NGHIÊN cứu CÔNG NGHỆ NHUỘM sợi TRE BẰNG CHẤT màu tự NHIÊN CHIẾT XUẤT từ hạt điều NHUỘM

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Số 49, 2021 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ NHUỘM SỢI TRE BẰNG CHẤT MÀU TỰ NHIÊN CHIẾT XUẤT TỪ HẠT ĐIỀU NHUỘM NGUYỄN NGỌC THẮNG Viện Dệt may, Da giầy Thời trang - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội thang.nguyenngoc@hust.edu.vn Tóm tắt Bài báo trình bày quy trình chiết tách chất màu từ hạt điều nhuộm môi trường pH khác để nhuộm cho sợi tre dùng làm sản phẩm thủ công mỹ nghệ Ảnh hưởng điều kiện nhuộm gồm nhiệt độ, pH môi trường chất cầm màu đến đặc tính màu sắc sợi tre khảo sát Điều kiện nhuộm thích hợp cho sợi tre nhiệt độ nóng (85-90 °C), mơi trường kiềm (pH = 9-10), modun nhuộm 1:20 thời gian nhuộm 60 phút Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) sử dụng để giải thích khả liên kết chất màu với vật liệu tre Màu sắc sợi tre nhuộm màu bị biến ánh tạo gam màu cầm màu muối phèn nhôm kali, đồng sunphat, kalibicromat sắt (II) sunphat Từ khóa Hạt điều nhuộm, sợi tre, nhuộm màu tự nhiên, cầm màu INVESTIGATION OF ECO-FRIENDLY DYEING TECHNIQUE FOR VIETNAMESE BAMBOO STRIPS USING A NATURAL COLORANT EXTRACTED FROM ANNATTO SEEDS Abstract In this paper, dyeing of Vietnamese bamboo strips using a natural colorant derived from Vietnam annatto seeds have been studied The annatto colorant extracted using boiling water in various pH was dyed on bamboo strips by exhaustion The effects of various dyeing factors including temperature, pH and various mordant species on the chromatic behaviour of bamboo strips were investigated and optimized The optimal dyeing conditions were high temperature (85-90 °C), alkaline medium (pH = 9-10), liquor ratio 1:20 and dyeing time 60 Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was also conducted to get insight into the bonding mechanism between the extracted colorant and bamboo material The chromatic behaviour of dyed bamboo strips was changed using different mordants such as aluminum potassium sulfate, copper sulphate, potassium dichromate and ferrous sulfate via post-treatment method Keywords Bixa Orellana, bamboo strip, dyeing, mordant ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, Việt Nam quốc gia xuất hàng mây tre đan lớn giới, với tổng doanh thu trung bình 200 triệu USD/năm, chiếm khoảng 14% tổng kim ngạch xuất hàng thủ công mỹ nghệ nước [1-3] Các sản phẩm mây tre đan nước ta có mặt 130 quốc gia vùng lãnh thổ với thị trường nước EU (31,44% tỷ trọng), Mỹ (19,5% tỷ trọng), Nhật Bản (9,3% tỷ trọng) Năm 2019, Việt Nam Liên minh châu Âu (EU) ký Hiệp định thương mại tự Việt Nam - EU (EVFTA) mở hội cho làng nghề Việt Nam đẩy mạnh xuất mặt hàng hàng thủ công mỹ nghệ nói chung sản phẩm mây tre đan nói riêng [4] Bên cạnh thuận lợi này, làng nghề doanh nghiệp xuất hàng thủ công mỹ nghệ phải đối