MONO VE Bİ-FONKSİYONEL REAKTİF BOYARMADDELERLE PAMUKLU KUMAŞLARIN BOYANMASINDA TUZ KULLANIMININ AZALTILMASI VE ORGANİK TUZ KULLANIMININ ARAŞTIRILMASI

Reaktif boyarmaddeler, sahip oldukları yüksek haslık, uygun maliyet ve geniş renk gamı avantajları nedeniyle tekstilde yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Ancak, bu boyarmaddelerin uygulanması, yüksek oranda çözünmüş katı madde ve atık su yükü gibi çevresel olumsuzluklara neden olmaktadır. Bu sorunların üstesinden gelmek için, reaktif boyarmaddeler, boyama makineleri ve pamuk lifinin modifikasyonu ve ekolojik atık su arıtma işlemi gibi konularda farklı çalışmalar mevcuttur. Bu çalışmada, reaktif boyamadaki çekim, fikse ve yıkama adımları göz önünde bulundurularak, yüksek fikse verimine sahip boyarmaddelerle boyama ve inorganik tuzlar yerine biyo-bozunur özellikteki organik tuzların kullanımıyla ekolojik reaktif boyama işleminin gerçekleştirilmesi amaçlanmaktadır. Atık sudaki fikse olmamış boyarmadde miktarının önemli ölçüde azaltılması ve boyarmadde çekiminin artmasıyla daha yüksek boyama verimi elde edilmesinin, boyama sürdürülebilirliğine büyük yarar sağlayacağı düşünülmektedir. Gerçekleştirilen deneysel çalışmada, farklı yapı ve fonksiyonellikte 3 farklı reaktif boyarmadde (Reactive Red 180, Reactive Red 24, Reactive Red 195) kullanılmış ve inorganik tuz (NaCl) yerine 4 farklı organik tuz (sodyum sitrat, NTA, glutamat, poliakrilik asit sodyum tuzu) alternatifinin farklı konsantrasyonlarında boyama işlemleri gerçekleştirilmiştir. Tuz ve su kullanımını minimize edecek ve çevre dostu reçeteler oluşturulmaya çalışılmıştır. Ekolojik boyamalar sonucu elde edilen veriler, NaCl kullanılarak yapılan klasik boyama işlemiyle karşılaştırılmıştır. Boyama sonrası her bir kumaş numunesinin renk verimleri ölçülmüştür. Elde edilen sayısal değerler, SPSS ve Minitab yazılımlarında analiz edilerek istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak; boyamada düşük konsantrasyonda trisodyum sitrat ve glutamat organik tuzlarının kullanımı olumlu sonuçlar vermiş, klasik boyamaya göre daha yüksek boyama verimi elde edilmiştir. Klasik boyama işlemine göre daha az kimyasal madde tüketilerek ve organik tuz kullanılarak etkili boyamalar yapılabileceği gösterilmiştir.

REDUCING SALT USE IN DYEING OF COTTON FABRICS WITH MONO AND BI-FUNCTIONAL REACTIVE DYES AND INVESTIGATION OF ORGANIC SALT USE

Reactive dyestuffs are widely used in textile industry due to their high fastness, affordable cost and wide color range advantages. However, the application of these dyestuffs causes environmental problems such as high total dissolved solids and wastewater load. In order to overcome these problems, different studies have been carried out on the modification of reactive dyestuffs, dyeing machines or cotton fiber and ecological wastewater treatment. In this study, considering the exhausting, fixing and washing steps in reactive dyeing, dyeing with dyestuffs with high fixation yield and using biodegradable organic salts instead of inorganic salts is aimed to conduct ecological and sustainable reactive dyeing. It is thought that significantly reduce in the amount of unfixed dyestuff in wastewater and increase in color yield by higher dye exhaustion will greatly benefit sustainability. In the experimental study, 3 reactive dyestuffs (Reactive Red 180, Reactive Red 24, Reactive Red 195) with different structures and functionalities were used and dyeing processes were carried out with different concentrations of 4 different organic salt (trisodium citrate, NTA, glutamate, polyacrylic acid sodium salt) alternatives instead of inorganic salt (NaCl). Environmentally friendly dyeing recipes were generated to minimize the salt and water consumption. The color data obtained from ecological dyeing were compared with the classical dyeing process used NaCl. After dyeing, color yields of each sample were measured and the obtained numerical values were analyzed in SPSS and Minitab software and evaluated statistically. Consequently, the use of organic salts, trisodium citrate and glutamate, at lower concentrations in dyeing imparted favorable results and higher dyeing efficiency values were obtained. Compared to the classical dyeing process, results have been indicated that efficient reactive dyeing with less waste salt load to the environment can be conducted by consuming less chemicals.

Kaynakça

Can, Y., (2014), Tekstil Sektöründe Su Kullanımı ve Atık Su Yönetimi, ISEM2014, Adıyaman, Türkiye.

Islam, M. T., (2016), Environment-friendly reactive dyeing process for cotton to substitute dyeing additives, Clean Techn. Environ Policy, vol. 18, sf. 601–608.

Shu, D., Fang, K., Liu, X., Cai, Y., Zhang, X., Zhang, J., (2018), Cleaner coloration of cotton fabric with reactive dyes using a padbatch- steam dyeing process, Journal of Cleaner Production, DOI: 10.1016/j.jclepro.2018.06.080.

