Tekstil lifleri, materyalin elde edildiği doğal kaynaklar göz önüne alındığında aşağıdaki gibi sınıflandırılır.
I-DOĞAL LİFLER
Doğada lif olarak meydana gelmiş ve tekstilde kullanılabilen her tür materyal bu sınıfa girer.Bitkisel , hayvansal ve anorganik lifler olmak üzere üç sınıfa ayrılır.
A-Bitkisel Lifler : Yapılarında %60-90 oranın da selüloz içerdiklerinden bunlara ‘selülozik elyaf ‘ da denir.Bitkilerden elde edilen bu lifler , bitki üzerinde bulundukları yerlere göre ayrıca sınıflandırılırlar .
a) Bitki tohumundan elde edilen elyaf : Bu lifler bitki tohumunun üzerinde bulunur.Bunlar da tek bir lifçik bir tek hücreden ibarettir.Bu bakımdan ‘tek hücreli elyaf’ olarak da isimlendirilir.Örnek : Pamuk ve kapok.
b) Bitki gövdesinden elde edilen elyaf : Bu sınıf elyaf bast elyafı olarak da anılır.Bir tek lif birkaç bitki hücresinden oluşmuş bir demettir.Bu yüzden ‘çok hücreli elyaf’ da denilir.Örnek : Keten,kenevir,jüt ve rami.
c) Bitki yaprağından elde edilen elyaf : Geniş yapraklı tropikal bitkilerden elde edilir.Örnek : Sisal kendiri,Manila keneviri ve Yeni Zellanda keteni.
d) Meyva elde edilen elyaf : Hindistan cevizi meyvasından koko elyafı elde edilir.
B-Hayvansal Lifler : Kimyasal olarak protein yapısında olduklarından ‘protein elyaf’ olarak da isimlendirilirler.İki alt sınıfa ayrılır :
a) Kıl kökenli (Deri ürünü) elyaf : Bu sınıftan olan hayvan türleri kıllarının kullanımı çok eskilere dayanır.Örnek: Koyundan yün , tiftik keçisinden elde moher , kaşmir, angora , alpaka , deve tüyü v.b.
b) Salgı kökenli elyaf : İpek böceğinden elde edilen doğal ipek , hayvanın salgısından elde edilir.
C-Doğal Anorganik Elyaf : Doğada bitkisel ve hayvansal kökenli organik yapıdaki lifler dışında , ayrıca anorganik yapıda ve lif şeklinde kristal yapıya sahip maddeler de vardır.Asbest veya amyant adı verilen materyal bu sınıftandır.
II.1.BİTKİSEL LİFLER
Bitkilerinin yapıtaşının selülöz olması nedeniyle bitkisel elyafa ‘selülozik elyaf’ da denir.Bitkilerden elde edilen ve doğrudan tekstil hammaddesi olarak kullanılabilen lifler bu sınıfta yer alıyor bu grubun yapı taşı olan selülozun özellikleri,bitkisel liflerin özelliklerinin daha iyi kavranabilmesi için önemlidir.
II.1.1. SELÜLOZ
Selüloz , bütün bitki,ot ve ağaçların ana yapıtaşıdır.Doğada saf halde bulunmaz.Odunun ağırlıkça %40’ını ,ketenin % 60-85 ini, pamuk liflerinin % 85-90’ ını selüloz oluşturur.Keten,kenevir,jüt gibi elyafta selüloz yanında linyin ,pektin gibi diğer maddeler de bulunur.
Selülozun elementler analizinde elde edilen %44,4 C; %6,2 H; ve %49,4 O değerleri ile , kaba formülü (C6H10O5)x olarak bulunur.Bu formül onun bir karbonhidrat olduğunu gösterir.Karbonhidratlar,moleküllerinde ,aldehid veya keton şeklinde bir karbonil gurubu ile çeşitli sayılarda alkol gurupları içeren bileşiklerdir.Kaba formülleri (CH2O)x şeklindedir.Moleküllerinde altı veya daha az C atomu içerenlere monosakkarit , iki monosakkarit molekülünün birleşmesi ile meydana gelen bileşiklere disakkarit , çok sayıda monosakkaritin birbiri ile birleşmesinden oluşanlara da polisakkarit adı verilir.Selüloz,bir monosakkarit olan b- glikozun çok sayıda birbiri ile birleşmesi sonucu meydana gelmiş bir polisakkarittir.
Altı karbonlu glikoz molekülünde biri primer diğerleri sekonder olmak üzere beş alkol gurubu ile bir aldehid gurubu bulunur .Aldehid gurubunun bağlı olduğu karbon atomu 1 rakamı ile numaralandırılır .Diğer karbon atomlarına 2,3,4 v.b. numaralar verilir.
Formül II.1 Formül II.2 Formül II.3
Formül II.1 de görüldüğü gibi,1. C atomu aldehid,2,3,4 ve 5.C atomları sekonder alkol,6.C atomu ise primer alkol gurubu taşır.Glikoz ,sulu çözeltilerde , formül II.2. deki gibi halka şeklinde bulunur.Bunun sebebi , moleküldeki aldehid gurubu ile 5. karbondaki sekonder alkol gurubunu bir yarı asetal vermek üzere reaksiyon vermesidir .glikoz formülündeki halkanın ,formül II.3 de görülen piran halkasına benzerliği nedeniyle , glikozun bu şekline piranoz şekli denir.Bilindiği gibi, piranda , beşi karbon ,biri oksijen olan heterosiklik bir yapı söz konusudur .Piranoz şeklindeki glikoz molekülünde , 1. karbon atomun da bulunan -OH , yarıasetal hidroksili ; ozaman diğerleri ise alkol hidroksilidir.Halka şeklindeki bu molekül bir düzlem biçiminde düzenlenmiştir.Formülde görüldüğü gibi, -OH, -H ve -CH2OH gurupları halka düzleminin üstünde ve altında yer alır.
Formül II.4
Farklı koşullarda kristallenmiş glikozun polarize ışığı saptırma açısı ölçüldüğünde iki farklı şekilde (optik izomer) düzenlendiği bulunmuştur.birbirleriyle optik izomel olan bu iki yapıya alfa ve beta glikoz denir.Bunların yapıları , 1.karbon atomundaki yarısetal hidroksilinin halka düzleminin üstünde ve altında yer almasıyla farklandırılır.Formül II.4.
b-glikoz molekülünde 1.karbondaki yarıasetal hidroksili ile bir başka b-glikoz molekülünün 4. karbon atomundaki sekonder alkolün kondanse olması , yani 1-4 bağlanması ile sellobioz adı verilen disakkarit meydana gelir . Kaba formülü C12H22O11 olan sellobiozun n tanesinin birleşmesi sonucunda da selüloz polimeri oluşur .Formül II.5 ve 6.
Formül II.5 FORMÜL II. 6
Selüloz molekülünde,reaksiyon yeteneği olan alkol grupları yanında ,1 ve 5.karbon arasındaki yarıasetal oksijeni ile 1.ve 4. karbonlarını bağlayan asetal (glikozit) bağı bulunmaktadır.Molekülü polimerleşme derecesi, selülozun elde edildiği kaynağa göre değişir.Pamuk selülozunun P.D.’si 3000-11500,keten selülozunun 25000-36000,rejenere selülozik elyafının ise 350-800 arasındadır.
