عنوان تحقیق: بررسی امکان استخراج الیاف بلند طبیعی سلولزی از برگ گیاه Typha australisفرمت فایل: wordتعداد صفحات: 88شرح مختصر:امروزه، تحقیقات و طرح های توسعه صنعتی در زمینه بیوتكنولوژی و حفظ محیط زیست از اهمیت خاصی برخوردار گردیده و استفاده از امكانات موجود در طبیعت توجه محققین را به خود جلب كرده است. از جمله این موارد، استفاده بهینه از مواد سلولزی و لیگنوسلولزی است.امروزه، استفاده از الیاف طبیعی گیاهی، علاوه بر صنعت نساجی در صنایع پلیمری و خودروسازی از اهمیت خاصی برخوردار شده است. توسعه روز افزون كاربرد الیاف طبیعی گیاهی نظیر جوت در كمپوزیتها، رونق خاصی به خصوصیات و بازار آن داده است. از دلایل پیشرفت و اهمیت این الیاف، می توان به عنوان نمودن سال 2009 به عنوان سال الیاف طبیعی توسط مجمع عمومی سازمان ملل متحد اشاره كرد.در این تحقیق، استخراج الیاف طبیعی با منشأ گیاهی- سلولزی از برگ گیاه Typha australis بررسی شد. عملیات استخراج لیف با استفاده از رتینگ شیمیایی و با به کار بردن مواد شیمیایی از قبیل سود سوزآور، تری پلی فسفات سدیم، تترا اتیلن دی آمین، آنتراکینون، در دماهای 60-100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 30-480 دقیقه صورت گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که استخراج الیاف از برگ گیاه با روش رتینگ قلیایی امکان پذیر است و الیاف بدست آمده دارای استحکام (3.1-3.6 g/den) و ظرافت 23-33 den بوده که نسبت به دیگر الیاف طبیعی با منشأ گیاهی از قبیل کنف، جوت، نارگیل و اناناس استحکام بالاتری دارد. طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده نشان از لیگنوسلولزی بودن آن داشت که با تعیین درصد ترکیبات آن، معلوم گردید که لیف حاوی 60-50% سلولز، 30-25% لیگنین ، 12-9% همی سلولز و 8-5% مواد ناخالصی است. که این میزان سلولز بیش از سلولز موجود در الیاف نارگیل میباشد. از طرفی لیگنین موجود در لیف، میتواند به عنوان ماده ضد باکتری و جذب کننده پرتو ماورابنفش عمل کند که خود ویژگی خاصی به این لیف میدهد. همچنین لیف استخراج شده دارای 50-45% کریستالینیته میباشد که این درصد بلورینگی پایین سبب جذب آب 9/5-8% گردیده که نسبت به الیاف پنبه، درصد جذب رطوبت بالاتری میباشد. از طرفی دانسیته لیف 1/26 g.cm-3بوده که از دیگر الیاف طبیعی با منشاگیاهی از قبیل پنبه، کتان، جوت، شاهدانه و... بسیار سبک تر است. رنگ الیاف استخراج شده به دلیل استخراج توسط عملیات قلیایی در دمای بالا و وجود میزان لیگنین بالا دارای شید زرد روشن تا قهوهای تیره میباشد. با انجام عملیات سفیدگری با آب اکسیژنه، الیاف سفیدی مطلوبی را کسب کرده و میزان روشنایی آن 34% افزایش یافت. رنگ پذیری الیاف بسیار مناسب بوده و الیاف به خوبی رنگ را جذب کرده و شفافیت رنگ آن مناسب میباشد.با توجه به خصوصیات بسیار عالی الیاف استخراج شده و خصوصیات خوب گیاه لویی از قبیل هرز بودن گیاه، فراوانی آن در اکثر مناطق کشور، رشد آن در مردابها، باتلاقها، جویبارها و عدم نیاز به نگهداری و مراقبت خاص و داشتن برگهای بلند و برافراشته، انتظار میرود که با تحقیقات بیشتر، شاهد حضور این لیف در بازارهای نساجی و دیگر صنایع مصرف کننده الیاف به صورت نخ خالص یا مخلوط با دیگر الیاف طبیعی و مصنوعی باشیم.فهرست مطالبفصل اولمقدمه1-1- الیاف ماده اولیه نساجیجدول1-1: درصد تغییرات داخل نمونه الیاف1-2- سلولزشکل1-1 : فرم فضایی سلولز (1)1-3- همی سلولزشکل1-2: ساختار همی سلولز در الیاف غیر چوبی (علفها) را نشان میدهد که زنجیر زایلن استیله شده با باند به 4-O-متیل – گالاکترونیک اسید (گروه سمت چب) و با اتصال به L- آرابینوفورانوز متصل است که آن هم به فنولیک اسید (گروه سمت راست) متصل میباشد]4[.1-4- لیگنینشکل 1-3 :طرح کلی ساختار لیگنین : (a) واحد پایه فنیل پروپان C9 (b): سه ساختار لیگنین در فرم پایهای شان که به ترتیب : پارا- کوماریل الکل، کانیفریل الکل و سیناپل الکل [11].