Şekil 1. Pamuk Lifinin Fiziksel Yapısı

Transkript

1 PAMUK Pamuk, hammaddesi selüloz olan ve tekstilde çok önemli bir yer tutan elyaftır. Pamuk bitkisi Antartika dışında dünyanın her yerinde yetişir, ancak bitki daha çok nemli ve sıcak iklimi sever. Günümüzde yaklaşık 75 ülkede pamuk yetiştirilmektedir. En önemli pamuk üreticisi ülkeler ABD, Çin, Özbekistan, Kazakistan, Türkmenistan, Hindistan, Pakistan, Brezilya, Türkiye, Mısır, Avustralya ve Meksika dır. Bunlardan ilk yedi ülke dünya toplam pamuk üretiminin %75 inden fazlasını üretmektedirler. Şekil 1. Pamuk Lifinin Fiziksel Yapısı Ekimden, pamuğu hasat etmeye kadar 175 ile 225 gün geçmektedir. Tohumu ekildikten birkaç gün sonra çimlenme başlar. Bitki üç ay içerisinde çiçek açacak duruma gelir. Çiçek içerisindeki meyve tohumu, kapsül oluşturmaya başlar. Kapsül yaklaşık üç hafta içerisinde olgunlaşır ve çiçeklikten itibaren 50 gün içerisinde kapsül patlayarak lifler ortaya çıkmaya başlar. Makine ila toplamaya kıyasla elle toplama esnasında sadece erişkin kapsüller toplanacağından pamuk kalitesi daha üstün olur. Normal olarak elle toplanan pamuk içerisinde bitkinin dalları ve yaprakları daha az miktarda bulunur. Şekil 2. Pamuk Bitkisi

2 Hasattan sonra kozalak halindeki tohumlu pamuk çırçırlamaya gider ve tohumlarından arındırılır. Temizleme aşamalarının sayısı ve şiddeti çırçırlanmış pamuğun durumu tarafından tayin edilir. İki tür makina ve teknik mevcuttur: - Saw Gin, - Roller Gin, Bunlardan mekanizasyonu ve otomasyonu daha fazla geliştirilmiş olan Roller Gin daha yüksek performans sağlar. Bu makine, günümüzde en yaygın kullanılan makinedir. Çırçırlama esnasında ortaya çıkan pamuk tohumu önemli bir yan üründür. Pamuk tohumundan yemeklik yağ, sabun ve mum elde edilir. Çırçırlanmış pamuk balyalar haline getirilerek iplik fabrikalarına gönderilir. Pamuğun sınıflandırılması, temizliğine, rengine, lif uzunluğuna, inceliğine, mukavemetine ve olgunluk derecesine göre yapılmaktadır. Pamuk lifi içi protoplazma sıvısı ile dolu ince duvarlı bir bitki hücresidir. Bitki olgunlaşıp, kozalar açıldığında protoplazma sıvısı kurur. Bu kuruma sırasında hücrenin enine kesiti, dairesel halden bir tarafı göçmüş bir duruma geçer. Bu büklümler liflerin birbirlerine daha iyi tutunmalarını sağlar ve iplik kalitesini arttıran önemli bir özelliktir. Kaliteli bir elyaf ve iplik üretimi için pamuğun yeterli olgunluk seviyesine gelmesi beklenmeli, bu olgunluk seviyesinden önce hasat yapılmamalıdır. Ancak birçok yerli üretici, sene içerisinde daha fazla hasat yapabilmek için pamuğu yeterli olgunluk seviyesine ulaşmadan toplamaktadırlar. Üretim sırasındaki olumsuz koşullar, iç tabakaların oluşumunu da olumsuz yönde etkiler ve bu çeperler tam olarak gelişemezler. İç tabakaları tam olarak gelişmemiş lifler, ince duvarlı ve büklümsüz görünüştedir. Ölü pamuk denilen bu tür lifler, zayıf ve kırılgan olduklarından düşük kaliteli iplik oluşumuna neden olurlar. Lifin merkezindeki lümen denilen bölge tam olarak genişleyemediği için boyama ve diğer kimyasal işlemlerin yapılmasında da istenilen sonuçların alınmamasına neden olurlar. Örneğin alması gereken boya miktarını alamayacağı için daha açık tonda ve daha mat boyamalara, ayrıca suyu ve kimyasalları bünyesine alamayıp şişmedikleri için de daha sert bir tuşenin oluşumuna neden olurlar. Pamuk lifinin inceliği 1 ile 4 dtex arasında, lif uzunluğu ise 10 ile 60 mm arasında değişir. Çoğunlukla karşılaşılan uzunluklar ise 25 ile 30 mm arasındadır. Özgül ağırlığı 1.54 g/cm 3 tür. Ticari nem değeri % 8 dir. Pamuk lifi % 100 e yakın selüloz içerdiğinden, selülozun tüm kimyasal özelliklerini gösterir. Derişik ve kuvvetli asitlerle sıcakta ve soğukta bozunur. Seyreltik bazlar pamuğa çok az etki eder. Fakat derişik bazlarla özel etkiler (merserizasyon) görülür. 150ºC nin üstündeki sıcaklıklarda bozunmaya başlar, 170ºC de kısa zamanda kavrulur. Yakıldığında, siyah, parmak arasında ezilebilen bir kül bırakır ve yanık kağıt kokusu çıkarır.

