Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Công nghệ dệt, may: Nghiên cứu nâng cao chất lượng vải len Merino nhuộm bằng chất màu chiết từ Chromolaena odorata kết hợp xử lý với các Polyme tự nhiên

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Công nghệ dệt, may "Nghiên cứu nâng cao chất lượng vải len Merino nhuộm bằng chất màu chiết từ Chromolaena odorata kết hợp xử lý với các Polyme tự nhiên" được nghiên cứu với mục tiêu: Xây dựng quy trình công nghệ hoàn tất chức năng kép (nhuộm và kháng khuẩn) trên vải len Merino chải kỹ bằng việc tận dụng nguồn thảo dược địa phương Chromolaena odorata; Cải thiện tính chất của vải len bằng công nghệ bao hương và tự làm sạch.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Công nghệ dệt, may: Nghiên cứu nâng cao chất lượng vải len Merino nhuộm bằng chất màu chiết từ Chromolaena odorata kết hợp xử lý với các Polyme tự nhiên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG VẢI LEN MERINO NHUỘM BẰNG CHẤT MÀU CHIẾT TỪ CHROMOLAENA ODORATA KẾT HỢP XỬ LÝ VỚI CÁC POLYME TỰ NHIÊN Ngành: Công nghệ dệt, may Mã số: 9540204 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ DỆT, MAY Hà Nội – 2023.
Công trình được hoàn thành tại: Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Đại học Bách khoa Hà Nội họp tại Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ……… Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Đại học Bách khoa Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam
A. GIỚI THIỆU 1. Lý do chọn đề tài Nhìn nhận được tiềm năng của vật liệu len, đặc biệt là len Merino chải kỹ, cũng như những nhược điểm còn tồn tại của vật liệu len làm hạn chế ứng dụng của sản phẩm và tiềm năng sử dụng các nguyên liệu tự nhiên làm thuốc nhuộm và chất xử lý hoàn tất, luận án định hướng là “Nghiên cứu nâng cao chất lượng vải len Merino nhuộm bằng chất màu chiết từ Chromolaena odorata kết hợp xử lý với các Polyme tự nhiên.” 2. Mục tiêu của luận án - Xây dựng quy trình công nghệ hoàn tất chức năng kép (nhuộm và kháng khuẩn) trên vải len Merino chải kỹ bằng việc tận dụng nguồn thảo dược địa phương Chromolaena odorata. - Nâng cao tính tiện nghi trên vật liệu len Merino chải kỹ bằng công nghệ hoàn tất sử dụng polyme tự nhiên gồm: Sericin tái chế từ quá trình chuội keo tơ tằm và chitosan thương mại. - Xây dựng quy trình hoàn tất kết hợp polyme tự nhiên (sericin và chitosan) và dịch chiết C. odorata nhằm nâng cao hiệu quả nhuộm và tính tiện nghi của sản phẩm len Merino chải kỹ. - Cải thiện tính chất của vải len bằng công nghệ bao hương và tự làm sạch. 3. Nội dung nghiên cứu Về nội dung nghiên cứu chuyên sâu: - Nghiên cứu hiệu quả hoàn tất chức năng kép tạo màu và kháng khuẩn bằng dịch chiết C. odorata trên vải len Merino chải kỹ. - Nghiên cứu quá trình hoàn tất các polyme tự nhiên là sericin và chitosan đối với tính tiện nghi của vải len Merino chải kỹ. - Nghiên cứu ảnh hưởng tiền xử lý polyme tự nhiên đến khả năng nhuộm và tính tiện nghi của vải len Merino chải kỹ với dịch chiết C. odorata. Về nội dung nghiên cứu định hướng: Nghiên cứu đánh giá tổng quan hiệu quả các công nghệ hoàn tất chức năng khác từ nguồn nguyên liệu tự nhiên trên vải len Merino chải kỹ - Hoàn tất cố định vi nang và tự làm sạch trên vải len Merino chải kỹ. 4. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của luận án bao gồm: Vải len Merino chải kỹ, dịch chiết C. Odorata, sericin tái chế từ quá trình chuội keo tơ tằm, chitosan thương mại, các công nghệ hoàn tất: vi nang, tự làm 1