شکل1-4 : نمونه ساختار a) لیف سلولزی عمل نشده b) لیف سلولزی عمل شده با قلیا[13]1-5- مواد خارجی1-6- واكس1-7- پكتینشکل1-5: تصویر كلی از اتصالات داخلی دیواره اولیه سلول[17]1-8- تغییر در خصوصیات شیمیایی و فیزیکی لیف در طول فصل رشد گیاه1-9- الیاف طبیعی با منشأ سلولزی1-9-1- پنبه1-9-2- كتان1-9-3- جوت1-9-4- شاهدانه1-9-5- رامی1-9-6- الیاف برگی1-10- روشهای مختلف رتینگ-10-2- روش شبنم1-10-3- روش حوضچه1-10-4- روش جریان آب-10-5- روش کاربرد مواد شیمیایی1-10-6 – رتینگ آنزیمی1-11- گیاهان آبزی1-12- تیره لویی(Typhaceae)1-12-1-لویی استرالیسشکل1-7: نمایی از گیاه لویی رشد یافته در منطقه پل شهرستان استان اصفهان (عکس از نگارنده)شکل1-8 : نمایی از گیاه لویی رسیده – a) طول ریشه روینده b) عرض پایه c) طول برگ d) عرض برگ II) سطح مقطع برگ لویی e) ضخامت برگ f) تعداد septa III) نوک برگ g) زاویه نوک برگ IV) بالای غلاف برگ h) زاویه غلاف برگ V) رگبرگ لویی i) رگبرگ اصلی j) رگبرک فرعی VI) خوشه نر وماده n) عرض وسط خوشه نر l) طول خوشه ماده m) عرض (بالا) خوشه ماده n) عرض (وسط) خوشه ماده o) عرض (پایین) خوشه ماده p) فاصله بین خوشه نر و ماده VII) گل بارور لویی q) طول میله باروری کلاله r) طول تخمدان s) طول برچه بر[24].فصل دومتجربیات2-1 مشخصات مواد کاربردی و دستگاههای مورد استفاده2-1-1 مشخصات گیاه2-1-2-مواد مصرفیجدول2-1: مشخصات رنگینه های مستقیم انتخاب شده2-1-3- دستگاهها و وسایل مورد استفاده2-2- روش انجام آزمایشها2-2-1- عملیات استخراج الیافجدول 2-2 : شرایط اولیه استخراج لیف از برگ گیاه لویی در دمای 80 درجه سانتیگراد در محلولهای مختلف شیمیاییجدول 2-3: شرایط بهینه بدست آمده از مرحله اول استخراح لیف از برگ گیاه لویی در دمای 80 درجه سانتیگرادجدول 2-4 : شرایط استخراج لیف از برگ گیاه در محلولهای مختلف شیمیایی2-2-2- اندازهگیری قطر الیاف2-2-3- اندازهگیری دانسیته خطی الیاف2-2-4- تعیین خصوصیات کششی الیاف2-2-5- اندازه گیری جذب رطوبت2-2-7- مطالعه سطح مقطع الیاف2-2-8- مطالعه SEM2-2-9- تعیین شاخص زردی و رنگ الیاف2-2-10- مطالعه FTIRجدول 2-5: فرمول برخی شاخصههای طیف [31,32]FTIR2-2-11- تعیین درصد کریستالینیته2-2-12- تعیین درصد ترکیبات لیف2-2-13- سفیدگری2-2-14- رنگرزیفصل سومنتایج و بحث3-1- بررسی شرایط استخراج الیاف از برگ گیاه1-1-3- اندازه گیری قطر الیافجدول 3-1: قطر الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 80 درجه سانتیگرادشکل3-1 : قطر الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 80 درجه سانتیگراد3-1-2- اندازهگیری خواص کششی الیافشکل 3-2: تنش الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 80 درجه سانتیگرادجدول 3-2 : خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 80 درجه سانتیگرادجدول 3-3: بهینه شرایط استخراج لیف از برگ گیاه در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتجدول 3-4 : قطر الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 100 درجه سانتیگرادشكل3-3: قطر الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 100 درجه سانتیگرادجدول 3-5 : قطر الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 80 درجه سانتیگرادشکل 3-4 : قطر الیاف استخراج شده در دمای 80 درجه سانتیگراد و از محلولهای مختلف شیمیاییجدول 3-6: خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در مدت زمان 4 ساعت و دمای 80 درجه سانتیگرادشکل 3-5: الف) استحکام الیاف استخراج شده، ب) ظرافت الیاف استخراج شده از برگ گیاه از محلولهای شیمیایی مختلف در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتجدول 3-7 : خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی ودر مدت زمان 2 ساعت ودمای 80 درجه سانتیگرادشکل 3-6: الف) استحکام الیاف استخراج شده، ب) ظرافت الیاف استخراج شده از برگ گیاه از محلولهای شیمیایی مختلف در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعت .