ویژگی های ذاتی پنبه

پنبه جزء الیاف کاملاً طبیعی است که در طول عصرهای مختلف مورد استفاده بشر قرار گرفته است؛ پیشینه استفاده از آن به مصریان و دیگر تمدن های دنیای باستان برمی‌گردد. از آنجاییکه بشر با استفاده از الیاف در پی ساخت کالاهای مختلف جهت برآورده کردن نیازها و خواسته های متفاوت خود بوده است؛ لذا در این مطلب قصد داریم تا گریزی بزنیم به الیافی که ضمن استفاده در اولین لباس های بشر، امروزه در انواع منسوجات بهداشتی بی بافت، محصولات مراقبت از کودکان، و لوازم پزشکی و دندانپزشکی مورد استفاده قرار می گیرند و آن چیزی نیست جز پنبه. همچنین در این مقاله در مورد اینکه چه چیزی باعث شده تا پنبه تا این اندازه خاص شود نیز بحث خواهیم کرد.

طول الیاف (Fiber Length)

یکی از جنبه های بسیار عالی پنبه، ناکامل بودن آن است؛ به خصوص از جهت طول که یکی از ویژگی های اصلی و ذاتی پنبه محسوب می شود. پنبه برخلاف نمونه های مصنوعی خود، طول های متفاوتی دارد که بیشتر به نوع گیاه برداشت شده از آن بستگی دارد. به این تنوع طول در صنعت نساجی، توزیع طول یا آرایه الیاف گفته می شود.

طول پنبه در خلال زنجیره تامین به عنوان بلندتر از متوسط نصفه الیاف (متوسط طول بلندترین 50% الیاف)، اندازه گیری و گزارش می شود. با این اندازه گیری می توان به یک قرائت فوق العاده دقیق از طول الیاف دست یافت که تا یک صدم اینچ هم دقت دارد. هر چه الیاف پنبه بلندتر باشند؛ پارچه های ساخته شده با آنها نرم تر، محکم تر و بادوام تر هستند.

میکرونر (Micronaire)

یکی دیگر از ویژگی های کیفی عملکردی پنبه، میکرونر است. این اصطلاح در دنیای پنبه منحصر به فرد است؛ زیرا به نحوه اندازه گیری رسیدگی و ظرافت الیاف پنبه در قالب قطر الیاف آن اشاره دارد. میکرونر یک مقدار بدون واحد است و نشان دهنده مقاومت جریان هوا هنگام عبور از نمونه ای 2.34 گرمی از الیاف است که در قالب حجم خاصی فشرده شده اند. با تقسیم مقدار میکرونیر بر 2.82، می توان مقدار تقریبی دنیر الیاف پنبه را به دست آورد.

این ویژگی کیفی الیاف پنبه به چند دلیل مهم است؛ چرا که میکرونر می تواند با کاهش ضایعات فرآوری پنبه، نقش زیادی در پایداری این الیاف داشته باشد. در ضمن بر کیفیت الیاف پنبه در هنگام فرآوری آنها (عملکرد ریسندگی) و محصول نهایی (کیفیت نخ و پارچه، و ظاهر پارچه رنگ شده) نیز تاثیر می گذارد.

استحکام الیاف (Fiber Strength)

استحکام الیاف یکی دیگر از ویژگی های عملکردی پنبه است که برای اندازه گیری آن، الیاف پنبه بین دو فک گیره بسته می شوند و استحکام آنها تا رسیدن به زمان پارگی اندازه گیری می گردند. استحکام الیاف پنبه با واحد گرم بر تکس بیان می شود؛ یک گرم بر تکس مقدار نیرویی برحسب گرم است که برای پارگی یک دسته از الیاف به اندازه یک واحد تکس لازم است. یک واحد تکس برابر با وزن 1000 متر از الیاف برحسب گرم می باشد.