3 Dünya pamuk üretim miktarına baktığımızda Türkiye Avrupa da en fazla pamuk üreten ülke ve dünyada en fazla üretim yapan 10 ülkeden biridir. En fazla üretimi yapan bazı ülkeler ise; Çin, ABD, Hindistan, Özbekistan ve Pakistan ı sayabiliriz. Türkiye de pamuk üretimi 1-Ege, 2-Çukurova, 3-Antalya olmak üzere başlıca üç bölgede gerçekleştirilmektedir. Pamuk bitkisinin çeşitli türleri vardır ve en iyi kalite pamuk Amerika da yetişen Sea-Island türü pamuktur. 1. Pamuk Lifinin Yapısı Pamuk kozalı yapıya sahip bir bitkidir. Lifler gelişimini tamamlayınca koza açılıp, olgunlaşmış olan lifler bildiğimiz şeklini alır. Şekil 3. Pamuk Lifinin Fiziksel Yapısının Şematik Gösterimi Olgunlaşmış bir pamuk lifi 4 tabakadan oluşur: 1) Kütikül ve mumlu tabaka 2) Primer çeper 3) Sekonder çeper 4) Lümen En üstte kutikula veya mumlu tabaka adı verilen koruyucu bir oluşum mevcuttur. Çok ince olan bu zar tabaka lifin dayanıklılığını sağlamakta ve onu dış etkenlerden korumaktadır. Bu tabaka sıkıca bağlanmış olan ikinci tabaka ise primer çeper adını almaktadır. Mikroskop altında incelendiğinde bunların karşılıklı birbiri içine Lif kesitine göre spiraller meydana getiren bir yapıda oldukları görülmektedir. Sekonder çeper adın verdiğimiz üçüncü tabaka ise saf selülozik fibrillerden meydana gelmekte ve kesitte halkalar halinde üst üste oluşmuş tabakalardan meydana gelmektedir. Dördüncü olarak pamuk lifinin ortasında Lümen dediğimiz kısmen lifin kesitine benzeyen ve kısmen ince bir çizgi halinde görülen bir boyluktur. Pamuğun olgunlaşması ile bu tabaka küçülmektedir. 2. Pamuk Lifinin Fiziksel Özellikleri Hammaddelerin gelip iplik üretim kademelerini ve bunun sonucunda oluşan ipliği etkileyen bazı parametreler sıralandığında; 1) Lif uzunluğu 2) Lif inceliği

4 3) Lif mukavemeti 4) Lif olgunluğu 5) Yabancı madde miktarı 6) Lifin kıvrımlığı 7) Lifin rengi 8) Lifin yumuşaklık ve sertlik derecesi 9) Liflerde rutubet 10) Liflerde yapışkanlık 11) Lifin nepsleşme durumu Bu etmenlerden ilk beş tanesi iplik üretiminde hayati önem taşımakla birlikte diğer etmenler de üretilen ipliğin kalitesini etkilemektedir. Bu etmenlere kısaca göz atacak olursak; 2.1. Lif Uzunluğu Uzunluk tekstil liflerinin en önemli fiziksel özelliklerinden biridir. Pamuk gibi doğal liflerde kalıtsal bir özellik olmakla birlikte bir dereceye kadar çevre şartlarının etkisinde de kalan bu özellik lif kalitesini dolayısıyla iplik kalitesini etkiler. Lif uzunluğu pamuğun tekstil endüstrisinde hangi amaçla kullanılabileceği hakkında bilgi verir. Aynı numarada uzun elyaf daha muntazam ve mukavemeti yüksek iplik olur. Lif uzunluğunun uygulanan eğirme yöntemlerine göre kaliteye etki dereceleri de değişmektedir. Lif uzunluğu karde ve penye iplikçiliğinde % 35 oranında kaliteyi etkilemektedir. Türk pamuğu elyaf uzunluğu 31 mm yi geçmeyen ve inceliği mikroner değerinde olan pamuktur. Pamuk elyafının uzunluk olarak sınıflandırmasını yaparsak: 20.6mm-Aşağı Kısa Stapel 20.6mm-25.4mm Orta Stapel 26.2mm-27mm Oldukça uzun stapel 28.6mm-33.3mm Uzun Stapel 34.9mm-Yukarı Ekstra uzun Stapel olarak sınıflandırabiliriz Lif İnceliği Pamukta uzunluktan sonra en çok aranan özelliklerden biri de inceliktir. Belirli bir numaradaki iplik için, kesitteki ortalama lif sayısı inceliğe bağlıdır. İnceliğin artmasıyla iplik numarası artarken düzgünsüzlük azalmaktadır. İnce liflerden yapılmış ipliklerin, kalın liflerden yapılanlara göre mukavemetleri daha fazla, düzgünlükleri daha fazla ve telef miktarı daha azdır. Rotor sistemiyle iplik eğirmede ve diğer modern iplik eğirme sistemlerinde bir ipliğin kesitinde yaklaşık 100 lif bulunması vurgulanarak bunlardan daha az sayıdaki lifle eğirmenin zor olacağı belirtilmektedir.