Selüloz polimeri, dallanmamış uzun zincirler oluşturur. Bu zincirler üzerinde bulunan primer ve sekonder alkol grupları karşılıklı etkileşerek H-köprüleri meydana getirirler. Formül II.7
Selüloz zincirleri birbirine paralel şekilde düzenlenmemişse yukarıda görüldüğü üzere hidrojen köprüleri oluşarak sağlam bir şekilde bağlanırlar .Bu bağlanmalar sonucunda kristalin bölgeler oluşur.Doğal selülozda kristalin bölgelerin oranı %70;rejenere selülozda %35-40 kadardır.Şekil II.1.
ŞEKİL ıı.1.
II.1.1.1. SELÜLOZUN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ
a) Selüloza Suyun Etkisi :
Su molekülü,atomlarının yerleşim biçimlerinden dolayı,dipol karakterdedir.Bu nedenle sudaki oksijen,atomları selülozun alkol grupları ile hidrojen köprüleri meydana getirir.Böylece su ile ıslanmış bir selülozik materyal ,su moleküllerini hidrojen köprüleri yardımıyla üzerine bağlar.Polimer zincirleri arasına giren su molekülleri nedeni ile zincirlerin arası açılır,selülozda şişme görülür; fakat kimyasal bir etki söz konusu olmaz.
FORMÜL II.8.
Şişme olayı,selülozdan yapılmış lif,iplik ve kumaşı da etkileyeceğinden;kumaşın boyca ve ence kısalmasına sebep olur.Suya bastırılmış bir pamuk lifi enine kesit olarak %45-50 şişer.Sıcaklık derecesindeki artma,şişme miktarında da artmaya sebep olur.Bkz.Şekil II.7
b) Organik Çözücülerin Etkisi :
Alkol ,eter,benzen ve petrol eteleri gibi bilinen organik çözücülerde selüloz çözünmez ve etkilenmez.
c) Asitlerin Etkisi :
Selülozdaki glikozid bağları , özellikle anorganik asitlere karşı dayanıksızdır.Asitlerin etkisi ile bu bağlar kopar, sonra su ile birleşir.Su molekülünün katılması ile sonuçlanan ayrışma reaksiyonları genellikle hidroliz olarak adlandırıldığından , bu reaksiyon bir hidroliz olayıdır.Asit çözeltisini etkime , zincirin farklı yerlerinde aynı olmadığından kopmalar değişik noktalarda meydana gelir.Bu nedenle selülozun tamamlanmayan hidroliz reaksiyonun ürünü , karmaşık bir bileşiktir ve ‘hidroselüloz’ olarak isimlendirilir.Formül II.8.
Hidroliz tamamlandığında son ürün olarak glikoz elde edilir.
(C6H10O5)n + nH2O n C6H12O6
Bu reaksiyon ,selülozu seyreltik asidlerle bile kaynatmakla meydana gelebilir.Dha düşük sıcaklıklarda ise ,hidroselüloz oluşumu olasılığı artar.
Formül.II.9
Hidroselülozun P.D.’si zincir kopmaları nedenli ile selülozun poimerleşme derecesinden düşüktür ve hidroliz şartlarına bağlı olarak değişir.Zincir kopmaları sırasında serbest aldehid grubları oluştuğundan hidroselüloz indirgen özellik gösterir.Hidroselüloza dönüşmüş selülozik materyalin dayanıklılığı azalır;kırılgan ve sert bir durum alır.
Nitrik asit HNO3 gibi, yükseltgen etkisi olan asitlerle selüloz oksiselüloza dönüşebilir.Çok kısa süre için , soğun nitrik aside batırılan selülozik mayteryalde ,boyca ve ence kısalma yanında , gerileme mukavemetinde ve boyar madde affinitesinde artma görülür.Bu reaksiyonda asitle temas süresi artıkça oksidasyon olasılığı da artar.
Hidroliz reaksiyonun derecesi , asidin cinsine ve sıcaklığına bağlıdır.Yüksek sıcaklıklarda reaksiyon,daha kolay olur.Sülfirik ;nitrik ve hidroklorik asidler çok kuvvetli hidrolizleyicidirler; buna karşılık formik ve asetik asit gibi organik asidlerin reaksiyon yetenekleri düşüktür.
d) Tuzların Etkisi
Selüloz natural tuz çözeltileri ile şişme gösterir.AICI3 gibi , asidik tuzların çözeltilerinde , kolayca hidroliz olur.Derişik amonyak ve oksidle yapılmış olan tetraammin bakır hidroksit [Cu(NH3)4] (OH)2 çözeltisinde ,selüloz çözünür.Bu çözelti bakır ipeği (rayonu) yapımında kullanılır.
e)Bazların Etkisi
Selüloz molekülündeki glikozid bağları ,bazlara karşı oldukça dayanıklıdır.Na2CO3 gibi zayıf bazlar havasız ortamda ne düşük nede yüksek sıcaklıklarda selüloza etki etmez.Fakat reaksiyon ortamında hava veya oksijenin bulunması ile oksiselüloz oluşumu olasılığı doğar .Selüloz , bazik çözeltilerle özellikle sıcakta hava oksijeninden etkilenerek oksiselüloza yükseltgenir.
Oda sıcaklığında,seyreltik NaOH çözeltileri de selüloza aynı şekilde etkir.Kaynar temparatürde , % 1 ve 2 ‘lik NaOH ile havasız ortamda etkilenmez; hava veya oksijen varsa , çok az miktarda selüloz çözeltiye geçer.Baz konsantrasyonu arttıkça ,selülozun çözünülürlüğüde artar.
%10’un üzerideki sodyum hidroksit çözeltilerinde farklı bir etki gözlenir .Oda sıcaklığında elyaf şişer , elastikleşir ve boyca kısalır kısalma önlenirse , materyal yıkandıktan sonra parlaklık kazanır.Bu işlemle meydana gelen ürüne “alkaliselüloz” adı verilir. Şimdiye kadar yapılan araştırmalarda ,alkaliselülozu bileşimi tam olarak açıklanamamıştır.Ancak bazı yapılan denemelerden bazı sonuçlar çıkarılmıştır.Reaksiyonlarda
%10’un üzerindeki sodyum hidroksid çözeltilerinde farklı bir etki gözlenir. Oda sıcaklığında elyaf şişer, elastikleşir ve boyca kısalır. Kısalma önlenirse, materyal yıkandıktan sonra parlaklık kazanır. Bu işlemde meydana gelen ürüne “alkali selüloz” adı verilir. Şimdiye kadar yapılan araştırmalarda, alkali selülozun bileşimi tam olarak açıklanamamıştır. Ancak yapılan denemelerden bazı sonuçlar çıkarılmıştır. Reaksiyonlarda NaOH’in, selüloza ya bir katılma bileşiği şeklinde, veya alkolat şeklinde bağlandığı kabul edilmektedir. Selüloza bağlanan NaOH miktarları eşdeğer olarak tayin edilirse, %16’ya kadar konsantrasyonlardaki NaOH çözeltilerine batırılan materyalin absorpladığı alkali miktarı, konsantrasyon arttıkça artar. %16-24 arasındaki konsantrasyonlarda selülozun bağladığı alkali miktarı %12.5 gibi sabit bir değerde kalır. Bu değer, selülozdaki iki glikoz birimi başına bir NaOH bağlandığını gösterir ki, bunun formülü (C6H10O5)2 NaOH dır. %24’ün üzerindeki NaOh konsantrasyonlarında ise, absorplanan alkali miktarı giderek artar ve 22.5 g/100 g selüloz değerine eriştiğinde sabit kalır. Bu değerde selülozdaki her glikoz biriminin bir mol alkali bağladığını kanıtlamaktadır ve formülü de (C6H10O5). NaOH dir. Şekil II.2
Düşük temperatürlerde, bazik çözeltiler içinde uzun süre bırakılan selülozun büyük bir kısmı çözünür. Sıcaklık arttıkça çözünme oranı da artar.