جدول 3-8 : خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در مدت زمان 4 ساعت و دمای 100 درجه سانتیگرادشکل 3-7: الف) استحکام الیاف استخراج شده ، ب) ظرافت الیاف استخراج شده از برگ گیاه از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعت .جدول 3-9: خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای شیمیایی و در مدت زمان 2 ساعت ودمای 100 درجه سانتیگرادشکل 3-8: الف) استحکام الیاف استخراج شده، ب) ظرافت الیاف استخراج شده از برگ گیاه از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتجدول 3-10: بهینه محلولهای استخراج الیاف از برگ گیاه در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتجدول 3-11: بهینه محلولهای استخراج الیاف از برگ گیاه در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتجدول 3-12: بهینه محلولهای استخراج الیاف از برگ گیاه در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتجدول 3-13: بهینه محلولهای استخراج الیاف از برگ گیاه در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتجدول 3-14 : دانسیته خطی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و زمان 2 ساعتشکل3-9: ظرافت الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و زمان 2 ساعت.جدول 3-15 : دانسیته خطی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و زمان 4 ساعتشکل3-10: ظرافت الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و زمان 4 ساعتجدول 3-16 : دانسیته خطی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و زمان 2 ساعتشکل3-11: ظرافت الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و زمان 2 ساعتجدول 3-17 : دانسیته خطی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و زمان 4 ساعتشکل3-12: ظرافت الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و زمان 4 ساعتجدول 3-18: خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و زمان 2 ساعتشکل 3-13: استحکام الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتجدول 3-19: خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتشکل 3-14: استحکام الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتجدول 3-20: خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتشکل 3-15 : استحکام الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتجدول 3-21: خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتشکل 3-16 : استحکام الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتجدول 3-22: استخراج الیاف از برگ گیاه در بهینه شرایط استخراجشکل 3-17: استحکام الیاف استخراج شده در بهینه شرایط استخراجیجدول 3-23: بهینه شرایط استخراج لیف از برگ گیاهشکل 3-18 : ظرافت الیاف استخراج شده در بهینه شرایط استخراجیجدول 3-24: شرایط استخراج الیاف از برگ سبز گیاه در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتشکل 3-19: ظرافت الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتشکل 3-20:استحکام الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتجدول 3-25: خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 60 درجه سانتیگرادشکل 3-21 : الف) نمودار ستونی استحکام الیاف، ب) نمودار