mặt với nhiều thách thức thiếu nguồn nguyên liệu, thiếu liên kết, quy mô sản xuất nhỏ, mẫu mã chưa đa dạng, độc đáo [5] Để giữ vững tăng trưởng xuất mặt hàng thị trường cạnh tranh ngày khốc liệt cần có đổi mẫu mã sản phẩm, công nghệ phương thức quản lý sản xuất theo xu hướng phát triển bền vững, thân thiện với môi trường [5, 6] Thực tế chứng minh, nhiều doanh nghiệp dệt may Nhật Bản sống sót cạnh tranh với hàng Trung Quốc giá rẻ nhờ tạo sản phẩm thân thiện với môi trường Họ sử dụng loại thuốc nhuộm tự nhiên, chất hoàn tất vải sợi không gây ô nhiễm môi trường để tạo sản phẩm dệt may sinh thái Đây xu hướng tất yếu tương lai vấn đề môi trường sinh thái ngày quan tâm [6-8] © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 126 NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ NHUỘM SỢI TRE BẰNG CHẤT MÀU TỰ NHIÊN CHIẾT XUẤT TỪ HẠT ĐIỀU NHUỘM Tre vật liệu tự nhiên, có giá trị sinh thái cao, thân thiện với mơi trường [9] Tuy nhiên, q trình sản xuất sợi tre mặt hàng từ nó, nhiều sản phẩm xử lý, nhuộm màu hóa chất chất màu tổng hợp để tăng tính thẩm mỹ giá trị cho sản phẩm Điều làm giá trị sinh thái vốn có vật liệu này, đặc biệt sản phẩm tiếp xúc trực tiếp với thể người sản phẩm chứa đựng thực phẩm tươi sống đồ nội thất Các sản phẩm giữ giá trị sinh thái vốn có tre xử lý nhuộm màu chất màu tự nhiên hợp chất khơng gây hại đến mơi trường Hiện nay, cơng trình nghiên cứu giới nước tập trung khả nhuộm màu tự nhiên vật liệu dệt [8] Trên giới, số nghiên cứu nhuộm màu tự nhiên cho tre, gỗ triển khai [10, 11] Trong nước, chưa có cơng trình nghiên cứu công bố nhuộm màu tự nhiên cho sợi tre để làm sản phẩm thủ công mỹ nghệ Do vậy, nghiên cứu này, tác giả trình bày kỹ thuật nhuộm màu tự nhiên chiết tách từ hạt điều nhuộm cho sợi tre Việt Nam để ứng dụng làm nguyên liệu cho số sản phẩm nội thất sinh thái Hạt điều nhuộm (tên khoa học Bixin Orellana L.) chứa chất màu annatto có màu vàng đỏ, sử dụng rộng rãi thực phẩm mỹ phẩm đặc tính chống oxy hóa hoạt tính sinh học cao [12] Thành phần hóa học chất màu annatto bixin (chiếm 80% khối lượng), lại 20% bao gồm norbixin, đường, tinh dầu, sáp hợp chất dễ bay Công thức cấu tạo bixin norbixin biểu diễn hình Để chiết tách chất màu annatto sử dụng phương pháp ninh chiết, Soxhlet, sóng siêu âm (ultrasound-assisted), dung dịch lỏng siêu tới hạn với khí CO2 (supercrictical fluid extraction), hệ vi phân tán lỏng-lỏng (dispersive liquid-liquid microextraction), vi sóng (microwave extraction), enzym (enzymatic extraction) với dung môi khác [12-14] Trong nghiên cứu này, chất màu từ hạt điều nhuộm Việt Nam chiết tách phương pháp ninh chiết môi trường pH khác sử dụng để nhuộm màu cho sợi tre (a) Bixin CH3 R = CH3 Norbixin R = H CH3 COOR HOOC CH3 (b) CH3 (c) Hình (a) Công thức cấu tạo bixin norbixin, (b) Hạt điều nhuộm (c) Sợi tre THỰC NGHIỆM 2.1 Vật liệu hóa chất Sợi tre cung cấp công ty TNHH