Ảnh hưởng của plasma hoạt hóa đến kết quả của quá trình xử lý chậm cháy cho vải polyester dệt thoi đã nhuộm

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Ảnh hƣởng plasma hoạt hóa đến kết trình xử lý chậm cháy cho vải polyester dệt thoi nhuộm NGUYỄN THẾ BÁCH Ngành Kỹ thuật dệt Giảng viên hƣớng dẫn: TS Ngô Hà Thanh Chữ ký GVHD Viện: Dệt may – Da giầy Thời trang HÀ NỘI, 11/2020 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Nguyễn Thế Bách Đề tài luận văn: Ảnh hưởng plasma hoạt hóa đến kết q trình xử lí chậm cháy cho vải polyester dệt thoi nhuộm Chuyên ngành: Kĩ thuật Dệt Mã số HV: CB190073 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 08/12/2021 với nội dung sau: Sửa lại mục 1.2.4, 1.2.6, bảng mẫu chương 2, sửa bổ sung nhận xét đồ thị chương 3, sửa lại kết luận chung, sửa lại lỗi tả, format Ngày tháng năm 2022 Giáo viên hƣớng dẫn Tác giả luận văn Ngô Hà Thanh Nguyễn Thế Bách CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Ngô Hà Thanh người hướng dẫn, động viên tận tâm truyền đạt cho kiến thức kinh nghiệm quý giá suốt trình học tập, nghiên cứu để tơi hồn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Vũ Thị Hồng Khanh, chủ nhiệm đề tài ―Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Plasma sản xuất vải chống cháy từ nguyên liệu Polyeste‖, mã số KC.02.13/16-20 tạo điều kiện cho tham gia vào phần đề tài, học hỏi kiến thức chun mơn kỹ phịng thí nghiệm để hoàn thiện nội dung nghiên cứu cho luận văn Tơi xin trân trọng cảm ơn trung tâm thí nghiệm Vật liệu Dệt May – Da giầy, Bộ môn Vật liệu & CN Hố dệt thầy giáo Viện Dệt May Da giầy Thời trang, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập, thực thí nghiệm q trình hồn thành luận văn Cuối cùng, tơi xin gửi lịng cảm ơn tới gia đình, bạn bè chia sẻ cơng việc, động viên, giúp đỡ tơi có nhiều thời gian hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! Học viên Nguyễn Thế Bách Tóm tắt nội dung luận văn Đề tài: Ảnh hưởng Plasma hoạt hóa đến kết q trình xử lí chậm cháy cho vải Polyester dệt thoi nhuộm Tác giả luận văn: Nguyễn Thế Bách Khóa: 2019B Người hướng dẫn: TS Ngơ Hà Thanh Từ khóa (keyword): Plasma, xử lí hạn chế cháy, vải polyester nhuộm màu Nội dung tóm tắt: Sản phẩm dệt có mặt khắp nơi Phần lớn nguyên liệu dệt có khả cháy tốt, gặp nguồn lửa, nguyên nhân gây vụ hỏa hoạn nghiêm trọng Vải polyester có nhiều tính chất quý, nhu cầu sử dụng cao nhiều lĩnh vực Tuy nhiên, vải polyester có mặt hạn chế dễ cháy (LOI = 20-21,5) nên không đáp ứng yêu cầu HCC cho vải nội thất, quần áo bảo vệ có yêu cầu HCC, quần áo dân dụng Tại Việt Nam: Nghiên cứu vải pha polyester chống cháy (CC) Chưa có nghiên cứu xử lý chậm cháy (XLCC) cho vải 100% polyester nhuộm màu Chính vậy, ―Ảnh hưởng plasma hoạt hóa đến kết q trình xử lý chậm cháy cho vải polyester dệt thoi nhuộm‖có tính cấp thiết cao - - - Luận văn nghiên cứu vải dệt thoi 100% sợi polyester filament nhuộm màu sản xuất Công ty CP dệt lụa Nam Định, sử dụng hoá chất cháy: Cetaflam PDP 30 sản xuất công ty thuốc nhuộm hoá chất Avocet, Anh; Sử dụng nghiên cứu lý thuyết kết hợp nghiên cứu thực nghiệm, xử lý plasma DBD tập trung nghiên cứu vào 04 vấn đề chính: Ảnh hưởng xử lý plasma DBD đến tính chất vải nhuộm màu polyester; Ảnh hưởng xử lý plasma DBD đến tính chất vải HCC nhuộm màu polyester; Ảnh hưởng nhiệt độ gia nhiệt đến tính chất vải nhuộm màu polyester; Ảnh hưởng thời gian gia nhiệt đến tính chất vải nhuộm màu polyester Kết luận văn cho thấy: Tiền xử lý plasma DBD cho vải PET nhuộm màu phương pháp phù hợp để để hoàn tất chức cho vải nhuộm màu PET hiệu Tiền xử lý plasma DBD cho vải PET nhuộm màu W/cm2 , 15s: Vải tăng độ mao