ستونی ظرافت الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 60 درجه سانتیگرادجدول 3-26: شرایط استخراج الیاف از برگ گیاه در بهینه محلولهای شیمیاییجدول3-27 : مقایسه ساختار الیاف طبیعی[3]3-2- تعیین شاخص زردیجدول3-28: پارامترهای اسپکتروفتومتر انعکاسی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی3-29: مقایسه پارامترهای اسپکتروفتومتر انعکاسی الیاف استخراج شده-3- مطالعه FTIRشکل3-22 : طیف مادون قرمز لیف عمل نشدهشکل3-23 : طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده از برگ سبز از محلول شیمیایی60 g/l NaOH + 30 g/l TPP /2h/80cشکل 3-24: طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده از برگ سبز از محلول شیمیایی30 g/l NaOH + 1 g/l EDTA /2h/100cشکل3-25: طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده از برگ سبز از محلول شیمیایی20 g/l NaOH + 1g/l EDTA /6h/60cشکل3-26 : طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده از برگ سبز از محلول شیمیایی60 g/l KOH + 30 g/l TPP /4h/80cشکل3-27 : طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده از برگ خشک از محلول شیمیایی45 g/l KOH + 30 g/l TPP /4h/80cشکل3-28: طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده از برگ سبز از محلول شیمیایی45 g/l NaOH + 30 g/l TPP /4h/80cجدول 3-30: طیف مادون قرمز الیاف عمل نشده و استخراج شده از محلول قلیاییجدول3-31: شاخصه های طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده از برگ گیاه از محلولهای مختلف شیمیاییشکل 3-29: هیستوگرام شاخص لیگنین در الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی،الف) نسبت لیگنین به سلولز، ب) نسبت لیگنین به کل مواد آلی3-4- تعیین دانسیته الیافجدول3-32 : دانسیته الیاف طبیعی گیاهی [37,38,39,40]3-5- تعیین درصد کریستالینیته الیافشکل3-30: طیف پراش اشعه ایکس لیف استخراج شده از محلول شیمیایی(60g/l NaOH+30g/lTPP/2h/80)جدول3-33 : زوایه پراش پیکهای شاخص الیاف استخراج شده از برگ گیاهجدول3-34: درصد کریستالینیته و سایز بلور الیاف استخراج شدهجدول3-35: درجه کریستالینیته و سایز بلور الیاف استخراج شده از برگ Typha australis و دیگر الیاف طبیعی گیاهی[36,40]3-6- تعیین ترکیبات الیافجدول3-36 : درصد ترکیبات شیمیایی الیاف استخراج شده از برگ گیاه از محلولهای مختلف شیمیاییجدول3-37: ترکیبات الیاف استخراج شده از برگ گیاه Typha australis و برخی الیاف طبیعی گیاهی دیگر[13,36, 41 ,42]3-7- اندازه گیری جذب رطوبت الیافجدول3-38 : رطوبت بازیافتی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیاییجدول3-39 : رطوبت بازیافتی الیاف طبیعی گیاهی[37,39,40]3-8- بررسی سطح مقطع الیافشکل 3-31: سطح مقطع عرضی الیاف استخراج شده از برگ گیاه به قطر حدود 50 میکرومتر، الف) در بزرگنمایی 100، ب) در بزرگنمایی 400، ج) در بزرگنمایی 1000.شکل 3-32: سطح مقطع طولی الیاف استخراج شده از برگ گیاه در بزرگنمایی 10003-9- مطالعه SEMشکل 3-33: تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی سطح مقطع طولی الیاف استخراج شده از برگ گیاهالف) بزرگنمایی 500، ب) بزرگنمایی 10003-10- سفیدگریجدول 3-40: پارامترهای اسپکتروفتومتری لیف قبل و بعد از عملیات سفیدگری3-11- رنگرزیجدول 3-41: مشخصات رنگینههای مستقیم به کار رفته در رنگرزی، فرمول کالیبراسیون، طول موج ماکزیمم و میزان جذب رنگینه در پساب رنگرزیجدول 3-42: میزان رنگ منتقل شده روی الیاف و درصد رمق کشی الیاف استخراج شده از برگ گیاهجدول 3-43: قدرت رنگی الیاف و پارچه پنبهای رنگرزی شدهنتیجه گیریمراجع
بررسی امکان استخراج الیاف بلند طبیعی سلولزی از برگ گیاه Typha australis
