروه فرعی تقسیم می­شوند: الیاف معدنی، الیاف گیاهی و الیاف حیوانی.

الیاف معدنی: مصرف این نوع الیاف در صنعت نساجی محدود می باشد و آسبست که در اصطلاح عامیانه، پنبه کوهی[5] یا پنبه نسوز نامیده می­گردد، نمونه­ای از این الیاف می­باشد.

الیاف گیاهی : الیاف گیاهی از چوب و بعضی مواد کشاورزی، که موادی قابل تجدید حیات هستند تولید می­شوند و دارای پتانسیل ایجاد محصولات جدید و جایگزینی مواد سوختنی هیدروکربنی مضر برای محیط زیست می­باشند[4]. الیاف گیاهی شامل مهمترین الیاف نساجی ، یعنی پنبه و سایر الیاف مانند کتان، شاهدانه و جوت می باشد . این الیاف از طریق کشت تهیه می­شوند و پایه سلولزی (ماده سازنده گیاهان) دارند[1]. الیاف گیاهی به گروه­های فرعی زیر تقسیم می­شوند:

1) الیاف دانه­ای، مانند پنبه

2)الیاف ساقه­ای، مانند کتان، جوت، شاهدانه

3)الیاف برگی، مانند سیسال، مانیلا

4)الیاف میوه­ای، مانند نارگیل

الیاف حیوانی : الیاف حیوانی مانند ابریشم،که توسط کرم ابریشم تولید می­گردد، همچنین پشم و سایر الیاف شبیه مو، مانند کشمیر، آلپاکا و غیره را نیز در بر می­گیرد. این الیاف، پایه پروتئینی دارند که ترکیب پیچیده­ای می باشد و قسمت عمده ساختمان بدن جانداران را تشکیل می­دهد. این الیاف به گروه­های فرعی زیر تقسیم می­شوند[1] .

1) پشم

2) ابریشم

3) مو، مانند موی بز، خرگوش، شتر، اسب

الیاف سلولزی طبیعی تک سلولزی، پنبه و کاپوک، نسبتاً دارای طولهای کوتاه و در فرآیند سیستم استیپل کوتاه اقدام شده، در حالیکه الیاف چند سلولی مانند کتان و چتایی، طولی بیش از 20 سانتیمتر دارند و مناسب فرآیندهای سیستم استیپل بلند می­باشند. هر چند که کتان و دیگر الیاف بلند، از نظر صنعتی برای سیستم استیپل، طول بلندتری دارند، اما تلاشهای موفقیت آمیزی برای بدست آوردن الیاف کتان با طول کوتاه، مناسب مخلوط کردن با الیاف پنبه و پروسه­های سیستم الیاف استیپل کوتاه، صورت گرفته می باشد. از طرفی برگهای نارگیل و ذرت، چند سلولی بوده و در نساجی مناسب پروسه­های الیاف طبیعی بلند می­باشند.[3] الیاف مصنوعی می­توانند بر حسب ماده تشکیل دهنده الیاف، به دو گروه فرعی متمایز از یکدیگر یعنی، الیاف بازیافته[6] و الیاف سنتتیک[7] تقسیم شوند:

الیاف بازیافته الیافی هستند که ماده تشکیل دهنده آنها، قبلاً در طبیعت موجود بوده می باشد و الیاف سنتتیک از مواد شیمیایی تهیه می­شوند که دارای ساختمان لیفی نیستند و از طریق سنتز مواد اولیه و یا اجرای پروسس­های شیمیایی لازم، ساختمان لیفی به آنها داده می­گردد و طبیعت درساختن آنها و یا در قسمتی از فرآیند تهیه آنها، نقشی ندارد و کلاً سنتتیک هستند. گروههای فرعی الیاف سنتتیک را به صورت زیر می­توان بیان نمود.[1]