5 Endüstride de 80 liften aşağısında imalatın gerçekleşmesi mümkün değildir. Pamuk elyafında aranılan en iyi incelik 3.5 ile 4 mikron arasındadır. Lif inceliği iplik kalitesini karde iplikçiliğinde % 20, penye iplikçiliğinde de % 30, rotor iplikçiliğinde ise % 35 oranında etkilemektedir Lif Mukavemeti Pamuk liflerinde uzunluk ve incelikle birlikte en çok aranan özelliklerden biri de mukavemettir. Sağlam bir iplik sağlam liflerden yapılacağı için mukavemet gerekli bir özelliktir. Selülozik çeperi kalın tamamıyla olgunlaşmış liflerin mukavemeti yüksek olur. Liflerde mukavemet kalıtsal bir özelliktir, bununla beraber, bakım koşulları, toprakta bulunan maddeler, hasat zamanı işletme tekniği gibi faktörler lif mukaveme- tinde önemli bir rol oynar. Lif mukavemeti karde iplikçiliğinde % 35 oranında kaliteyi etkilerken, penye iplikçiliğinde % 30, open- end iplikçiliğinde de % 35 oranında etkilemektedir Lif Olgunluğu Olgunluk tekstil elyafı içinde sadece pamuğa özgü bir özelliktir. Olgunluk (Lif çeperinin gelişme derecesidir. Olgun pamuk lifleri bükümlü, lümeni dar, enine kesiti böbrek şeklide ve dayanaklıdır. Olgunlaşmamış liflerde bu durum tam tersidir. Her pamuk partisinde belirli oranda olgunlaşmamış lif mevcuttur ve bu oran % 30 kadardır Yabancı Madde İçeriği ve Oranı Pamukta yabancı maddeler genellikle bitki ve çiğit parçaları, toprak kum ve benzeri maddelerdir. Rieter normlarına göre; % 1.2 yabancı madde içeren pamuk çok temiz % yabancı madde içeren pamuk temiz % yabancı madde içeren pamuk orta temiz % yabancı madde içeren pamuk kirli, pis % 7.1 ve daha fazla yabancı madde içeren pamuk çok kirli olarak değerlendirilir Lif Kıvrımlığı Pamuk elyafında görülen büklümler, olgunlaşması tamamlanan kozaların açılması esansında meydana gelirler. Olgunluğu herhangi bir nedenle tamamlanmayan liflerde kıvrımlar ya hiç yoktur veya çok azdır. İpliklerin ve kumaşların hacim büyüklüğüne ve yumuşaklığında elyaf kıvrımlarının önemi çok büyüktür, bu nedenle sentetik liflere suni olarak kıvrım verilmektedir.

6 2.7. Lif Rengi Pamuğun renk derecesinin ölçülmesi ile ondan üretilecek iplik veya kumaşın hangi oranda ağartılacağı ve boyaya yatkınlık dereceleri saptanmaktadır. Rengi ölçülmüş pamuk balyalarından yapılan harmanlar iplik veya kumaşlarda meydana gelebilecek renk farklılıklarını önlemek mümkündür. Ülkemizde üretilen pamukların asıl rengi beyazdır. Gayet az miktarda krem ve kahverengi olanları da vardır Liflerde Yumuşaklık ve Sertlik Derecesi İplik imalinde kullanılacak liflerin kolayca eğilme ve bükülme özelliğine sahip olması istenir. Bu nedenle yumuşaklıkta önemli özeliklerinden biridir. Yumuşak tutumlu olan pamukların iplik olma yetenekleri de yüksek olur Liflerde Rutubet Pamuk lifleri yün veya ipeği göre daha az nem alırlar. Liflerin rutubet alma yeteneği serbest halde fazla balyalanmış halde çok daha azdır. Bundan dolayı pamuk lifleri balyalar açıldıktan sonra saat işletmenin klima şartlarına uyması için bekletilir. Pamuk için kabul edilmiş ticari rutubet % 8.5 tir Liflerde Yapışkanlık Pamukta genellikle yapışkanlık belirtisi gösteren ve yapışmalara nedan olan etmenlere balımsı yapışkanlık denir. Yapışmalara neden olan bazı hususlar şunlardır. 1) Mantar ve bakteriler 2) Yabancı özler (Yaprak bal özü vs.) 3) Çırçırlama sırasındaki yağlanmalar 4) Kimyasal maddeler (çeşitli ilaçlar suni gübreler vs.) Liflerin Nepsleşme Durumu Neps birbirleri ile girift hale gelmiş çıplak gözle görülebilen asgari mm büyüklüğündeki liflerin oluşturduğu topluluklardır. Neps oluşumunda işlem şartları kadar pamuğun neps oluşumuna eğilimi de önemli rol oynar. Pamuğun inceliği, olgunluk derecesi ve hatta uzunluğu neps üzerinde önemli faktörlerdir. Uzun liflerden oluşmuş pamuk, kısa liflerden oluşan pamuğa nazaran daha fazla neps oluşumuna müsaittir.