dẫn 12% theo hướng sợi dọc 24% theo hướng sợi ngang Nếu tăng thời gian xử lý plasma đến 90s, độ mao dẫn tăng lên 28% 61% tương ứng theo hướng sợi dọc sợi ngang Tuy nhiên, thời gian xử lý plasma lớn 60s khiến vải thay đổi màu sắc giảm độ bền Xử lý plasma W/cm2 , 30s, xử lý HCC gia nhiệt 190ºC, 120s cho độ bền giặt HCC sau lần tốt so với 190ºC, 240s khơng tiền xử lý plasma Ngồi ra, tiền xử lý plasma giúp giảm độ co nhiệt vải trình gia nhiệt Sự biến đổi bề mặt vải sau trình xử lý plasma thể rõ qua ảnh SEM Ảnh SEM vải sau xử lý HCC, vải HCC sau lần giặt hình ảnh EDS phù hợp với giá trị LOI - Hiệu xử lý HCC cho vải polyester nhuộm màu với tiền xử lý plasma 30s, gia nhiệt 190ºC, 120s tính lạ luận văn Điều kiện phù hợp cho phát triển quy mô công nghiệp - Nhiệt độ gia nhiệt tăng tăng hiệu HCC, nhiên nhiệt độ cao 190 độ ảnh hưởng đến độ bền màu sắc vải sau xử lý Tuy nhiên hạn chế nghiên cứu chưa đề cập đến hiệu tiền xử lý plasma phụ thuộc vào lượng hoá chất HCC Nội dung nghiên cứu nghiên cứu tương lai MỤC LỤC CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan Polyester Lịch sử hình thành xơ Polyester 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 1.2 Quá trình sản xuất cấu trúc phân tử Hình thái học Tính chất lí 1.1.5 Tính chất hóa học sinh học 1.1.6 Phạm vi sử dụng ưu nhược điểm xơ Polyester (PET) Tổng quan xử lí chậm cháy cho vải Polyester 1.2.1 Tình hình nghiên cứu hạn chế cháy cho vải Polyester nước 1.2.2 Tình hình nghiên cứu hạn chế cháy cho vải Polyester Việt Nam 1.2.3 1.2.4 Cơ chế xử lí chậm cháy 1.2.5 Tác nhân hạn chế cháy cho vải polyester 1.2.6 Các phương pháp đánh giá tính chậm cháy vải 12 Polyester 1.3.1 Tổng quan cơng trình nghiên cứu hạn chế cháy cho vải 13 1.3 1.3.2Tổng quan Plasma 21 1.3.3 Định nghĩa Plasma 21 Phân loại plasma 22 Các dạng plasma xử lí vật liệu dệt 25 1.4 Kết luận nghiên cứu xử lý hạn chế cháy ứng dụng plasma nghiên cứu hạn chế cháy cho vải polyester 29 CHƢƠNG MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP 2.1.1 CỨU 31 NGHIÊN Mục2.1.2 tiêu, phạm vi nghiên cứu 31 2.1 2.1.3 Đối tượng nghiên cứu: 31 Vải 31 Hoá chất chống cháy 31 Môi trường plasma DBD áp suất khí 31 2.2 Nội dung nghiên cứu 33 2.3 Phương pháp nghiên cứu 35 Nghiên cứu lí thuyết 35 2.3.1 Nghiên cứu thực nghiệm 35 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 46 2.3.2 3.1 Nội dung 1: Nghiên cứu ảnh hưởng xử lí Plasma DBD đến tính chất vải nhuộm màu Polyester 46 Độ bền kéo đứt 46 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 Độ mao dẫn 47 Kết đo màu 48 Phân tích bề mặt SEM 49 3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng xử lý Plasma DBD tới tính chất vải HCC nhuộm màu polyester 52 3.2.1 Kết thời gian cháy hoàn toàn, LOI, độ co sau plasma, độ co sau gia nhiệt (Các mẫu xử lí 0-15-30s), P0-1 (240s), P0-2 (120s) 52 3.2.2 Phân tích bề mặt vải sau xử lí HCC (SEM,EDS) 53 3.3 Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ gia nhiệt đến tính chất vải nhuộm màu polyester 56 3.4 Nội dung 4: Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian gia nhiệt đến tính chất vải nhuộm màu Polyester 58 3.5 Nội dung 5: Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian xử lí plasma đến kết LOI tính chất vải nhuộm màu polyester xử lí hạn chế cháy 59 3.6 Kết luận chương 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT PET Polyetylene terephthalate NE-S-GN TCVN g Ngấm ép – Sấy – Gia nhiệt Tiêu chuẩn Việt Nam Gam l Lít DBD Dielectric Barrier Discharge s FR dd Giây Chất hạn chế cháy Dung dịch HCC FRT Hạn chế cháy Flame retardant treatment W5 Sau lần giặt DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cơng thức cấu tạo