sạch, tạo màu và kháng khuẩn, tính tiện nghi, hoàn tất bằng các phương pháp tận trích và ngấm ép. 5. Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp nghiên cứu bao gồm: Phương pháp hồi cứu tài liệu, phương pháp thực nghiệm khoa học, phương pháp phân tích và đánh giá. 6. Ý nghĩa khoa học Đã xây dựng được các quy trình công nghệ chiết tách dịch chiết C. odorata giúp mang lại hiệu quả tạo màu và kháng khuẩn cao đối với vải len Merino chải kỹ, cũng như công nghệ tái chế và tiền xử lý polyme tự nhiên lên trên vải len Merino chải kỹ. Đồng thời, luận án cũng đã đề ra tiền đề về công nghệ xử lý hoàn tất tạo bao hương và tự làm sạch cho vải len Merino chải kỹ. Đã xây dựng được phương pháp xử lý hoàn tất mới với nhiều chức năng thân thiện môi trường không chỉ để tạo màu mà còn kháng khuẩn cho len bằng nguồn nguyên liệu tự nhiên, có khả năng thay thế quy trình hoàn tất và nhuộm truyền thống vốn tiêu thụ lượng nước lớn dẫn đến xả thải gây nhiều tác hại đến môi trường. Góp phần tạo nền tảng khoa học cho các nghiên cứu tiếp theo. Luận án đóng góp vào việc xây dựng nền tảng phát triển khoa học bền vững trong ngành dệt may. 7. Ý nghĩa thực tiễn Đạt được hiệu quả tạo màu của dịch chiết C. odorata cao và ổn định hơn một số chất màu tự nhiên khác. Bên cạnh đó là hoạt tính kháng khuẩn tốt đối với 2 chủng khuẩn phổ biến là Escherichia coli (E. coli) và Staphylococcus aureus (S. aureus). Đã xây dựng quy trình tái chế sericin như một chất hoàn tất lý tưởng cùng với sử dụng chitosan thương mại nhằm cải thiện hiệu quả nhuộm với chất màu tự nhiên như C. odorata và tính tiện nghi trong quá trình xử lý len, điều này không chỉ giúp xử lý chất thải từ quá trình chuội keo tơ tằm mà còn giúp tăng thêm giá trị cho len và cả sericin. Đã xây dựng được các công nghệ hoàn tất như vi nang và tự làm sạch, góp phần khắc phục những hạn chế của len, hoàn thiện quy trình xử lý len hiệu quả, mang giá trị cao. 8. Những điểm mới của luận án Đã thiết lập các thông số liên quan đến quy trình nhuộm len bằng chất tạo màu ổn định có nguồn gốc tự nhiên C. odorata về hiệu 2
quả tạo màu và kháng khuẩn của loại thảo mộc này đặc biệt là đối với vải len Merino chải kỹ. Đã khai thác tiền năng của sericin tái chế trong quá trình chuội keo tơ tằm và chitosan thương mại đối với việc cải thiện tính tiện nghi của vải len Merino chải kỹ và ảnh hưởng của các polyme tự nhiên này đến hiệu quả nhuộm và tính tiện nghi của vải len nhuộm C. odorata. Đã ứng dụng công nghệ chế tạo vi nang tinh dầu vỏ quế giúp cải thiện các vấn đề về mùi. Hoàn tất chất xúc tác quang TiO2/SiO2 tạo ra khả năng tự làm sạch trên vải len Merino chải kỹ. 9. Kết cấu của luận án. Phần chính của luận án gồm 3 chương: Chương 1: Tổng quan nghiên cứu; Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu; Chương 3: Kết quả và bàn luận. B. NỘI DUNG LUẬN ÁN Chương 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU LEN MERINO CHẢI KỸ VÀ CÁC CÔNG NGHỆ HOÀN TẤT TIẾN BỘ 1.1. Tổng quan về vật liệu len Merino chải kỹ Trong chương này chúng tôi trình bày tổng quan về phân loại xơ len, cấu trúc hình thái của xơ len, tính chất của len, công nghệ kéo sợi len chải kỹ, ứng dụng của len Merino chải kỹ. Những nhược điểm làm hạn chế những ứng dụng của sản phẩm len. 1.2. Tổng quan về công nghệ xử lý hoàn tất vải len bằng nguyên liệu tự nhiên 1.2.1. Giới thiệu công nghệ xử lý hoàn tất len và các vật liệu dệt khác bằng nguyên liệu tự nhiên Trong những năm gần đây, việc sử dụng các hợp chất có nguồn gốc từ tự nhiên ngày càng được ưa chuộng vì khả năng phân hủy sinh học và khả năng tương thích cao với môi trường. Vì vậy nhu cầu về thuốc nhuộm tự nhiên ngày càng tăng cùng với sự phát triển đa dạng của các phương pháp đưa các nguồn nguyên liệu này lên vải tạo tính năng trên vật liệu dệt. 1.2.2. Các phương pháp hoàn tất len và các vật liệu dệt khác Bên cạnh, một số phương pháp truyền thống phổ biến như: tận trích, ngấm ép, thì với sự phát triển không ngừng của khoa học công 3
