Pamuğun Fiziksel Yapısı ve Özellikleri

Pamuğun Fiziksel Yapısı ve Özellikleri

Pamuğun Fiziksel Yapısı
Her pamuk lifi uzun veya kısa olsun, bir tek ve tamamen bitkisel hücreden ibarettir. Şekil olarak farklı olmasına rağmen, diğer bütün bitkisel hücrelerin karakteristiklerine sahiptir. Bitkisel hücrelerin selülozdan yapılmış koruyucu kabuğu içinde protoplazma ve çeşitli mineral tuzlarını içeren hücre özsuyu vardır. Protoplazma, protein diye adlandırılan azotlu maddelerden teşekkül etmiş, çok kompleks bir maddedir. Protoplazmanın bir kısmı daha yoğun ve kırılabilir bir çekirdek içinde toplanır. Hücre olgunlaşınca protoplazma ölür, özsu kaybolur. Geriye hemen hemen boş bir yapı kalır. Pamuk elyafı artık ölüdür ve hücrenin ihtiva ettikleri, mikroskop altında görünmez. Fakat kuruyan protein ve buharlaşan özsuyunun bıraktığı tuzlar hâlâ merkezi boşluktadır. (ki bunlar pamuğun pişirilmesi ve beyazlatılması sırasında çıkarılması gereken kirlilikler arasındadır.)
Pamuk lifi tek hücreli bir bitkidir. Enine kesiti oval şeklindedir. Yapısı kütikül, primer duvar, sekonder duvar ve lümen tabakalarından oluşmaktadır.

Kütikül Tabakası
Pamuk lifinin en dış kısmını oluşturmaktadır. Birkaç molekül kalınlığında vakslı bir tabakadan meydana gelmiştir. Kütikül bu vakslı yapısı sayesinde lifin primer duvarına sağlam bir şekilde yapışır. Bu pamuk vaksının eylemsiz yapısı lifi, kimyasal ve diğer ayrıştırıcı maddelere karşı korumaktadır. Kaynatma, ağartma ve pamuk apre işlemleri sırasında kütikül veya vaksın büyük bir kısmı uzaklaşır. Bu durum, pamuğun nemi kolaylıkla absorblamasını sağlar. Sonraki yıkamalar, geri kalan vaksın çoğunu azar-azar uzaklaştırır. Kütikül tabakası daha da azalır. Pamuğun bu tabakasının uzaklaşmasıyla, tekstilde kullanılabilirliği artar.

Primer Duvar
Kütikülün hemen altında, yaklaşık 200 nm kalınlığında bir tabakadır. Fibril adı verilen, çok ince selüloz ipliklerden oluşmaktadır. Bu fibriller, yaklaşık 20 nm kalınlığındadır fakat uzunlukları tam olarak bilinmemektedir. Fibriller, lif eksenine yaklaşık 70o’lik açıyla spiral halde bulunmaktadır. Bu spirallik, primer duvarın, dolayısıyla lifin mukavemetli olmasını sağlamaktadır. Primer duvar, spiralli liflerden oluşan bir kılıf olarak görülebilir.

Sekonder Duvar
Primer duvarın altında, lifin gövdesini oluşturan sekonder duvar bulunmaktadır. Gövdesindeki selülozik fibriller, ağaçların genişleme halkalarına benzemektedir. Bu fibriller yaklaşık 10 nm kalınlığındadır fakat uzunlukları ölçülememiştir. Sekonder duvarın fibrilleri, primer duvarın yakınında, lif eksenine 20o-30o’lik bir açı ile spiral şekilde bulunmaktadır. Bu spiral açı lümenin yakınındaki fibrillerde 20o-45o’ye genişlemektedir. Pamuk lifine, dolayısıyla iplik ve kumaşına stabilite ve mukavemetin büyük bir kısmını bu spiral fibriller sağlamaktadır.

Lümen
Lif boyunca uzanan, içi boş bir kanaldır. Bu kanal, pamuğun gelişme sürecinde protein, şeker ve mineral çözeltileri ile doludur. Bu hücre özsuyu kuruduğunda pamuğun rengi oluşur. Ayrıca, bu hücre özsuyu buharlaştığında atmosfer basıncı life baskıda bulunarak lifin içe doğru çökmesine sebep olur. Bu da pamuk lifinin karakteristik bir özelliği olan, enine kesitinin böbrek şeklini almasını sağlar.
Pamuğun Fiziksel Özellikleri