Polyester [2] Hình 1.2 : Sơ đồ trình sản xuất xơ Polyester [3] Hình 1.3: Hình ảnh mặt cắt ngang xơ Polyester Hình 1.4: Cấu trúc P/Br P chứa phụ gia Hình 1.5 : Phản ứng tạo thành Cetaflam .11 Hình 1.6 : Giá trị TTI PHRR 171 g / m2 vải PET xử lý 5, 10 20 BL hạt nano silica/silica lắng đọng cách nhúng (A) .18 Hình 1.7 : Giá trị FPI loại vải PET xử lý không xử lý LbL .18 Hình 1.8: Các trạng thái khác vật chất 21 Hình 1.9: Các thành phần plasma 22 Hình 1.10: Mơ hình hệ phóng điện qua rào chắn điện mơi đơn giản 25 Hình 2.1: Ảnh chụp SEM (x50) vải nhuộm màu Polyester 31 Hình 2.2: Máy tạo mơi trường plasma 32 Hình 2.3: Bộ phận roll to roll hệ thống plasma 32 Hình 2.4: Bộ phát DBD áp suất khí 33 Hình 2.5: Sơ đồ quy trình xử lí vải PET nhuộm 31 Hình 2.6 : Hình ảnh cân .36 Hình 2.7 : Thiết bị dụng cụ thí nghiệm mao dẫn 39 Hình 2.8 : Máy kéo đứt băng vải kiểu đứng Tensolab 2512A0-Mesdan 41 Hình 2.9 : Thiết bị thử nghiệm tính cháy 44 Hình 2.10 : Máy đo LOI .45 Hình 3.1 : Đồ thị thể độ bền kéo đứt dọc vải theo thời gian xử lý plasma 46 Hình 3.2 : Đồ thị thể độ bền kéo đứt ngang vải theo thời gian xử lý plasma 47 Hình 3.3 : Đồ thị thể độ mao dẫn theo hướng dọc ngang vải theo thời gian xử lý plasma 48 Hình 3.4: Biểu đồ giá trị K/S mẫu nhuộm .49 Hình 3.5 : Ảnh chụp SEM mẫu nhuộm sau xử lí Plasma với độ phóng đại 3500 50000 lần 50 Hình 3.6 : Ảnh chụp SEM mẫu P0 51 Hình 3.7: Ảnh chụp SEM mẫu P15 51 Hình 3.8: Ảnh chụp SEM mẫu P30 51 Hình 3.9: Ảnh chụp SEM mẫu P60 51 Hình 3.10: Ảnh chụp SEM mẫu P90 52 Hình 3.11: Ảnh chụp mẫu đốt thẳng đứng 53 Hình 3.12: Ảnh chụp SEM mẫu nhuộm sau xử lí HCC giặt lần .54 Hình 3.13: Quang phổ EDS mẫu nhuộm 56 Hình 3.14: Đồ thị thể ảnh hưởng nhiệt độ gia nhiệt đến kết LOI 57 Hình 3.15: Đồ thị thể ảnh hưởng thời gian gia nhiệt đến kết LOI .59 Hình 3.16: Đồ thị thể ảnh hưởng thời gian gia nhiệt đến kết LOI .59 Hình 3.17: Đồ thị thể ảnh hưởng thời gian xử lí plasma .60 Hình 3.5: Ảnh chụp SEM mẫu nhuộm sau xử lí Plasma với độ phóng đại 3500 50000 lần - Hình 3.2 (a ai) P0 cho thấy bề mặt nhẵn, thấy số ―tạp chất‖ thuốc nhuộm (vì nhuộm màu ghi sáng nên nồng độ không cao) Với độ phóng đại cao 50.000 lần thấy bề mặt gồ ghề Có thể giải thích trình nhuộm 130 độ, 40 phút làm thay đổi bề mặt sợi 50 Hình 3.6: Ảnh chụp SEM mẫu P0 - Sau XL plasma bề mặt nhám, xù xì dễ dàng nhìn thấy P15: nốt sần kích thước khác xuất khơng Hình 3.7: Ảnh chụp SEM mẫu P15 - P30: lớp xù xì dày Hình 3.8: Ảnh chụp SEM mẫu P30 - P60: rãnh xâu xuất Hình 3.9: Ảnh chụp SEM mẫu P60 - P90: độ sần sùi, lớp rõ 51 Hình 3.10: Ảnh chụp SEM mẫu P90 Tổn thương bề mặt sợi nguyên nhân dẫn đến giảm độ bền kéo đứt vải tăng thời gian XL plasma dài (90s) Sự xuất rãnh, lớp bề mặt sợi giải thích cho tăng độ mao dẫn cho vải 3.2 Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hƣởng xử lý Plasma DBD tới tính chất vải HCC nhuộm màu polyester Với kết kéo đứt màu sắc trình bày nội dung 3.1 trên, thời gian plasma không nên vượt 60s gây ảnh hưởng đến độ bền màu sắc vải Với kết mao dẫn, hiệu plasma đạt tốt 30s 3.2.1 Chính lý này, P15, P20 P30 chọn để tiếp tục nghiên cứu Kết thời gian cháy hoàn toàn, LOI, độ co sau plasma, độ co sau gia nhiệt (Các mẫu xử lí 0-15-30s), P0-1 (240s), P0-2 (120s) Mẫu đối chứng P0, mẫu vải với thời gian xử lý plasma khác ( theo bảng 2.1) tiến hành thí nghiệm đốt thẳng đốt LOI kèm kiểm tra độ co cho kết bảng 3.5 đây: Kí hiệu: P0-1 mẫu P0 xử lí NE-S-GN với thời gian gia nhiệt 240s P0-2 mẫu P0 xử lí NE-S-GN với thời gian gia nhiệt 120s Bảng 3.5: Kết đặc tính chống cháy vải xử lí HCC độ co vải sau xử lí Mẫu Thời gian cháy hồn tồn(s) sau lần giặt Kết LOI sau xử lí NE-S-GN Độ co