Changes in the Specific Charge Amount on the Surface of Cotton Fibres during the Alkali Pre-treatment Process

• Autorzy: Pruś Stanislaw , Kulpiński Piotr , Matyjas-Zgondek Edyta

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.1817

Warianty tytułu

PL

Zmiany wielkości ładunku na powierzchni włókien bawełny w procesie alkalicznej obróbki wstępnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the pre-treatment process is to prepare cotton fabrics for subsequent technological operations, which are, in the majority, carried out in aqueous solutions. The pre-treatment processes modify, to some extent, the properties of cotton, resulting in a significant change in their zeta potential, the amount of specific surface charge or free energy surface. This study makes an assessment of the effect of the alkali pre-treatment process on changes in the amount of negative specific charges on cotton knitted surfaces, known as cationic demand. A “back-titration” method with the use of a Muetek PCD device was adopted for these experiments. It was found that the conventional process of alkali treatment of raw cotton knitted fabrics using sodium hydroxide in the presence of non-ionic surfactant reduced by nearly 50% the amount of negative specific surface charge. Also, changes in weight loss and improvements in the whiteness index, as well as the wettability of alkali pre-treated cotton knitwear, were observed.

PL

Celem obróbki wstępnej jest przygotowanie materiałów bawełnianych do późniejszych operacji technologicznych, które w większości prowadzi się w środowiskach wodnych. Procesy obróbki wstępnej modyfikują w pewnym stopniu właściwości bawełny, powodując znaczną zmianę jej potencjału zeta, wielkość ładunku powierzchniowego lub energii swobodnej powierzchni.W przeprowadzonych badaniach dokonano oceny wpływu procesu alkalicznej obróbki wstępnej na zmianę wielkości ujemnego ładunku na powierzchni dzianiny bawełnianej, wyrażonego jako „zapotrzebowanie na kationy”. Do tych eksperymentów zastosowano metodę „odwrotnego miareczkowania” z wykorzystaniem aparatu Muetek PCD. Stwierdzono, że konwencjonalny proces obróbki alkalicznej surowej dzianiny bawełnianej przy użyciu wodorotlenku sodu w obecności niejonowego środka powierzchniowoczynnego zmniejsza prawie o 50% ilość ujemnego ładunku powierzchniowego. Dla obrabianej w tym procesie dzianiny bawełnianej przeanalizowano również zmiany w ubytku masy, poprawie wskaźnika białości oraz zwilżalności.

Słowa kluczowe

EN

cotton; alkali pre-treatment; specific charge on cotton surface; cationic demand

PL

bawełna; alkaliczna obróbka wstępna; ujemny ładunek powierzchniowy; zapotrzebowanie na kationy

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 27, no. 4 (136)
• Strony: 30--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pruś Stanislaw

• Lodz University of Technology, Department of Man-Made Fibres ul. Zeromskiego 116, 90-924 Lodz, Poland

autor

Kulpiński Piotr

• Lodz University of Technology, Department of Man-Made Fibres ul. Zeromskiego 116, 90-924 Lodz, Poland

autor

Matyjas-Zgondek Edyta

• Lodz University of Technology, Department of Man-Made Fibres ul. Zeromskiego 116, 90-924 Lodz, Poland

