GUIDA PER LAVANDERIA

L’influenza dei trattamenti sulle proprietà fisiche e meccaniche del cotone viste attraverso il grado di polimerizzazione (dp)

 Premessa

La maggior parte delle fibre tessili esistenti sono di natura organica e costituite da polimeri, cioè da gruppi di atomi che si ripetono uguali per moltissime volte fino a formare una macromolecola. Questi gruppi prendono il nome di unità strutturali: all’interno di una macromolecola possono essercene di un solo tipo, o di due o più tipi diversi.

Nell’immagine schematizzata sotto, è rappresentata una frazione di macromolecola costituita da due diverse unità strutturali (la bianca e la gialla), che si ripetono in modo più o meno ordinato andando a formare il polimero.

Il grado di polimerizzazione (DP) è il numero di unità strutturali che compongono mediamente la macromolecola.

Lo stesso polimero, se preparato in condizioni diverse, può avere gradi di polimerizzazione differenti con conseguenti diverse proprietà fisiche e meccaniche in quanto fortemente dipendenti dalla grandezza della molecola.

In campo tessile, il grado di polimerizzazione è un indicatore importante per verificare cambiamenti nella struttura della fibra a seguito dei trattamenti subiti: costituisce di fatto una misura indiretta del possibile danneggiamento della fibra stessa durante il processo produttivo/lavorazioni altre. Più elevato è il valore di DP, più la molecola è lunga e non ha subito danneggiamenti a livello di polimero.

Il tessuto che risulta più sensibile ai trattamenti, e di cui solitamente si va a misurare il DP, è il cotone. Il cotone è la più diffusa ed utilizzata delle fibre tessili vegetali, ed è costituito per l’85% da cellulosa, per il 10% da umidità e per il restante 5% da altre sostanze (proteine, sostanze inorganiche, sali minerali). La cellulosa è uno dei polimeri di cui abbiamo parlato sopra, ed è costituito da moltissime molecole di glucosio unite tra loro. Due molecole di glucosio assieme formano la cosiddetta unità strutturale della cellulosa, il cellobiosio.

Nella tabella sotto riportata sono indicati alcuni valori di DP e la relativa qualità del cotone:

Quali sono i fattori che influenzano il grado di polimerizzazione del cotone?

Come si può notare dai valori di DP riportati nella tabella sopra, un cotone grezzo presenta il più alto valore di DP in quanto non ha subito ancora alcuna modificazione. Questo significa che la lavorazione del cotone comporta sempre un abbassamento del grado di polimerizzazione, in quanto il tessuto è sottoposto a trattamenti che rompono parzialmente i legami tra le unità strutturali che lo compongono. Tuttavia, alcuni di questi trattamenti sono più invasivi di altri. Vediamo insieme i principali:

Candeggio con ipoclorito sodico

Un eccesso di ossidazione (dovuto a temperature troppo alte o ad una concentrazione eccessiva di cloro attivo) porta alla formazione di ossicellulosa e ad una degradazione della fibra, che risulta quindi meno resistente. Con questo tipo di candeggio inoltre, è necessario eseguire un trattamento finale “anticloro” per neutralizzare il cloro residuo.

Candeggio con acqua ossigenata

Questo tipo di candeggio è molto usato in quanto permette di ottenere un buon grado di bianco ma, come controindicazione, esso può causare la formazione di buchi sul tessuto per presenza di complessi di ferro, i quali ne favoriscono l’ossidazione e portano ad una degradazione chimica. Inoltre, anche un ambiente eccessivamente alcalino può avere effetti negativi sul grado di polimerizzazione degradando parzialmente la fibra.

Trattamenti enzimatici

L’uso di enzimi nell’industria tessile, in sostituzione alle sostanze chimiche, trova impiego fin dalla preparazione delle fibre (sbozzima e purga) sino al finissaggio. Ciascun enzima è specifico per svolgere una determinata funzione in base al tipo di tessuto da trattare. Nel cotone, i trattamenti enzimatici che hanno più effetto su DP, sono quelli che prevedono l’uso della cellulasi e della pectinasi. L’enzima cellulasi ha la funzione di degradare la cellulosa fino a glucosio, e per questo motivo contribuisce ad abbassare il valore di DP.

Esso è utilizzato per lo stone-washing enzimatico dei tessuti e capi denim, per il biopolishing e biofinishing di tessuti e capi in fibre cellulosiche, e nel bruciapelo enzimatico che consiste nella rimozione delle fibrille che sporgono dalla superficie del tessuto. L’enzima pectinasi invece è utilizzato per la purga del cotone; esso serve per rimuovere i componenti non cellulosici che si trovano sulla superficie del cotone, per dare quindi alle fibre il necessario grado di idrofilia che permette loro di essere poi tinte e finite.

A titolo di esempio, vediamo nella tabella che segue (*) come varia il DP di un cotone a seconda del trattamento che subisce:

(*) Ana Marija Grancaric, Mario Lima, Rosa Vasconcelos, Anita Tarbuk (2005). Handle of Cotton Knitted Fabrics- Influence and Pretreatments, 5th World Textile Conference AUTEX 2005.

Dai dati sopra riportati appare chiaro come i vari trattamenti influiscano sulla degradazione del polimero del cotone che portano poi alla conseguente diminuzione delle resistenze dinamometriche del tessuto.

Diventa quindi evidente l’importanza di tenere strettamente sotto controllo le condizioni operative di ciascun trattamento per evitare situazioni che possano compromettere pesantemente le prestazioni meccaniche dei tessuti fino a portare a palesi difettosità (DP< 1000 circa).

Detergo Rivista – N. 3 marzo 2016