mỹ nghệ Hoa Sơn, Hà Nội Sợi tre xử lý làm sấy để chống nấm mốc, hình 1c Các tiêu kỹ thuật sợi tre trình bày bảng Hạt điều nhuộm, loại dùng cho tạo màu thực phẩm, cung cấp công ty TNHH sản xuất thương mại Hậu Sanh, Việt Nam Các hóa chất sử dụng nghiên cứu bao gồm axit axetic, natri hydroxit, muối phèn nhôm kali, đồng sunphat, kalibicromat sắt (II) sunphat cung cấp công ty Xilong, Trung Quốc Các thí nghiệm phân tích thực Trung tâm thí nghiệm Vật liệu Dệt may - Da giầy, PTN Hóa dệt PTN Cơng nghệ lọc hóa dầu & Vật liệu xúc tác hấp phụ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 2.2 Quy trình thực nghiệm a Chiết tách chất màu Chất màu annatto chiết theo phương pháp ninh chiết nước, nhiệt độ sôi, 60 phút với pH khác Môi trường chiết có tính axit (pH = 4-5) tạo dung dịch axit axetic 1M có tính kiềm (pH = 9-10) tạo dung dịch NaOH 1M © 2021 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ NHUỘM SỢI TRE BẰNG CHẤT MÀU TỰ NHIÊN CHIẾT XUẤT TỪ HẠT ĐIỀU NHUỘM 127 Hạt điều nhuộm thêm vào cốc chứa 200 ml nước có mơi trường axit, kiềm trung tính để đạt dung tỷ 1:20 g/ml Các cốc khuấy chiết nhiệt độ sôi, 60 phút Dung dịch sau đưa nhiệt độ phòng lọc qua lưới lọc để thu dịch chiết annatto, dùng cho trình nhuộm Bảng Bảng thông số kỹ thuật sợi tre Thơng số Số liệu Hình dạng Dạng sợi dẹt Màu sắc Trắng ngà Trọng lượng, g/dm3 ⁓ 800 b Nhuộm màu cho sợi tre Sợi tre cắt thành đoạn ngắn với kích thước 70 mm luộc nước sôi ba lần, lần luộc 20 phút để loại bỏ hóa chất tồn dư Sau mẫu tre rửa sạch, để khơ gió sấy nhiệt độ 70 °C 24 Mẫu tre sau xử lý sơ (T0) nhuộm theo phương pháp tận trích máy nhuộm BATHS HH-S6 Các mẫu tre có khối lượng xác định nhuộm dung dịch chất màu annatto chiết pH khác Quy trình nhuộm màu cho sợi tre khảo sát môi trường axit (pH = 4-5), kiềm (pH = 910) trung tính, theo phương pháp nhuộm lạnh (25-30 °C), nhuộm ấm (65-70 °C) nhuộm nóng (8590 °C), thời gian 60 phút, với dung tỷ nhuộm 1:20 g/ml pH dung dịch nhuộm điều chỉnh dung dịch axit axetic 1M NaOH 1M Mẫu tre sau nhuộm phơi khơ gió Các mẫu tre nhuộm màu annatto (TNh) tiếp tục cầm màu dung dịch muối phèn nhôm kali, đồng sunphat, kalibicromat sắt (II) sunphat Kỹ thuật cầm màu thực cách ngâm trực tiếp mẫu vào dung dịch chất cầm màu có nồng độ 1%, 20 phút, nhiệt độ tương ứng với nhiệt độ nhuộm mẫu tre Các mẫu sau phơi khơ gió sấy nhiệt độ 70 °C 24 Quy trình nhuộm cầm màu sợi tre biểu diễn hình t (C) t nhuộm Nhuộm Cầm màu 60’ 20’ Hóa chất t mt  (phút) Hình Quy trình nhuộm cầm màu cho sợi tre 2.3 Các phương pháp phân tích Sử dụng phương pháp đo màu quang phổ, phân tích ảnh hiển vi quang học phổ FTIR chất màu annatto, mẫu tre nhuộm màu cầm màu để đánh giá khả nhuộm màu vật liệu Đo màu quang phổ thực thiết bị MiniScan XE Plus hãng Hunterlab với nguồn sáng D65, góc quan sát 10 theo tiêu chuẩn ISO 105-J01: 1997 Phổ FTIR mẫu thí nhiệm đo máy Nicolet 6700 hãng Thermo, USA