NAYLON (POLYAMİD) BOYAMA

Dünyada sentez yolu ile üretilen ilk senteteik lif polyamid lifidir.(Bilindiği üzere acrilic ve polyester lifleri de sentetik liflerdendir.).Tekstilde en fazla kullanılan nylon lifleri nylon6.6 ve nylon6 dır. Nylon 1938 yılında ABD’de Dr. Wallace H. Carothers tarafından keşfedilmiş ve 1939 yılında DuPont’un pilot işletmesinde nylon6.6 lifinin üretimine başlanmıştır. Bu arada Almanya da çalışan araştırmacılar nylon6 olarak bilinen (Perlon) lifini geliştirmişlerdir.

NYLON6.6 diamin ve dibazik asitlerin polikondenzasyonu sonucunda elde edilir.

H₂N(CH₂)₆NH₂+HOOC(CH₂)₄COOH→H₂N-(CH₂)₆NH[-CO-(CH₂)₄-CO-NH-(CH₂)₆-]n-CO-(CH₂)₄-COOH

Hekzametilen+Adipikasit diamin

NYLON6 lifleri ise 6-amino-kaproikasitin veya bunun türevi olan kaprolaktamin kendi kendine kondenzasyona uğraması ile meydana gelir.

CH₂(CH₂)₄CONH→H₂N-(CH₂)₅-CO[-NH(CH₂)₅-CO]n-NH(CH₂)₅-COOH

Kaprolaktam

NAYLON6.6 VE NAYLON6 LİFLERİNİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ

Naylon6.6 ve naylon6 lifleri ısınınca yumuşayan, soğuyunca katılaşan(termoplastik) ve hidrofob özellikte olan liflerdir.

Sentetik lifler piyasaya ilk çıktıklarında çok üstün kullanım özellikleri sebebi ile pzmuklu kumaşlar bir hayli zor günler yaşamıştır. Bilindiği gibi naylon liflerinin doğal elyaftan üstün olan en önemli özelliği kopma ve sürtme dayanımlarının yüksek olmasıdır. Yıkama sonunda çabuk kurumaları ve kolay ütülenmeleri de önemli özelliklerindendir.

Aşağıdaki tabloda her iki lifin fiziksel özellikleri karşılaştırılmıştır.

Textile World, 1996 Man-made Fiber Chart

Nylon liflerinin termofixesi sırasında dikkatli olunmalıdır. Sararma ve mukavemet kaybı gibi istenmeyen durumlarla karşılaşmamak için 150 ⁰C nin üzerinde sıcaklığa uzun süre maruz bırakılmamalıdır.

Boyahanelerde naylon ve polyester elyafını kısa sürede ayırt etme ihtiyacı doğabilir. Bunun için yakma testi oldukça güvenilirdir. Aleve tutulduğunda naylon lifleri hemen tutuşmaz, önce yumuşar sonra damlalar halinde erir. Alevde iken yavaş yavaş issiz olarak yanar. Oysaki polyester isli yanmaktadır. Naylon lifi alevden çekilince yavaşça söner ve gri renkli sert boncuklar oluşturur. Oysa ki polyesterde boncuklanma siyah renkli olarak görülür.

NAYLON 6.6 VE NAYLON 6  LİFLERİNİNİ KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

Naylon liflerinin kimyasal özelliklerini bilmek boyama öncesi yapılacak ön  işlemde ve boyamada, oluşturulacak reçetelerde bize yardımcı olacaktır.

Seyreltik asit çözeltileri soğukta, terbiye işlemlerinde normal şartlar altındaki naylon liflerine zarar vermez. Ancak sıcak organik asitler PA liflerini parçalar. Ayrıca yüksek sıcaklık ve konsantrasyonda (formik asit ve okzalik asit gibi) bazı organik asitler naylon liflerine zarar verirler.

Alkali dayanımları polyester liflerinin tersine çok yüksektir.

Sodyumklorit naylon liflerine zarar vermediğinden ağartmada da kullanılabilinir.

Redüktif bir kimyasal olan hidrosülfit ise naylon liflerine zarar vermez.

NAYLON KUMAŞLARIN ÖN TERBİYESİ

Başarılı bir boyama için, doğru termofixe ve ön işlemin önemini tekstil boyacıları bilmektedir. Durum naylon elyafı içinde geçerli olup hatta daha depolama yaparken dikkatli olunması gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Bu sebeple ham kumaş deposunun;

·         Küfe karşı nemli olmaması

·         Yüksek ısı ve güneş ışığına maruz kalmaması (Maruz kalınan bölgelerde boyarmaddeye karşı afinitesi değiştiğinden farklı boya alma sonucu düzgünsüz boyama olabilmektedir.)