Mukavemet
Mukavemet, pamuğun en önemli niteliklerinden birisidir. Pamuğun bulunduğu ortam şartlarına ve olgunluk derecesine göre farklılık gösterir. Kaba, kalın duvarlı tip, olgun liflerin en sağlam olduğu tiptir ve mukavemet aralığı lif başına 9-13 gramdır. Orta-iyi tip olgun liflerin mukavemet aralığı lif başına 4-9 gramdır. Bazı biyolojik tür ince duvarlı liflerin genellikle mukavemetleri düşüktür ama özel amaçlar için tercih edilebilir. Pamuk doğal halde saftır ve basit işlemlerle yüksek derecede temizlenebilir. Bozunmuş bileşenlerden temizlenen pamuktan dayanıklı lifler elde edilebilir. Pamuk lifleri mukavemetini, uzun polimerlerin düzgün bir şekilde sıralanması, (pamuğun polimer sisteminin yaklaşık % 70’i kristalin alandır) birbirine yakın polimer zincirler arasındaki hidrojen köprüleri ve primer ve sekonder duvar içindeki spiral fibrillerden almaktadır.
Pamuk lifi ıslandığında mukavemeti artar. Polimer sistemlerin, amorf bölgelerindeki polimer zincirlere bağlanan su molekülleri, hidrojen köprüsü sayısını artırdığı için lif mukavemetinde yaklaşık olarak % 5 artmaya sebep olur.

Parlaklık
Pamuk lifinin doğal parlaklığı lifin şekline ve yapısına bağlıdır. Parlaklık ağırlığa, uzunluğa, çapa ya da inceliğe bağlı değildir. Yüksek parlaklık, lifin enine kesitinin yuvarlaklığına bağlıdır. Merserize işlemine tabi tutulan lifler daha parlaktır, merserize olmamış bir lifle karşılaştırıldığında, merserize olmuş lifin enine kesiti daha daireseldir.
Pamuk bitkisinin parlaklığı, yetişme şartlarına da bağlıdır. Lifin dış yüzeyi ve geometrik şekli ikinci sıradadır. Pamuk ipliğinin parlaklığında lif uzunluğunun büyük önemi vardır. Aynı parlaklıktaki iki liften uzun olanı ile üretilen iplik daha parlak olur. Lifin uzun olmasının yanında parlak bir ipliğin eldesi için iplik üretimi sırasında liflerin birbirine daha paralel hale getirilmesi gerekir.

Uzunluk ve İncelik
Uzunluk tekstil liflerinin en önemli fiziksel özelliklerinden biridir. Pamuk gibi doğal liflerde kalıtsal bir özellik olmakla birlikte bir dereceye kadar çevre şartlarının etkisinde de kalan bu özellik lif kalitesini, dolayısıyla iplik ve kumaş kalitesini de etkiler. Lif uzunluğu pamuğun tekstil endüstrisinde hangi amaçla kullanılabileceği hakkında bilgi verir.
Uzunluk ve incelik pamuk çeşidine göre değişir. Genel olarak incelik ve uzunluk arasında ters bir orantı vardır. Uzun pamuk lifleri ince, kısa pamuk lifleri kalındır. Hint pamukları kısa-kalın, Amerikan Upland pamukları orta uzunluk ve kalınlıkta, Mısır ve Sea Island pamukları uzun ve incedir. Türk pamuğu elyaf uzunluğu 31 mm’yi geçmeyen ve inceliği 2.7-5 mikron değerinde olan pamuktur.

Nem Çekme
Uzun süre suda bırakılan pamuk lifleri şişer. Su tutma kapasitesi % 50’dir. % 65 nisbi rutubette % 7 nem ihtiva eder. Ticari rutubet haddi % 8.5’dur.
Ham haldeki pamuk saf suyla oda sıcaklığında çok yavaş, yüksek sıcaklıklarda daha hızlı ıslanır. Su iticiliği veren maddeler soda ile kaynatmayla, doğal kremimsi rengi de hafif bir ağartmayla giderilebilir. Bu şekilde temizlenen pamuk hemen hemen saf selüloz halini alır ve suyu kolayca çeker.
Uzun süre su içerisinde kaynatmaya bırakılan pamuk liflerinin direkt boyaları absorbe kabiliyeti artar. Buna karşılık bazik boyaları absorbe etme kabiliyeti azalır ve mukavemeti düşer. Ancak yünle mukayese edilirse, aynı şartlar altında su buharına maruz bırakılan pamuk ve yünün mukavemetinde % 75 oranında bir azalma meydana getirmek için yünün 60 saat, pamuğun ise 420 saat devamlı bu işleme tabi tutulması gerekir.