nghệ ngày nay dẫn đến sự ra đời và phát triển của các phương pháp mới như: CO2 siêu tới hạn, phun tĩnh điện. 1.2.3. Các nguồn nguyên liệu tự nhiên sử dụng trong hoàn tất len và các vật liệu dệt khác 1.2.3.1. Các chất tạo màu tự nhiên trên len và các vật liệu dệt khác Một số nghiên cứu nhuộm vải len bằng các loại thuốc nhuộm có nguồn gốc tự nhiên như: chiết xuất hoa mào gà (Celosia cristata); chiết xuất từ quả mặc nưa; chiết xuất từ vỏ quả chôm chôm. Đối với một số loại vật liệu khác, màu đen campec được dùng như là một thuốc nhuộm đơn, riêng biệt, để nhuộm tơ tằm và da. Campec chiết xuất từ gỗ sồi được sử dụng để nhuộm màu đen cho len và lụa tơ tằm 1.2.3.2. Các chất hoàn chất tự nhiên tự nhiên trên len và các vật liệu dệt khác Hiện nay sử dụng các phương pháp hoàn tất tính tiên nghi mang lại cảm giác thoải mái cho người sử dụng như: kiềm hóa là phương pháp xử lý để cải thiện các tính chất cơ học, khả năng thấm ướt, khả năng hấp thụ thuốc nhuộm nhưng mặt khác làm tăng độ cứng cảm giác sờ tay của vải và tăng độ cứng uốn và độ bóng của sợi bông. Xử lý hoàn tất vật liệu dệt bằng các tác nhân kháng khuẩn là một trong những biện pháp để ngăn chặn sự xâm nhập của vi khuẩn qua vải, các chất xử lý hoàn tất có thể được sử dụng như Chitosan, các chiết xuất từ thực vật, … 1.3. Một số nguyên liệu tự nhiên tiềm năng tại Việt Nam ứng dụng trong xử lý hoàn tất vải len chải kỹ Nhận thấy tiềm năng phát triển của Chromolaena odorata và sericin tái chế trong xử lý hoàn tất vật liệu dệt nói chung và đặc biệt là vải len chải kỹ, luận án tập trung vào nghiên cứu quá trình hoàn tất tạo chức năng trên vải len chải kỹ bằng hai nguồn nguyên liệu tự nhiên chính là C. odorata và sericin được hoàn tất trên vải bằng hai phương pháp tận trích và ngấm ép. 1.3.1. Tổng quan về Chromolaena odorata 1.3.1.1. Giới thiệu C. odorata là một loại cây thảo mộc lâu năm và phát triển nhanh chóng. Thành phần hóa học chính là flavonoid đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn quá trình oxy hóa, giúp chữa lành vết thương thông qua tác dụng kháng viêm. Ngoài ra với thành phần cấu tạo, C. odorata như một chất màu tự nhiên cùng với khả năng 4
kháng khuẩn trên vải trở thành nguồn nguyên liệu tiềm năng trong ngành dệt may. 1.3.1.2. Ứng dụng công nghệ hoàn tất chức năng kép dịch từ dịch chiết Chromolaena odorata trên vải Trong một số nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã áp dụng chiết xuất C. odorata như một chất kháng khuẩn và tạo màu trên các loại vải làm từ nhiều chất liệu dệt khác nhau như: sử dụng dịch chiết lá Chromolaena odorata chiết xuất bằng metanol cho hoạt tính kháng khuẩn trên vải cotton. Ngoài ra, chiết xuất C. odorata đã được thử nghiệm để sử dụng như một chất kháng khuẩn tiềm năng trên vải viscose. 1.3.2. Tổng quan về công nghệ hoàn tất sericin 1.3.2.1. Tổng quan về sericin Sericin là một protein cao phân tử tự nhiên được bao bọc trên bề mặt của sợi tơ tằm, chiếm khoảng 17 - 25 wt%. Sericin được loại ra như một chất thải. Chất thải này chính là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng. 1.3.2.2. Các phương pháp chiết xuất sericin Các phương pháp chuội nhằm chiết xuất và tận dụng tối ưu sericin từ kén tằm: Chuội keo bằng nước, chuội keo bằng dung dịch xà phòng - kiềm, chuội keo bằng axit, chuội keo bằng enzyme. 