یکی دیگر از ویژگی های پنبه که مورد توجه تولید کنندگان و توسعه دهندگان محصولات قرار می گیرد، درجه بسپارش بالای پنبه است که بر استحکام الیاف در هنگام مرطوب و خشک بودن، و همچنین درجه بالای تبلور الیاف آن تاثیر می گذارد. اینکه چگونه گروه های هیدروکسیل روی زنجیره های سلولزی، ترتیب زنجیره های پلیمری را ارتقا می دهند، مشخص کننده بلورینگی الیاف پنبه است. با وجود اینکه پنبه، ریون و پلی استر در هنگام خشک بودن در محدوده تقریباً یکسانی از استحکام برحسب گرم بر تکس هستند؛ اما وقتی این الیاف در معرض آب قرار می گیرند، وضعیت کاملاً متفاوتی از نظر استحکام پیدا می کنند.

پلی استر همان سطح استحکام خود در حالت خشک را حفظ می کند؛ اما استحکام ریون به شدت پایین می آید. استحکام الیاف پنبه در هنگام خیس شدن به شدت افزایش می یابد؛ از این رو الیاف پنبه در هنگام خیس شدن، بهتر از دو الیاف دیگر عمل می کنند. افزایش استحکام الیاف پنبه در هنگام خیس شدن، پیامدهای مثبت آشکاری برای استفاده از الیاف آن در مواردی به همراه دارد که محصول نهایی ساخته شده با این الیاف در معرض عناصر مختلف قرار می گیرد.

جذب (Absorption)

از آنجاییکه پنبه سلولز خالص است؛ لذا با سایر انواع سلولز مانند درختان قابل مقایسه است. الیاف پنبه از زنجیره های پلیمری سلولز، آب و محتوای چربی تشکیل می شوند. محتوای چربی موجود در الیاف پنبه در فرم طبیعی آن، بسیار ناچیز است و همین باعث شده تا الیاف پنبه به صورت طبیعی آبگریز باشند. چنانچه محتوای چربی الیاف پنبه حذف شود، این الیاف آب دوست می شوند؛ به گونه ای که حتی می توانند تا 25 برابر وزن خود آب جذب کنند که یک آمار فوق العاده خیره کننده است.

توانایی پنبه در جذب آب پس از دگرگونی الیاف پنبه در خلال فرآوری آنها باعث می شود تا این الیاف برای برخی کاربردهای خاص ایده آل باشند. یکی از مهمترین کاربردهای پنبه، استفاده از آن در مصارف پزشکی است؛ زیرا مواد مورد استفاده برای مراقبت از زخم ها، باید علاوه بر جذب بالا، به راحتی قابل استفاده بوده و به سهولت دفع شوند.

سلولز بهتر: سلاح سری پنبه برای عملکرد بالا

همان طور که در بالا ذکر کردیم؛ پنبه از سلولز تشکیل شده است. ریون که نوعی از الیاف مصنوعی رقیب پنبه است نیز همانند پنبه از سلولز تشکیل می شود؛ چرا که در اصل از الیاف خمیر چوب گرفته می شود. سلولز یک درشت مولکول ساخته شده از واحد انیدروگلوکز (Anhydroglucose) است که توسط 1, 4 پل اکسیژن به واحد تکرار پلیمر که هیدرو بتا سلولز است، متصل می شود.

سلولز پنبه دلیل داشتن درجات بسپارش و بلورینگی بالا، با سلولز چوب و ریون تفاوت دارد. درجه بسپارش به تعداد واحدهای تکراری اشاره دارد که برای تشکیل یک مولکول سلولز به یکدیگر متصل می شوند. بلورینگی نشان می دهد که مولکول های سلولز الیاف، به صورت نزدیک و موازی با یکدیگر بسته بندی شده اند. هر چه درجات بسپارش و بلورینگی پلیمرها بیشتر باشد؛ استحکام مواد مربوطه بالاتر خواهد بود.

رطوبت به دلیل افزایش درجه بلورینگی و پیوند هیدروژنی بین مولکول ها در نواحی بلوری پنبه، نمی تواند به مولکول های آن نفوذ کند. مولکول های رطوبت که به داخل الیاف پنبه نفوذ می کنند، به عنوان روان کننده عمل کرده و باعث کاهش استحکام الیاف می شوند. بنابراین همان طور که قبلاً هم ذکر کردیم؛ سلولز پنبه در هنگام خیس شدن، مانند ریون استحکام خود را از دست نمی دهد. الیاف مصنوعی مانند پلی استر آبگریز هستند؛ از این رو استحکام آنها به هیچ وجه تحت تاثیر رطوبت قرار نمی گیرد.