موضوع آزمایش : رنگرزی پشم با رنگزاهای اسیدی

وسایل مورد نیاز :

بشر (به عنوان حمام رنگرزی )، همزن ، دما سنج ،پیپت ، پیست ، استوانه مدرج ، هیتر ، رنگینه آبی و قرمز (به صورت محلول در آب ) ، اسید سولفوریک ، سولفات سدیم ( نمک ) ، کالا (پشم به وزن 0.2   گرم ) ، اب مقطر .

تئوری آزمایش :

رنگهای اسیدی ، رنگهایی هستند که برای جذب رنگ از اسید استفاده میکنند . در رنگرزی اسیدی علاوه بر اسید از نمک نیز استفاده میگردد در سه آزمایش مختلف اثر نوع اسید ، غلظت اسید غلظت نمک و تاثیرات آنها را بر روی خامه رنگ شده بررسی میکنیم .

برای مشخص نمودن مقدار رنگزا ، اسید و نمک از فرمول زیر استفاده میگردد .

درصد موجود/درصد مورد نیاز . وزن کالا =(میلی لیتر یا سی سی )X

درصد موجود ، یک در صد است و وزن کالا در همه موارد 0.2   گرم میباشد .

برای مشخص کردن حجم حمام رنگرزی از پارامتر L:R  ( وزن کالا : حجم حمام ) استفاده میشود که ان را ( 100:1) میگیریم . یعنی اگر وزن کالا یک گرم باشد  جحجم حمام را باید 100 سی سی در نظر گرفت .  با توجه به داشتن وزن کالا ، در تناسب حجم حمام را به دست می آوریم که 20 سی سی خواهد بود .

حجم حمام ( 20 cc ) در تمام آزمایشات یکسان خواهد بود .

برای مشخص کردن مقدار آب مقطر در حمام ، ابتدا وزن رنگزا ، اسید و نمک را بدست آورده با هم جمع میکنیم و این وزن را از حجم حمام 20 cc  کم میکنیم  مقدار آب مقطر مورد نیاز بدست می آید . این مقدار در حمامهای گوناگون با توجه به تغییر رنگ اسید و نمک متغیر خواهد بود .

منحنی رنگرزی : پس از اتمام کار و کامل شدن محتویات حمام ، باید بشر را روی حرارت گذاشت و برای این کار باید از منحنی رنگرزی که مدت و دمای حمام را مشخص میکند استفاده نمود که بیان کننده موارد زیر است :

محلول به مدت 5 دقیقه در دمای 60 درجه بماند ، 20- 30 دقیقه طول بکشد و ارام آرام به جوش برسد ، 45 دقیقه در دمای جوش بماند و سپس آبکشی و شستشو صورت گیرد .

در حین آزمایش تا اتمام آن باید موارد زیر را مد نظر قرار داد تا از خطاها کاسته شود و رنگرزی مطلوبی داشته باشیم .

1) در برداشتن مواد که با پیپت و استوانه مدرج است دقت شود تا از کم و زیاد شدن مواد جلوگیری به عمل آید .

2) به دما و مدتی که در منحنی رنگرزی وجود دارد کاملا توجه کرده  و با دماسنج دماهای مورد نظر را مرحله به مرحله اندازه گیری کنیم .

3) با همزن محلول و کالا را هر چند و.قت یک با رهم زده  تا کالایی با رنگ یکنواختی داشته باشیم .

4) به هنگام تبخیر آب حمام آب مقطر به ان اضافه کرده تا از پاشیدن آن به بیرون جلوگیری شود .

هدف از آزمایش 1 : اثر نوع اسید بر جذب رنگ ( اسید قوی و ضعیف )

روش کار : در این ازمایش اثر دو نوع اسید یکی اسید قوی( اسید سولفوریک ) و دیگری اسید ضعف ( اسید استیک ) را در جذب رنگ خامه بررسی میکنیم با توجه به درصد های مورد نیاز مقدار رنگزا ، اسید ، سولفات سدیم و اب مقطر را بدست میآوریم .

این مواد را به همراه کالا در بشر میریزیم با این تفاوت که در یک حمام از اسید قوی و در حمام دیگر از اسید ضعیف استفاده میکنیم در حمام 1 و 2 از رنگزای قرمز استفاده میگردد .