·         Soğuk kırık olmamasına

Dikkat edilmelidir.

1.       Termofixaj

Termofixaj işlemi boyut değişmezliği, en sabitleme, şekil stabilliği sağlamak için yapılır. Naylon boyama da termofixaj işlemi ön terbiye işlemi olarak yapılabilinir. Diğer sentetik liflerde olduğu gibi naylon liflerinde camlaşma noktasının üzerindeki sıcaklıklarda termofixsaj yapılabilir.

·         TERMOFİXAJ İÇİN ÖNERİLEN SICAKLIK

Bazı kritik renklerin( elbetteki turkuaz gibi) boyanmasında çizgili boyama (barre efekti) riskini azaltmak için kumaş önce 150-170⁰C de fixe yapılıp, boyama sonrasında tekrar yüksek sıcaklıkta fixe yapılabilinir. Ancak son fixede boyalı kumaşın rengi değişebileceğinden dikkatli olunmalıdır.

1. Haşıl sökme ve ön yıkama işlemleri

Dokuma naylon kumaşlarda çözgü ipliklerinde genellikle poliakrilat bazlı veya polivinilalkol yahut da bu iki haşıl cinsinin karışımı bulunabilir. Haşıl cinsinin ne olduğunu laboratuarda uygun analiz ile belirlemek mümkündür.

• Yıkama malzemesi( anyonik veya nonyonik)
• Uygun ph değeri
• Yeterli sıcaklık
• Uygun askıda tutucu kimyasal ile haşıl sökülmelidir.

Haşıl içermeyen kumaş için ön yıkama yapmak yeterli olacaktır.

• 1-2 ger/l ıslatıcı
• 1-2 gr/l soda
• 1 gr/l kırık önleyici

70-80 ⁰C de 20 dakika gibi bir süre ön işlem yapmak yeterlidir

2. Ağartma işlemi

Genellikle kimyasal ağartma işlemine, pamuk lifleri gibi renkli safsızlıklar içermediğinden gerek duyulmaz. Haşıl sökme ve ön yıkama işlemi boyamaya başlangıç için yeterlidir.

Ancak optik beyazlatma yapılacaksa, ağartma ihtiyacı olabilir. Bunun için indirgen kimyasal kullanılarak tek adımda ağartma işlemi yapılabilinir. İndirgen olarak hidrosülfit kullanılabilinir.

Yükseltgen maddelerle ağartma yapılmaz. çünkü naylon lifinin uç kısımlarındaki bir kısım amin grubu oksitlenip boyarmaddeye karşı afinitesi düşer.

Ancak naylon/pamuk karışımlarında ağartma yapılması gerekliliği ortaya çıktığında normal ağartma reçetemizdeki H₂O₂den zarar görmemesi için ağartma banyo sıcaklığı yüksek sıcaklıkta değil (90-95⁰C) gibi,daha temkinli bir sıcaklık değerine düşürülmelidir.

NAYLON KUMAŞLARIN BOYANMASI

Naylon lifleri  anyonik yapıdaki boyarmaddelerle boyanmaktadır. Bunlar;

• Asit boyarmaddeleri
• 1:2 Metal kompleks boyarmaddeleri
• Dispers boyarmaddeleri
• Krom boyarmaddeleri
• Reaktif boyarmaddeleri
• Direk boyarmaddeleri

Günümüzde genellikle ilk 3 sıradaki boyarmadde grupları kullanılmaktadır.

Naylon lifleri serbest amin(-NH₂) ve karboksil (-COOH) gruplarına sahiptir(protein liflerinden yün ve ipekte olduğu gibi).

Naylon liflerinin eşit sayıda pozitif yüklü amino (-NH₃⁺) ve negatif yüklü karboksil (-COO⁻)  gruplarına sahip olduğu düşünülür. Boya banyosuna asit ilave etmek sureti ile (-COO⁻) gruplarının iyonlaşması ortadan kaldırılıp lif (+) yüklü (katyonik) hale geçirilir. Lif içine alınan boyarmadde anyonları, lifin pozitif yüklü amino gruplarına iyonik bağlarla bağlanır. Yani;

BM-SO₃⁻+H₃N-PA-COO⁻→BM-SO₃⁻……..+H₃N-PA-COOH

Burada kullanılan boyarmadde yapısına göre, VanderWaals bağları, büyük moleküllü boyarmadde ise hidrojen köprüleri de oluşur.