7 3. Pamuk Lifinin Kimyasal Yapısı Pamuk lifinin kimyasal yapısı, bitkinin yetişme şartlarına göre kısmen değişiklikler gösterir. Ham pamuğun kimyasal bileşiminde, selüloz yanında yağ ve vakslar, hemiselüloz, pektin ve protein gibi maddeler bulunur. Bu maddelerin pamuk lifi içindeki oranlan şöyledir: Selüloz % Hemiselüloz ve pektin % 4-6 Protein ve renkli madde % Anorganik maddeler % Vaks ve yağlar % Pamuklu materyale yapılan ön terbiye işlemleri ile selüloz yüzdesi 99 a kadar ulaşır. Selüloz Selüloz bütün bitki, ot ve ağaçların ana yapıtaşıdır. Doğada bitkiler tarafından üretilen selüloz saf halde bulunmaz. Yeteri kadar saf olmadığından selüloz doğada bulunduğu haliyle kullanılmaz. Bu yapının yabancı maddelerden arındırılarak çeşitli amaçlara yarayışlı hale getirilmesi gerekir. 0- dunun ağırlıkça % 40 ını, pamuğun % ini, ketenin % ini selüloz oluşturur. Pamuk, keten, kenevir, jüt, rami, sisal ve abaca gibi bitkisel liflerin temel kimyasal yapıtaşı selülozdur. Viskoz, bakır, asetat ve triasetat gibi rejenere selülozik liflerin de esası selülozdur. Genel formülü; (C6,H10,05) olan polisakkarittir. Selülozun yapısındaki elementler C, H, ve 0 dir Bunlann oranlar şöyledir: C.%44.4 H.%6.2 0.%49.4 Selülozun kaynağı suda çözünmeyen karbonhidrattır. Selüloz makromolekülü n tane (3-D giikoz yapıtaşının 1. ve 4. karbon atomları üzerinden oksijen köprüleri ile birbirlerine bağlanması sonucu meydana gelmiş bir polisakkarittir. Alfa selüloz, beta selüloz ve hidroselüloz olmak üzere üç şekilde reaksiyon gösterebilirler. Alfa selüloz hava temasında ve kaynar halde bulunan bir bazın selüloz üzerine etkisinden oluşur. Beta selüloz seyreitik kaynar nitrat asidinin selüloz üzerine etkisinden meydana gelir. Gama selüloz; gaz halindeki klorun, hipokloritlerin, kromat asidinin, oksijenli suyun etkisi ile meydana gelir. Oksiselüloz genel olarak aktif oksijenin selüloz üzerine etkisi ile oluşur. Derişik asitlerin etkisi altında ise hidroselüloz meydana gelir. Hemiselüloz Bitkilerin hücre duvarlarında selülozla birlikte bulunan bir cins polisakkarittir.

8 Pektin Pektinler bitkilerin yapısında geniş ölçüde bulunan çok karmaşık yapıda karbonhidrat bileşikleridir. Ana bileşeni, Kalsiyum-magnezyum pektatdır. Pektin daha ziyade pirimer çeperde bulunur. Olgun bir pamuk lifi %0,6-1,2 arasında değişen miktarda pektin içerir. Pektini liften olarak ayırmak zordur. Sadece üronik asit yardımıyla doğruya yakın bir şekilde tahmin edilebilir. Primer çeperde yoğunlaşmıştır. Ruthenium kırmızısı ile boyamak suretiyle mikroskop altında daha bariz bir şekilde görünebilir. Pamuktan pektinin uzaklaştırılması, amonyum oksalat veya amonyum sitrat ile gerçekleştirilir. Sıcakta bazik çözeltilerde kaynatmakla da (pişirme işlemi) uzaklaştırılabilir. Protein Protein ve diğer azotlu bileşikler, genellikle lümen sıvısı olan protoplazmada bulunur. Bunların oranları lif cinsine ve yetiştirme şartlarına bağlı olarak çok az değişir. Bu maddelerin pamuklu materyalden uzaklaştırılması, sodyum hidroksit ile pişirme sırasında gerçekleşir. Anorganik Maddeler Pamuk lifinin yanması sonucu arta kalan kül, lifin yapısındaki anorganik maddelerdir. Pamuk külünde, silisyum dioksit, K, Na, Mn, karbonatlar, klorürler, sülfatlar, ve fosfatlar ile demir ve aliminyum oksitleri bulunur. Bunların bileşimi toprak ve yetişme koşullarına göre değişir. Potasyum ve sodyum tuzlan, külün % 95 ini oluşturur. Bu bileşim üretim ve iklim koşullarına göre az veya çok değişir. Yağ ve Vakslar Bitkisel liflerdeki yağ ve vakslar, organik çözücülerle muamele edilerek uzaklaştırılabilen bileşikler olarak tanımlanır. Bu maddeler; kloroform, karbontetra klorit, benzen veya diğer organik çözücülerde çözünebilir. Olgun pamuk lifinde yaklaşık %0,6 civarında bulunur. Pamuktaki yağ ve vaks miktarının % 44 ünü gossipil alkol oluşturur. Bunun dışında az miktarda montanil alkol bulunur. Bu alkoller yanında serbest halde palmitik, stearik ve oleik asitlerle; bu asit ve alkollerin esterleri (vaks) vardır. Pamuktaki vakslar kütikül tabakada bulunur. Bu maddeler genellikle C de erimeye başlarlar. Kül Pamuk lifinin kalitesi içerdiği kül miktarının azlığına veya çokluğuna göre de değişmektedir. Kül miktarı aynı zamanda lif çeşidine ve yetiştiği bölgenin toprak şartlarına göre az çok değişir.