حمام شماره 1 :

رنگزا (%1) ، اسید سولفوریک (4 % ) ، سولفات سدیم (20%)

درصد موجود/درصد مورد نیاز . وزن کالا =(میلی لیتر یا سی سی )X

  0.2 * 1  /  1 =  0.2cc=  رنگینه

 0.2 * 4  /  1 = 0.8cc =  اسید سولفوریک

0.2 * 20  /  1 = 4 cc =  سولفات سدیم

  0.2 + 0.8 + 4 = 5 cc   à 20-5=15 cc=  وزن اب مقطر

حمام شماره 2 : رنگزا ( 1%) ، اسید اسیتیک (4%) ، سولفات سدیم ( ( 20% .

درصدهای موجود در حمام 2 و 1 با هم یکسان است بنا بر این مقادیر نیز با هم برابر خواهد بود .

پس از بدست آمدن مقادیر مورد نیاز از موادی که باید در حمام ریخته شود آنها را داخل بشر کرده و کالا که 0.2 گرم وزن دارد را در حمامها قرار میدهیم .

حمام 1 و 2 را با توجه به منحنی رنگرزی بر روی حرارت میگذاریم . در دمای 60 درجه مقداری از رنگ جذب خامه شده و تا رسیدن دمای جوس این مقدار لحظه به لحظه افزایش میابد و پس از گذشتن از دمای جوش به حد اکثر خود میرسد . پس از طی این مراحل و شستشوی خامه ها مقاهده میگردد که کالای حمام شماره  1 که از اسید قوی استفاده شده بود رنگ بیشتری به خود گرفته است .

نمونه کالای رنگ شده در حمام شماره 1:

نمونه کالای رنگ شده در حمام شماره 2:

نتیجه گیری : با توجه به مشاهدات و تفاوت رنگ در حمامها به این نتیجه میرسیم که اسید قوی جذب رنگ را نسبت به اسید ضعیف بیشتر میکند در حمام شماره 1  از اسید سولفوریک ( اسید قوی ) استفاده شده است .و کالا نسبت به حمام شماره 2 که از اسید استیک ( اسید ضعیف) استفاده شده   پر رنگ تر است .

هدف از آزمایش  2 : اثر غلظت اسید بر جذب رنگ .

روش کار : در این ازمایش از4 حمام استفاده میکنیم. مقدار رنگینه ، سولفات سدیم و نوع اسید ( اسید سولفوریک ) یکسان است . و تفاوت در مقدار و غلظت اسید است . در حمام شماره 3 از اسید استفاده نمیکنیم ولی در حمامهای شماره 4 و 5 و 6 از اسید با درصدهای متفاوت استفاده  میگردد . با توجه به درصد های داده شده مقدار مواد مورد نیاز را حساب میکنیم . در این آزمایش نیز از رنگزای قرمز استفاده میشود .

حمام شماره 3 : رنگزا (1%) سولفات سدیم (20%) .

  0.2 * 1  /  1 =  0.2cc=  رنگینه

0.2 * 20  /  1 = 4 cc =  سولفات سدیم

 =0.2  + 4 = 4.2cc à 20-4.2=15.8ccاب مقطر

حمام شماره 4 : رنگزا 1 %  ، اسید سولفوریک 1 % سولفات سدیم 20 % .

  0.2 * 1  /  1 =  0.2cc=  رنگینه

0.2 * 20  /  1 = 4 cc =  سولفات سدیم

0.2 * 1  /  1 = 0.2cc =  اسید سولفوریک

  0.2 + 0.2 + 4 = 4.4cc  à 20-4.4=15.6cc=وزن اب مقطر

حمام شماره 5 : رنگزا 1 %  ، اسید سولفوریک 4 % سولفات سدیم 20 %

  0.2 * 1  /  1 =  0.2cc=  رنگینه

0.2 * 20  /  1 = 4 cc =  سولفات سدیم

0.2 * 4  /  1 = 0.8cc =  اسید سولفوریک

  0.2 + 0.8 + 4 = 5  cc  à 20-5  =15  cc=وزن اب مقطر

حمام شماره 6 : رنگزا 1 %  ، اسید سولفوریک 8 % سولفات سدیم 20 %

  0.2 * 1  /  1 =  0.2cc=  رنگینه

0.2 * 20  /  1 = 4 cc =  سولفات سدیم

0.2 * 8  /  1 = 1.6cc =  اسید سولفوریک

  0.2 + 1.6 + 4 = 5.8cc  à 20-5.8=14.2cc=وزن اب مقطر

پس از بدست آوردن مقادیر مورد نیاز از موادی که باید در حمامهای شماره 3 و 4 و 5 و 6 ریخته شود آنها را در بشرهای جدا گانه ریخته و کالا که 0.2   گرم وزن دارد را در آنها قرار میدهیم و با توجه به منحنی رنگرزی انهات را بر روی حرارت می گذاریم . پس از اتمام رنگرزی و شستشوی خامه های رنگ شده بترتیب از حمام شماره 3 تا 4 خامه ها پر رنگتر شده اند .

