1. GİRİŞ
Siyah ve beyaz tekstil sektörünün vazgeçilemeyen iki ana rengidir. Tüm elyaf türleri için siyah renk,
boyama ile kolaylıkla elde edilmekte iken, beyaz renk için herhangi bir boya söz konusu olmad ığından
tekstil liflerinin ağartılması yüzyıllardır büyük önem taşımıştır. Poliakrilonitril içeren elyaflardan yapılmış
kumaş ya da iplikler sar ımsı ya da krem nüansl ıdır. Poliakrilonitril yada nitril gruplar ı içeren polimer
tekstil ürünleri proses esnasında sararma eğilimi gösterdiklerinden ağartılmaları gerekmektedir [1].
Uzun yıllar boyunca akrilik elyaf pazar ında Acordis firmas ı taraf ından üretilen Courtelle elyaf sektörün
beyaz elyaf talebini karşılamaktaydı. Fakat bu firman ın üretimine son vermesinden sonra piyasada
Courtelle beyazına yakın beyaz elde etme ihtiyac ı doğmuştur. Bu nedenle akrilik liflerinin a ğartılmasına
yönelik çalışmalar önem kazanm ıştır. Akrilik liflerin a ğartılmasında genellikle sodyum klorit
kullanılmaktadır. Literatürde yap ılan çal ışmalarda da genellikle farkl ı a ğartma maddeleri ile akrilik
liflerinin ağartılması üzerine patent çalışmalarının yapıldığı görülmektedir [2-4].
Bu çalışmada sodyum kloritin farkl ı asitler ile de ğişik konsantrasyonlarda a ğartma etkisinin yan ı s ıra
akrilik ağartmada kullan ılmayan kalsiyum hipoklorit, hidrojen peroksit ve peroksit ile aktive edilmi Sersülfat radikalinin akrilik lifleri üzerine ağartma etkilileri incelenmi ştir. Elde edilen a ğartılmış elyafların beyazl ık dereceleri belirlenmi ş ve kullan ılan farkl ı reçetelerin maliyetleri hesaplanarak, en uygun ağartma reçeteleri belirlenmiştir.
1.1. Sodyum klorit ile ağartma
Sodyum klorit ticari olarak 1930 yılında “textone” ad ı alt ında üretilmeye ba şlanmıştır. 1939 y ılında
selülozik liflerin kesiksiz ağartma işlemlerinde kullanılmaya başlanmıştır ve Mathieson Alkali şirketi bu
proses için geniş bir taşıyıcı sistem dizayn etmiştir [1]. Sodyum klorit (NaClO2) katı halde beyaz kristaller
halinde bulunmaktadır. Kat ı formunun özkütlesi 2,5 g/cm 3, molekül kütlesi 90,44 g/mol olan sodyum
klorit oldukça hidroskopik bir maddedir. İçerisine az miktarda alkali (NaCO3) ilave edildiğinde uzun süre
kararlılığını korumaktadır.Sodyum kloritin bozunmasıyla birlikte güçlü bir oksidan gaz olarak bilinen klor dioksit (ClO 2) aç ığa
çıkmaktadır. Bu nedenle sodyum klorit, klor dioksit gaz ının stabil formdaki kayna ğı olarak
adlandırılmaktadır. Çünkü klorit a ğartmasında ağartmadan sorumlu ana faktör çok korozif ve toksik bir
gaz olan ClO2 dir. pH de ğeri 2,5 ile 3 aras ında ve yüksek s ıcaklıklarda klor dioksit olu şumu maksimuma
ulaşır. Klor dioksit gaz ı asidik ortamda a şağıdaki reaksiyonları takip ederek meydana gelir. Klor dioksit
oluşum hızı çözeltideki sodyum klorit konsantrasyonu ile doğru orantılıdır.
NaClO2 H+ HClO2 Na+ + +
HClO2 ClO2 H O 5 4 + HCl + 2 2
ClO2 H+
Cl H O 2 + 4 + 5e- + 2
Kloröz asit (HClO 2) karars ız yap ıda olu şur ve a ğartmadan sorumlu tür olan klor dioksit gaz ını vermek
üzere parçalanır. Maksimum ClO 2 olu şumu pH 2,5 ile 3 aras ında gerçekle şir. Sodyum klorit alkali
şartlarda stabil olmas ına ra ğmen güçlü asitle ile aktive edildi ğinde çok h ızlı ClO 2 ç ıkışı gözlenir. Bu nedenle gaz çıkışının kontrol edilmesi gerekmektedir. Pratikte bu s ıcaklığı kontrol ederek ve ağartma banyosuna pH tamponları ekleyerek kontrol edilmektedir [1]. Donör asitlerin kullan ımı bu i şlem için uygundur. Ayrıcı a şırı korozif olan klor dioksit gaz ından ekipman ın etkilenmemesi için banyoya kullanılan klorit miktar ı kadar sodyum nitrat (NaNO 3) eklenebilmektedir. Sodyum nitrat ClO 2 gaz ını inhibe eder.