9 4. Pamuk Liflerinin Kimyasal Özellikleri Pamuk ve pamuk gibi selüloz esaslı liflerin kimyasal özellikleri şu faktörlere göre değişiklik gösterir: - Büyük molekül gruplarının (makromolekülün) kimyasal yapısı; yani molekülleri oluşturan yapıtaşları, bunlan birbirine bağlayan bağlar, zincir uzunluğu, zincir yapısı, uç grupların cinsi, ortalama polimerizasyon derecesi. (Makromolekül yapısındaki, aynı tür molekül gruplarının sayısı polimerizasyon derecesini gösterir.) - Makromoleküllerin elyaf içinde yerleşimleri; yani kristalin ve amorf bölgeler, elyaf eksenine göre makromoleküllerin yerleşme şekli. (Pamukta elyafın % ini kistalin bölgeler oluşturur.) - Elyaf içerisinde bulunan yabancı maddeler. Pamuk lifi mikroskop altında düz bir şerit şeklinde görünür. Lifin bükülmesi ile oluşan kıvrımlara torsiyon denir ki bunlar lifin cinsi bakımından çok önemlidir. Büküm her pamukta aynı değildir. Bükümün kontrolü ile lifin olgunlaşıp olgunlaşmadığı anlaşılır. Olgunlaşmış liflerdeki torsiyon sayısı adet/cm dir. Makromolekül yapısında yan yana gelen glikoz üniteleri birer mol su kaybetmek suretiyle birleşerek zinciri oluştururlar. Bir molekül ne kadar uzun olursa olsun her iki tarafta da birer uç ile son bulur. Selüloz makromolekülünün uçlarında bulunan glikoz ünitelerinin özellikleri az da olsa diğerlerine göre farklılık gösterebilir. Moleküller arasındaki bağlantılar 1. ve 4. karbon atomları üzerinden oluşan oksijen köprüleri ile sağlanır. Oksijen köprüleri kovalent bağlardır. Dolayısıyla molekülleri birbirine bağlayan bu bağın kuvveti direk olarak lif mukavemetini olumlu yönde etkiler. Her glikoz molekülü üç tane hidroksil grubu içerir. Bunlardan 6. karbon atomuna bağlı olan hidroksil grubuna primer, 2. ve 3. karbon atomlarına bağlı olanlara ise sekonder hidroksil grupları denilir. Primer hidroksil grubunun reaktivitesi, sekonder hidroksil gruplarına göre daha yüksektir. Yani kimyasal maddeler, boyarmadde veya su öncelikle primer hidroksil grubu ile reaksiyona girer. Reaksiyon şartlannın devam etmesi sonucunda sekonder hidroksil grupları da reaksiyona katılır. Selüloz suda çözünmeyen bir maddedir. Halbuki yapıda bulunan glikoz üniteleri suda çözünmeyi kolaylaştırmalıdır. Makromolekül zincirinin birbirine paralel olması, moleküller arasındaki OH grupları yardımıyla hidrojen bağlarının kurulmuş olması ve makromoleküllerin birbirlerine kafes şeklinde bağlanmaları nedeniyle oluşan sıkı yapı suda çözünmeyi engellemektedir. Selüloz yapısı incelendiği zaman bağların sadece bunlardan ibaret olmadığı, başka kuvvetlerin de bulunduğu görülür. Bunların en önemlisi wandervalls kuvvetleridir. Bu kuvvetler nedeniyle selülozun yapısını oluşturan zincirler birbirlerine kafes şeklinde bağlanmaktadır. Selülozun molekül ağırlığı çok büyüktür. Ancak bütün selüloz makromolekülleri aynı ağırlıkta olmadığından polimerizasyon derecesi ortalama bir değer olarak söylenir. Molekül ağırlığı da aynı şekilde ortalama bir değer olarak ifade edilir. Polimerizasyon derecesinin bulunmasında değişik metotlar kullanıldığından sonuçlar arasında büyük farklılıklar vardır. Örneğin ham pamuğun polimerizasyon derecesi 8-14 bin arasındadır. Ortalama olarak bu değer 10 bin kabul edilmektedir.