Soğukta derişik sodyum hidroksit çözeltilerinde kısa sürede meydana gelen etkilerden, selülozik elyafın terbiyesinde, “merserizasyon” işleminde yararlanılmaktadır. Böylece selülozik materyal daha hidrofil ve absorban olur.
f ) Yükseltgen Maddelerin Etkisi :
Yükseltgen maddeler, selülozu kolayca oksiselüloz’a dönüştürür. Terbiye işlemlerinde kireç kaymağı, sodyum hipoklorit, sodyum klorit, sodyum ve potasyum kloratlar ve kromat gibi yükseltgen maddeler kullanılmaktadır. Bu reaktifler az veya çok, selülozun fonksiyonel gruplarına veya glikozid bağlarına etki ederek, zincir kopmalarına neden olur. Selülozdaki hidroksil gruplarının etkilenmesi; primer alkol grubunun aldehid ve karboksilik aside; sekonder alkol grubunun ketona ve bağ kopması sonucu aldehide dönüşmesi şeklinde meydana gelir. Glikoz biriminin altıncı karbon atomundaki primer alkol grubu aldehid veya karboksil grubuna kadar yükseltgenir. Formül II.10 (C).
İkinci ve üçüncü karbon atomlarındaki sekonder alkol gruplarında önce keto grubuna, daha sonra bağ açılması ile aldehid grubuna dönüşür. Formül II.10 (B).
Yükseltgenme, glikozit bağlarında meydana gelebilir. Bu takdirde zincir kopmaları ile birlikte uçlarda aldehid grupları da oluşur. Selülozun polimerleşme derecesi düşer. Formül II.10 (A).
Yukarıdaki formüllerde görüldüğü üzere, son ürünlerde selüloz zincirinde aldehid, keto ve karboksil grupları meydana gelir. Aldehid grupları indirgen özellik; karboksil grupları ise asidik özellik gösterdiğinden, meydana gelen oksiselüloz, “asidik oksiselüloz” ve “indirgen oksiselüloz” olmak üzere farklandırılır. Yapısında karboksil grupları bulunan oksiselüloza asidik, aldehid grupları bulunana ise indirgen osiselüloz denir.
Yükseltgenen selülozun ne kadarının oksiselüloza dönüştüğü ve meydana gelen indirgen ve asidik oksiselülozun miktarları, bakır sayısı ve metilen mavisi sayısı ile belirlenir. Polimerleşme derecesindeki düşme ise, alışkanlık ölçümü ile tayin edilir.
Bakır sayısı: Zincirde yükseltgenme nedeniyle aldehid grupları oluşmuşsa; selülozun Fehling çözeltisiyle kaynatılması sonucunda, selülozik materyal üzerinde indirgen oksiselüloza eşdeğer miktarda bakır (I) oksit bileşiği çöker. Bu çözelti, selülozik materyal üzerinde kırmızı renkte görülür.
100 gram selülozik materyalden çöktürülen bakır (I) oksidindeki bakır miktarı (gram cinsinden), bakır sayısı olarak verilir. Bu değer, selüloz üzerinde oluşmuş indirgen oksilelülozun oranı hakkında bilgi verir.
Metilen mavisi: Metilen mavisi, bazik karakterde bir boyar maddedir. Bu nedenle oksiselülozdaki asidik karakterdeki karboksil grupları ile reaksiyon vererek onlara bağlanır. 100 gram selülozik materyalin bağladığı metilen mavisinin miligram olarak miktarı metilen mavisi sayısıdır. Bu sayı, asidik oksiselülozun miktarını verir.
Selülozun polimerleşme derecesinin ölçülmesi :
Yükseltgen maddelerde zincir kopmaları meydana gelmişse bu kopmaların miktarı, P.D. sinin tayini ile saptanır. Selülozun polimerleşme derecesi, diğer polimer maddelerde olduğı gibi, çözeltilerinin akışkanlığını ölçmekle tayin edilir. Akışkanlık ölçümü viskozimetre yardımıyla yapılır. Polimer maddelerin seyreltik çözeltilerin de alışkanlık, makromolekülün molekül ağırlığı ve buna bağlı olarak P.D. si ile orantılı olarak değişir. Molekül ağırlığındaki bu değişme, viskozite ile doğru; alışkanlık ile ters orantılıdır. Viskoziteyi ölçebnilmek için selüloz, cuoxam (tetrammin bakır hidroksit), cuen (bis-etilendiamin bakır hidroksit) veya cadoxen (tetrammin kadmiyum hidroksit) de çözündürülür. Hazırlanan bu çözeltinin viskozitesi ölçülerek polimerleşme derecesi tayin edilir.
Denemede kullanılacak tetrammin bakır hidroksit çözeltisi, 1 litrede, 240 g amonyak ve 15 g bakır içerecek şekilde hazırlanmalıdır. Bu standart çözeltinin 100 ml sinde 0,5 g selüloz çözündürülür ve uygun bir viskozimetre ile viskozitesi veya akışkanlığı ölçülür. Elde edilen değerler, selüloz molekülündeki bozulma derecesini gösterir. Test çözeltisindeki selüloz doğal selüloz ise akışkanlık değeri 3 ile 5 arasında bulunur. Bundan daha yüksek değerler selülozda P.D. sinin düştüğünü, yani zincirde kopmalar olduğunu gösterir.
g ) Işığın ve atmosferin etkisi :
Işığın etkisi altında, selüloz fotokimyasal bir reaksiyonla, havanın oksijeni ile yükseltgenerek oksiselüloz oluşturur. Bunun sonucunda dayanıklılığında azalma gözlenir. Selülozun fotooksidasyonu, ışığın dalga boyuna (UV ışınları, görünür ışınlardan daha aktiftir.), ortamın nemine ve sıcaklığına, materyalin cinsine göre değişir.
BİTKİ TOHUMLARINDAN ELDE EDİLEN LİFLER
II.1.2. PAMUK
Pamuk, keten ve yün ile birlikte tekstilde kullanılan en eski elyaftır. Anavatanı Hindistan’dır. M.Ö. 3000 yılına ait Hint mezarlarında pamuklu materyal örneklerine rastlanmıştır. M.S. 800 yıllarında Hindistan’dan Japonya ve Çin’e geçmiş; 13. Yüzyılda Marco Polo tarafından Avrupa’ya getirilmiştir. Kriftof Kolomb, Amerika kıtasını keşfettiğinde orada pamuk bitkisi vardı ve tekstil alanında kullanılmakta idi. Şöyle ki, Peru’nun keşfinde mezarlarda pamuklu dokumalar bulunmuştur.