Yapılan çalışmada ağartma zaman ını k ısa tutmak için güçlü bir asit olan sülfürik asit ve nispeten daha
zayıf bir organik asit olan formik asit kullan ılarak farklı klorit deri şimlerinde ve farkl ı sürelerde ağartma
performansları değerlendirilmiştir.
1.2. Kalsiyum hipoklorit ile ağartma
Kalsiyum hipoklorit (Ca(ClO)
2) beyaz ya da hafif grimsi renkte toz halinde %65-70 aktif klor içeren bir bile
şiktir. Molekül kütlesi 142,98 g/mol olan kalsiyum hipokloritin öz kütlesi 2,35 g/cm 3’tür. 20 oC’de
suda çözünürlüğü 217,6 g/l dir [5]. Kuru kalsiyum hipoklorit suda çözündü ğü zaman 1 mol kalsiyum
hipoklorit 2 mol hipokloröz asit oluşturmaktadır.
Ca(OCl)2 H2O HOCl Ca2+ + 2 + + OH
Bu denklemin dengesi çözeltinin pH de ğerine ba ğlı olarak de ğişmektedir. pH 8 civar ında kalsiyum
hipoklorit çözeltideki baskın türdür, fakat pH 5-6,5 aras ına dü ştüğü zaman hipoklorit iyonu bask ın tür
haline gelmektedir. pH 2,5’in altında ise serbest klor gaz ı çıkışı gözlenir [6]. Kalsiyum klorür asitler ile hızlı ekzotermik reaksiyon vermektedir.
Ca(OCl)2 HCl CaCl2 + + 2 HOCl
HOCl HCl H O2 Cl22 + 2
Kalsiyum hipokloritin oksitleme gücü hipokloröz asitten gelmektedir. Dolayısıyla çözeltideki hipokloröz
asit oluşumunu sağlayacak uygun pH şartları oksitleme etkisini de arttırmaktadır. Bu nedenle pH 5 ile 2,5
arasındaki pH değerlerinde ağartma çalışması yapmak en uygun olanıdır.
Bu çalışmada pH 5 ile 2,5 aras ındaki de ğerlerde farkl ı hipoklorit deri şimlerinde a ğartma çal ışması
gerçekleştirdik.
1.3. Peroksit ile ağartma
Hidrojen peroksit 1818 yılında baryum peroksitin nitrik asit ile reaksiyona sokulmas ıyla Louis Jacques
Thénard tarafından izole edilmi ştir. Tekstil liflerinin a ğartılmasında kullan ılabileceği fikri 1866 y ılında
ortaya çıkmasına ra ğmen ba şlangıçtaki yüksek fiyat ı nedeni ile 1935 y ılına kadar kullan ımı k ısıtlı
olmuştur. Hidrojen peroksit (H 2O2) saf halde hafif mavimsi berrak s ıvı formda bulunurken, suda
çözüldüğünde renksizdir. Molekül kütlesi 34,01 g/mol, öz kütlesi ise 25 oC’de 1,4425 g/cm3’tür.
İlk önceleri peroksitin ağartma etkisinin bozunmasıyla ortaya çıkan oksijen gazı olduğu düşünülürken, bu
fikrin doğru olmadığı daha sonralar ı anlaşıldı. Hidrojen peroksitin a ğartma etkisi, özellikle pH de ğerine
bağlı olarak bozunmas ı ve hidrojen ve perhidroksil iyonu (HO 2) meydana getirmesine dayanmaktad ır.
Daha sonra bu perhidroksil iyonu tekrar bir hidrojen peroksit molekülü ile reaksiyona girerek süperoksitradikal anyonun meydana getirmektedir [6]. Bu anyonda son derece toksiktir.
H2O2 H+ HO2OH -+-HO2 H2O2 OH O2 H O 2
Hidrojen peorksit asidik şartlarda kararl ı bir bile şiktir. Bozunman ın ba şlaması için alkali ya da ısı gereklidir. Alkali ilavesi ile birlikte perhidroksil iyonu olu şumu ba şlamaktadır. Perhidroksil iyonu(HOO2-) sulu çözeltide zay ıf dibazik asit gibi davran ır. Yukar ıdaki reaksiyonda da görüldü ğü gibi hidrojen peroksit bozunması sonucu perhidroksil iyonunun yan ı sıra birde proton meydana gelmektedir.Bu protonun nötrlenmesi, perhidroksil dengeyi perhidroksil iyonu olu şumu yönünde bozar. Bu nedenleNaOH gibi bazlar hidrojen peroksiti aktive ederler. Fakat bununla birlikte yüksek pH de ğerlerindeperhidroksil iyonu oluşumu çok hızlıdır ve bu olay hidrojen peroksitin su ve serbest oksijen vermek üzere parçalanmasıyla sonuçlan ır. Serbest oksijenin a ğartma etkisine herhangi bir katk ısı yoktur. Bu nedenle peroksit ağartmalarında stabilizatör kullanmak gerekmektedir. Bu stabilizatörler genellikle kolloidal sodyum silikatlar ya da aynı zamanda metallerin katalitik etkisini de azaltacak EDTA gibi iyon tutucular olabilir.
H2O2 H O 2 O2 &