1.3.2.4. Ứng dụng công nghệ hoàn tất Sericin trên vải Hiện nay sericin được ứng dụng trong ngành dệt may với nhiều tiềm năng đang được nghiên cứu và ứng dụng trên nhiều vật liệu như: Cải thiện về đặc tính chống tĩnh điện của vải polyester, giảm lượng muối NaCl sử dụng trong quá nhuộm cotton, cải thiện các nhược điểm trên vải len, tăng được độ bền màu cho vải. 1.3.3. Tổng quan về công nghệ hoàn tất chitosan 1.3.3.1. Tổng quan về chitosan Chitosan là một loại polymer tái tạo có nguồn gốc từ quá trình deacetyl hóa chitin polysacarit. Chitin, poly-(1,4)-2-acetamido-2- deoxy-β-D-glucose, được chiết xuất từ động vật giáp xác (như vỏ cua và tôm) bằng cách xử lý với axit để hòa tan canxi cacbonat sau đó chiết bằng kiềm để hòa tan protein. 1.3.3.2. Các phương pháp chiết xuất chitosan Chitosan được tạo ra từ quá deacetyl hóa chitin bằng dung dịch kiềm 40% ở 100∼120°C trong 1 – 3 giờ và có thể thu được chitosan đã khử acetyl 70∼85% 5
1.3.3.4. Ứng dụng công nghệ hoàn tất chitosan trên vải Hiện nay chitosan được ứng dụng trong ngành dệt may với nhiều tiềm năng đang được nghiên cứu và ứng dụng trên nhiều vật liệu như: Cải thiện về khả năng in và nhuộm của vải cotton, cải thiện nhược điểm tạo nỉ trên len do tác động cơ học, mang lại hiệu quả kháng khuẩn cho vải cotton và vải len. 1.4. Một số công nghệ hoàn tất tiên tiến khác trên vai len 1.4.1. Hàng dệt mỹ phẩm và công nghệ hoàn tất vi nang 1.4.1.1. Hàng dệt mỹ phẩm Hàng dệt mỹ phẩm là sản phẩm hoạt động dựa trên cơ chế khi sử dụng, sản phẩm tiếp xúc với cơ thể hoặc da thì các hoạt chất dùng cho mục đích thẩm mỹ như vitamin, tinh dầu, chất giữ ẩm cho da, chất chống lão hóa trong sản phẩm giải phóng và đi vào da giúp làm đẹp da. 1.4.1.2. Công nghệ hoàn tất vi nang Vi nang (microcapsule) là những tiểu phân hình cầu hoặc không xác định, có kích thước từ 0,1 µm tới 5 mm (thông thường từ 100 - 500 µm). Các vi nang được hình thành thông qua quá trình bao dược chất lỏng hoặc rắn bằng một màng ba mỏng polyme liên tục. Cơ chế giải phóng có thể do ma sát, áp suất, thay đổi nhiệt độ, khuếch tán qua vỏ polyme, hòa tan lớp vỏ polyme, phân hủy sinh học. 1.4.2. Tổng quan về công nghệ hoàn tất tự làm sạch 1.4.2.1. Các cơ chế tự làm sạch Có hai cách chính để vật liệu có khả năng tự làm sạch, đó là tính kỵ nước và tính ưa nước. 1.4.2.2. Ứng dụng về công nghệ hoàn tất tự làm sạch trên vải Công nghệ đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây về hàng dệt may tự làm sạch và công nghệ nano là một khái niệm mới trên thị trường toàn cầu cung cấp các chức năng bổ sung trong hàng dệt may như kháng khuẩn, thân thiện với môi trường, khả năng chống ô nhiễm. Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Luận án được thực hiện với ba nội dung nghiên cứu chuyên sâu (hình 2.5) và một nội dung nghiên cứu định hướng (hình 2.6). SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 6
Quy trình 2: Hoàn tất sericin Quy trình 3: Hoàn tất chitosan Chuội keo tơ tằm với Dung tỷ 1:10 Na2CO3 0,02 M Nhiệt độ: 100℃ Bột chitosan Thời gian: 1 giờ Bột chitosan Cô quay Dung tỷ 1:10 Chiết xuất sericin từ Hoàn tất chitosan trên Nhiệt độ: 100℃ nước thải chuội keo Nhiệt độ: 100℃ len Thời gian: 1 giờ Áp suất: 72 MPa Phương pháp: Tận trích Tốc đô: 100 v/ph Len/Chitosan Bột sericin Dung tỷ: 1:10 Hoàn tất sericin trên Nhiệt độ: 100℃ len Thời gian: 1 giờ Phương pháp: Tận trích Len/Sericin Hình 2.4-2.8.: Sơ lược ba nội dung nghiên cứu chuyên sâu của luận án 7