10 Moleküler yapıda kristalin bölgenin amorf bölgeye oranı lifin fiziksel ve kimyasal özelliklerine etki eder. Liflerde kristallenme oranı yükseldikçe sertlik derecesi artarken eğilme ve bükülme yetenekleri azalır. Bu gibi lifler kimyasal maddelere karşı daha dayanıklı olurlar. Buna karşın liflerdeki amorf yapının artması yumuşaklığı arttırırken eğilme ve bükülme yeteneklerini de arttırır. Sulu çözeltilerin lif içerisine nüfuziyeti kolaylaşır. Dolayısıyla lifin kimyasal maddelere karşı dayanıklılığı azalmış olur. Tekstilde kullanılan selülozik esaslı liflerde makromolekül zincirleri aynı değildir. Doğal selülozik liflerdeki bu değer rejenere selülozik liflere nazaran daha fazladır. Bu iki ana farklılık; yani kristalin ve amorf bölge oranlarının farklılığı ve polimerizasyon derecelerindeki değişiklik aynı kimyasal yapıya sahip olmalarına rağmen (diasetat ve triasetat hariç) doğal ve rejenere selülozik lifler arasında oluşan kimyasal ve fiziksel özellikler bakımından farlılaşmanın ana nedenini oluşturmaktadır. Şekil 4. Selüloz Yapısı 1.Suyun selülozik esaslı liflere etkisi Selüloz liflerinin ıslanmaları sonucunda meydana gelen kesit ve uzunluk artışları şöyledir: Lif cinsi % kesit artışı % uzunluk artışı Pamuk 28 1 den az Keten-kenevir 0 0,05-0,1 Bakır rayonu ,6 Viskoz rayonu ,8-5,4 Diasetat ,14 Triasetat Yukarıdaki tablo genel olarak incelendiğinde, liflerdeki kesit artışının uzunluk artışına nazaran daha fazla olduğu görülmektedir. Bunun yanı sıra göze çarpan iki durum daha söz konusudur. Bunlar; a) Serbest hidroksil gruplarının az bulunduğu diasetat liflerinde ve hemen hemen hiç bulunmadığı triasetat liflerinde enine kesit artışı azdır. Çünkü su molekülleri lif yapısında bulunan hidroksil gruplan yardımıyla oluşacak hidrojen bağları sayesinde lifin içerisine nüfuz edememektedir.

11 Rejenere selülozik liflerde görülen kesit artışı doğal selülozik liflere nazaran oldukça fazladır. Bu durum rejenere selülozik lifleri oluşturan selüloz makromoleküllerinin daha kısa oluşu ve yapıdaki amorf bölge miktarının daha fazla olması ile açıklanabilir. Amorf bölge miktarının artışı lifin içerisine nüfuz eden su miktarının artmasına dolayısıyla daha kısa olan makromoleküllerin daha kolay ötelenmesine neden olmaktadır. b) Rejenere ve doğal selülozik liflerin suyla ıslanmaları sonucu kopma dayanımlarında meydana gelen değişmeler de birbirinden farklıdır. Rejenere liflerin yaş kopma dayanımları kuru kopma dayanımlarına nazaran daha düşüktür. Çünkü bu lifler daha düşük polimerizasyon derecesine sahip olduğundan makromoleküller arasındaki bağların sayısı daha azdır. Ayrıca daha fazla suyu absorbe edebilmeleri ve bu su nedeniyle oluşan kesit artışı yani makromoleküller arasındaki mesafenin artması, makromoleküller arasında oluşan bağların gücünün zayıflaması anlamına gelmektedir. Doğal selüloz makromolekülleri uzun olduğundan bu makromoleküller arsındaki çekim kuvvetler daha fazladır. Bu nedenle doğal liflerdeki kopma makromoleküllerin birbiri üzerinden kaymasından ziyade, makromoleküllerde glikoz yapıtaşlarını birbirine bağlayan oksijen köprülerinin kopması şeklinde olur. Demek ki suyun şişirici, kayganlaştıncı özelliği doğal selülozik liflerde kopmayı kolaylaştırıcı bir etki sağlamaz. Selülozik liflerin kuru kopma dayanımları %100 kabul edildiğinde yaş kopma dayanımları şu şekildedir; Pamuk Keten Viskon Asetat %99,5-113,2 (artış görülür) %105,5 (artış görülür) %50-75 (azalma görülür) %58-70 (azalma görülür) Selülozik lifler nem çekici özellik gösterirler. Lif yapısında bulunan bu suyun, liflerin; sağlamlık, buruşmazlık, esneklik ve tutum gibi özellikleri üzerinde büyük etkisi vardır. Bundan başka pamuklar devamlı surette kaynar suyun ve buharın etkisine maruz bırakılacak olursa fiziksel yapısında az da olsa bir değişiklik meydana gelip plastik bir hal aldığı görülebilir. Aynı işleme tabi tutulan yünün yapısında da bu değişiklik olmaktadır. Pamuğun kızgın buhara karşı olan mukavemeti yüne nazaran en az 7 kat yüksektir. 2. Bazların selülozik esaslı lifler üzerine etkisi Bazlar selülozik esaslı lifleri suya nazaran daha etkin bir şekilde şişirirler. Tekstil sanayiinde en çok kullanılan baz kostik ve sodadır. Baz olarak kostik kullanıldığında %12 ye kadar olan konsantrasyonlar aynen suyun yaptığı etkiyi yapar. % 12 den daha büyük konsantrasyonlarda kostik selüloza etki ettiğinde ya hidroksil gruplarındaki hidrojenlerin bir kısmı alkali metal iyonu ile yer değiştirir ve alkolatlar oluşur yada kostik molekülleri zayıf çekim kuvvetleri ile selüloz makromoleküllerine