عنوان تحقیق: بررسی امکان استخراج الیاف بلند طبیعی سلولزی از برگ گیاه Typha australisفرمت فایل: wordتعداد صفحات: 88شرح مختصر:امروزه، تحقیقات و طرح های توسعه صنعتی در زمینه بیوتكنولوژی و حفظ محیط زیست از اهمیت خاصی برخوردار گردیده و استفاده از امكانات موجود در طبیعت توجه محققین را به خود جلب كرده است. از جمله این موارد، استفاده بهینه از مواد سلولزی و لیگنوسلولزی است.امروزه، استفاده از الیاف طبیعی گیاهی، علاوه بر صنعت نساجی در صنایع پلیمری و خودروسازی از اهمیت خاصی برخوردار شده است. توسعه روز افزون كاربرد الیاف طبیعی گیاهی نظیر جوت در كمپوزیتها، رونق خاصی به خصوصیات و بازار آن داده است. از دلایل پیشرفت و اهمیت این الیاف، می توان به عنوان نمودن سال 2009 به عنوان سال الیاف طبیعی توسط مجمع عمومی سازمان ملل متحد اشاره كرد.در این تحقیق، استخراج الیاف طبیعی با منشأ گیاهی- سلولزی از برگ گیاه Typha australis بررسی شد. عملیات استخراج لیف با استفاده از رتینگ شیمیایی و با به کار بردن مواد شیمیایی از قبیل سود سوزآور، تری پلی فسفات سدیم، تترا اتیلن دی آمین، آنتراکینون، در دماهای 60-100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 30-480 دقیقه صورت گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که استخراج الیاف از برگ گیاه با روش رتینگ قلیایی امکان پذیر است و الیاف بدست آمده دارای استحکام (3.1-3.6 g/den) و ظرافت 23-33 den بوده که نسبت به دیگر الیاف طبیعی با منشأ گیاهی از قبیل کنف، جوت، نارگیل و اناناس استحکام بالاتری دارد. طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده نشان از لیگنوسلولزی بودن آن داشت که با تعیین درصد ترکیبات آن، معلوم گردید که لیف حاوی 60-50% سلولز، 30-25% لیگنین ، 12-9% همی سلولز و 8-5% مواد ناخالصی است. که این میزان سلولز بیش از سلولز موجود در الیاف نارگیل میباشد. از طرفی لیگنین موجود در لیف، میتواند به عنوان ماده ضد باکتری و جذب کننده پرتو ماورابنفش عمل کند که خود ویژگی خاصی به این لیف میدهد. همچنین لیف استخراج شده دارای 50-45% کریستالینیته میباشد که این درصد بلورینگی پایین سبب جذب آب 9/5-8% گردیده که نسبت به الیاف پنبه، درصد جذب رطوبت بالاتری میباشد. از طرفی دانسیته لیف 1/26 g.cm-3بوده که از دیگر الیاف طبیعی با منشاگیاهی از قبیل پنبه، کتان، جوت، شاهدانه و... بسیار سبک تر است. رنگ الیاف استخراج شده به دلیل استخراج توسط عملیات قلیایی در دمای بالا و وجود میزان لیگنین بالا دارای شید زرد روشن تا قهوهای تیره میباشد. با انجام عملیات سفیدگری با آب اکسیژنه، الیاف سفیدی مطلوبی را کسب کرده و میزان روشنایی آن 34% افزایش یافت. رنگ پذیری الیاف بسیار مناسب بوده و الیاف به خوبی رنگ را جذب کرده و شفافیت رنگ آن مناسب میباشد.با توجه به خصوصیات بسیار عالی الیاف استخراج شده و خصوصیات خوب گیاه لویی از قبیل هرز بودن گیاه، فراوانی آن در اکثر مناطق کشور، رشد آن در مردابها، باتلاقها، جویبارها و عدم نیاز به نگهداری و مراقبت خاص و داشتن برگهای بلند و برافراشته، انتظار میرود که با تحقیقات بیشتر، شاهد حضور این لیف در بازارهای نساجی و دیگر صنایع مصرف کننده الیاف به صورت نخ خالص یا مخلوط با دیگر الیاف طبیعی و مصنوعی باشیم.فهرست مطالبفصل اولمقدمه1-1- الیاف ماده اولیه نساجیجدول1-1: درصد تغییرات داخل نمونه الیاف1-2- سلولزشکل1-1 : فرم فضایی سلولز (1)1-3- همی سلولزشکل1-2: ساختار همی سلولز در الیاف غیر چوبی (علفها) را نشان میدهد که زنجیر زایلن استیله شده با باند به 4-O-متیل – گالاکترونیک اسید (گروه سمت چب) و با اتصال به L- آرابینوفورانوز متصل است که آن هم به فنولیک اسید (گروه سمت راست) متصل میباشد]4[.1-4- لیگنینشکل 1-3 :طرح کلی ساختار لیگنین : (a) واحد پایه فنیل پروپان C9 (b): سه ساختار لیگنین در فرم پایهای شان که به ترتیب : پارا- کوماریل الکل، کانیفریل الکل و سیناپل الکل [11].