sau xử lí Plasma (%) Độ co sau gia nhiệt (%) Trước giặt Sau lần giặt Hướng dọc Hướng ngang Hướng dọc Hướng ngang P0 18,1 20,5 - - - - - P0-1 1,0 34,1 28,6 - - 1,43 7,14 P0-2 1,5 33,3 28,0 - - 1,43 5,71 P15 0,0 33,3 30,0 0,0 0,0 1,43 5,71 P20 0,0 33,5 30,8 0,0 0,0 1,43 5,71 P30 1,0 33,5 30,3 0,0 0,0 4,29 52 Hình 3.11: Ảnh chụp mẫu đốt thẳng đứng - Tất mẫu xử lý HCC sau lần giặt có khả HCC tốt, bền HCC với giặt tốt Kết LOI mẫu xử lí HCC rơi vào khoảng 33,3-34,5 so với mẫu đối chứng có 20,5 - Mẫu XL plasma có độ bền giặt HCC tốt khơng xử lý plasma Các mẫu XL plasma có kết LOI sau giặt giảm ~10% mẫu khơng XL plasma có kết LOI giảm ~16% Hình đốt thẳng đứng: Mẫu tiền XL plasma sau XL HCC cháy theo hướng thẳng đứng mẫu không tiền XL plasma cháy theo hướng - Kích thước vải không đổi tác dụng plasma Tuy nhiên sau trình gia nhiệt bị co dọc ngang Mẫu P0-FRT có độ co lớn (1,43% theo hướng dọc 7,14% theo hướng ngang) mẫu P30-FRT có độ co nhỏ nhất ( 0% theo hướng dọc 4,29% theo hướng ngang) Nhận xét: Tiền xử lí plasma giúp vải có kết LOI sau giặt tốt so với mẫu 3.2.2 đối chứng.Tác dụng xử lý plasma đến việc giảm co vải trình gia nhiệt đạt hiệu thời gian XL plasma lên đến 30s - Phân tích bề mặt vải sau xử lí HCC (SEM,EDS) Ảnh chụp từ kính hiển vi điện tử quét mẫu xử lý hạn chế cháy có xử lý plasma với thời gian khác nhau: P0-FRT2: Mẫu P0 NE-S-GN với thời gian gia nhiệt 120s P30-FRT: Mẫu xử lý plasma 30s sau xử lý HCC P15-FRT-W5: Mẫu xử lý plasma 15s sau xử lý HCC giặt lần P20-FRT-W5: Mẫu xử lý plasma 20s sau xử lý HCC giặt lần P30-FRT-W5: Mẫu xử lý plasma 30s sau xử lý HCC giặt lần 53 Hình 3.12: Ảnh chụp SEM mẫu nhuộm sau xử lí HCC giặt lần Nhìn vào ảnh chụp SEM so sánh bề mặt sợi XL plasma với bề mặt sợi XL plasma Hạn chế chậm cháy, ta nhận thấy phần rãnh biến Điều nỳ giải thích Hoá chất hạn chế cháy lấp đầy rãnh xuất sau xử lý plasma (Hình 3.2) Ảnh chụp phân tán lượng tia X: Mẫu đối chứng P0, mẫu xử lý HCC P0-FRT2, mẫu xử lý plasma 30s sau xử lý HCC P30-FRT, mẫu xử lí plasma 30s sau xử lí HCC giặt lần P30-FRTW5, mẫu xử lí plasma 15s sau xử lí HCC giặt lần P15-FRT-W5 tiến hành đo quang phổ EDS Kết tỷ lệ nguyên tử C, O P thể bảng 3.6 54 Bảng 3.6: Kết tỷ lệ nguyên tử có mẫu sau xác định quang phổ EDS Mẫu C(%) O(%) P(%) P0 63,7 ± 2,7 36,3 ± 2,7 - P0-FRT2 62,3 ± 1,7 35,1 ± 1,7 0,7 ± 0,6 P30-FRT 64,7 ± 2,1 32,0 ± 2,1 3,3 ± 1,1 P30-FRT-W5 66,0 ± 2,2 31,4 ± 2,1 2,6 ± 1,1 P15-FRT-W5 66,8 ± 2,0 30,8 ± 2,0 2,4 ± 0,9 55 Hình 3.13: Quang phổ EDS mẫu nhuộm Từ bảng 3.6, ta thấy: Mẫu P0 khơng có P vải chưa xử lí HCC Các mẫu sau xử lí HCC xuất P: Mẫu P0-FRT2 có 0,6% P vải, mẫu P30-FRT chứa 3,3% P, mẫu P30-FRT-W5 chứa 2,6%, mẫu P15FRT-W5 chứa 2,4% P Điều chứng tỏ hóa chất HCC tồn vải Tiền XL plasma cho giá trị P lớn không tiền xử lý plasma: Mẫu P0-FRT có 0,6% P vải mẫu P30-FRT có tới 3,3% P vải chứng tỏ thời gian XL plasma tăng nồng độ P cao suy nhận xét xử lí plasma giúp vải hấp thụ hóa chất HCC tốt Mẫu P15-FRT-W5 có 2,4% P cịn mẫu P30-FRT-W5 có 2,6% P vải Thời gian XL plasma tăng hiệu bền giặt CC cao hơn: Mẫu P15-FRT-W5 có 2,4% P cịn mẫu P30-FRT-W5 có 2,6% P vải 3.3 Nội dung 3: Nghiên cứu ảnh hƣởng nhiệt độ gia nhiệt đến tính chất vải nhuộm màu polyester Vải không xử lý plasma vải xử lý plasma 30s tiến hành xử lý HCC với điều kiện nhiệt độ gia nhiệt thay đổi: 180°C, 190°C 200°C; thời gian gia nhiệt 240s để nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ gia nhiệt đến tính cháy (LOI) trước sau lần giặt, độ co dọc co ngang vải sau xử lý 56 Bảng 3.7: Kết ảnh hưởng nhiệt độ gia nhiệt đến tính chất vải chậm cháy sau xử lí sau lần giặt Điều kiện gia nhiệt NE-S-GN Plasma 30s-NE-S-GN