کالای رنگ شده در حمام شماره 3 :

کالای رنگ شده در حمام شماره  4:

کالای رنگ شده در حمام شماره 5 :

کالای رنگ شده در حمام شماره  6 :

نتیجه گیری : با توجه به مشاهدات و تفاوت رنگ در حمام ها و با توجه به اینکه تنها پارامتر متغیر در این حمام ها غلظت اسید است به این نتیجه میرسیم که غلظت اسید در رنگ پذیری خامه موثر بوده و هر چه این غلظت بیشتر گردد رنگ پذیری نیز بیشتر مشود همان طور که  مشاهده میشود در حمام شماره 3 اسید نداشتیم و خامه این حمام از همه نمونه ها کم رنگ تر است . در حمام شماره 4 ، رنگ از حمام شاره 5 کمرنگتر و از حمام شماره 3 پرنگتر است در حمام شماره 5 رنگ از 6 کمتر و از 4 بیشتر است و در حمام شماره 6 که بیشترین غلظت اسید را داشته از همه نمونه ها جذب رنگ بیشتری صورت گرفته است .

هدف از آزمایش 3 : اثر غلظت نمک ( سولفات سدیم ) بر جذب رنگ

روش کار : در این ازمایش از 3 حمام استفاده میشود . مقدار رنگینه ، اسید سولفوریک و نوع نمک ( سولفات سدیم ) یکسان است و تفاوت در مقدار و غلظت سولفات سدیم است .

در حمام شماره 7 از نمک استفاده نمیشود و در حمام های شماره 8 و 9 با در صد های متفاوت استفاده میگردد با توجه به در صد های داده شده مقدار مواد مورد نیاز را حساب میکنیم . در این آزمایش از رنگینه آبی استفاده میشود .

حمام شماره 7 : رنگزا 1% ، اسید سولفوریک 4%

  0.2 * 1  /  1 =  0.2cc=  رنگینه

0.2 * 4  /  1 = 0.8cc =  اسید سولفوریک

0.8 + 0.2 =1 cc à 20-1= 19cc =وزن آب مقطر

حمام شماره 8 : رنگزا 1% ، اسید سولفوریک 4% سولفات سدیم 20%

  0.2 * 1  /  1 =  0.2cc=  رنگینه

0.2 * 20  /  1 = 4 cc =  سولفات سدیم

0.2 * 4  /  1 = 0.8cc =  اسید سولفوریک

  0.2 + 0.8 + 4 = 5  cc  à 20-5  =15  cc=وزن اب مقطر

حمام شماره 9 : رنگزا 1% ، اسید سولفوریک 4% سولفات سدیم 60%

  0.2 * 1  /  1 =  0.2cc=  رنگینه

0.2 * 60  /  1 = 12cc =  سولفات سدیم

0.2 * 4  /  1 = 0.8cc =  اسید سولفوریک

  0.2 + 0.8 +12 =13  cc  à  20-13 = 7  cc=وزن اب مقطر

پس از بدست آوردن مقادیر مورد نیاز از موادی که باید در حمامهای شماره 7 و 8 و 9 ریخته شود آنها را در بشرهای جدا گانه ریخته و کالا که 0.2   گرم وزن دارد را در آنها قرار میدهیم و با توجه به منحنی رنگرزی انهات را بر روی حرارت می گذاریم . پس از اتمام رنگرزی و شستشوی خامه های رنگ شده مشاهده میشود که در حمام ها ، خامه ها جذب رنگ متفاوتی داشته اند . با توجه به این نکته که تنها پارامتر متفاوت در این سه حمام ، تفاوت در غلظت نمک بوده است میتوان فهمید که غلظت نمک در جذب رنک موثر است .

حمام شماره 7 فاقد نمک بود بنابر این کمترین جذب رنگ را شاهد بودیم ولی در حمام شماره 9 که بیشترین غلظت نمک را داشتیم بیشترین جذب رنگ نیز صورت گرفته است این موضوع را میتوان با انداختن خامه های رنگ نشده در پس آب باقیمانده از رنگرزی مشاهده نمود . خامهای که در حمام شماره 7 قرار دارد تیره تر از بقیه است و این نشانگر آن است که جذب رنگ به طور کامل صورت نگرفته و خامه ای  که در حمام شماره 9 قرار دارد از همه روشنتر است و بیانگر ان است که در این حمام بدلیل وجود نمک بیشتر ، جذب رنگ بیشتری صورت گرفته است و رنگزای کمتری در پس آب باقی مانده وجود داشته است .