Μελέτη του χρωματισμού χημικής χαρτόμαζας με φυτικές βαφές

Abstract

Στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής, διάφορες φυτικές ύλες της ελληνικής χλωρίδας εξετάστηκαν ως πηγές φυσικών χρωμάτων, τα οποία εν συνεχεία χρησιμοποιήθηκαν κατά τη διαδικασία βαφής ινών κυτταρίνης. Πιο συγκεκριμένα, τα παραγόμενα φυτικά βαφικά εκχυλίσματα αποτέλεσαν το λουτρό βαφής χημικής χαρτόμαζας, προκειμένου να μελετηθεί η βαφική τους ικανότητα. Τα φυτικά βαφικά εκχυλίσματα που παρήχθησαν από τις επιλεγμένες φυτικές ύλες είχαν ιδιαίτερα υψηλό περιεχόμενο σε χρωστικές ουσίες όπως πολυφαινολικές ενώσεις, τανίνες, ανθοκυανίνες και άλλα φλαβονοειδή. Οι πιο αποδοτικές συνθήκες υδατικής εκχύλισης των φυτικών χρωστικών ενώσεων, καθώς και οι βέλτιστες συνθήκες της διαδικασίας βαφής της χημικής χαρτόμαζας προσδιορίστηκαν για κάθε μία από τις εξεταζόμενες φυτικές ύλες ξεχωριστά. Επιπλέον εξετάστηκαν διάφορες μέθοδοι εκχύλισης των φυτικών χρωστικών και βαφής της χημικής χαρτόμαζας συμπεριλαμβανομένης της χρήσης υπερήχων και μικροκυμάτων. Εξετάστηκε επίσης, η επίδραση διαφόρων μεθόδων και συνθηκών ξήρανσης των επιλεγμένων φυτικών υλών στην βαφική τους ικανότητα. Η ξήρανση των φυτικών υλών είναι μία εξαιρετικά σημαντική διεργασία, καθώς επιτρέπει και διευκολύνει την αποθήκευση και διαχείριση τους. Οι μέθοδοι ξήρανσης που εξετάστηκαν στα πλαίσια της παρούσας διατριβής ήταν η φυσική ξήρανση, η ξήρανση σε ρεύμα αέρα και η ξήρανση υπό κατάψυξη, σε διάφορες συνθήκες. Για την επιλογή των βέλτιστων συνδυασμών μεθόδων και συνθηκών ξήρανσης, εκχύλισης και βαφής πέρα του τελικού βαφικού αποτελέσματος ελήφθησαν σοβαρά υπ’ όψιν η εξοικονόμηση πόρων και ενέργειας, καθώς και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Για το λόγο αυτό επιλέχθησαν οι μέθοδοι που εξασφάλιζαν ικανοποιητικό βαφικό αποτέλεσμα σε σχετικά μικρούς χρόνους παραμονής και χαμηλές θερμοκρασίες.

In the frames of this study, plant materials of Greek flora were investigated as sources of natural dyes in cellulosic fibers dyeing process. The derived from the selected plant materials natural colorants were applied on chemical pulp, in order to examine their dyeability. Especially, the case of chemical pulp dyeing, using plant materials rich in polyphenolic compounds such as tannins, anthocyanins and other flavonoids, which are natural colorants, was studied. The most efficient conditions of natural colorants’ aquatic extraction and chemical pulp’s dyeing process were determined for each plant material, separately. Different natural colorants extraction and pulp dyeing techniques were used incorporating the microwave and ultrasound sonication. Moreover, the effect of drying method and conditions on the dyeability of the selected dyestuff plant material was studied. The drying of the dyestuff raw materials is a crucial treatment in storing and handling plant materials. In the frames of this work, three different drying methods were examined, the natural, the air, and the freeze drying method, in various conditions. Apart from the final dyeing result, the low cost and the minor environmental impact were also taken under consideration during the selection of the most efficient conditions. Therefore, conditions such as short residence time and low temperature were preferred.