Bibliografia

• 1. BizVibe (2017): https://www.bizvibe.com/blog/global-cotton-stocks-and-production-outlook-2016/2017/ Accessed 26.11.2017
• 2. Mishra SP. A Text Book of Fibre Science and Technology; New Age International (P) Ltd, Publishers; 2000. ISBN:81-224-1250-5, page 76.
• 3. Raza Ali Zulfigar et.al. Production of Rhamnolipid Surfactant and its Application in Bioscouring of Cotton Fibres. Carbohyd Res 2014; 391: 97-105; http://doi. org/10.1016/j.carres.2014.03.009.
• 4. Hashem MM. An Approach Towards a Single Pretreatment Recipe for Different Types of Cotton. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2007; 15, 2(61): 85–92.
• 5. Agrawal PB, Rogalla H. The Performance of Cutinase and Pectinase in Cotton Scouring (Vol. Doctor). 2005. Retrieved from http://doc.utwente.nl/50801/1/thesis_Agrawal.pdf.
• 6. Chowdhury TA. Effect of Sodium Hydroxide (NaOH) Concentration in Scouring Bleaching Process of Knit Fabric. International Journal of Science, Environmental and Technology; 2014; 3 (6): 2145–2149.
• 7. SCAN-CM 65:02. Pulp Total Acidic Group nContent; Scandinavian Pulp Paper and Board, Testing Committee, 2002.
• 8. Fras L, Laine J, Stenius P, Stana-Kleinschek K, Ribitsch V, Dolećek V. Determination of Dissociable Groups in Natural and Regenerated Cellulose Fibres by Different Titration Methods. J Appl. Polym. Sci; 2004; 92: 3286-3195.
• 9. Tarbuk A, Grancarić AM, Marković L. Interface Phenomena of Ecologically Scoure Cotton Material Annals of DAAAM & Proceedings Publisher, 2007. Acc. No 177174831.
• 10. Grancaric AM, Tarbuk A & Pusic T. Electrokinetic Properties of Textile Fabrics. Color Technol; 2005; 121: 221-227.
• 11. Rybicki E. Electrokinetic phenomena in textiles, PAN Branch in Łódź, 2003. Textile Commission; ISBN 83-911012-0-7.
• 12. Luxbacher T, Curlin M, Petrinic I, Buksek H, Pusic T. Assesing the Quality of Raw Cotton Knitted Fabrics by their Streaming Potential Coefficients. Cellulose 2014; 21: 3929-3839, https://link.springer.com/article/10.1007/s10570-014-0388-y .
• 13. Bellmann C, Caspari A, Albrecht V, Loan Doan TT, Mäder E, Luxbacher T, Kohl R. Electrokinetic Properties of Natural Fibres. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2005; 267(1–3): 19–23. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2005.06.033.
• 14. Ribitsch V, Stana-Kleinschek K, Jeler S. The influence of Classical and Enzymatic Treatment on The surface Charge of Cellulose. Fibres Colloid & Polymer Science 1996; 274 (4): 388–394. https://doi.org/10.1007/BF00654060
• 15. Ribitsch V, Stana-Kleinschek K, Kreze T, Strnad S. The Significance of Surface Charge and Structure on the Accessibility of Cellulose Fibres. Macromol. Mater Eng; 2001; 286: 648–654. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14392054(20011001)286:10%3C648::AID-MAME648%3E3.0.CO;2-6/abstract
• 16. Bellmann C, Caspari A, Loan Doan TT, Mäder E, Luxbacher T, Kohl R. Electrokinetic Properties of Natural Fibres. Int. Electrokinetics Conference, Pitsburgh, June 15, 2004.
• 17. Stana-Kleinschek K, Strnad S, Ribitsch V. Surface Characterization and Adsorption Abilities of Cellulose Fibers. Polym Eng Sci; 1999; 39 (8): 1412–1424 https://doi.org/10.1002/pen.11532.
• 18. BTG Muetek GmbH; Operation Manual for Particle Charge Detector PCD 03 /PCD 03 pH, December 2003
• 19. SCAN-W 12:04 (2004) Process waters, Cationic Demand; Scandinavian Pulp Paper and Board, Testing Committee,
• 20. Zhang Hongjie et. al. The Fiber Charge Measurement Depending on the Poly-DADMAC Accessibility to Cellulose Fibers. Cellulose; 2016; 23, 1: 163-173, doi:10.1007/s10570-015-0793-x; ISSN: 09690239
• 21. Grancaric AM, Ristic N, Tarbuk A, Ristic I. Electrokinetic Phenomena of Cationised Cotton and its Dyeabillity with Reactive Dyes; FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2013; 21, 6(102): 106-110.
• 22. Tarbuk A, Grancaric AM, Dordevic D, Smelcerovic M. Adsorption of Plant Exstracts on Cationized Cotton, Zbornik radova Tehnoloskog fakulteta u Lescovcu, 2009. ISSN 0352-6542 19, 257-264.
• 23. Pusic T, Grancaric AM, Soljacic I, Ribitsch V. The Effect of Mercerisation on the Electrokinetic Potential of Cotton. JSDC 1999; 115, April 121-124.
• 24. Hebeish A, Hasem M, Shaker N, Ramadan M, Sadek B, Hady M. New Development for Combined Bioscouring and Bleaching of Cotton-based Fabrics. Carbohyd Polym 2009; 78: 961-972.
• 25. Spicka N, Travcer PF. Complete Enzymatic Pre-treatment of Cotton Fabric with Incorporated Bleach Activator. Tex Res J 2013; 83: 566- 573.
• 26. Wijapala Samudrika UG, Sharmasena DKA, Bandra DMN, Chaturanga MAI, Rajapaskshe KS. Development of the New Scouring Methodology for the Textile Industry; National Engineering Conference, 19th ERU Symposium, Faculty of Engineering University of Moratuva, Sri Lanka, 2013.
• 27. Raja ASM, Arputharaj A, Saxena S, Patil PG. Single bath enzymatic scouring and bleaching process for preparation of absorbent cotton. Indian J Fibre Text 2017; 42, June: 202-208.
• 28. Tegewa Drop Test. Melliand Textilberichte 1987; 68: 581-583.
• 29. Mitchel R, Carr CM, Parfitt M, Vickerman JC, Jones C. Surface Chemical Analysis of Raw Cotton Fibres and Associated Materials. Cellulose; 2005; 12: 629-639. https://link.springer.com/article/10.1007/s10570-005-9000-9.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).