12 bağlanırlar. Bu iki reaksiyondan genel olarak ikincisi oluşsa da az miktarda birinci reaksiyon da oluşur. Özellikle derişik baz çözeltileri ile çalışırken bu reaksiyonun oluşum hızı daha da artar. Sel(OH)3+NaOH Sel(OH)3. NaOH Sel(OH)2ONa +H20 Baz molekülündeki alkali iyonunun çapı büyüdükçe o bazın selülozik lifi şişirme yeteneği azalmaktadır. Selüloz lifleri baz içerisinde belirli ölçülerde çözünür. Bu çözünme uzun makromoleküllü doğal selüloz liflerinde, kısa makromoleküllü rejenere selülozik liflere nazaran daha azdır. Çözünme miktarı lifin cinsinin yanı sıra bazın cinsi de gösterir. Normalde doğal liflerin alkali (baz) çözeltilerinde çözünme miktarı azdır. Fakat herhangi bir şekilde lif zarar görmüş ve uzun makromoleküller kısmen parçalanmışsa çözünme miktarı artar. Alkalilerle soğukta muamele edilirse pamuk liflerinin şiştiği lümenin daraldığı lif yüzeyinin düzleştiği görülebilir. Bunun sonucunda lif mukavemeti artar, silindir şeklini alır ve şeffaflaşır, rengi parlaklaşır. Endüstride pamuk ve pamuklular sodyum hidroksitin bu etkisinden yararlanılarak merserize edilir. Hidrofil pamuk oluşturmak için de bazlardan yararlanılır. Sıcak bazik ön işlemle pamuğun su emiciliğini arttırır. Tıbbi alanda kullanım amacıyla sıcak kimyasal işlemlerde tüm yağ ve yabancı maddeleri uzaklaştırılmış pamuk çok hızlı ve ağırlığının % si kadar nem absorbe edebilir. Sulandırılmış alkali çözeltilerinin pamuk lifleri ve mamülleri üzerine etkisi yoktur. Sodyum hidroksit, potasyum hidroksit, kalsiyum hidroksitin 3 4 lük sıcak çözeltilerinin bile etkileri belirsizdir. Bu yoğunluktaki çözeltiler içerisinde pamuk ve mamülleri, 1-3 atm basınç altında ve hava ile temas etmeden kaynatılırsa herhangi bir etki oluşmaz. Fakat bu işlem hava eşliğinde yapılırsa mukavemetin azaldığı görülür. Bununla birlikte ağartılacak ve boyanacak pamuk mamülleri sulandırılmış alkali çözeltileri ile kaynatılarak mumlu ve yağlı maddeleri eritilir. 3. Asitlerin selülozik esaslı lifler üzerine etkisi Selüloz makromolekülünü oluşturan glikoz yapıtaşları birbirlerine oksijen köprüleri üzerinden bağlıdırlar. Bu oksijen köprüleri asitlere karşı dayanıksızdır. Kuvvetli asitlerin etkisi ile oksijen köprüleri kopmakta makromoleküller daha küçük parçalara bölünmektedir. Bu şekilde asitlerin etkisi ile parçalanan selüloz liflerine hidroselüloz denir. Parçalanma ne kadar fazla olursa indirgen özellik de o kadar artar. Asitler tarafından zarara uğratılan selüloz liflerinin kopma dayanımları ve diğer özellikleri de olumsuz şekilde etkilendiğinden selüloz liflerinden yapılmış tekstil mamullerinin terbiyesi sırasında kuvvetli asitlerin kullanılmasından kaçınılmalıdır. Sülfirik asit ve kiorik asit gibi anorganik asitlere nazaran daha zayıf asit olan organik asitlerjn selüloz liflerine verecekleri zarar da daha az olmaktadır. Belirli şartlar altında kuvvetli asitler selüloz liflerine ester meydana getirecek şekilde etki etmektedirler.

