منذ فجر الحضارة البشرية، كانت المنسوجات جزءًا لا غنى عنه من الحياة. في عالم الألياف الواسع، يحتل القطن (الطبيعي) والبوليستر (الاصطناعي) بلا شك المراكز المهيمنة.تشكل الركيزتين الرئيسيتين في ملابسنا اليومية والتطبيقات الصناعيةالقطن، مع راحتها الطبيعية وصداقة الجلد، يحمل تاريخاً يمتد عبر آلاف السنين، في حين أن البوليستر، مع وظائفها المتفوقة وقابليتها الاقتصاديةيمثل انتصار علم المواد الحديث.

تهدف هذه المقالة إلى تقديم تحليل مقارن شامل وعميق، وتفصيل الاختلافات الأساسية بين القطن والبوليستر من جوانب الهيكل الدقيق، والتطور التاريخي،عمليات الإنتاج، التطبيقات الاقتصادية الكلية، والاتجاهات المستقبلية.يمكن للقراء القيام باختيار المواد الأكثر إدراكا بناء على حالات الاستخدام المحددة ومتطلبات الأداء.

ألياف القطن، كألياف نباتية طبيعية نقية، لا تمتلك قيمة فقط في راحتها ولكن أيضا في تاريخها الطويل والبنية البيولوجية الفريدة.

الألياف القطنية تأتي من الشعر العلوي من بذور النباتات التي تنتمي إلىغوسيبيممن عائلة الملفات. هناك العديد من الأنواع المزروعة، مع القطن المرتفع (G. hirsutum، تمثل الغالبية العظمى من الإنتاج العالمي) وقطن جزر البحر (G. barbadenseويتميز القطن من جزر البحر في المنسوجات الراقية بسبب طول القطن الطويل ورفاهيته.

الاستخدام التاريخيتظهر الأدلة الأثرية أن الأقمشة القطنية تم اكتشافها في وادي تيهواكان، المكسيك، في وقت مبكر5000 قبل الميلادكانت القطن تستخدم على نطاق واسع من قبل حضارة وادي السند خلال نفس الفترة.مما يجعلها المادة الخام النسيجية الأكثر أهمية قبل الثورة الصناعية.

الهيكل المجهري لألياف القطن هو العامل المحدد لخصائصها. وهي تتكون من حوالي 90٪ من السليلوز ، وهو في الأساس بوليمر طبيعي عالي الوزن الجزيئي.

• الضوء:تحتوي الألياف القطنية على قناة مركزية خلال نموها، تُعرف باسم الضوء. ومع نضوج الألياف وتجفائها، يختفي البروتوبلاست، وتستبدل الهواء تدريجيا الرطوبة داخل الضوء.هذا الهيكل يجعل الألياف تتقلص وتخضع لخصائصالالتواء(أو التواءات) عند التجفيف ، وهو أمر حاسم للتعرف عليه وهو مفتاح تماسكها الجيد ، مما يسهل تدويرها.
• هيكل طبقات:تتكون ألياف القطن من خمس طبقات: القشرة ، الجدار الأساسي ، الجدار الثانوي ، والضوء. الجدار الثانوي هو الجسم الرئيسي للألياف ، مما يحدد قوتها وشكلها.

الممتلكات الأصلية:سطح ألياف القطن غير المعالجة مغطى بمادة طبيعيةطبقة القشرة أو الشمع، مما يعطيه درجة معينة منالخوف من الماءهذا الشمع يهدف لحماية البذور النامية

تحويل الهيدروفيلية:لإعطاء ألياف القطن خصائص امتصاص الرطوبة و الصبغ التي نعرفهايجب إجراء خطوات المعالجة الرطبة مثل "التنظيف" و "البيض" قبل استخدام النسيج لإزالة طبقة الشمع والشوائببمجرد إزالة طبقة الشمع ، يتم تعريض العديد من مجموعات الهيدروكسيل (- OH) على جزيئات السليلوز ، مما يجعلها شديدةالحيوية المائيةوالقدرة على امتصاص وتخزين كمية كبيرة من الماء.

عملية إنتاج ألياف القطن، من الحقل إلى الخيط معقدة ودقيقة:

1. جينينغ:فصل بذور القطن من الألياف
2. التشذيب:إزالة شوائب كبيرة من القطن الخام
3. القرطنة:التقييم الأولي وفصل الألياف.
4. الرسم:الجمع بين شرائح متعددة لتحسين التكافل وتقويم الألياف أكثر.
5. تدوير:يلتف الشظايا المستقيمة لتشكيل الخيط

