تاثیر شرایط تولید بر خواص الیاف کیتین تهیه شده به روش ترریسی

کیتین به عنوان یک بیو پلیمر امروزه مورد توجه ویژه ای قرار گرفته است. امکان کاربرد متنوع این ماده در تولید الیاف مورد مصرف در منسوجات پزشکی سبب ارایه روشهای مختلف در جهت تولید این الیاف شده است. کیتین یکی از بیشترین آمینو پلی ساکاریدهای طبیعی است و از فرمول ساختاری α (1و4)N- استیل βD- گلوکز آمین برخوردار بوده و از لحاظ ساختاری شباهت زیادی به سلولز دارد و تنها تفاوت آنها در گروه استامیدی است که در موقعیت کربن2 جایگزین هیدورکسیل گلوکز شده است(شکل در متن اصلی مقاله). کیتین در پوست حشرات و سخت پوستان و برخی قارچها وجود دارد و سالانه تقریبا به اندازه سلولز مصرف می شود. این ماده از منبع تجدید پذیر برخوردار است و امروزه تحقیقات زیادی درزمینه شیمی کیتین در حال انجام می باشد.کیتین ازدرجه بالای پلیمریزاسیون برخوردار است و به براحتی قابل انحلال نمی باشد و نیازمند آن است که پیش از انحلال آماده سازی شود. آماده سازی کیتین به زدودن ناخالصی های گوناگون اعم از ناخالصی های معدنی، پروتئینی، رنگها و ... اطلاق می شود. این کار با استفاده از استیک اسید برای آماده سازی قبلی، هیدروکلریک اسید برای زدودن ناخالصی های معدنی و سدیم هیدروکساید برای زدودن ناخالصی های پروتئینی انجام گرفت.با مطالعه و بررسی سیستم های مختلف انحلال که برای کیتین پیشنهاد شده است درنهایت ترکیبی از لیتیم کلراید و دی متیل استامید یکی از بهترین سیستمهای انحلال برای کیتین شناخته و مورد استفاده قرار گرفت. با انجام آزمایشهای متعدد غلظت مناسب کیتین در این سیستم حلال به منظور تولید محلول ریسندگی با کیفیت مطلوب جهت تولید کیتین به دست آمد.در پلیمرهایی نظیر کیتین نیروهای بین زنجیره ای قوی ناشی از گروههای هیدروکسیل، استامید و آمینو، نقطه ذوب کیتین را تا حدی بالا برده که از دمای تجزیه فراتر می رود از سوی دیگر به دلیل گروههای قطبی قوی درساختار این پلیمر تنها می توان از حلالهای قطبی با دمای جوش بالا استفاده کرد، بنابراین تولید الیاف به روشهای ذوب ریسی و خشک ریسی امکان پذیر نمی باشد. بنابراین این الیاف به روش ترریسی تولید شدند.و خصوصیات الیاف تولید شده به روش ترریسی از شرایط ریسندگی نظیر ترکیب و دمای حمام انعقاد، غلظت محلول ریسندگی و نسبت کشش ریسندگی تاثیرمی پذیرد. در این تحقیق شرایط ریسندگی خصوصا از نظر تاثیر ترکیب مواد موجود در حمام انعقاد مورد بررسی قرار گرفت و نهایتا شرایط بهینه برای تولید الیاف کیتین با خواص مطلوب انتخاب شد. مواد مختلفی نظیر بوتانل، آب و استن به صورت مجزا و مخلوط درحمام های انعقاد استفاده شد و نهایتا ریسندگی درشرایطی که حمام انعقاد اول حاوی بوتانل و اتانل و حمام انعقاد دوم حاوی استن و آب بود بهترین خصوصیات را در الیاف ایجاد نمود. الیاف کیتین تهیه شده در نسبتهای مختلف این مواد در حمام های انعقاد برای بررسی نهایی تولید شدند.در نهایت خصوصیات فیزیکی و مکانیکی الیاف تولید شده بررسی شد. استحکام و ازدیاد طول الیاف به عنوان معیار برای مناسب بودن روش ریسندگی درنظر گرفته شد. عکس برداری از الیاف با استفاده ازمیکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) به روش پراش برگشتی (Back Scatter) انجام شد. به منظور محاسبه درصد تبلور الیاف از روش پراش اشعه ایکس (XRD) استفاده شد. طیف مادون قرمز (FTIR) الیاف کیتین تولید شده نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در روشی از ریسندگی الیاف که بالاترین درصد تبلور در پراش اشعه ایکس و بالاترین میزان استحکام مکانیکی را به خود اختصاص می داد حلال بیشتری از ساختار لیف خارج شده و زمینه ایجاد پیوندهای بین زنجیره ای بیشتر را فراهم آورده است. استحکام الیاف تولید شده در مناسب ترین روش بدون اعمال کشش (g/den 19/2) بود که از حداکثر استحکام گزارش شده در تولید الیاف در مقالات بررسی شده (g/den 2) بیشتر بود.روش ارایه شده به دلیل نیاز به زمان کوتاه تر برای تولید الیاف ترریسی شده کیتین و استفاده از آب به عنوان یکی از عوامل حمام انعقاد نسبت به روشهای ارایه شده قبلی از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه تر می باشد.