13 Karışım kumaşlardaki liflerin kimyasal analizinde asitlerden yararlanılır. %98 lik sülfirik asit çözeltisinde 38 C de 10 dakika işlem yapılırsa selülozik esaslı lif erir. 4. Yükseltgen maddelerin selülozik esaslı iller üzerine etkisi Yükseltgen maddeler ılıman koşullar altında selüloz elyaflan ile çeşitli reaksiyonlar gösterirler. Ancak kontrolsüz işlemlerde, makromolekülleri parçalayarak elyafların zarar görmesine neden olurlar. Selüloz makromoleküllerini oluşturan her bir glikoz yapıtaşında yükseltgenecek çeşitli alkol gruplan vardır. Bunlardan primer hidroksil gruplannın bir derece yükseltgenmesi ile aldehit, bunun da bir derece yükseltgenmesi ile karboksilli asit gruplan oluşur. Eğer reaksiyon devam ederse yani giikoz yapıtaşında bulunan sekonder hidroksil grupları bir derece vükseltgenirse keton grupları meydana gelir ve oksiselüloz oluşur. İkincil hidroksil grupları daha zor şartlar altında yükseltgenirse C-C arasındaki bağlan kopar ve moleküler bir parçalanma olabilir. Yükseltgeme devam ettiğinde altı halka açılarak ester selülozu oluşumuna kadar etki devam eder. Buda makromoleküllerin parçalanması demektir. 5. Selülozik esaslı Liflere Sıcaklığın Etkisi Selüloz elyafları ısıya karşı oldukça dayanıklıdır. Ancak tutuşma sıcaklıkları 400 C Olduğundan kolay yanan elyaflardır. 150 C ye kadar bir değişiklik olmadan işlem yapılabilirler. Bu değerden yukarı çıkıldıkça pamuğun rengi sararmaya başlar. Sıcaklık 180 C ye doğru yükselecek olursa renginin kahverengiye doğru değiştiği ve 300 C de tamamen kavrulduğu, karbonize olduğu görülür. Pamuk çok hızlı yanar, yanma ısısı düşük olmasına rağmen, yanma çok hızlı ilerlediğinden açığa çıkan enerji fazladır. Pamuğa özgü dikkat edilecek diğer husus; pamukta için için yanma olayıdır. Yangınlarda pamuklu materyalin tamamen sönmesine dikkat edilmelidir. Aksi takdirde, için için yavaş bir şekilde yanarak tekrar yangına sebep olacaktır. Düşük sıcaklıkta dahi olsa uzun süre ısıya maruz bırakmak liflerde oksidatif zararların meydana gelmesine neden olabilmektedir. Selülozik liflerin ısıya karşı duyarlılığı; liflerin polimerizasyon derecelerine, içerdikleri karboksil gruplarına ve kristalin bölge miktarına bağlı olarak değişmektedir. Ayrıca ısıyla birlikte nem, ışık ve UV ışığı gibi diğer enerji kaynaklarının da etki etmesi, liflerde daha fazla zararın oluşmasına neden olmaktadır. Ön terbiye işlemleri sırasında meydana gelen tipik ısıl zararlar; yakam, kurutma ve fiksajda kullanılan yüksek sıcaklıklardan ve uzun uygulama sürelerinden kaynaklanmaktadır. 6. Selülozik Esaslı Liflere Işığın Etkisi Çeşitli ışınlar tekstil maddelerinin değişimi ve bozulmaları üzerinde kuvvetli etki gösterirler. Doğrudan gün ışığının etkisindeki perde, çarşaf ve örtülerde bu durum açık şekilde görülür. Rutubet gün ışığının bu etkilerini arttırarak bozulmayı hızlandırır. Işık etkisine doğrudan maruz kalan pamuklu mamüller ultraviyole ışınlarının etkisi ve havanın oksijeni yardımıyla kimyasal bir değişikliğe uğrayıp mukavemet ve

14 sağlamlıklarından kaybederler. Beyazlatma amacıyla yazın rüzgarsız bir havada nemli olarak serilen pamukların 375 saat kadar gün ışığına maruz kalmaları halinde mukavemetlerinden % 50 kaybettikleri görülmüştür. Işık etkisine maruz kalma sonucu oluşan zararlar; primer bağların kopması ve fonksiyonel grupların meydana gelişi ile ortaya çıkmakta olup test edilerek belirlenebilmektedir. Materyal ışık etkisine maruz kalırken aynı zamanda havanın oksijenine de maruz kalırsa yapı olarak oksidatif bir zarar meydana gelmektedir. Özellikle ışığa maruz kalma dış ortamda oluyorsa selüloz liflerinde mikro organizmaların da etkisi görülmektedir. Sonuçta ışık zararı da liflerde meydana gelen kimyasal bir zarardır ve bu zarar kimyasal maddelerden kaynaklanan diğer zararlardan ayırt etmek oldukça güçtür. Ancak tekstil materyalleri ışık etkisiyle gevrekleşmekte ve farklı bir tutum kazanmaktadırlar ki bu da zararı diğer zararlardan ayırt etmede yardımcı olmaktadır. 7. Selülozik Esaslı Liflere İndirgen Maddelerin Etkisi Genel olarak indirgen maddelere karşı dayanıklıdır. Pamuk genellikle sodyumdisülfit ve sodyum sülfoksilat gibi indirgenlerden zarar görmez. Bununla beraber sitrik asit, laktik asit, oksalik asit, tartarik asit gibi asitlerin sıcak çözeltileri pamuk ve mamüllerine etki eder. Sodyum sülfürün yoğun çözeltileri pamuğun merserize olmasını sağlar. Buna karşılık formaldehit çözeltisi pamuk ve mamüllerin su geçirmez hale gelmesine neden olur. 8. Selülozik Esaslı Liflere Tuzların Etkisi Pamuk ve pamuklular madensel tuzlardan ve bunların kaynayan çözeltilerinden direkt etkilenmez. Asitli tuzların etkileri ise ancak zayıf asitler derecesindedir. Alüminyum, magnezyum ve çinkonun klorürleri ancak 11O C ye kadar ısıtıldıktan sonra etki ederler. Pamuğun bileşimi bazik tuzların çözeltilerinde bulunan madensel hidratları absorbe etmek suretiyle bozulabilir.