• راحة لطيفة للبشرة و شعور لينة باليد:تُعطي التواءات الطبيعية للقطن وبنية الضوء ضخامته الممتازة. علاوة على ذلك، فإن جزيئات السليلوز لا تثير بشرة الإنسان، مما يوفر راحة لا مثيل لها (يتوافق مع: القطن يتنفس، مريح)
• التنفس الممتاز و امتصاص الرطوبة:تتيح الهيدروفيلية للخلايا الخلوية أن تمتص العرق بسرعة وتحتفظ بالرطوبة. يضمن هيكل اللومين دوران الهواء ، مما يجعلها الخيار الأول للملابس الصيفية والملابس الحميمة.
• المقاومة للحرارة والإصلاح السهل في درجات الحرارة العالية:يمكن أن تتحمل ألياف القطن درجات حرارة عالية للصفاء، مما يجعلها سهلة التثبيت والتعقيم.
• قابلية التحلل الحيوي:كمواد عضوية طبيعية، فإن ألياف القطن تتحلل بسهولة في البيئة الطبيعية، مما يؤدي إلى انخفاض البصمة البيئية.

• الضعف الهيكليالهيكل الجزيئي للخلية في القطن يحتوي على مناطق بلورية وغير منتظمة، مع نسبة كبيرة من هذه الأخيرة. وهذا يؤدي إلى ضعف الاسترداد المرن، مما يجعلهحساسة للغاية للجلفات والتجاعيد(قلة مقاومة التجاعيد).
• تقليل قوة الرطوبة والانكماش:في الحالة الرطبة ، يدخل الماء إلى الألياف ، ويحل محل روابط الهيدروجين ويهدئ القوى بين الجسيمات ، مما يؤدي إلىانخفاض بقوة الرطوبة بنسبة 10 ٪ ٪في الوقت نفسه، تتوسع الألياف عند امتصاص الماء، وتطلق الضغوط الداخلية أثناء التجفيف، مما يسببيقلص بسهولة.
• اتجاه الاستبدال:بسبب العيوب المذكورة أعلاه (مثل ضعف مقاومة التجاعيد) ، وتكاليف الإنتاج، والاعتماد على موارد المياه للزراعة،القطن يواجه ضغط الاستبدال من الألياف الاصطناعية في التطبيقات الحديثةخاصة في سوق الملابس الوظيفية.

ألياف البوليستر، التي تشير عادة إلى البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) ، هي الألياف الاصطناعية الأكثر إنتاجًا.لقد غيرت بصورة جوهرية صناعة النسيج من خلال نطاقها الصناعي ووظائفها العالية.

تعريف:البوليستر هوالألياف الاصطناعية الحرارية، مع الـ PET كمكون كيميائي رئيسي. الـ PET هو بوليمر ذو وزن جزيئي كبير تم تجميعه من حمض التريفثاليك النقي (PTA) والإيثيلين غليكول (EG) من خلالتفاعلات الإستير والتكثيف(يتوافق مع: عادةً الألياف الاصطناعية الحرارية المصنوعة من البلاستيك PET)

تاريخ التطوير:تم اقتراح مفهوم ألياف البوليستر لأول مرة في عام 1941 من قبل وينفيلد وديكسون في المملكة المتحدة.تم تصنيعها في وقت لاحق في منتصف القرن العشرين من قبل شركة دوبونت (تحت علامة Dacron) في الولايات المتحدة والصناعات الكيميائية الإمبراطورية (تحت علامة Terylene) في المملكة المتحدةوسرعان ما أصبحت دعامة صناعة النسيج العالمية.

• الهيكل الجزيئي:السلاسل الجزيئية البوليستر تمتلك التماثل العالي وهياكل حلقة البنزين الصلبة، مما يؤدي إلى ميل لتشكيلبلورية عاليةهذه البلورية العالية والتوجه هي مصدر قوتها العالية واستقرارها الأبعاد الممتازة.
• هيكل مجوف:ألياف البوليسترعادةً صلبة و تفتقر إلى الضوء الطبيعيومع ذلك modern technology allows for the artificial creation of hollow fibers (for warmth) or fibers with specialty cross-sections (to improve hand feel) through profiled cross-section spinning or chemical modification.
• أشكال التصنيع:الطريقة الرئيسية لتصنيع ألياف البوليستر هيذوبان تدوير، لأن بي تي إيه لديه نقطة انصهار معتدلة واستقرار الذاكرة الجيدة. يمكن تصنيعه إلى:
  • الخيط:الألياف المتواصلة المستخدمة لإنشاء الأقمشة الحريرية السلسة.
  • الألياف العضوية:تقطيعها إلى ألياف قصيرة شبيهة بطول القطن، تستخدم في الخلط مع القطن أو الصوف.
  • الألياف الدقيقة:تستخدم لتعزيز الشعور باليد بشكل كبير وخلق تأثيرات مثل السوداء

مفتاح إنتاج ألياف البوليستر يكمن فيالرسمعملية بعد غزل الذوبان، مما يعطي اتجاهًا عالًا للألياف:

1. تحضير البوليمر:تجميع رقائق البوليمر من PTA و EG
2. ذوبان تدوير:إذابة رقائق البوليمر وتطويقها من خلال محول.
3. الرسم:يتم تمديد الألياف المستخرجة عدة مرات من طولها ، مما يؤدي إلى توجيه سلسلة جزيئية عالية ، مما يزيد بشكل كبير من قوة الألياف ومركزها.
4. إعداد الحرارة:استقرار هيكل الألياف من خلال المعالجة الحرارية للقضاء على الإجهاد الداخلي وتقديم استقرار الأبعاد.