Barre efekti: boyahanelerde naylon boyamada en çok karşılaşılan , boyama düzgünsüzlüğüdür. Çizgili boyama da denir. Lifteki boyarmaddeye karşı afinite değişimi buna sebep olmaktadır. Bu istenmeyen duruma engel olabilmek için lifin yapısındaki kimyasal ve fizikse değişimler kontrol edilmelidir. Bunun için düşük afiniteli boyalar seçilerek, yüksek sıcaklıkta boyama yapmak (110-120⁰C)de ve anyonik bir naylon egalizatörü kullanmak çözüm olabilir veya küçük moleküllü dispers boyalar kullanılabilir(yıkama haslığına dikkat).

Barre efektinin bir diğer sebebi de naylon lifinin üretimi sırasında yapılan dikkatsizliklerdir. Boya durumlarda kumaşı pastel tonlarına boyamayı tercih etmek, daha az barre efektini görmek açısından çözüm olabilir.

Naylon boyamada düzgün boyama yapmak için

• Elyafın homojenliği
• Boyamanın uygun ve kontrollü ph da yapılması
• Banyo sıcaklığı
• Banyo ısıtma gradienti
• Boya yardımcı kimyasallarının uygunluğu önem taşımaktadır.
• Naylon boya banyosunun ph değeri

Naylon boyamada genel olarak Ph değeri düştükçe boya alım hızı ve renk verimi yükselir. Bu  temel kavram düşünülerek Ph ayarlama da iki farklı yöntem uygulanabilir.

1. Sabit pH yöntemi

Bunun için Ph boyamaya başlamadan ayarlanır ve boyama bitene kadar değişmemesi istenir

1. pH kaydırma yöntemi

Orta ve yüksek afiniteli boyarmaddelerle çalışırken veya barre efekti olma ihtimalinde uygulanabilir. Boya banyosu pH ı boyamaya başlamadan Ph=7_8 gibi tutulur, daha sonra pH yavaş yavaş 4,5_6 ya düşürülür. Amaç boyarmaddenin alınma hızını yavaşlatarak boya düzgünlüğü sağlamaktır.

• Gradient

Doğal olarak gradientin düşük tutulması düzgün boyama için önemlidir. Yüksek afiniteli boyalarda sıcaklık yükselme hızı (⁰C/dk) (gradient), 1-1,5 ⁰C/dk olarak yapmak yeterli olabilir.

Naylon liflerinin boya alma hızı sıcaklık yükseldikçe artmaktadır. Ancak kritik sıcaklık bölgesinin bilinmesi ve bu sıcaklık aralığında sbt sıcaklık uygulayarak boyarmaddenin life alınmasının %50-70 inin gerçekleştirilmesi, sonrada hızla boyama sıcaklığına çıkılması uygun olabilir.kritik sıcaklık, naylon lifinin cinsine, özelliklerine göre değişim göstermektedir. Nacak PA6 da 50-65⁰C, PA6.6 da 60-80⁰C aralığında denebilir.kritik sıcaklıkta 40 dakika kadar sıcaklık sabit tutulabilir, daha sonra hızla boyama sıcaklığına çıkılıp(98⁰C), rengin açık veya koyu olmasına göre bekleme süresi belirlenebilir.Ancak tam bir boyama diyagramı oluşturabilmek için kullanılacak boyarmaddenin özelliklerini iyi bilmek gerekir.

• Boyama sıcaklığı

Naylon6 için 110⁰C, Naylon6.6 için 120⁰C de boyama yapılabilinir. Açık renkler için 98⁰Cde tercih edilebilinir. Ancak yüksek sıcaklıkta boyama düzgünlüğünün gelişip, boyama süresinin kısalacağı göz önünde tutlmalıdır.

• Çok koyu ve siyah renkte banyo pH değeri daha düşük seviyede tutulabilinir. (pH=3,5-4) gibi.
• Koyu renklerde rengin açık çıkması durumunda, lifi daha çok katyonik hale getirmek için 1 gr/lt asit ilavesi yapılabilinir. Boya ilavesi verme seçeneği daha sonra düşünülmelidir.

Örnek boyama diyagramı:

KAYNAKÇA

• Boyarmadde Kimyası Doç.Dr. İnci Başer, Y. Doç. Dr. Yusuf İnanıcı
• Tekstilde Kullanılan Lifler Elvan Anmaç
• Tekstil Ön Terbiyesi Dr. Pervin Aniş