Holkar, C. R., Jadhav, A. J., Pinjari, D. V., Mahamuni, N. M., Pandit, A. B., (2016), A critical review on textile wastewater treatments:Possible approaches, Journal of Environmental Management, vol. 182, sf. 351–366.

Andrade, R. S., Torres, D., Ribeiro, F. R., Chiari-Andréo, B. G., Augusto, J., Junior, O., Iglesias, M., (2017), Sustainable Cotton Dyeing in Nonaqueous Medium Applying Protic Ionic Liquids, ACS Sustainable Chem. Eng., vol. 5, sf. 8756–8765.

Ozdemir, A. O., Tutak, M., (2013), Pamuklu örme kumaşların reaktif boya ile boyanması esnasında tuz ve boyar madde miktarına bağlı olarak boyama kinetiğinin incelenmesi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 29(3), sf. 200-205.

Ali, S., Khatri, Z., Khatri, A., Tanwari, A., (2014), Integrated desizing-bleaching-reactive dyeing process for cotton towel using glucose oxidase enzyme, Journal of Cleaner Production, vol. 66, sf. 562-567.

Fang, L., Zhang, X., Ma, J., Sun, D., Zhanga, B. ve Luana, J., (2015), Eco-friendly cationic modification of cotton fabrics for improving utilization of reactive dyes, (DOI:10.1039/c5ra05887b) RCS Ajvances Journal, vol. 5, no. 57, sf.45654-45661.

Ristić, N., Ristić, I., (2012), Cationic Modification of Cotton Fabrics and Reactive Dyeing Characteristics, Journal of Engineered Fibers and Fabrics, vol. 7, no. 4, sf. 113-121.

Lewis, M. D., Lei, X., (1989), Improved Cellulose Dyeability by Chemical Modification of the Fiber, Textile Chemist and Colorist, Vol. 21(10), sf. 23-29.

Siddiqua, U. H., Ali, S., Hussain, T., Bhatti, H. N., Asghar, M., (2017), The Dyeing Process and the Environment: Enhanced Dye Fixation on Cellulosic Fabric Using Newly Synthesized Reactive Dye, Pol. J. Environ. Stud., vol., 26, No., 5. DOI: 10.15244/pjoes/68430

Agrawal, B. J., (2015), Sustainable and energy-efficient dyeing of hot brand reactive dyes on cotton substrat, Eastern Academic Journal, vol. 3, sf. 63-70.

Ahmed, N. S. E., (2005), The Use of Sodium Edate in the Dyeing of Cotton with Reactive Dyes, Dyes and Pigments, vol. 65, sf. 221-225.

Bahtiyari, M. İ., Davulcu, A., Benli, H., (2012), Deniz Suyunun Tekstil Terbiye Proseslerinde Kullanılabilirliği, IV. Uluslararası Arge Proje Pazarı, sf. 273-274.

Xia, L., Wang, A., Zhang, C., Liu, Y., Guo, H., Ding, C., Wang, Y., Xu, W., (2018), Environmentally friendly dyeing of cotton in an ethanol–water mixture with excellent exhaustion, Green Chemistry, The Royal Society of Chemistry, DOI: 10.1039/c8gc01814f.

Wang, J., Gao, Y., Zhu, L., Gu, X., Dou, H. ve Pei, L., (2018), Dyeing Property and Adsorption Kinetics of Reactive Dyes for Cotton Textiles in Salt-Free Non-Aqueous Dyeing Systems, Polymers, vol. 10, 1030, doi:10.3390/polym10091030.

https://laborteks.com.tr/urun/numune-boyama-makinesi-eco-dyer

https://www.atacmakina.com.tr/urun/numune-kurutma-dolabi-atcft200/

Usta, C., Ozcan, G., (2019), Pamuklu Kumaşların Reaktif Boyarmaddelerle Boyanmasında Sürdürülebilirlik ve Kaynak Tüketiminin Optimizasyonu, Yüksek lisans tezi, İstanbul Teknik Universitesi.

Dalal, M. M., Desai, K. R., (1996), Dyeing Effects Of Bifunctional Reactive Dyes On Knitted Cotton Fabrics, American Dyestuff Reporter, vol. 85, no. 4.

Khatri, A., Padhye, R., White, M., Cowlishaw, K., (2010), Biodegradable organic salts for reactive dyeing of cotton, IFFTI Conference, Fashion: Sustainability and Creativity.

Gordon, S., Hsieh, Y.L., (2007), Cotton: Science and Technology, first ed. Woodhead Publishing Ltd, Cambridge, England.

Hauser, P. J., (2000), Reducing Pollution and Energy Requirements in Cotton Dyeing, Textile Chemist and Colorist, Vol. 32(6), sf. 44- 48.

Yi, S. X., Dong, Y. C., Li, B., (2012), Adsorption and fixation behaviour of CI Reactive Red 195 on cotton woven fabric in a nonionic surfactant Triton X-100 reversemicelle, Coloration Technology, Vol, 128(4), pp. 306-314.

Çoban, S., (1999), Genel Tekstil Terbiyesi ve Bitim İşlemleri, Ege Üniversitesi Basımevi, 1. Baskı, ISBN NO: 975-483-457-1.

Farrell, M. J., (2012), Sustainable Cotton Dyeing, Graduate Faculty of North Carolina State University, Doktora Tezi.

Hsieh, Y. L., (2007), Chemical structure and properties of cotton, Cotton Science and technology, Chapter 1, University of California, USA.

Kaynak Göster