Hình 2.9: Sơ lược nội dung nghiên cứu định hướng của luận án Chương 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1. Hiệu quả hoàn tất chức năng tạo màu và kháng khuẩn bằng dịch chiết Chromolaena odorata trên vải len Merino chải kỹ 3.1.1. Thành phần hóa học, cơ chế tạo màu và kháng khuẩn của dịch chiết Chromolaena odorata trên vải len Merino chải kỹ Bảng 3.2: Định lượng thành phần hóa học chính của dịch chiết C. odorata theo phương pháp UV-vis trong 1 g dịch chiết Tên thành Saponin Alkaloid Flavonoid Tannin phần tổng tổng tổng tổng Nồng độ 13.23 ± 3.75 ± 0.06 50.76 ± 1.33 1.53 ± 0.04 (mg/g) 0.30 Hình 3.1: Phổ FT-IR của Chromolaena odorata Từ phân tích thành phần của C. odorata (bảng 3.2 và hình 3.1) cho thấy rằng phần lớn các hợp chất có mặt trong dịch chiết Chromolaena odorata là thuộc nhóm saponin, alkaloids, flavonoids, và tannin. 8
3.1.2. Đánh giá khả năng tạo màu bằng dịch chiết Chromolaena odorata trên vải len Merino chải kỹ 3.1.2.1. Ảnh hưởng của quá trình chiết xuất đến hiệu quả tạo màu bằng dịch chiết Chromolaena odorata trên vải len Merino chải kỹ Các mẫu khảo sát được ký hiệu từ E0 đến E100. Hình 3.2(a), (b), (c) lần lượt cho thấy ảnh hưởng của nồng độ dung môi etanol; tỷ lệ chiết rắn/lỏng; thời gian chiết suất của quá trình chiết xuất Chromolaena odorata đến cường độ màu K/S, độ lệch màu ECMC của vải len Merino chải kỹ. Hình 3.2: Độ lệch màu ECMC và cường độ màu K/S của vải nhuộm ở các điều kiện khác nhau 3.1.2.2. Ảnh hưởng của quá trình nhuộm đến hiệu quả tạo màu bằng dịch chiết Chromolaena odorata trên vải len Merino chải kỹ Hình 3.3: Độ lệch màu ECMC và cường độ màu K/S của vải nhuộm ở các điều kiện khác Qua hình 3.3(a), (b) thể hiện giá trị trung bình K/S dao động theo sự thay đổi lần lượt của dung tỷ và thời gian ngâm. Hình 3.4(a) cho thấy giá trị cường độ màu K/S và độ lệch màu ECMC của mẫu với áp suất ngấm ép 0,3 MPa hiệu quả hơn so với các mẫu còn lại. Dựa vào hình 3.6(a), giá trị K/S và ∆ECMC ở môi trường kiềm (pH = 11) của dung dịch nhuộm cao hơn các giá trị khác. Có thể thấy từ hình 3.6(b) không có bất kỳ thay đổi nào về vị trí của các đỉnh 9
K/S, thể hiệnsự ổn định của chất màu đối với các giá trị pH thay đổi của dung dịch nhuộm. Hình 3.4-3.5: Áp suất ngấm ép dung dịch nhuộm (a) Độ lệch màu ECMC và cường độ màu K/S; (b) Hình ảnh SEM cấu trúc len chưa nhuộm (trước khi ngấm ép) và nhuộm (sau khi ngấm ép) Hình 3.6: Ảnh hưởng của giá trị pH của dung dịch nhuộm đến (a) Độ lệch màu ECMC và cường độ màu K/S; (b) Quang phổ K/S; (c) Quang phổ FT-IR của vải nhuộm (dung tỷ 1:5, thời gian ngâm 2 giờ, áp suất ngấm ép 0,3 MPa) Trong bảng 3.3, cho thấy giá trị pH có tính axit và kiềm mạnh của dung dịch nhuộm (pH = 3 và pH = 11 tương ứng) không an toàn khi tiếp xúc với da. Các mức còn lại nằm trong phạm vi an toàn. Bảng 3.3: Độ pH vải nhuộm tương ứng với giá trị pH của dung dịch nhuộm Dung dịch 3 5 7 9 11 C. odorata pH Len/ 3.99 ± 4.84 ± 5.32 ± 5.78 ± 6.45 ± C. odorata 0.03 0.02 0.03 0.03 0.03 Các đặc tính độ bền màu của vải len chải kỹ nhuộm Chromolaena odorata được thể hiện trong bảng 3.4. Nhìn chung, 10
dịch chiết C. odorata cho kết quả tương đối tốt đối với độ bền màu đối với tất cả các khoảng giá trị pH. 3.1.2.3. Ảnh hưởng của quá trình cầm màu đến hiệu quả tạo màu bằng dịch chiết Chromolaena odorata trên vải len Merino chải kỹ Các kết quả được minh họa trong hình 3.10, các quá trình cầm màu với CuSO4.5H2O này có giá trị K/S và ECMC cao hơn so với các quy trình không cầm màu và có sự khác biệt nhiều so với màu gốc của thuốc nhuộm tự nhiên này, đây được coi là nhược điểm đáng kể của chất cầm màu này. Hơn nữa, có thể thấy rõ ràng rằng các mẫu được cầm màu bằng axit tannic và chitosan có giá trị K/S và ECMC thấp hơn một chút so với các mẫu không được cầm màu. Do đó, các chất cầm màu gốc sinh học này (axit