– پلی­آمید، نظیر نایلون

– پلی­استرها، نظیر تریلین، داکرون

– مشتقات پلی­وینیل، نظیر پلی­وینیل الکل، کلراید

– پلی­اولفین ها، مانند پلی­پروپیلن، پلی­اتیلن

– پلی­اورتانها

الیاف طبیعی  نسبت به مواد سنتتیک، دارای مزیتهایی از قبیل معایب محیط زیستی و سمی کردن محیط زیست کمتر و قابلیت تجزیه شدن بیولوژیکی می­باشند. اما مشکل اساسی الیاف گیاهی نسبت به الیاف سنتتیک، فقدان یکنواختی مواد می باشد. الیاف سنتتیک می­توانند در یک روش خاص تولید شوند و الیاف تولیدی، دارای کیفیت یکنواخت و ثابت می­باشد، در حالیکه الیاف گیاهی، زمانیکه تولید می­شوند، شرایط رشد، تأثیر به سزایی بر نتایج و خصوصیات آنها دارد. تفاوتهای ایجاد شده به دلیل متفاوت بودن مناطق کشت، نوع خاک، آب و هوا و کشاورز می­باشد. عملیات رتینگ[8](جداسازی الیاف از قسمتهای چوبی ساقه و صمغهای گیاهی)، بر رنگ لیف، جداسازی دسته الیاف، مواد متشکله و استحکام لیف اثر می­گذارد. کیفیت لیف به شرایط زراعی، رشد و مکان لیف در گیاه نیز بستگی دارد[4] . جدول 1 ، درصد تغییرات کمیتهای مختلف در نمونه الیاف به طول 1 سانتیمتر را نشان می­دهد که توسط آقای مردیت[9] آزمایش شده می باشد. همانگونه که نظاره می­گردد الیاف طبیعی گیاهی درصد تغییرات بالایی را نشان می­دهند. [5]

لیگنوسلولزها[1] به تمام گیاهانی اطلاق می گردد که امروزه بعنوان یکی از بزرگترین منابع طبیعی فراهم کننده مواد غذایی و انرژی مطرح هستند. 60 الی 80 درصد لیگنوسلولزها از پلی­ساکاریدها، که پلیمر طبیعی قندها می­باشند، تشکیل شده می باشد. به علاوه، طیف وسیعی از مواد قابل مصرف موجود در لیگنوسلولزها، تجدید پذیری آنها و همچنین سازگاری­شان با محیط زیست، هرگونه مطالعه و امکان سرمایه­گذاری در مورد لیگنوسلولزها را بعنوان یکی از چشم­اندازهای آینده بشری توجیه­پذیر می­سازد.[5] بیشترین ماده تولیدی طبیعی در کره زمین، گیاهان می­باشند، که اندازه تولید آنها در حدود 1011 تن در سال برآورد شده می باشد. گیاهان، شامل انواع درختان، گیاهان بوته­ای، محصولات و ضایعات کشاورزی و …  می­باشند، که قسمت عمده آنها پس از تولید بی هیچ بهره گیری­ای به روشهای مختلف، وارد چرخه بازگشت­پذیر طبیعت می­گردند. وجه مشخص همه گیاهان، ساختار فیبریلی آنها می باشد که در این ساختار، میکروفیبریل­های سلولز در شبکه­ای از همی­سلولز[2] و لیگنین[3] احاطه شده و سایر مواد آلی و معدنی، این ساختمان را تکمیل کرده­اند. به خاطر همین ساختار، به این مواد، لیگنوسلولز گفته می­گردد [6].

ساختمان لیگنوسلولزها از سه بخش اصلی پلی ساکاریدها، لیگنین و مواد خارجی[4] تشکیل شده می باشد. پلی­ساکاریدها به کربوهیدراتهای سنگینی گفته می­شوند که شامل سلولز و همی­سلولز باشند و در مجموع 80-60 درصد کل ساختمان گیاه را تشکیل­ دهند[7] .

[1] Lignocelluloses

[2] Hemicelluloses

[3] Lignin

[4] Extraneous Material

[1] Short Staple Fiber

[2] Long Staple Fiber

[3] Natural Fibers

[4] Man-Made Fibers

[5] Asbestos

[6] Regenerated Fibers

[7] Synthetic Fibers

[8] Retting

[9] Meredith

تعداد صفحه : 94

قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه ارشد مهندسی نساجی: تکمیل منسوج با چند لایه مرکب نانو لوله های کربنی/ پلیمر رسانا

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  **** ***

دسته‌ها: مهندسی نساجی