به گزارش ایسنا، صنعت نساجی از جمله صنایعی است که سالهاست در کنار نقش مهم خود در تولید پوشاک و منسوجات، با چالشهای زیستمحیطی جدی نیز شناخته میشود. یکی از مهمترین این چالشها، مصرف بالای آب در فرایند رنگرزی و همچنین تولید فاضلابی است که میتواند محیطزیست را تحت فشار قرار دهد. به همین دلیل، هر فناوری تازهای که بتواند وابستگی این صنعت به آب را کاهش دهد، توجه پژوهشگران و فعالان صنعتی را به خود جلب میکند. در همین زمینه، استفاده از دیاکسید کربن فوق بحرانی به عنوان محیط رنگرزی، در سالهای اخیر به عنوان یک راهکار نوآورانه و دوستدار محیطزیست مطرح شده است؛ راهکاری که تلاش میکند یکی از پرهزینهترین و آلایندهترین مراحل تولید منسوجات را دگرگون کند.
دیاکسید کربن فوق بحرانی حالتی ویژه از این ماده است که در دما و فشاری بالاتر از حد بحرانی قرار میگیرد. در این وضعیت، این ماده همزمان برخی ویژگیهای مایعات و گازها را از خود نشان میدهد. به زبان ساده، در این حالت میتواند مانند یک حلال کارآمد عمل کند و برخی مواد را در خود حل کند، در حالی که قدرت نفوذ بالایی هم دارد. همین ویژگی باعث شده است که برای رنگرزی بعضی الیاف، بهویژه الیاف مصنوعی مانند پلیاستر، گزینهای مناسب باشد. اهمیت این موضوع از آنجا بیشتر میشود که این روش نهتنها آب را از فرایند حذف میکند، بلکه میتواند مرحله خشککردن را نیز کنار بگذارد؛ موضوعی که به کاهش مصرف انرژی و تولید پسماند کمک میکند و برای صنعتی با ابعاد گسترده مانند نساجی، یک مزیت مهم به شمار میآید.
در همین چارچوب، امینالدین حاجی، دانشیار دانشکده مهندسی نساجی دانشگاه یزد، پژوهشی را درباره مبانی، پیشرفتها و چشمانداز آینده رنگرزی الیاف نساجی با استفاده از دیاکسید کربن فوق بحرانی انجام داده است. این پژوهش با رویکردی مروری و تحلیلی، تلاش کرده تصویری منسجم از وضعیت دانش موجود در این زمینه ارائه دهد و نشان دهد این فناوری چگونه از یک ایده پژوهشی به گزینهای جدی برای کاربرد صنعتی تبدیل شده است. همچنین این بررسی کوشیده است اطلاعات لازم را برای محققان و صنعتگران داخلی فراهم کند تا شناخت روشنتری از ظرفیتها، فرصتها و چالشهای این روش داشته باشند.
در این مقاله مروری، مبانی فیزیکی و شیمیایی این فناوری به زبان تخصصی بررسی شده و نقش دیاکسید کربن فوق بحرانی در تسهیل نفوذ رنگزا به الیاف توضیح داده شده است. یکی از محورهای مهم، بررسی این موضوع بوده که چگونه این ماده میتواند دمای انتقال شیشهای الیاف را کاهش دهد؛ یعنی شرایطی ایجاد کند که ساختار الیاف نرمتر شود و رنگ با سهولت بیشتری به درون آن نفوذ کند. افزون بر این، عوامل مهم فرایند مانند دما، فشار و غلظت نیز بررسی شدهاند تا مشخص شود چه شرایطی میتواند بازده رنگرزی را بهتر کند.
یافتههای این بررسی نشان میدهند که رنگرزی با دیاکسید کربن فوق بحرانی میتواند منسوجاتی با کیفیت مناسب و ثبات رنگی مطلوب تولید کند؛ حتی در برخی موارد، عملکرد آن با روشهای آبی برابر یا بهتر گزارش شده است. ثبات رنگی به این معناست که رنگ پارچه پس از استفاده یا شستوشو، پایداری قابل قبولی داشته باشد و بهراحتی تغییر نکند. این نتیجه از آن جهت مهم است که فناوریهای پاک زمانی میتوانند جایگزین روشهای رایج شوند که فقط از نظر زیستمحیطی برتر نباشند، بلکه از نظر کیفیت محصول نهایی نیز رضایتبخش باشند. بر پایه این یافتهها، این روش تصویری امیدوارکننده از تولید پاک در صنعت نساجی ارائه میدهد.
نتایج همچنین نشان میدهند که این فناوری بهویژه در مورد پلیاستر، از مرحله آزمایشگاهی عبور کرده و به یک فناوری بالغ با قابلیت تجاری گسترده تبدیل شده است. در این فرایند، پس از پایان رنگرزی و با کاهش فشار، دیاکسید کربن دوباره به حالت گاز برمیگردد و امکان جمعآوری، فشردهسازی و استفاده دوباره از آن فراهم میشود. این ویژگی به ایجاد یک چرخه بسته با حداقل پسماند کمک میکند. در کنار این مزیت، حذف کامل پساب، صرفهجویی در آب، کاهش مصرف انرژی و کوتاهتر شدن زمان فرایند، از عواملی هستند که این روش را از نظر اقتصادی و زیستمحیطی جذاب کردهاند، بهخصوص برای الیاف مصنوعی که سازگاری بیشتری با این فناوری دارند.
اهمیت این یافتهها که در «فصلنامه مطالعات در دنیای رنگ» وابسته به پژوهشگاه رنگ و انجمن علمی رنگ ایران منتشر شدهاند، فقط به کاهش آلودگی محدود نمیشود. بررسی انجامشده نشان میدهد که سازوکارهای اصلی این فناوری، از جمله نرمشدن الیاف، انتقال رنگ و تثبیت آن، تا حد زیادی شناخته شدهاند و همین موضوع امکان بهینهسازی دقیقتر فرایند را فراهم کرده است. به بیان ساده، وقتی پژوهشگران و صنعتگران بدانند چه عواملی باعث بهبود جذب رنگ میشود، بهتر میتوانند شرایط کار را تنظیم کنند و به کیفیت بالاتر برسند. این مسئله برای صنعتی که همواره به دنبال کاهش هزینه و افزایش بازده است، اهمیت زیادی دارد.
از سوی دیگر، دامنه کاربرد این فناوری نیز در حال گسترش است. بر اساس اطلاعات تکمیلی این پژوهش، نوآوریهای جدید باعث شدهاند استفاده از این روش تنها به پلیاستر محدود نماند و به حوزههایی مانند رنگرزی مخلوطهای پلیاستر-پنبه، پلیاستر بازیافتی و الیاف نایلون نیز وارد شود. همچنین امکان استفاده از رنگزاهای طبیعی بدون دندانه و تولید منسوجات چندمنظوره نیز مطرح شده است. البته این فناوری همچنان با چالشهایی مانند هزینه اولیه بالای خرید تجهیزات و محدودیت در رنگرزی الیاف طبیعی بدون تغییرات اضافی روبهروست. با این حال، محققان تأکید میکنند که آینده این روش روشن به نظر میرسد و طراحی رنگزاهای سازگارتر، توسعه مدلهای پیشبینی، بهویژه با کمک هوش مصنوعی، و بهینهسازی کنترل فرایند میتوانند راه را برای استفاده گستردهتر از آن هموار کنند.
انتهای پیام