Ảnh hiển vi quang học chụp thiết bị A.KRÜSS Optronic MBL2100 trinocular microscope, Đức KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Đặc tính chất màu chiết mơi trường Các dung dịch chất màu từ hạt điều nhuộm (Đn) thu phương pháp ninh chiết môi trường nước với giá trị pH khác có ánh màu khác Dung dịch chiết có màu vàng nhạt môi trường axit (pH = 4-5), màu vàng đậm vẩn đục mơi trường trung tính (pH =7), màu da cam vẩn đục môi trường kiềm (pH = 9-10) Hạt điều nhuộm sau chiết tách môi trường kiềm chuyển sang màu đen, khơng cịn lớp áo màu đỏ nâu ban đầu, chứng tỏ chất màu tách hiệu mơi trường Với mơi trường trung tính axit cho thấy hạt điều nhuộm sau chiết chứa chất màu hạt có màu nâu đỏ Việc chuyển màu môi trường pH khác thường xảy số chất màu tự nhiên, cho thấy nhóm chức phân tử chúng có khả phản ứng với axit kiềm để làm thay đổi khả phản xạ ánh sáng phân tử chất màu © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 128 NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ NHUỘM SỢI TRE BẰNG CHẤT MÀU TỰ NHIÊN CHIẾT XUẤT TỪ HẠT ĐIỀU NHUỘM 100 LN-Aa (ĐnA) 90 618.1 657.8 70 1613.6 40 1414.1 50 1049.3 1142.0 60 2932.0 %Transmittance 80 3396.2 30 20 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Wavenumbers (cm-1) Number of sample scans: 64 LN-Ta Number of background scans: 64 Resolution: 2.000 95 Sample gain: 2.0 Mirror velocity: 0.6329 90 Aperture: 100.00 100 618.0 812.7 420.6 (ĐnT) 80 1147.8 1614.5 65 1047.5 992.5 70 1417.5 75 2931.9 %Transmittance 85 3393.1 60 55 50 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Wavenumbers (cm-1) Number of sample scans: 64 LN-Ka Number of background scans: 64 Resolution: 2.000 Sample gain: 2.0 96 Mirror velocity: 0.6329 Aperture: 69.00 (ĐnK) 771.9 94 1147.8 88 86 1046.4 90 1418.4 %Transmittance 92 668.3 98 82 1560.3 2933.5 84 3392.6 80 78 76 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Wavenumbers (cm-1) Number of sample scans:từ 64 hạt điều nhuộm mơi trường: axit (ĐnA), trung tính (ĐnT) Hình Phổ FTIR chất màu chiết Number of background scans: 64 Resolution: 2.000 kiềm (ĐnK) Sample gain: 2.0 Mirror velocity: 0.6329 Để xác định nhóm chức hợp chất có chất màu hạt điều nhuộm, dung dịch chất màu annatto Aperture: 69.00 cô đặc, sấy khô phân tích phổ FTIR Hình biểu diễn phổ FTIR chất màu hạt điều nhuộm chiết tách mơi trường axit, trung tính bazơ Tuy chất màu chiết môi trường pH khác phổ FTIR có peak tương đối giống Các phổ FTIR chất màu annatto cho thấy số sóng đặc trưng cho nhóm OH 3392 (3393; 3396) cm-1, nhóm C-H mạch hydrocacbon no 2933 (2931; 2932) cm-1, nhóm C-C 1614 cm-1, nhóm C-O axit cacboxylic este 1046 (1047; 1049) cm-1, nhóm C=C hợp chất anken 992 cm-1 Điều chứng tỏ có mặt hợp chất mang màu bixin norbixin chất màu điều nhuộm [12-14] Tuy nhiên, phổ FTIR chất màu điều nhuộm chiết mơi trường kiềm có xuất peak 1724 cm-1 (nhóm C=O axit