Mẫu sau xử lí chậm cháy LOI Độ co dọc (%) Độ co ngang (%) LOI Độ co dọc (%) Độ co ngang (%) 180°C-240s 33 2,86 7,14 32,8 4,29 190°C-240s 34,1 1,43 7,14 35,7 5,71 200°C-240s 34,8 4,29 11,43 36,5 1,43 5,71 Mẫu vải xử lí chậm cháy sau lần giặt 180°C-240s 27,7 2,86 7,14 29,5 4,29 190°C-240s 28,6 1,43 7,14 31,8 5,71 200°C-240s 30 4,29 11,43 33 1,43 5,71 Chỉ số LOI Từ kết bảng 3.7, ta có đồ thị biểu ảnh hưởng nhiệt độ gia nhiệt đến kết LOI 40 35 30 25 20 15 10 180°C-240s 190°C-240s 200°C-240s Điều kiện gia nhiệt Không Plasma Plasma 30s Không Plasma sau giặt Plasma sau giặt Hình 3.14: Đồ thị thể ảnh hưởng nhiệt độ gia nhiệt đến kết LOI Nhận xét: Đối với mẫu P30, nhiệt độ 180°C kết LOI không thay đổi so với mẫu P0 xử lí HCC điều kiện, tăng nhiệt độ gia nhiệt lên 190°C 200°C kết LOI tăng từ 4-5% Suy nhiệt độ gia nhiệt tăng, vải tiền xử lý plasma cho giá trị LOI cao vải không tiền xử lý plasma Sau lần giặt, ta thấy mẫu P0 có kết LOI giảm 15%, đó, mẫu P30 kết LOI giảm 10% Dẫn đến kết luận LOI tất mẫu giảm Tuy nhiên vải tiền xử lý plasma có độ giảm LOI suy việc tiền xử lý plasma giúp hiệu xử lý HCC tốt cho vải 57 Tương tự với độ co dọc ngang Vải tiền xử lý plasma có độ co sau xử lý HCC 1,43% theo chiều dọc 5,71% theo chiều ngang, mẫu không tiền xử lí plasma có độ co dọc ngang lên tới 4,86% theo chiều dọc tận 11,43% theo chiều ngang nhiệt độ gia nhiệt 200°C Suy vải tiền xử lí plasma có độ co sau xử lí tốt so với vải khơng tiền xử lí plasma 3.4 Nội dung 4: Nghiên cứu ảnh hƣởng thời gian gia nhiệt đến tính chất vải nhuộm màu Polyester Vải không xử lý plasma vải xử lý plasma 30s tiến hành xử lý HCC với điều kiện thời gian gia nhiệt thay đổi: 120s, 180s 240s; nhiệt độ gia nhiệt 190°C/200°C để nghiên cứu ảnh hưởng thời gian gia nhiệt đến tính cháy (LOI) trước sau lần giặt, độ co dọc co ngang vải sau xử lý Bảng 3.8: Kết ảnh hưởng thời gian gia nhiệt đến tính chất vải chậm cháy sau xử lí sau lần giặt Điều kiện gia nhiệt NE-S-GN Plasma 30s-NE-S-GN Mẫu sau xử lí chậm cháy LOI Độ co dọc(%) Độ co ngang(%) LOI Độ co dọc(%) Độ co ngang(%) 190°C-120s 33,3 1,43 5,71 33,5 4,29 190°C-180s 33,6 2,86 5,71 35,5 5,71 190°C-240s 34,1 1,43 7,14 35,7 5,71 200°C-120s 34,8 1,43 7,14 33,9 2,86 5,71 200°C-240s 34,8 4,29 11,43 36,5 1,43 5,71 Mẫu vải xử lí chậm cháy sau lần giặt 190°C-120s 28 1,43 5,71 30,3 4,29 190°C-180s 28,2 2,86 5,71 31 5,71 190°C-240s 28,6 1,43 7,14 31,8 5,71 200°C-120s 29,7 1,43 7,14 32 2,86 5,71 200°C-240s 30 4,29 11,43 33 1,43 5,71 Từ bảng 3.8, ta có đồ thị biểu ảnh hưởng thời gian gia nhiệt đến kết LOI sau: 58 40 35 Chỉ số LOI 30 25 20 15 10 190°C-120s 190°C-180s 190°C-240s Điều kiện gia nhiệt Không Plasma Plasma 30s Không Plasma sau giặt Plasma sau giặt Hình 3.15: Đồ thị thể ảnh hưởng thời gian gia nhiệt đến kết LOI Hình 3.16: Đồ thị thể ảnh hưởng thời gian gia nhiệt đến kết LOI Nhận xét: Từ bảng 3.8, thấy thời gian gia nhiệt có ảnh hưởng tương tự với nhiệt độ gia nhiệt Thời gian gia nhiệt cao kết LOI cao biến đổi độ co thấp Kết LOI sau giặt tương tự, mẫu có thời gian gian gia nhiệt cao cho kết tốt so với mẫu xử lí điều kiện Sự khác biệt nhiệt độ gia nhiệt 190°C với 200°C không đáng kể, để áp dụng qui mơ cơng nghiệp thời gian gia nhiệt yếu tố cần lưu tâm, thời gian gia nhiệt 120s phù hợp cho mục đích 3.5 Nội dung 5: Nghiên cứu ảnh hƣởng thời gian xử lí plasma đến kết LOI tính chất vải nhuộm màu polyester đƣợc xử lí hạn chế cháy Vải tiến hành xử lý HCC với điều kiện thời gian plasma thay đổi: 15s, 20s 30s; điều kiện xử lí 190°C/120s để nghiên cứu ảnh hưởng thời gian plasma đến tính cháy (LOI) trước sau lần giặt, độ co dọc co ngang vải sau xử lý Bảng 3.9 :Ảnh