tannic và chitosan) sẽ được ưu tiên sử dụng để nhuộm C. odorata nhằm giữ nguyên màu sắc ban đầu của loài thảo mộc này. Hình 3.10: Giá trị cường độ màu K/S và độ lệch màu ECMC của vải nhuộm được cầm màu bằng các chất cầm màu CuSO4.5H2O, axit tannic và chitosan với các phương pháp khác nhau 3.1.2.4. So sánh hiệu quả tạo màu của Chromolaena odorata trên len Merino chải kỹ với các loại chất màu tự nhiên khác Dựa vào bảng 3.8 cho thấy các giá trị CIELab sau khi đo màu của các mẫu len, có thể thấy rằng mẫu len này mang màu vàng rêu, đây là một màu nhuộm mới trên len mà chưa từng xuất hiện trước đây. So sánh với các thuốc nhuộm tự nhiên khác như hoa Celosia (hoa mào gà), hoa Nerium Oleander, cây Cayratia và Rambutan (vỏ chôm chôm) thì độ sáng của mẫu Len/C. odorata ở mức trung bình đến cao. 3.1.3. Đánh giá khả năng kháng khuẩn bằng dịch chiết Chromolaena odorata trên vải len Merino chải kỹ Dịch chiết C. odorata trên vải len chải kỹ có khả năng kháng khuẩn E. coli tốt hơn so với kháng khuẩn S. aureus. 11
Điều này chứng tỏ sản phẩm len nhuộm màu từ C. odorata có thể hạn chế các bệnh về viêm da, dị ứng, bệnh về đường tiêu hóa (bệnh có nguồn gốc từ vi khuẩn E. coli, S. aureus) giúp giảm nguy cơ các vấn đề về sức khỏe con người và lây nhiễm chéo mầm bệnh. Bảng 3.11: Kết quả kháng khuẩn E. coli Bảng 3.12: Kết quả kháng khuẩn S. aureus 3.1.4. Ảnh hưởng của quá trình hoàn tất chức năng tạo màu và kháng khuẩn bằng dịch chiết Chromolaena odorata trên vải len Merino chải kỹ đến tính chất cơ lý Hình 3.11: Ảnh hưởng của quá trình hoàn tất chức năng tạo màu và kháng khuẩn bằng dịch chiết C. odorata trên len Merino chải kỹ đến tính chất cơ lý Kết quả đo cơ lý của các mẫu len trong hình 3.11 về giá trị độ bền kéo, độ giãn đứt và độ bền xé nhìn chung không có sự thay đổi đáng kể. Điều này, cho thấy quá trình hoàn tất chức năng tạo màu và kháng khuẩn bằng dịch chiết Chromolaena odorata không ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của vật liệu. 12
3.2. Nâng cao đặc tính của vải len Merino nhuộm dịch chiết Chromolaena odorata bằng polyme tự nhiên 3.2.1. Hiệu quả của quá trình hoàn tất polymer tự nhiên trên vải len Merino chải kỹ 3.2.1.1. Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier của vải len Merino được xử lý bằng polyme tự nhiên Qua hình 3.16 thể hiện phổ FTIR của cả vải len chưa xử lý và đã qua hoàn tất với polyme tự nhiên, có thể kết luận rằng phổ FTIR giữa các mẫu chưa xử lý và mẫu đã xử lý này có các đỉnh nhận dạng chung và không có sự khác biệt đáng kể. Hình 3.16: Phổ FTIR của mẫu len chưa xử lý (Len), sericin, chitosan, mẫu len được xử lý với sericin (Len/Sericin), mẫu len được xử lý với chitosan (Len/Chitosan) 3.2.1.2. Hình thái bề mặt vải len được xử lý bằng polyme tự nhiên Sericin thu được từ quá trình chuội bằng dung dịch Na2CO3 (hình 3.17 d, e, f) có hình dạng không đồng nhất, có sự phân bố kích thước rộng và dường như có độ kết tụ cao. Do sericin là một polyme cao phân tử và có đặc tính tạo màng, nên khi hoàn tất trên vải len Merino chải kỹ ta có thể thấy rằng vải đã được phủ một lớp màng mỏng sericin (hình 3.17 j, k, l). Hình thái bề mặt của sợi len đã thay đổi sau khi hoàn tất với sericin. Cụ thể, trong khi các xơ len chưa được xử lý cho thấy các vảy sắc và có biên rõ rệt (hình 3.17 a, b, c), ta có thể quan sát thấy sericin chủ yếu được phủ bên ngoài bề mặt của len, đặc biệt tập trung quanh biên vảy (hình 3.17 i). Trong khi ảnh SEM của chitosan thương mại (hình 3.17 g, h, i) thể hiện màng mịn, không xốp bao gồm các nếp gấp có hình dạng không đều. Cũng giống như sericin, chitosan sau khi hoàn tất trên vải len Merino chải kỹ tạo một lớp màng bao bọc xung quanh sợi len, đặc biệt tập trung quanh biên vảy. 13