Pamuk bitkisi, Antartika dışında dünyanın her yerinde yetişir. Ancak bitki daha çok nemli ve sıcak iklimi sever. Dünyanın en fazla pamuk üreten 10 ülke arasında Türkiye de vardır. Bunlar üratim miktarı sırasına göre, ABD, BDT, (Özbekistan ve Kazakistan), Çin, Hindistan, Meksika, Pakistan, Brezilya, Türkiye, Mısır ve Sudan’dır. Türkiye’deki üretim Ege, Çukurova ve Antalya olmak üzere başlıca üç bölgede yapılmaktadır. Ayrıca, az miktarda Güneydoğu Anadolu Bölgesi, Trakya, Iğdır Ovası ve Orta Anadolu’da da yetiştirilmektedir. Üretilen pamuk türleri: Coker, Deltapine, Carolina Queen ve yerli maydos pamuklarıdır.
II.1.2.1. PAMUK LİFİNİN FİZİKSEL YAPISI
Pamuk lifi içi protoplazma sıvısı ile dolu ince duvarlı bir bitki hücresidir. Hücrenin üstü kapalı, tohumdan koparılan kısmı ise açıktır. Hücrenin en dışında kütikül olarak adlandırılan yağ ve vakslardan oluşmuş bir ince tabak vardır. Bunun hemen altında, kalınlığı 200nm (1nm=10-9.m) kadar olan ve selülozdan yapılmış fibrillerden oluşan primer hücre duvarı bulunur. Bu duvarın fibrilleri eksene 70derece açı yapacak şekilde sarmal olarak düzenlenmiştir. Daha sonra, merkeze doğru lifin bütün kütlesini oluşturan ve yine selülozdan yapılmış sekonder hücre duvarı yer alır. Sekonder hücre duvarı, lifin olgunlaşması sırasında her gün bir tabaka olmak üzere selüloz ile örülür. Lifin enine kesitinin mikroskop altında incelenmesi sırasında bu günlük büyüme halkaları kolayca görülür. Bu duvar üç bölgeden yapılmıştır. En dıştaki tabakada fibriller, eksene 20-30 derecelik açı ile sarmal yapı gösterirler. İkinci bölgedeki fibriller ise yine aynı açılarla, fakat diğer bölgenin ters yönünde yerleşiktir. Sekonder duvarın üçüncü bölgesi de lümen denilen ve içi protoplazma sıvısı ile dolu olan kanalı çevreler. Bu sıvı içinde proteinler, şekerler ve mineraller bulunur.
Bitki olgunlaşıp kozalar açıldığında protoplazma sıvısı kurur. Bu kuruma sırasında hücrenin enine kesiti, dairesel halden bir tarafı göçmüş bir duruma geçer. Lifin yapısına mikroskop altında bakıldığında uçlara doğru daralan, bükülmüş bir şerit gibidir. Enine kesiti incelendiğinde bu durum oldukça iyi bir şekilde gözlenir. Lifin yapısındaki bu büklümler, eğirme kalitesini arttıran önemli bir özelliğidir.
Üretim sırasındaki olumsuz koşullar, sekonder duvarlarının oluşumunu da olumsuz yönde etkiler; Bu çeperler tam olarak gelişemez. İç tabakaları tam olarak gelişmemiş lifler, ince duvarlı ve büklümsüz görünüştedir. Ölü pamuk denilen bu tür lifler, zayıf ve kırılgan olduklarından düşük kalitelidir. Kolayca boyanamadığından materyal üzerinde az boyanmış benekler halinde görülür. Boyama ve diğer kimyasal işlemlerde duvarların kalınlığı ve lümenin genişliği çok önemlidir; Çözeltinin lif içinde nüfuz etmesini sağlar.
II.1.2.2. PAMUK TİPLERİ
Dünyanın çeşitli bölgelerinde, değişik yetişme koşullarında ticari olarak pek çok pamuk bitkisi yetiştirilmektedir. Bunun sonucu olarak çok sayıda ve farklı derece ve kalitede pamuk üretilmektedir. Pamuk liflerinin farklandırılması, büyük uzmanlık ve maharet isteyen zor bir iştir.
Genellikle kalite, lif boyu ile doğrudan ilgilidir. Ticari olarak pamuk lifleri lif boyuna göre üç sınıfa ayrılır.
1- Lif uzunluğu 2,5-6,5 cm olanlar:
Bu sınıftaki pamuklar, ince ve parlak liflerden oluşmuştur ve en üst kalitededir. Bu liflerin çapı 10-15 mm ve inceliği 9,99-1,62 denierdir. Sea Island, Mısır, Amerikan-Mısır pamukları bu sınıftandır.
2- Lif uzunluğu 1,5-3 cm olanlar:
Orta mukavemette, orta parlaklıktadır ve dünyada üretilen pamukların büyük kısmı bu kalitededir. Genellikle 12-17 mm çapında olup, incelikleri 1,26-1,98 denierdir. Amerikan Upland ve bazı Peru pamukları bu sınıftandır.
3- Lif uzunlukları 1-2,5 cm olanlar :
Bu sınıf lifler, kaba ve düşük değerlidir. Dayanıklılıkları az ve donuktur. Lifler, 13-22 mm çapında ve 1,35-2,61 denier inceliğindedir. Asya’da ve Hindistan’da üretilen pamukların çoğu bu sınıfa girer.
II.1.2.3. PAMUĞUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
Pamuğun lifleri kremimsi beyaz renktedir. Bu renk iklim ve yetişme şartları yanında bitkinin türüne göre de değişir. Pamuk lifinin boyu 1 cm’den 7,5 cm’e kadar değişir. Çapı ise 6-25 mm dir. (mm=10-6m). Yoğunluğu 1,50-1,55 arasındadır. Pamuk havadan kolaylıkla nem adsorplar. Standart şartlarda, (20 derecelik sıcaklık ve %65 relatif nemde) %8,5 nem adsorplamasına rağmen, elle tutulduğunda kuru hissedilebilir. Ticarette izin verilen maksimum nem miktarı %8,5dir. %100 relatif nemde, pamuklu materyal %25-27 su adsorplar.
Lifin uzama miktarı ortalama %7-8dir. Elastik özellikleri yoktur. %2lik elastik uzamadan sonra geri dönme %74; %5lik uzamadan sonra ise %45dir.
Bütün selülozik materyalde görülen ıslandığında boyca ve ence kısalma, pamuklu materyalde de gözlenir. Kısalma elyafta meydana gelen şişmeden dolayıdır. Bu şişme şekil II.7’de görüldüğü üzere kısalmaya neden olur. Atkı ve çözgü ipliklerinde meydana gelen şişme olayı, karşılıklı olarak ipliklerin aşağı ve yukarıya doğru itilmesine ve böylece materyalin boyutlarının küçülmesine yol açar.
Bütün selülozik elyafta olduğu gibi, pamukta da ıslandığında dayanıklılıkta artma görülür. Dayanıklılık artması %30 civarındadır. Ancak bu değer, pamuğun herhangi bir işlemle bozulmadığı durumlar için geçerlidir. Aksi halde, dayanıklılık kuru haldekinden daha az olur. Pamuk ıslatıldığında ağırlığının %70i kadar su çeker.
II.1.2.4 PAMUK LİFİNİN KİMYASAL YAPISI
Pamuk lifinin kimyasal yapısı, bitkinin yetişme koşullarına göre kısmen değişiklikler gösterir. Ham pamuğun kimyasal bileşiminde, selüloz yanında yağ ve vakslar, hemiselüloz, pektin ve protein gibi maddeler bulunur. Bu maddelerin pamuk lifi içindeki oranları Tablo II.1de verilmiştir.
Pamuklu materyale yapılacak ön terbiye işlemleri ile selüloz yüzdesi 99’a kadar ulaşır. Selülozun yapısı hakkında daha önce bilgi verilmişti. Elyaf yapısında az miktarda da olsa diğer yabancı maddeler, onun bazı özelliklerini etkiler.