hưởng thời gian Plasma đến tính chất vải chậm cháy sau xử lí sau lần giặt 59 Thời gian xử lí Plasma Plasma-NE 190°C-120s-S-GN Mẫu sau xử lí chậm cháy LOI Độ co dọc (%) Độ co ngang (%) 15 32.7 1.43 5.71 20 33.5 1.43 5.71 30 33.5 0.00 4.29 Mẫu vải xử lí chậm cháy sau lần giặt 15 30 1.43 5.71 20 30.8 1.43 5.71 30 30.3 0.00 4.29 Chỉ số LOI Từ kết bảng 3.9, ta có đồ thị thể ảnh hưởng thời gian xử lí plasma 34 33 32 31 30 29 28 15 20 30 Thời gian xử lí Plasma LOI LOI sau giặt Hình 3.17: Đồ thị thể ảnh hưởng thời gian xử lí plasma Nhận xét: Sự khác biệt mức thời gian xử lí plasma khác khơng đáng kể, nhiên thời gian xử lí plasma 20s cho kết LOI sau lần giặt tốt 3.6 Kết luận chƣơng Từ kết trên, thấy việc tiền xử lí plasma khơng gây ảnh hưởng q nhiều đến độ bền học vải nhuộm màu polyester Độ bền kéo đứt theo hướng dọc giảm 4,24% cịn theo hướng ngang giảm 2,95% Thậm chí mốc thời gian xử lí plasma 30s, độ bền kéo đứt tăng nhẹ Độ mao dẫn vải sau tiền xử lí plasma tăng mạnh tăng dần thời gian xử lí plasma lên 30s, kéo dài thời gian độ mao dẫn tiếp tục tăng Điều giải thích mục 3.1.4 ảnh hưởng nhiệt độ trình xử lí plasma, bề mặt vải xuất rãnh giúp hóa chất xâm nhập vào sâu vải cải thiện độ mao dẫn Vải tiền xử lí plasma đem lại kết hạn chế cháy tốt so với vải khơng tiền xử lí plasma Sau lần giặt, tất mẫu vải polyester tiền xử lí plasma xử lí hạn chế cháy cho kết hạn chế cháy tốt ( Giá trị LOI > 30) 60 KẾT LUẬN CHUNG 1.Tiền xử lý plasma DBD cho vải PET nhuộm màu phương pháp phù hợp để để hoàn tất chức cho vải nhuộm màu PET hiệu 2.Tiền xử lý plasma DBD cho vải PET nhuộm màu W/cm2 , 15s: Vải tăng độ mao dẫn 12% theo hướng sợi dọc 24% theo hướng sợi ngang Nếu tăng thời gian xử lý plasma đến 90s, độ mao dẫn tăng lên 28% 61% tương ứng theo hướng sợi dọc sợi ngang Tuy nhiên, thời gian xử lý plasma lớn 60s khiến vải thay đổi màu sắc giảm độ bền 3.Xử lý plasma W/cm2 , 30s, xử lý HCC gia nhiệt 190 độ, 120s cho độ bền giặt HCC sau lần tốt so với 190 độ, 240s không tiền xử lý plasma Ngồi ra, tiền xử lý plasma cịn giúp giảm độ co nhiệt vải trình gia nhiệt 4.Sự biến đổi bề mặt vải sau trình xử lý plasma thể rõ qua ảnh SEM Ảnh SEM vải sau xử lý HCC, vải HCC sau lần giặt hình ảnh EDS phù hợp với giá trị LOI 5.Nhiệt độ gia nhiệt tăng tăng hiệu HCC, nhiên nhiệt độ cao 190 độ ảnh hưởng đến độ bền màu sắc vải sau xử lý 6.Hiệu xử lý HCC cho vải polyester nhuộm màu với tiền xử lý plasma 30s, gia nhiệt 190 độ, 120s tốt điều kiện nghiên cứu: Độ bền kéo đứt tăng nhẹ (5% theo hướng dọc 4% theo hướng ngang, độ mao dẫn tăng 26%, giá trị LOI trước sau giặt tốt(>30), kết đốt thẳng đứng tốt 7.Tuy nhiên hạn chế nghiên cứu chưa đề cập đến hiệu tiền xử lý plasma phụ thuộc vào lượng hoá chất HCC Nội dung nghiên cứu nghiên cứu tương lai 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Joseph, Marjory L, Introductory textile science, 1977 [2] Nguyễn Trung Thu (1990), Vật liệu dệt, ĐH Bách Khoa Hà Nội [3] B.L Deopura’ R Alagirusamy, M Joshi, B Gupta; Polyesters and Polyamides; A volume in Woodhead Publishing Series in Textiles; 2008 [4] Üreyen, M.E and E.J.A.i.P.T Kaynak, Effect of zinc borate on flammability of pet woven fabrics 2019 2019 [5] Kundu, C.K., et al., An overview of fire retardant treatments for synthetic textiles: From traditional approaches to recent applications 2020 137 [6] Ömeroğulları, Z and D.J.T.R.J Kut, Application of low-frequency oxygen plasma treatment to polyester fabric to reduce the amount of flame retardant agent 2012 82(6): p 613-621 [7] Bendak, A and S.J.J.o.I.A.o.S El-Marsafi, Effects of chemical modifications on polyester fibres 1991 4(4): p 275-284 [8] Pitchai, S and