Hình 3.17: Ảnh SEM của vải len Merino chải kỹ được khảo sát bao gồm các mẫu len chưa xử lý - Len (a,b,c), sericin (d,e,f), chitosan (g,h,i), mẫu len xử lý với sericin - Len/Sericin (j,k,l) và mẫu len xử lý với chitosan - Len/Chitosan (m,n,o). 3.2.1.3 Thành phần nguyên tử của vải len được xử lý bằng polyme tự nhiên thông qua phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) Hình 3.19: Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) và cơ sở đếm nguyên tử (count map) của mẫu len chưa xử lý (Len), sericin, chitosan, mẫu len được xử lý với sericin (Len/Sericin), mẫu len được xử lý với chitosan (Len/Chitosan) Dựa vào hình 3.19 và bảng 3.13 ta có thể kết luận rằng sericin đã được phân bố trên vải len chải kỹ sau quá trình xử lý. 3.2.1.4. Thành phần axit amin của vải len được xử lý bằng polyme tự nhiên Bảng 3.14: Thành phần axit amin (%) của của mẫu len chưa xử lý (len), mẫu sericin và mẫu len được xử lý với sericin chiết xuất bằng dung dịch natri cacbonat (len/sericin) Len/Sericin STT Thành phần Sericin (%) Len (%) (%) 1 Alanine 10.94 ± 0.30 3.36 ± 0.03 3.40 ± 0.23 14
Len/Sericin STT Thành phần Sericin (%) Len (%) (%) 2 Arginine 1.34 ± 0.07 8.29 ± 0.04 7.97 ± 0.36 3 Aspartic acid 6.39 ± 0.09 6.04 ± 0.08 5.79 ± 0.34 Cystine/ 4 0.34 ± 0.02 5.27 ± 0.10 4.85 ± 0.11 Cysteine 5 Glutamic acid 3.30 ± 0.03 11.58 ± 0.17 11.04 ± 0.40 6 Glycine 13.52 ± 0.63 4.73 ± 0.16 4.56 ± 0.20 7 Histidine 0.41 ± 0.03 0.84 ± 0.02 0.78 ± 0.05 8 Isoleucine 1.30 ± 0.02 2.70 ± 0.09 2.57 ± 0.15 9 Leucine 1.36 ± 0.02 6.74 ± 0.04 6.52 ± 0.39 10 Lysine 0.70 ± 0.02 3.55 ± 0.21 3.27 ± 0.16 11 Methionine 0.22 ± 0.01 0.46 ± 0.02 0.44 ± 0.03 12 Phenylalanine 1.48 ± 0.03 3.19 ± 0.03 3.01 ± 0.14 13 Proline 0.77 ± 0.01 5.96 ± 0.08 6.02 ± 0.43 14 Serine 5.87 ± 0.08 7.92 ± 0.21 7.40 ± 0.17 15 Threonine 1.68 ± 0.06 4.66 ± 0.18 4.36 ± 0.19 16 Tyrosine 3.78 ± 0.06 3.94 ± 0.03 3.77 ± 0.17 17 Valine 2.22 ± 0.01 4.26 ± 0.07 4.21 ± 0.12 18 Tryptophan 0.59 ± 0.02 0.51 ± 0.02 0.50 ± 0.01 Tổng 56.20 84.00 80.50 3.2.1.5. Phân tích nhiệt trọng lượng của vải len hoàn tất với polyme tự nhiên Hình 3.20: Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) của mẫu len chưa xử lý (Len), sericin, chitosan, mẫu len được xử lý với sericin (Len/Sericin), mẫu len được xử lý với chitosan (Len/Chitosan) 15
Theo hình 3.20, phân tích TGA đã xác nhận rằng vải len được xử lý bằng polyme tự nhiên đã làm thay đổi tính chất nhiệt của len. Tính ổn định nhiệt của vải len được xử lý bằng polyme tự nhiên khác biệt rõ rệt so với vải len không được xử lý, sericin trong toàn bộ dải nhiệt độ từ khoảng 550°C đến 900°C và chitosan trong toàn bộ dải nhiệt độ từ khoảng 550°C đến 800°C 3.2.2. Hiệu quả của quy trình tiền xử lý polyme tự nhiên trên vải len Merino chải kỹ nhuộm dịch chiết Chromolaena odorata 3.2.2.1. Hình thái bề mặt của vải len tiền xử lý polyme tự nhiên và nhuộm Chromolaena odorata Hình 3.21: Ảnh SEM của vải len Merino chải kỹ được khảo sát bao gồm các mẫu len chưa xử lý – Len (a,b,c), mẫu len được nhuộm bằng C. odorata - Len/C. odorata (d,e,f), mẫu len được tiền xử lý bằng sericin và nhuộm C. odorata - Len/Sericin/C. odorata (g,h,i), mẫu len được tiền xử lý bằng chitosan và nhuộm C. odorata (Len/Chitosan/C. odorata) (j,k,l) Qua hình 3.21 có thể nhìn thấy rằng vải len Merino chải kỹ nhuộm dịch chiết C. odorata tiền xử lý với các polyme tự nhiên đã được phủ bởi một lớp màng mỏng bởi sericin (hình 3.21 g, h, i) và chitosan (hình 3.21 j, k, l) so với mẫu Len (hình 3.21 a,b,c) và Len/C. odorata (hình 3.21 d, e, f). Hình dạng bề mặt của xơ len đã thay đổi chủ yếu sau khi tiền xử lý với polyme tự nhiên trong khi quá trình nhuộm len với dịch chiết C. odorata có tác dụng làm sạch bề mặt len tạo bề mặt trơn mịn cho len. 3.2.2.2. Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier của vải len Merino được xử lý bằng polyme tự nhiên Qua hình 3.22 thể hiện phổ FTIR của cả vải len chưa xử lý và đã qua hoàn tất với polyme tự nhiên, có thể kết luận rằng phổ FTIR giữa các mẫu chưa xử lý và mẫu đã xử lý này có các đỉnh nhận dạng chung và không có sự khác biệt đáng kể. 16
Hình 3.22: Phổ FTIR của mẫu len chưa xử lý, mẫu len được nhuộm bằng C. odorata, mẫu len được tiền xử lý bằng sericin và nhuộm Chromolaena odorata, mẫu len được tiền xử lý bằng chitosan và nhuộm C. odorata 3.2.2.3. Thành phần nguyên tử của vải len tiền xử lý polyme tự nhiên và nhuộm Chromolaena odorata thông qua phổ tán sắc năng lượng tia X Hình 3.23: Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) và cơ sở đếm nguyên tử (count map) của mẫu len chưa xử lý, mẫu len được nhuộm bằng Chromolaena odorata, mẫu len được tiền xử lý bằng sericin và nhuộm Chromolaena odorata, mẫu len được tiền xử lý bằng chitosan và nhuộm Chromolaena odorata Dựa vào hình 3.23, so với các mẫu Len, Sericin, Chitosan, Len/Sericin, và Len/Chitosan đã được đề cập trong mục 3.2.1.3, các thành phần chủ yếu trong len/C. odorata, Len/sericin/C. odorata và Len/sericin/C. odorata là C, N, O, và S với tỷ lệ các thành phần nguyên tử không có sự thay đổi đáng kể. Thông qua phân tích EDX, ta có thể kết luận rằng quá trình tiền xử lý sericin và nhuộm với Chromolaena odorata đã tác động đến thành phần nguyên tử có trong Len/Sericin/C. odorata. 3.2.2.4. Phân tích nhiệt trọng lượng của vải len tiền xử lý polyme tự nhiên và nhuộm Chromolaena odorata 17
Dựa trên phân tích TGA như hình 3.24, ta thấy rằng việc xử lý vải len bằng polyme tự nhiên và nhuộm bằng dịch chiết C. odorata đã làm thay đổi tính chất nhiệt của len. Tính ổn định nhiệt của vải Len/Sericin/C. odorata, Len/Chitosan/C. odorata khác biệt hoàn toàn so với len thông thường và vải Len/C. odorata trong khoảng nhiệt độ từ 550 đến 900°C. Hình 3.24: Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) của mẫu len chưa xử lý, mẫu len được nhuộm bằng Chromolaena odorata, mẫu len được tiền xử lý bằng sericin và nhuộm Chromolaena odorata, mẫu len được tiền xử lý bằng chitosan và nhuộm Chromolaena odorata 3.3.3. Ảnh hưởng của trình tiền xử lý sericin đến tính tiện nghi của vải len Merino chải kỹ với dịch chiết Chromolaena odorata Dựa trên bảng 3.16, cho thấy quá trình hoàn tất với các polyme tự nhiên đã thay đổi đáng kể các đặc tính tiện nghi về nhiệt của vải len Merino chải kỹ đối với tất cả các khía cạnh về khả năng cách nhiệt, tốc độ truyền hơi nước, độ hồi ẩm và độ thấm khí. Quá trình nhuộm bằng dịch chiết C. odorata trên vải len Merino chải kỹ có xử lý với polyme tự nhiên ảnh hưởng đáng kể đến các đặc tính tiện nghi về nhiệt thông qua các thông số truyền dẫn so với Len/Sericin, Len/Chitosan và len chưa xử lý nhưng không làm thay đổi đáng kể đặc tính tiện nghi về tiếp xúc da của vải len vốn có ưu thế độ mềm mại. Bảng 3.16: Các thông số về tính tiện nghi của vải len chưa xử lý và vải len hoàn tất với các polyme tự nhiên Len/ Len/ Len/ Len/ Len Sericin Chitosan/ Sericin Chitosan /C. odorata C. odorata 0.014 Độ cách nhiệt 0.040 ± 0.017 ± 0.039 ± 0.050 ± ± (Km2 /W) 0,014 0.002 0,008 0.001 0.006 Tốc độ truyền 769.60 826.82 530.07 ± 933.28 ± 532.29 ± hơi nước ± 2 ± 35.71 11.16 11.57 7.24 (g/m /24 giờ) 46.03 18