Hemiselüloz : Bitkilerin hücre duvarlarında selülozla birlikte bulunan bir cins polisakkarittir.
Protein : Protein ve diğer azotlu bileşikler, genellikle lümen sıvısı olan protoplazmada bulunur. Bu maddelerin pamuklu materyalden uzaklaştırılması, sodyum hidroksid ile pişirme sırasında gerçekleşir.
Pektin : Pektinler bitkilerin yapısında geniş ölçüde bulunan çok karmaşık yapıda karbonhidrad bileşikleridir. Ana bileşeni, kalsiyum-magnezyum pektattır. Bu tuzu oluşturan pektik asit, karboksil grupları esterleşmiş poligalakturonik asittir.
Doğal pektinlerde, pektik asit yüksek karbonhidratlarla birlikte bulunur. Yapıları tam olarak açıklanmamıştır. Pamuktan pektinin uzaklaştırılması, amonyum oksalat veya amonyum sidrat ile ekstrakte ederek gerçekleştirilir. Sıcakta bazik çözeltilerle kaynatmakla da (pişirme işlemi) uzaklaştırılabilir.
Anorganik maddeler : Pamuk lifinin yanması sonucu arta kalan kül, lifin yapısındaki anorganik maddelerdir. Pamuk külünde, silisyum dioksit, K, Na, Mg ve Mn karbonatlar, klorürler, sülfatlar ve fosfatlar ile demir ve alüminyum oksitleri bulunur. Bunların bileşimi toplak ve yetişme koşullarına göre değişir. Potasyum ve sodyum tuzları, külün %95ini oluşturu. Bu bileşim üretim ve iklim koşullarına göre az veya çok değişir.
Yağ ve vakslar : Bitkisel liflerdeki yağ ve vakslar, organik çözücülerle ekstrakte edilerek uzaklaştırılabilen bileşikler olarak tanımlanır. Pamuktaki yağ ve vaks miktarının %44ünü gossipil alkol C30 H61 OH oluşturur. Bunun dışında az miktarlarda, montanil alkol bulunur. Bu alkoller yanında serbest halde palmitik, stearik ve oleik asitlerle; bu asit ve alkollerin esterleri(vaks) vardır. Pamuktaki vakslar, kütikül tabakada bulunur.
II.1.2.5. PAMUK LİFİNİN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ
Pamuk lifi %100’e yakın oranda selüloz içerdiğinden, selülozun tüm kimyasal özelliklerini gösterir. Derişik ve kuvvetli asitlerle sıcakta ve soğukta bozunur. Derişik sülfirik asitte tamamen çözünür. Seyreltik asitlerle, sıcakta hidroselüloz vermek üzere bozunur ve çürür. Seyreltik bazlar pamuğa çok az etki eder. Fakat derişik bazlarla özel etkiler görülür. (merserizasyon) Uzun süre havada kalan pamuklu materyal fazla etkilenmez. Nontermoplastik yapıdaki pamuk 150 °Cnin üstündeki sıcaklıklarda bozulmaya başlar; 170 °C’de kısa zamanda kavrulur. Yakıldığında, siyah, parmak arasında ezilebilen bir kül bırakır ve yanık kağıt kokusu duyulur. Yükseltgen ağartıcılarla uzun süre temas halinde kalırsa oksiselüloz oluşumu ile bozulur.
Güneş ışığındaki UV ışınları, hava oksijeni, nem ve kirli hava koşulları altında kalan pamukta polimer bozulur. Doğrudan güneş ışığı, özellikle sıcak ve çok nemli havada pamuklu materyale etkiyerek dayanıklılığını azaltır.
II.1.3. KAPOK
Bitki tohumundan elde edilen bir başka lif cinsi de kapoktur. Kapok ağacı, tropik iklimlerde( Hindistan, Java; Sumatra ve Afrika) yetişir. Ağacın kapsül şeklindeki meyvası içinde tohumu ile birlikte bulunan lifler, elle veya makinelerle kapsüllerden ayrılır. Tohumlar liflerden pamuğa nazaran çok daha kolay ayrılır. Sarı renkli, yumuşak elastik ve dayanıksız bir elyaftır. Lifler tek hücrelidir. Lif uzunluğu 1-3,5 cmdir. Yapısında %63 selüloz, %13 linyin bulunur. Pamuğun altıda biri kadar ağırlıktadır. Hafif olduğundan, dolgu maddesi olarak kullanılır; yatak ve yastık yapılır. Lifin yapısındaki gözenekler yüzünden iyi bir hava ve ısı izolasyonu sağlanır. Ayrıca bilinen en iyi ses tutucudur. Hafifliği ve ses izolatörü olması nedeniyle uçaklarda bu özeliklerinden yararlanılmaktadır. Suda uzun süre ıslanmaz ve hafif olduğundan yüzer. Islandığında çabuk kurur. Islanmaması, elyafın yüzeyinin vaks ile kaplı olmasındandır. Nem ve su çekme özelliği olmadığından, can yeleklerinde ve cam simitlerinde kullanılır. Bir kg kapok, 35 kg’lık bir ağırlığı su üzerinde rahatça tutar.
BİTKİ GÖVDESİNDEN ELDE EDİLEN LİFLER
Bitki gövdesinden elde edilen liflere” bast elyafı” da denir. Bu lifler, bir tek hücreden değil birçok hücreden oluşmuş bir lif demeti şeklindedir. Bu yüzden bu sınıfa, “çok hücreli elyaf” adı da verilir. Keten, kenevir, jüt, ve rami gibi lifler bu sınıftan olup bunlardan dünyada en fazla üretileni jüttür.
II.1.4. KETEN
Keten bitkisi, başlıca tohumu ve lifi için yetiştirilir. %40-45 yağ içeren tohumundan, kuruyan yağ türünde yağ elde edilir. Bezir yağı olarak bilinen bu yağ, boyacılıkta kullanılır. Yağı alınan tohumlardan geriye kalan küspe, hayvan yemi olarak değerlendirilir.
Tarih öncesi devirlerine ait ketenden yapılmış materyallere, İsviçre’nin göl kıyılarındaki yerleşim bölgelerinde ve Eski Mısır mezarlarında rastlanmıştır. Bu da ketenin, iplik ve kumaş haline getirilme işlemlerinin binlerce yıl önceden geliştiğini ortaya koymaktadır.
Dünya üretiminde, %70 ile Rusya başta gelir. Bu ülkeyi %20 ile Polonya izler. Daha sonra, Fransa, Belçika, Kuzey İrlanda ve Romanya gelir. Türkiye’de de keten ekiilir ancak düşük kalitededir. Fransız keteni parlaklığı, İrlanda keteni ise beyazlığı ile ünlüdür.
Sonbaharda ve ilkbaharda ekilebilen keten, bir yıllık bir bitkidir. Nemli havayı sever. Lifinden ve yağından yararlanılacak keten bitkileri birbirinden farklıdır. Lif keteni uzun ve ince; yağ keteni ise kalın ve kısadır. Temmuz ve ağustos aylarında bitki yeşilliğini kaybedip, yapraklarını dökünce hasatı yapılmalıdır. Boyu en az 60 cm olan bitkiden tekstilde kullanılabilecek liflerde elde edilebilir.
Keten lifi, bitkinin sap ve gövdesinden elde edilir. Keten sapının enine kesitinde, en dışta epiderm adı verilen bir kabuk tabakası görülür.