S.J.P.J.o.C.T Natarajan, Study on the improvement of hydrophilic character on polyvinylalcohol treated polyester fabric 2014 16(4): p 21-27 [9] Natarajan, S and J.J Moses, Surface modification of polyester fabric using polyvinyl alcohol in alkaline medium 2012 [10] Dumecha, B and G Nalankilli, Anionic dyeability of polyester fabric by chemical surfave modification 2017, IJMTES [11] Dave, H., et al., Surface modification of polyester fabric by non-thermal plasma treatment and its effect on coloration using natural dye 2013 30(3): p 291-304 [12] Basuk, M., et al., Effect of Plasma Treatment on Moisture Management Properties and Drying Behavior of Polyester and Blend Fabrics for Sportswear Application [13] Sun, D.J.B.G.C., Surface modification of natural fibers using plasma treatment 2016: p 18-39 [14] Malinowska, G.J.F.T.e.e., Effect of the corona discharge treatment of polyester fabrics on their adhesive properties 2009 17: p 98-102 [15] Gabr, B., et al., Wettability and water vapor transfer rate of knitted garments utilizing non-thermal atmospheric pressure plasma 2016 12(1) [16] Zille, A., et al., Plasma treatment in textile industry 2015 12(2): p 98-131 [17] Raslan, W.M., et al., Ultraviolet protection, flame retardancy and antibacterial properties of treated polyester fabric using plasma-nano technology 2011 2(10): p 1432 [18] Carosio, F., J Alongi, and A.J.E.P.J Frache, Influence of surface activation by plasma and nanoparticle adsorption on the morphology, thermal stability and combustion behavior of PET fabrics 2011 47(5): p 893-902 [19] Furlan, T., et al., Multifunctional Hydrophobic, Oleophobic and Flameretardant Polyester Fabric 2019 62(1) [20] Kamel, M., et al., Improvements in the dyeability of polyester fabrics by atmospheric pressure oxygen plasma treatment 2011 102(3): p 220-231 [21] Hoa, L.T.M., Nghiên cứu sử dụng hóa chất chuyên dùng để xử lý hoàn tất chống cháy cho vải 2002 62 [22] Khanh, V.T.H., Nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ sản xuất vải chống cháy chống thấm phục vụ công nghiệp dân dụng 2013 [23] Khandual A, Green flame retardants for textiles, in Green fashion, 2016, Springer, pp 171-227 [24] Thông N V ,Tho L T ,Hà H T ,Linh N D., Nam B T T, Cơng nghệ xử lý hóa học vật liệu dệt, 2016, Nhà xuất Bách khoa Hà Nội [25] P.M.Visakh, Flame retardants, 2015, London, Engineering Materials [26] Hasling K M, application of an environmental friendly flame retardant Högskolan i Borås Institutionen Textilhögskolan 501 90 Borås, 2008 [27] Eva Magovac., Prof Sandra Bischof P, Non-halogen FR treatment of cellulosic textiles Tekstil, 2015 64(9-10), pp 298-309 [28] Price D., Horrocks A., Combustion processes of textile fibres, In: Handbook of Fire Resistant Textiles, 2013, Elsevier, pp 3-25 [29] Nguyễn Thị Hường (2021), Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu ứng dụng môi trường plasma xử lý hạn chế cháy cho vải bông, ĐH Bách Khoa Hà Nội [30] Jenny Alongi 1,*, Federico Carosio and Paul Kiekens 3, Recent Advances in the Design of Water Based-Flame Retardant Coatings for Polyester and Polyester-Cotton Blends,Polymers 2016, 8, 357 [31] Malucelli G, Surface-Engineered Fire Protective Coatings for Fabrics through Sol-Gel and Layer-by-Layer Methods: An Overview Coatings, 2016 6(3), pp 33 [32] Khalifah A Salmeia 1,*, Sabyasachi Gaan and Giulio Malucelli 2,Recent Advances for Flame Retardancy of Textiles Based on Phosphorus Chemistry, Polymers 2016, 8, 319; doi:10.3390/polym8090319 [33] Raziye Atakan1 , Azize Bical1, Ebru Celebi2, Gulay Ozcan1, Neda Soydan2 and A Sezai Sarac, Development of a flame retardant chemical