cacboxylic) rõ ràng, nhóm este bixin bị thủy phân tạo nhóm chức COO- Do chất màu chiết từ hạt điều nhuộm môi trường hỗn hợp nhiều hợp chất hữu mang màu, hợp chất bixin norbixin chiếm tỷ lệ lớn, nên phổ FTIR cho phép xác định nhóm chức có hỗn hợp chất màu chiết tách Việc xác định nhóm chức có hỗn hợp chất màu chiết tách cho phép xác định liên kết xảy nhuộm chúng cho sợi tre © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ NHUỘM SỢI TRE BẰNG CHẤT MÀU TỰ NHIÊN CHIẾT XUẤT TỪ HẠT ĐIỀU NHUỘM 129 3.2 Nhuộm cầm màu sợi tre chất màu chiết từ hạt điều nhuộm Các mẫu tre nhuộm màu chiết từ hạt điều nhuộm (TNh-Đn) theo phương án thí nghiệm trình bày trên, chụp ảnh kính hiển vi quang học phân tích phổ FTIR Ảnh chụp mẫu tre nhuộm màu điều nhuộm điều kiện nhuộm lạnh, ấm nóng; mơi trường axit (TNhA-Đn), trung tính (TNhTĐn) kiềm (TNhK-Đn); cầm màu muối chứa ion kim loại Al3+, Cu2+, Cr3+ Fe2+ trình bày Hình (a) Chưa nhuộm Nhuộm lạnh Nhuộm ấm Nhuộm nóng Axit Trung tính Kiềm Hình Sự biến đổi màu mẫu tre nhuộm màu chiết từ hạt điều nhuộm theo (a) điều kiện nhuộm (b) chất cầm màu khác Hình 4a cho thấy mẫu tre có khả nhuộm màu điều kiện nhuộm môi trường nhuộm khác Từ bảng màu cho thấy, màu mẫu tre nhuộm với chất màu annatto đậm dần theo tăng nhiệt độ nhuộm tăng giá trị pH Sau nhuộm, mẫu tre cầm màu muối chứa ion kim loại Al3+, Cu2+, Cr3+ Fe2+ Phân tích ảnh chụp Hình 4b cho thấy mẫu tre cầm màu Al3+ có màu sáng Fe2+ cho màu sẫm Sự thay đổi màu theo loại chất cầm màu cho ta thêm lựa chọn việc phối màu sản phẩm từ tre nhuộm màu tự nhiên Một điểm đáng ý nhuộm màu cho tre mơi trường axit thu màu vàng nhạt, cịn môi trường kiềm cho màu da cam tươi đậm Khi cầm màu Cr3+ Fe2+ màu tre nhuộm môi trường axit chuyển sang màu nâu đỏ tương đồng với mẫu tre cầm màu sau nhuộm mơi trường trung tính hay kiềm Để đánh giá thay đổi màu sắc mẫu tre nhuộm màu điều nhuộm, phương pháp đo màu quang phổ thực theo hệ không gian màu CIELab thu thông số màu L*, a* b* Hệ không gian màu CIELab xây dựng dựa khả cảm nhận màu mắt người Do vậy, tất màu mà mắt người nhìn thấy được biểu diễn thơng qua giá trị L*, a* b* Thông số L đặc trưng cho độ sáng, sáng (+L) tối (-L); a* thông số màu đỏ - lục, ngả đỏ (+a) ngả lục (-a); b* thông số màu vàng - lam, ngả vàng (+b) ngả lam (-b) Tất màu có độ sáng L nằm mặt phẳng có trục tọa độ vng góc a* b* Độ sáng L màu thay đổi theo trục dọc Sự khác biệt màu sắc (E) mẫu tính theo cơng thức: E = [(L)2 + (a)2 +(b)2]0.5 Kết phân © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 130 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ NHUỘM SỢI TRE BẰNG CHẤT MÀU TỰ NHIÊN CHIẾT XUẤT TỪ HẠT ĐIỀU NHUỘM tích so sánh với mẫu tre ban đầu thơng qua giá trị ∆L*, ∆a*, ∆b* ∆E* thể bảng Bảng Bảng thông số đo màu mẫu tre nhuộm màu điều nhuộm, cầm màu ion kim loại (Al 3+, Cu2+, Cr3+ Fe2+) điều kiện nhuộm nóng Mẫu tre L* a* b* L* a* b* E* T0 62,83 