• استقرار أبعاد ممتاز (مقاومة التجاعيد):بسبب صلابة السلسلة الجزيئية والتوجه العالي ، فإن ألياف البوليستر لديها استعادة مرنة متفوقة ومقاومة التجاعيد.متينة، مستقرة من الناحية الأبعاد، ومقاومة التقلص، لتحقيق تأثير "غسل وارتداء".
• صلابة عالية ومقاومة للكيماوياتألياف البوليستر تظهر بشكل ممتازالمقاومة للكش ، وقوة الشد ، ومقاومة للدموع، مع عمر أطول بكثير من القطن.مقاومة للضوء، مقاومة للكيماويات(باستثناء القليات القوية) ، ومقاومة للعفن، مما يجعلها مناسبة للاستخدامات الخارجية والصناعية.
• اتجاهات التطبيق الوظيفي:
  • حماية من الشمس ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية:يقدم الهيكل من البيت نفسه امتصاصًا جيدًا للأشعة فوق البنفسجية ، مما يشكل أساس الأقمشة الواقية من الشمس في الهواء الطلق.
  • العزل الحراري:عند تصنيع الألياف المجوفة أو الألياف العضوية عالية السقف ، يمكن استخدام الهواء المحاصر للحرارة (على سبيل المثال ، في مواد التعبئة).

• ضعف امتصاص الرطوبة و قابلية التنفسالبنية الجزيئية للبوليستر تفتقر إلى مجموعات هيدروفيلية، مما يؤدي إلىامتصاص رطوبة ضعيف للغايةهذا يعني أن العرق لا يمتص من قبل الألياف، مما قد يؤدي إلىالشعور بالخدرعندما يرتدي
  • الحل:تحقيقإزالة الرطوبةتعمل بإضافة إضافات هيدروفيلية أثناء الغزل أو تصميم مقاطع عرضية خاصة (مثل الشكل العرضي أو الشكل Y) لإنشاء "قنوات التلوين".
• كهرباء ثابتة:الألياف الهيدروفوبية تتراكم بسهولة الشحنة الثابتة أثناء الاحتكاك، مما يجذب الغبار.
• العيوب الجمالية:ألياف البوليستر التقليدية لها شعور صلب نسبيا في اليد وقد تصبحلامعة عند الاحتكاك، يؤثر على المظهر.
• العزل الحراري ضعيف نسبياًالأقمشة البوليستر المنسوجة بشكل ضيق، التي تفتقر إلى جيوب احتجاز الهواء، أقل دفئا من القطن أو الصوف الضخم.

"ما هو أفضل، القطن أو البوليستر؟" هذا سؤال كلاسيكي دون إجابة قياسية، لأن الاختيار يعتمد بالكامل على الهدف المحدد للتطبيق.

يجب أن يتماشى اختيار الألياف بدقة مع الاستخدام النهائي للمنتج، وهو المبدأ الأساسيالمشورة في اختيار المواد:

• ملابس حميمية/أطفال (ملابس داخلية): الخيار الأساسي هو القطن.نظراً لحساسية الجلد والتعرق المتكرر، فإن خصائص القطن الصديقة للجلد وسهلة التنفس والامتصاص لا يمكن استبدالها.
• الملابس الصيفية (قمصان، قمصان): قطن عالي النسبةركز على الراحة والتنفس
• الملابس الخارجية/الرياضية: البوليستر (يتطلب تعديل وظيفي) أو مزيجات نسبة عالية.في النشاط الشاق، البوليسترالجفاف السريعوالمدى الطويلهي حاسمة، لأنها تبعد الرطوبة عن الجلد بدلاً من امتصاصها.
• الأقمشة الصناعية: البوليستر النقيتتطلب قوة عالية للغاية، مقاومة الكشط، ومقاومة للكيماويات.

بما أن القطن النقي و البوليستر النقي لديهما قيود مختلفةنسيج مختلطأصبحت استراتيجية رئيسية في صناعة النسيج الحديثة.