for finishing of cotton, polyester, and CO/PET blends, Journal of Industrial Textiles 0(00); 0(00) 1–21, The Author(s) sagepub.co.uk/journalsPermissions.nav 2018 DOI: Reprints and permissions: 10.1177/1528083718772303 journals.sagepub.com/home/jit [34] R Atakan1, E Çelebi2, G Ozcan1, N Soydan² and A S Sarac, FR Performance of New Fire-off on PET/CO blend fabrics, 17th World Textile Conference AUTEX 2017- Textiles - Shaping the Future, IOP Conf Series: Materials Science and Engineering 254 (2017) 082003 doi:10.1088/1757899X/254/8/082003 [35] Vũ Thị Hồng Khanh, P.T.M.P., Trần Thị Phương Thảo, Nguyễn Ngọc Thắng, Ứng dụng plasma xử lý vật liệu dệt 2016 63 [36] Shishoo, R., Plasma technologies for textiles 2007: Elsevier [37] Shah, J and S.J.R.j.o.e.s Shah, Innovative plasma technology in textile processing: A step towards green environment 2013 2(4): p 34-39 [38] Visakh, P and A Yoshihiko, Flame retardants: Polymer blends, composites and nanocomposites 2015: Springer [39] Ahmed, A.J.D.o.B., Faculty of Textile Science Textile Institute of Pakistan Pakistan, A review of plasma treatment for application on textile substrate 2007 [40] Schutze, A., et al., The atmospheric-pressure plasma jet: a review and comparison to other plasma sources 1998 26(6): p 1685-1694 [41] Brandenburg, R.J.P.S.S and Technology, Dielectric barrier discharges: progress on plasma sources and on the understanding of regimes and single filaments 2017 26(5): p 053001 [42] Zille, A., et al., Plasma treatment in textile industry 2015 12(2): p 98-131 [43] Sarmadi, M Advantages and disadvantages of plasma treatment of textile materials in 21st International Symposium on Plasma Chemistry (ISPC 21), Sunday 2013 [44] Joshi, A., et al., Application of Plasma finishing on Cotton Fabric 2015 5(4): p 01-10 [45] Hòa, T.P., Plasma ứng dụng kỹ thuật vật liệu Polyme 2012 [46] Kan, C.-w., A novel green treatment for textiles: Plasma treatment as a sustainable technology 2014: CRC Press [47] Chinta, S., S Landage, and M.S.J.I.J.E.R.T Kumar, Plasma technology and its application in textile wet processing 2012 1(5): p 1-12 [48] Sun, D.J.B.G.C., Surface modification of natural fibers using plasma treatment 2016: p 18-39 [49] Luyến, L.T., Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng xử lý mơi trường plasma tới tính chất vải PET 2016 [50] Vu Thi Hong Khanh, L.T.L., Dang Duc Vuong, Properties modification of polyester fabric by application of atmospheric pressure plasma Teltil u oblekno, 2016 [51] TCVN 8042-2009– Vải dệt thoi – Phương pháp xác định khối lượng [52] TCVN 5785-2009 – Vải dệt thoi – Phương pháp xác định chi số [53] TCVN 1753-1986 – Vải dệt thoi – Phương pháp xác định mật độ sợi [54] TCVN 5073 - 1990 - Vải dệt thoi - Phương pháp xác định độ mao dẫn [55] ISO 13934-1:2013 – specifies a procedure to determine the maximum force and elongation at maximum force of textile fabrics using a strip method [56] ASTM (2015), D 6413 Standard test method for flame resistance of Textiles (Vertical test)1 64 ... cứu vải pha polyester chống cháy (CC) Chưa có nghiên cứu xử lý chậm cháy (XLCC) cho vải 100% polyester nhuộm màu Chính vậy, ? ?Ảnh hưởng plasma hoạt hóa đến kết trình xử lý chậm cháy cho vải polyester. .. giá ảnh hưởng plasma hoạt hóa đến kết q trình xử lý chậm cháy cho vải polyester dệt thoi nhuộm - Đối tƣợng nghiên cứu Vải polyester dệt thoi nhuộm Các hóa chất chậm cháy dành cho polyester Phạm... xử lý Plasma 30s P30 Vải xử lý Plasma 20s P20 Vải xử lý Plasma 60s P60 Vải xử lý Plasma 90s P90 Vải xử lí Plasma 15s kèm xử lí HCC P15-FRT Vải xử lí Plasma 30s kèm xử lí HCC P30-FRT Vải xử lí Plasma