Bu tabakanın iç kısımlarında odunsu hücreler arasında demetler halinde lif hücreleri bulunur. Bu lif demetleri, birbirlerine ve kabuktaki diğer dokulara(odunsu hücrelere), pektin maddesi ile bağlanmıştır. Lif hücrelerini birbirine bağlayan pektin maddesi(iç pektin) ile demetleri odunsu hücrelere bağlayan pektin maddesi (dış pektin) arasında yapı bakımından biraz fark vardır.
Kalın bitki saplarında odunsu hücreler fazla olacağından lif oranı düşer. Bu nedenle ince bitki saplarında lif miktarı daha fazladır.
II.1.4.1. KETEN LİFİNİN FİZİKSEL YAPISI
Taraklanmış keten liflerinin boyu 20-75 cm kadardır. Bu değer ortalama 50 cm civarındadır. Tek tek lif hücreleri ise 7-8 cm boyundadır. Yetişme koşullarına ve lifi oluşturan hücre sayısına göre lif kalınlığı değişir; 0,014-0,025 mm arasındadır. Bir tek lif en az 3-6 hücreden ibarettir. Lifin mikroskobik görünümünde uzun, şeffaf ve silindirik tüpler görülür. Bunların aralarında boğum veya düğüm denilen enlemesine işaretler vardır ki bu yapı keten için karakteristiktir. Bu kesiti çokgen şeklindedir. En dışta ince bir tabaka halinde yağ ve vakslar bulunur. Daha içte primer ve sekonder duvarları ile ortada küçük bir lümen bulunur. Sekonder duvarundaki fibrillerin yönü, pamukta olduğu gibi, tabakalarda sıra ile S Z S yönündedir. Her keten lif hücresinde iç kısımda ince ve dar bir lümen bulunur. Lifin enine kesiti çokgen biçimindedir. İyi gelişmiş liflerde enine kesit ovaldir ve hücre duvarları çok incedir. Rengi sarımtırak beyaz veya esmerdir. Bu rengin derecesi bitkinin işlenmesi ve kalitesi ile ilgilidir.
II.1.4.2. KETEN LİFİNİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
Keten pamuktan daha dayanıklı bir elyaftır. Bu özelliği ıslandığında daha da artar. iyi bir ısı iletkenidir. Yazın serin tutar. Esnekliği az olduğundan çabuk buruşur. Kristalin bölgelerin oranı pamuğa kıyasla olduğundan dayanıklılık yanından keten lifleri daha gevşek, gıcırtılı ve sert bir tutuma sahiptir. Dayanıklılığı, pamuktan daha fazladır. Kopma anında uzama miktarı, kuru iken % 1,8; yaşken %2,2dir. Islakken %20 daha dayanıklıdır. Özgül ağırlığı 1,5 g/cm3dür.
II.1.4.3. KETEN LİFİNİN KİMYASAL YAPISI
Keten lifinin kimyasal bileşimi aşağıdaki gibidir :
Keten selülozu, yaklaşık 18000 sellobioz biriminden oluşmuştur. Yani, P.D. si 18000 civarında olup bu sayı yetişme ve toprak koşullarına göre değişir. Bu değer, bilinen tekstil lifleri içinde ketenin en uzun polimer zincire sahip olduğunu gösterir.
Ketende, pamukta bulunmayan linyin maddesi vardır. Linyinin kimyasal bileşimi aydınlatılmamıştır. Bir polimer madde olan linyinin monomerinin ß- hidroksi – koniferil alkol olduğu, bu monomerin birbiri ile eter, yarı asetal ve asetal köprüleri ile bağlandığı ileri sürülmektedir. Linyinin tanınması HCl ile asitlendirilmiş floroklüsin çözeltisiyle verdiği morumsu kırmızı renkten anlaşılır. Keten yapısındaki diğer maddeler pamuk konusunda incelenmiştir.
Ketenin yapısında bulunan fazla miktardaki yağ ve vaks ona parlaklık ve dayanıklılık kazandırır. Parlak ve düzgün yüzeyli olduğundan kir tutmaz.
II.1.4.4. KETEN LİFİNİN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ
Keten lifleri, kimyasal reaktiflere karşı pamuğun gösterdiği özellikleri gösterir. Kaynar su, güneş ve deterjanlardan fazla etkilenmez. Nem çekme özelliği oldukça iyidir. Bu nedenle ticarette en fazla %18 nem kabul edilir. Bu nemi taşıdığında bile kuru hissedilebilir. 120 dereceC nin üstündeki sıcaklıklarda bozulur. Güneş ışığında dayanıklığını kaybeder.
Ketenden dokunmuş kumaşlar genellikle yatak takımları, sofra takımları ve elbiselik olarak kullanılır. Serin tutması bakımından yazlık giysilerde tercih edilir ancak günümüzde dünyada oldukça az miktarda üretilmektedir. Bunun sebebi, işletme ve üretim işleminin zorluğu ve pahalı oluşudur. Keten atıkları iyi cins kağıt (banknot kağıtları, sigara kağıtları) yapımında kullanılır.
II.1.5. KENEVİR
Kendir adı da verilen kenevir bitkisi, lifi ve tohumundan elde edilen yağı için yetiştirilir. Kenevir bitkisi dişi ve erkek olmak üzere iki tiptir. Dişi kenevirlerde dalların uç yapraklarında bulunan salgı tüyleri, yapışkan ve kendisine has kokusu olan uyuşturucu etkili bir madde salgılar. Bu madde esrar adı ile bilinir. Bitkinin Cannabis sativa türü, lifi için üretilir. Cannavis indica (Hint keneviri) türünde ise narkotik madde miktarı daha fazladır. Bu nedenle kenevir devlet kontrolünde üretilir; hind kenevir üretimi ise yasaktır.
Dünyada kenevir üretimi yapan ülkeler, BDT, Hindistan, Çin, Macaristan, Polonya ve Yugoslavya’dır. Türkiye’de de bir miktar kenevir yetiştirilir. Türkiye’de pamuktan sonra en fazla üretilen tekstil bitkisidir ve Kastamonu, Ünye, Fatsa, Malatya ve Urfa dolaylarında yetiştirilir.
Kenevir bir yıllık bir bitkidir. Ekimden 120-140 gün sonra hasadı yapılır. Lif hücreleri, ketende olduğu gibi kabuk kısmında demetler halindedir. Her lif demetinde 30-50 lif hücresi vardır. Lif üretimi ketende olduğu gibi çürütme, dövme ve taraklama işlemleri ile yapılır.
Lif uzunluğu 40-45mm’dir. Bitkinin uzunluğuna bağlı olarak 2 metreye kadar ulaşır. Kimyasal bileşiminde %78 selüloz, %9 kadar da linyin ve pektin bulunur. Linyin oranı ketenden daha fazla olduğundan daha kaba lifler şeklindedir. Parlak sarı veya esmer renklidir. Genellikle sicim, halat, urgan yapımında; yelken, çadır bezi ve çuval şeklinde veya halı çözgü ipliği olarak kullanılır. Ayrıca kotanize edilerek pamuk ile de karıştırılır.
II.1.6. JÜT
Jüt, pamuktan sonra dünyada en fazla üretilen bitkisel liftir. Tropik iklimde yetişen jütün anavatanı Hindistan’dır. Dünya üretiminin %80’i Hindistan, Pakistan ve Bangladeş tarafından karşılanır.