• الغرض:غالبا ما يتم خلط القطن والبوليستر بنسب مختلفةيجمع بين مزاياهما، تحقيق أفضل توازن بين الأداء والتكلفة.
• نسبة الخلط النموذجية:
  • T / C (البوليستر / القطن):محتوى البوليستر عادة ما يكون أعلى من 50٪ (على سبيل المثال ، 65٪ بولي / 35٪ قطن). يتميز بالمتانة ومقاومة التجاعيد والتكلفة المنخفضة ، مناسبة لملابس العمل والزي.
  • CVC (قطن القيمة الرئيسية):محتوى القطن أعلى من 50٪ (على سبيل المثال، 60٪ القطن / 40٪ بولي). يتميز بالحفاظ على راحة القطن مع تحسين مقاومة التجاعيد والمتانة للنسيج بشكل كبير ،مما يجعلها خيار مثالي لارتداء اليومي العادي.

• تكنولوجيا مقاومة للتجاعيد وسهلة العناية:استخدام التشطيب بالراتنج (مثل الراتنجات الفورمالديهيد / غير الفورمالديهيد) لتحسين مرونة الأقمشة القطنية ، وتعويض ميلها إلى التجاعيد.
• الزراعة المستدامة:تعزيز مبادرة القطن الأفضل (BCI) وزراعة القطن العضوي لمعالجة اعتماد القطن على الموارد المائية ومبيدات الآفات.

• تعديل وظيفي:تطوير العديد من المواد الإضافية الوظيفية وتقنيات الخيوط (على سبيل المثال، التخفيف من الرطوبة، ومكافحة التثبيت، ومكافحة التشويش) لتمكين استخدامه في الملابس الرياضية عالية التقنية.
• البوليستر المعاد تدويره والبيولوجي: البوليستر المعاد تدويره (RPET)، المصنوعة من خلال إعادة تدوير البلاستيكات الـ PET المهدرة (مثل الزجاجات) ، تقلل بشكل كبير من البصمة الكربونية وهي محور التركيز الحالي للمنسوجات المستدامة.بي تي على أساس بيولوجيمن المصادر النباتية يقلل من الاعتماد على موارد البترول.

توزيع الإنتاج العالمي:ألياف البوليستر هي حاليا أكبر وأسرع الألياف نمواً من حيث الحجم في سوق النسيج العالمي.حوالي 65%من إجمالي إنتاج الألياف العالمية. على الرغم من أن القطن لا يزال أكبر ألياف طبيعية، فإن إنتاجها ونمو حصتها في السوق يتعرضون لضغوط مستمرة من البدائل الاصطناعية.الدول المنتجة الرئيسية مركزة في آسيا:

• القطن:الصين، الهند، الولايات المتحدة، البرازيل.
• البوليستر:الصين هي أكبر منتج ومستهلك في العالم من البوليستر، تليها الهند.

عند الاختيار بين القطن والبوليستر، هناكلا يوجد أفضل ألياف، فقط الألياف الأكثر ملاءمة.

يجب أن يستند اختيار المواد النهائية إلى فهم عميق لخصائص الألياف ومتطلبات المنتج النهائي.راحة الجلد وسهولة التنفس وامتصاص الرطوبة(أي امتصاص العرق) ، اختر القطن ذو النسبة العالية (مثل الملابس الداخلية، ملابس الأطفال).متانة عالية ، مقاومة التجاعيد من الحديد ، ووظيفة التجفيف السريع، اختر البوليستر أو مزيج عالي النسبة (على سبيل المثال، الملابس الخارجية، ملابس العمل).

المبدأ الأساسي:حدد ما بين القطن أو البوليستر أو الخليط بناءً على تكرار استخدام الملابس، والاحتياجات الوظيفية (مثل الحرارة، والإشعال، والحماية من الأشعة فوق البنفسجية) ، والميزانية.فقط من خلال مواءمة خصائص الألياف بشكل مثالي مع سيناريو ارتداء يمكن تحقيق أفضل تجربة ارتداء وكفاءة اقتصادية.

شركة غوانغتشو أوكتوبوس ليفيرهي شركة صانعة وموردة ومصدرة وشركة تجارية مقرها في قوانغتشو الصين.نحن واحد من الشركات الرائدة في مجال تصنيع وتوريد البوليستر PET وكذلك مختلف الألياف الطبيعية الصديقة للبيئةألياف البوليستر لدينا تستخدم كمواد خام رئيسية في التطبيقات الحديثة، على سبيل المثال، ملء وسادة البوليستر، ألعاب محشوة، وسادة، بطانية، الأريكة، وسادة النوم،التدحرجالمواد غير المنسوجة، النسيج الجغرافي، السيارات، العناصر الشبكية للاستخدام المحلي والحديث وأكثر من ذلك بكثيرالشرق الأوسطنحن نهتم بشكل استثنائي بالرضا عن المستهلكين والولاء والثقة. نحن نضمن أفضل منتجات الجودة بسعر تنافسي.