شکل1-4 : نمونه ساختار a) لیف سلولزی عمل نشده b) لیف سلولزی عمل شده با قلیا[13]1-5- مواد خارجی1-6- واكس1-7- پكتینشکل1-5: تصویر كلی از اتصالات داخلی دیواره اولیه سلول[17]1-8- تغییر در خصوصیات شیمیایی و فیزیکی لیف در طول فصل رشد گیاه1-9- الیاف طبیعی با منشأ سلولزی1-9-1- پنبه1-9-2- كتان1-9-3- جوت1-9-4- شاهدانه1-9-5- رامی1-9-6- الیاف برگی1-10- روشهای مختلف رتینگ-10-2- روش شبنم1-10-3- روش حوضچه1-10-4- روش جریان آب-10-5- روش کاربرد مواد شیمیایی1-10-6 – رتینگ آنزیمی1-11- گیاهان آبزی1-12- تیره لویی(Typhaceae)1-12-1-لویی استرالیسشکل1-7: نمایی از گیاه لویی رشد یافته در منطقه پل شهرستان استان اصفهان (عکس از نگارنده)شکل1-8 : نمایی از گیاه لویی رسیده – a) طول ریشه روینده b) عرض پایه c) طول برگ d) عرض برگ II) سطح مقطع برگ لویی e) ضخامت برگ f) تعداد septa III) نوک برگ g) زاویه نوک برگ IV) بالای غلاف برگ h) زاویه غلاف برگ V) رگبرگ لویی i) رگبرگ اصلی j) رگبرک فرعی VI) خوشه نر وماده n) عرض وسط خوشه نر l) طول خوشه ماده m) عرض (بالا) خوشه ماده n) عرض (وسط) خوشه ماده o) عرض (پایین) خوشه ماده p) فاصله بین خوشه نر و ماده VII) گل بارور لویی q) طول میله باروری کلاله r) طول تخمدان s) طول برچه بر[24].فصل دومتجربیات2-1 مشخصات مواد کاربردی و دستگاههای مورد استفاده2-1-1 مشخصات گیاه2-1-2-مواد مصرفیجدول2-1: مشخصات رنگینه های مستقیم انتخاب شده2-1-3- دستگاهها و وسایل مورد استفاده2-2- روش انجام آزمایشها2-2-1- عملیات استخراج الیافجدول 2-2 : شرایط اولیه استخراج لیف از برگ گیاه لویی در دمای 80 درجه سانتیگراد در محلولهای مختلف شیمیاییجدول 2-3: شرایط بهینه بدست آمده از مرحله اول استخراح لیف از برگ گیاه لویی در دمای 80 درجه سانتیگرادجدول 2-4 : شرایط استخراج لیف از برگ گیاه در محلولهای مختلف شیمیایی2-2-2- اندازهگیری قطر الیاف2-2-3- اندازهگیری دانسیته خطی الیاف2-2-4- تعیین خصوصیات کششی الیاف2-2-5- اندازه گیری جذب رطوبت2-2-7- مطالعه سطح مقطع الیاف2-2-8- مطالعه SEM2-2-9- تعیین شاخص زردی و رنگ الیاف2-2-10- مطالعه FTIRجدول 2-5: فرمول برخی شاخصههای طیف [31,32]FTIR2-2-11- تعیین درصد کریستالینیته2-2-12- تعیین درصد ترکیبات لیف2-2-13- سفیدگری2-2-14- رنگرزیفصل سومنتایج و بحث3-1- بررسی شرایط استخراج الیاف از برگ گیاه1-1-3- اندازه گیری قطر الیافجدول 3-1: قطر الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 80 درجه سانتیگرادشکل3-1 : قطر الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 80 درجه سانتیگراد3-1-2- اندازهگیری خواص کششی الیافشکل 3-2: تنش الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 80 درجه سانتیگرادجدول 3-2 : خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 80 درجه سانتیگرادجدول 3-3: بهینه شرایط استخراج لیف از برگ گیاه در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتجدول 3-4 : قطر الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 100 درجه سانتیگرادشكل3-3: قطر الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 100 درجه سانتیگرادجدول 3-5 : قطر الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 80 درجه سانتیگرادشکل 3-4 : قطر الیاف استخراج شده در دمای 80 درجه سانتیگراد و از محلولهای مختلف شیمیاییجدول 3-6: خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در مدت زمان 4 ساعت و دمای 80 درجه سانتیگرادشکل 3-5: الف) استحکام الیاف استخراج شده، ب) ظرافت الیاف استخراج شده از برگ گیاه از محلولهای شیمیایی مختلف در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتجدول 3-7 : خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی ودر مدت زمان 2 ساعت ودمای 80 درجه سانتیگرادشکل 3-6: الف) استحکام الیاف استخراج شده، ب) ظرافت الیاف استخراج شده از برگ گیاه از محلولهای شیمیایی مختلف در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعت .جدول 3-8 : خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در مدت زمان 4 ساعت و دمای 100 درجه سانتیگرادشکل 3-7: الف) استحکام الیاف استخراج شده ، ب) ظرافت الیاف استخراج شده از برگ گیاه از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعت .جدول 3-9: خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای شیمیایی و در مدت زمان 2 ساعت ودمای 100 درجه سانتیگرادشکل 3-8: الف) استحکام الیاف استخراج شده، ب) ظرافت الیاف استخراج شده از برگ گیاه از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتجدول 3-10: بهینه محلولهای استخراج الیاف از برگ گیاه در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتجدول 3-11: بهینه محلولهای استخراج الیاف از برگ گیاه در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتجدول 3-12: بهینه محلولهای استخراج الیاف از برگ گیاه در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتجدول 3-13: بهینه محلولهای استخراج الیاف از برگ گیاه در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتجدول 3-14 : دانسیته خطی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و زمان 2 ساعتشکل3-9: ظرافت الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و زمان 2 ساعت.جدول 3-15 : دانسیته خطی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و زمان 4 ساعتشکل3-10: ظرافت الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و زمان 4 ساعتجدول 3-16 : دانسیته خطی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و زمان 2 ساعتشکل3-11: ظرافت الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و زمان 2 ساعتجدول 3-17 : دانسیته خطی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و زمان 4 ساعتشکل3-12: ظرافت الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و زمان 4 ساعتجدول 3-18: خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و زمان 2 ساعتشکل 3-13: استحکام الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتجدول 3-19: خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتشکل 3-14: استحکام الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتجدول 3-20: خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتشکل 3-15 : استحکام الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتجدول 3-21: خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتشکل 3-16 : استحکام الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 100 درجه سانتیگراد و مدت زمان 4 ساعتجدول 3-22: استخراج الیاف از برگ گیاه در بهینه شرایط استخراجشکل 3-17: استحکام الیاف استخراج شده در بهینه شرایط استخراجیجدول 3-23: بهینه شرایط استخراج لیف از برگ گیاهشکل 3-18 : ظرافت الیاف استخراج شده در بهینه شرایط استخراجیجدول 3-24: شرایط استخراج الیاف از برگ سبز گیاه در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتشکل 3-19: ظرافت الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتشکل 3-20:استحکام الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 80 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعتجدول 3-25: خصوصیات کششی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی و در دمای 60 درجه سانتیگرادشکل 3-21 : الف) نمودار ستونی استحکام الیاف، ب) نمودار ستونی ظرافت الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی در دمای 60 درجه سانتیگرادجدول 3-26: شرایط استخراج الیاف از برگ گیاه در بهینه محلولهای شیمیاییجدول3-27 : مقایسه ساختار الیاف طبیعی[3]3-2- تعیین شاخص زردیجدول3-28: پارامترهای اسپکتروفتومتر انعکاسی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی3-29: مقایسه پارامترهای اسپکتروفتومتر انعکاسی الیاف استخراج شده-3- مطالعه FTIRشکل3-22 : طیف مادون قرمز لیف عمل نشدهشکل3-23 : طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده از برگ سبز از محلول شیمیایی60 g/l NaOH + 30 g/l TPP /2h/80cشکل 3-24: طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده از برگ سبز از محلول شیمیایی30 g/l NaOH + 1 g/l EDTA /2h/100cشکل3-25: طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده از برگ سبز از محلول شیمیایی20 g/l NaOH + 1g/l EDTA /6h/60cشکل3-26 : طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده از برگ سبز از محلول شیمیایی60 g/l KOH + 30 g/l TPP /4h/80cشکل3-27 : طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده از برگ خشک از محلول شیمیایی45 g/l KOH + 30 g/l TPP /4h/80cشکل3-28: طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده از برگ سبز از محلول شیمیایی45 g/l NaOH + 30 g/l TPP /4h/80cجدول 3-30: طیف مادون قرمز الیاف عمل نشده و استخراج شده از محلول قلیاییجدول3-31: شاخصه های طیف مادون قرمز الیاف استخراج شده از برگ گیاه از محلولهای مختلف شیمیاییشکل 3-29: هیستوگرام شاخص لیگنین در الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیایی،الف) نسبت لیگنین به سلولز، ب) نسبت لیگنین به کل مواد آلی3-4- تعیین دانسیته الیافجدول3-32 : دانسیته الیاف طبیعی گیاهی [37,38,39,40]3-5- تعیین درصد کریستالینیته الیافشکل3-30: طیف پراش اشعه ایکس لیف استخراج شده از محلول شیمیایی(60g/l NaOH+30g/lTPP/2h/80)جدول3-33 : زوایه پراش پیکهای شاخص الیاف استخراج شده از برگ گیاهجدول3-34: درصد کریستالینیته و سایز بلور الیاف استخراج شدهجدول3-35: درجه کریستالینیته و سایز بلور الیاف استخراج شده از برگ Typha australis و دیگر الیاف طبیعی گیاهی[36,40]3-6- تعیین ترکیبات الیافجدول3-36 : درصد ترکیبات شیمیایی الیاف استخراج شده از برگ گیاه از محلولهای مختلف شیمیاییجدول3-37: ترکیبات الیاف استخراج شده از برگ گیاه Typha australis و برخی الیاف طبیعی گیاهی دیگر[13,36, 41 ,42]3-7- اندازه گیری جذب رطوبت الیافجدول3-38 : رطوبت بازیافتی الیاف استخراج شده از محلولهای مختلف شیمیاییجدول3-39 : رطوبت بازیافتی الیاف طبیعی گیاهی[37,39,40]3-8- بررسی سطح مقطع الیافشکل 3-31: سطح مقطع عرضی الیاف استخراج شده از برگ گیاه به قطر حدود 50 میکرومتر، الف) در بزرگنمایی 100، ب) در بزرگنمایی 400، ج) در بزرگنمایی 1000.شکل 3-32: سطح مقطع طولی الیاف استخراج شده از برگ گیاه در بزرگنمایی 10003-9- مطالعه SEMشکل 3-33: تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی سطح مقطع طولی الیاف استخراج شده از برگ گیاهالف) بزرگنمایی 500، ب) بزرگنمایی 10003-10- سفیدگریجدول 3-40: پارامترهای اسپکتروفتومتری لیف قبل و بعد از عملیات سفیدگری3-11- رنگرزیجدول 3-41: مشخصات رنگینههای مستقیم به کار رفته در رنگرزی، فرمول کالیبراسیون، طول موج ماکزیمم و میزان جذب رنگینه در پساب رنگرزیجدول 3-42: میزان رنگ منتقل شده روی الیاف و درصد رمق کشی الیاف استخراج شده از برگ گیاهجدول 3-43: قدرت رنگی الیاف و پارچه پنبهای رنگرزی شدهنتیجه گیریمراجع