Bir yıllık bir bitki olan jütün gövdesinde lif hücreleri demetler halinde bulunur. Hücrelerin primer duvarlarında büyük ölçüde linyin vardır. Sekonder duvarındaki selüloz tabakaları da bir miktar linyin içerir. Bitki gövdesinin enine kesiti incelendiğinde beşgen veya altıgen şeklinde köşeli hücreler görülür. Hücrelerde lümenler daha geniştir. Bitkinin hasadı keten ve kenevirdeki gibi yapraklar sararmaya başladığı zaman yapılır. Hasadın geç kalması liflerdeki linyin miktarının artmasına sebep olur. Lif üretimi çürütme yöntemi ile yapılır. Çürütme sonunda lif demetler gövdeden elle soyularak ayrılır. Mekanik yöntemler de bu iş için kullanılır.
Elde edilen liflerin boyu 18-25 cm’dir. Lif demetlerindeki hücreleri birbirinden ayırmak zordur; bu nedenle lifler oldukça kalındır. Yapısında, %60-64 selüloz, %20 linyin ve % pektin bulunur. İlk elde edildiğinde açık sarı olan lifler zaman geçtikçe açık kahverengine döner. Kenevirden daha parlak lifler elde edilir.
Esneklik özelliği oldukça azdır. Diğer selülozik elyafta olduğu gibi nem çekme özelliği oldukça fazla olduğundan ticarette %12 ile sınırlandırılmıştır dayanıklılığı keten ve kenevirden daha düşüktür.
Dünyada üretilen jütün büyük bir kısmı çuval, örtü kumaşları, ip ve sicim yapımında kullanılmaktadır. Üretildiği ülkelerde işçilik ücretleri düşük olduğundan ucuza mal edilmektedir. Bu nedenle dayanıksız olması bir sorun yaratmaz. Ayrıca halı tabanı örgüsü olarak da kullanılmaktadır.
II.1.7. RAMİ
Sıcak ve orta kuşak ikliminde yetişen rami bitkisinin iki ayrı türü vardır. Anavatanı Çin olan ve beyaz rami de denilen türünün yaprakları, yeşil rami denilen diğer türünden daha geniştir; çiçeklerinin salkımları da daha sıktır.
Lif hücreleri, bitkinin gövdesinde kabuk kısmının altında yer alır. Hücreler diğer bast elyaftan farklı olarak tek tek dizilmiş şekildedir, demet halinde değildir. Mikroskop altında incelendiğinde liflerin enine kesitlerinin ketenden çok, pamuk liflerine benzediği görülür.
Bitkinin yaprakları sararmaya başladığında hasadı yapılır. Daha sonra bitki henüz yaşken kabuk kısımları soyulur. Soyma işlemi elle veya makinelerle yapılır. Kabuklar henüz yaşken bir bıçak yardımıyla sıyrılarak temizlenebilir. Bu şekilde elde edilen lifler, üzerinde yapışkan madde bulunduğundan oldukça serttir ve ham rami olarak adlandırılır. Bu lifler kırılgan ve gevşektir. Üzerindeki zamksı maddenin uzaklaştırılması için çürütme işlemi uygulanır. Mikroorganizmalarla veya kimyasal maddelerle yapılan zamk giderme işleminden sonra elde edilen lifler yumuşayarak daha iyi eğrilebilir hale gelirler.
Ortalama 15 cm uzunluğunda parlak beyaz rami liflerinin %80-85’i selülozdan yapılmıştır. Ramide diğer bast elyafın aksine linyin yoktur. %6,5-7,5 oranında pektin maddesi bulunur.
Çeşitli yerel giyim eşyaları, döşemelikler, ip ve halatlarla endüstri tekstilinde kullanılmaktadır.
BİTKİ YAPRAKLARINDAN ELDE EDİLEN LİFLER
II.1.8. SİSAL
Sisal bitkisi sıcak ve nemli iklimde yetişir. Yapraktan elde edilen lif sınıfında en fazla sisal üretilir. Brezilya, Afrika ve Endonezya’da yetiştirilen sisal bitkisi, 7-8 yaşına geldiğinde lif üretimi için kullanılabilir. Uzun, etki ve kın şeklin de yaprakların %80-85’i sudur. Taze yapraktan çürütme yöntemiyle %3-4 kadar lif elde edilebilir. Bir bitkiden 15-20 yıl boyunca ürün alınabilir.
Sisal lifleri birbirleriyle yapışık halde bulunan hücre demetleri şeklindedir. Liflerin boyu 100cm’e kadar ulaşır. Rengi beyazdan sarı kahveye kadar gider. Yapısında %65-72 selüloz, ayrıca hemiselüloz, pektin ve linyin bulunur. Pektin miktarı %9-14 kadardır. Elyafta küçük gözenekler olduğundan nem çekme özelliği fazladır.
Sağlamlığı ve tuzlu suya karşı dayanıklılığı oldukça fazladır. Aynı zamanda diğer kaba liflere göre esnekliği iyidir. Bu nedenle gemi halatları ve denizcilikte bağlama malzemesi olarak ve örme işlemlerinde kullanılır.
II.1.9. MANİLA KENEVİRİ (ABACA)
Hurma ağacına benzeyen ve 8-20 yıl yaşayan bir tropikal bitkidir. Filipinler’de yetişir. Dünya üretiminin %94’ünü bu ülke karşılar. Yaprak kınları içinde lifler, demetler halinde bulunur. Yapraklar, bitki çiçeklenmeye başladığında hasat edilir. Yaprak kınından lifli kısımlar sıyırma ile ayrılır. Daha sonra güneşte kurutulur. Beyazdan kahverengiye kadar giden renklerde parlak ve sağlam lifler elde edilir. Yapısında %63-64 selüloz, %10 hemiselüloz ve %5 linyin ve pektin içerir. %10 kadar da nem bulunur.
Abaca lifleri sağlamlığı ve nem çekici özelliğinin azlığından dolayı yelken bezleri, gemi halatları yapımında kullanılır. Ayrıca kaba dokuma kumaşlar ve yastık dolgu maddesi yapılır.
BİTKİ MEYVESİNDEN ELDE EDİLEN LİFLER
II.1.10. KOKO ELYAFI
Tropikal bir bitki olan hindistan cevizi meyvasının üstünü örten lifli tabakadan elde edilir. Seylan, Hindistan ve Pakistan’da yetiştirilir. Üretimi için hindistan cevizi kabukları nehirlerde 6-12 ay bekletilir. Bu süre içinde kabuklardaki çamurlar gider; odunsu hücreleri liflere bağlayan yapışkan madde bozunur ve lifler birbirinden ayrılacak hale gelir. Bu kabuklar kurutulur ve odun tokmaklarla dövülür. Sonra temizlenerek kaba, uzun, ince ve kısa lifler sınıflandırılarak ayrılır. Açıktan koyu kahveye giden renklerde, sert fakat esnekliği fazla olan lifler elde edilir. Suya karşı dayanıklıdır.
Koko lifleri, iplik haline getirilip; parlak renkli koko hasırlarının yapımında, çuval ve gemi halatı imalinde kullanılır. Sert olanları paspas ve fırça olarak tüketilir.
II.2. HAYVANSAL LİFLER
Tekstilde kullanılmak amacıyla hayvanlardan elde edilen lifler bu sınıfa girer. Bu sınıftaki bütün liflerin yapıtaşının, hayvansal organizmanın da yapıtaşı olan protein olması nedeniyle bu liflere protein lifleri de denir. Hayvansal lifler, kıl kökenli (deri ürünü) ve salgı kökenli olmak üzere iki alt sınıfa ayrılır. Kıl kökenli lifler sınıfında, koyundan elde edilen yün başta gelir. Koyundan başka çeşitli hayvanların kılları da tekstil elyafı olarak kullanılır. Bunlar; tiftik keçisinden moher, tavşandan angora, deveden devetüyü, keşmir keçisinden kaşmir, adi keçiden keçikılı gibi liflerdir. Salgı kökenli lif ise, ipekböceğinden elde edilenm doğal ipektir.
Hayvansal liflerin yıllık üretim miktarı tüm liflerin toplam miktarının %10’undan daha azdır. Bu miktarla dünya lif kaynaklarının çok az bir kısmını oluştururlar. Ancak, bunların sınırlı miktardaki üretiminden çok dünya tekstil ticaretindeki rollerinin önemi büyüktür.
Selülozik elyafta selüloz hakkında olduğu gibi, hayvansal liflerin yapıtaşı olan protein hakkında, yapı ve özellikler bakımından gerekli bilgilerin, hayvansal liflerin tek tek incelenmesinden önce bilinmesi gerekir. Böylece hayvansal liflerin bazı özellikleri protein hakkında edinilen genel bilgilerle açıklanabilir.
II.2.1. PROTEİN
Doğada bulunan proteinler yüksek molekül ağırlıklı polimer bileşiklerdir. Elementer analizlerinde karbon, hidrojen, oksijen, azot yanında az miktarda da kükürt ve fosfor bulunur, a-amino asitlerin polimerleşmesi ile oluşan proteinler, yumak veya iplik şeklinde moleküller halindedir. Bunlardan iplik şeklinde olanları, lif oluşturmaya uygundur.
Proteinlerin monomerleri olan a-amino asitlerin moleküllerinde 2. karbon atomunda -NH2 amino grubu vardır. Genel formülleri
R – CH – COOH şeklindedir.
|
NH2
Formülde R ile gösterilen kısım, alifatik ve aromatik gruplar içerebilen çeşitli yapıda gruplardır ve yan zincir olarak isimlendirilirler.
Doğada bulunan a-amino asitlerden bazılarının formülleri II.11’de verilmiştir.
Formüllerde görüldüğü gibi, aminoasitlerin karakteristik grupları olan, -NH2 ve –COOH, her molekülde vardır. Genel formülde molekülün R ile gösterilen kısmı her aminoasitte farklıdır böylece R’leri farklı birçok aminoasit molekülü bulunabilir. Formül II.11’de bu aminoasitlerden bazıları verilmiştir.
molekülü bulunabilir. Formül II.11’de bu aminoasitlerden bazıları verilmiştir.
a-amino asitler, birbirleri ile bir molekül su ayrılmasıyla oluşan kondensasyon reaksiyonları verirler. Bu reaksiyon sonucunda iki molekük arasında peptid bağı adı verilen bir kovalent bağ meydana gelir. İki molekül aminoasitten oluşan bu bileşiğe de dipeptid denir. Formül II.12.
H2N – CH – COOH + H2N – CH – COOH à H2N – CH – CO – NH – CH – COOH +H2O
| | | |
R R R R
a-aminoasit a-aminoasit dipeptid
Formül II.12
Bu bileşiğe üçüncü bir aminoasitin aynı şekilde kandensasyonu ile meydana gelen yeni peptite ise tripeptid denir. Bileşikteki aminoasit sayısına göre peptidler, tetra- ve pentapeptid olarak isimlendirilirler. Genel olarak peptiddeki aminoasit molekülü sayısı 5-10 arasında ise oligopeptid, 10-100 arasında ise polipeptid, 100’den fazla sayıda ise protein adını alır. Doğada bulunan otuz kadar aminoasitten bütün proteinler meydana gelir. Bu aminoasitlerden 20 kadarına oldukça sık rastlanır. Bkz. Formül II.11. bunların polimerleşmesinde değişik sıralamaları yanında değişik moleküllerin farklı yerleşimi ile farklı yapı ve özellikte proteinler oluşur. On farklı amşnoasitten oluşabilecek değişik proteinlerin sayısı 10! = 3628800 adettir. Bu kombinasyonların fazlalığı, doğada yapıları farklı çeşitli moleküllerin meydana gelmesini sağlar. Sadece insan vücudunda 100.000’den fazla türde farklı protein molekülü bulunmaktadır.
Protein moleüllerinin mol ağırlıkları onbin ile birkaç milyon arasındadır. Polimerleşme derecesi ise yüzbin ile birkaç bin kadardır. Protein moleküllerindeki karakteristik grup (-CO –NH -) amid bağıdır. Bu bağa peptid bağı da denir.
Bir proteinin oluşum reaksiyonu formül II.13’de gösterilmiştir. Formülde R ile belirtilen yan zincirler apolar yapıda hidrokarbon radikalleri olabildiği gibi, polar grupları da olabilir. Bu polar gruplar nedeniyle proteinler, asidik veya bazik karakter gösterilebilir. Örneğin formül II.11’deki glutamik asit molekülünde iki asidik karboksil grubuna karşılık, bir bazik amino grubu vardır. Arginin molekülünde ise bazik amino gruplarının sayısı fazla olduğundan bazik karakter gösterir.
n H2N – CH – COOH à ---- NH – CH – CO – NH – CH – CO --- + n-1 H2O
| | |
R R R
Protein
Formül II.13
Protein zincirlerindeki amid grupları, zincir içinde veya zincirler arasında H-köprüleri oluşturabilir. Bu köprüler, zincirdeki bir karbonil grubu _______ ile; b ir amino –NH2 veya imino –NH- grubu arasında meydana gelir.
Bu hidrojen köprüleri, protein zincirlerinin farklı şekilde düzenlenmelerine sebep olur. Bu farklı şekillerden iki tanesi en dayanıklı olanlarıdır.
1. a-Helazon şekli : H- köprüleri aynı protein zinciri içinde oluşursa, zincirin düşey bir eksen etrafında helozon şeklinde kıvrılmasına neden olur. Bu yapıya a-helezon şekli denir. H-köprüleri dört amino asid biriminde bir tekrarlanır.
2. ß-şekli : H- köprüleri farklı protein zincirleri arasında meydana gelebilir. Zincirin zikzak şekilde dizildiği bu şekilde R yan grupları aynı veya zıt yönde sıralanabilir. Aynı yönde sıralanmışsa paralel, zıt yönde sıralanmışsa antiparalel yapı görülür. a-helezon şekli kas dokuyu oluşturan miyosin, kanda bulunan bir protein olan fibronojen ve yünde bulunan a-keratinin yapısında görülür. ß-şeklindeki proteinler ise ipek fibroini ve kuş tüyünde bulunan ß-keratindir.
II.2.1.1. PROTEİNİN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ
Proteinler, bütün canlılarda bulunan organik bileşiklerdir. Hayvansal organizmanın yapısında en büyük kısmı çeşitli proteinler oluşturur. Deri, kas, kan, saç, tırnak, kıl gibi dokular yapı bakımından birbirinden farklı proteinlerden yapılmıştır. Ayrıca enzimler ve hormonlar da protein türleridir.
Aminoasit polimerleri olduğu bilindiğine göre, proteinlerin özellikleri, yapısına iş