16,40 35,58 TNhA-Đn 69,83 10,51 42,14 7,00 -5,89 6,56 11,30 TNhA-Đn-Al 68,48 10,40 39,29 5,65 -5,99 3,71 9,04 TNhA-Đn-Cu 66,69 7,45 37,00 3,86 -8,95 1,42 9,85 TNhA-Đn-Cr 61,07 9,20 34,41 -1,76 -7,20 -1,17 7,50 TNhA-Đn-Fe 48,74 5,61 20,67 -14,09 -10,79 -14,91 23,18 TNhT-Đn TNhT-Đn-Al TNhT-Đn-Cu TNhT-Đn-Cr TNhT-Đn-Fe 66,22 68,20 63,49 63,87 50,68 21,04 18,47 13,66 11,97 9,83 48,29 42,74 37,82 38,75 25,72 3,39 5,37 0,66 1,04 -12,15 4,65 2,08 -2,74 -4,43 -6,57 12,71 7,16 2,24 3,17 -9,86 14,00 9,19 3,60 5,54 16,97 TNhK-Đn TNhK-Đn-Al TNhK-Đn-Cu TNhK-Đn-Cr TNhK-Đn-Fe 62,20 61,74 57,44 55,30 46,71 29,47 28,16 22,82 18,82 17,76 54,12 45,00 41,91 40,72 29,54 -0,63 -1,09 -5,39 -7,53 -16,12 13,08 11,77 6,43 2,43 1,37 18,54 9,42 6,33 5,14 -6,04 22,7 15,11 10,51 9,434 17,27 Kết đo màu trình bày bảng cho thấy mẫu tre ban đầu (T0) có độ sáng (L* = 62,83) có ánh vàng đỏ (a* = 16,40, b* = 35,58) Sau nhuộm màu annatto mơi trường, mẫu tre có độ sáng giảm dần, ánh đỏ vàng tăng mạnh từ môi trường nhuộm axit đến môi trường kiềm Sự khác biệt màu sắc tổng thể rõ qua giá trị E chứng tỏ nhuộm màu tre môi trường kiềm cho màu đậm Khi cầm màu mẫu tre sau nhuộm cho thấy độ sáng màu mẫu tre nhuộm màu chiết tách từ hạt điều nhuộm giảm dần theo thứ tự chất cầm màu Al3+, Cu2+, Cr3+, Fe2+ quy luật môi trường nhuộm Mẫu cầm màu Fe2+ có độ sáng giảm mạnh (L* = -12  -16) chứng tỏ ion Fe2+ tạo phức với chất màu annatto làm giảm khả phản xạ ánh sáng, mẫu nhuộm sẫm màu Tuy nhiên, giá trị độ sai lệch màu so với mẫu chuẩn E* lại biến thiên không theo quy luật L* Trong mơi trường axit trung tính, độ sai lệch màu lớn có với chất cầm màu Fe2+ (lần lượt 23,18 16,97) Nhưng môi trường kiềm, mẫu nhuộm không cầm màu lại cho độ sai lệch màu lớn E* = 22,7 độ sáng lớn (L* = 62,2 ) chứng tỏ màu nhuộm tươi sâu màu Thêm nữa, giá trị a* b* dương (+) nên màu mẫu phân bố khu vực đỏ-vàng không gian màu CIE Lab Theo thứ tự cầm màu với Al3+, Cu2+, Cr3+và Fe2+, giá trị a* b* giảm dần gốc tọa độ cho thấy màu xỉn dần Giá trị b* lớn nhiều giá trị a* cho biết màu nhuộm có ánh vàng nhiều ánh đỏ Từ phân tích ảnh chụp đo màu ta thấy mẫu tre nhuộm nóng, mơi trường kiềm cho màu tươi sâu màu Do vậy, phân tích FTIR đánh giá khả liên kết chất màu điều nhuộm vật liệu tre tiến hành Hình trình bày phổ FTIR mẫu tre chưa nhuộm T0, mẫu T0 trộn học với bột màu annatto chiết môi trường kiềm (T0+ĐnK) mẫu tre nhuộm màu annatto môi trường kiềm (TNhK-Đn) Phổ FTIR mẫu tre T0 có số lượng peak nhiều cho thấy vật liệu chứa nhiều hợp chất với nhiều nhóm chức khác Các peak đặc trưng bao gồm: số sóng 3436 cm -1 (nhóm OH xellulo), 2910 1382 cm -1 (nhóm C-H mạch hydrocacbon no), 1734 1635 cm -1 (nhóm cacbonyl C=O), 1606 cm-1 (nhóm C-C mạch vịng pyranoza xellulo), 1511 cm -1 (nhóm C-C vịng thơm lignin), 1263 cm -1 (nhóm C-O rượu, este nhóm C-N hợp chất axit amin), 1165 1034 cm -1 (nhóm C-O-C vịng pyranoza xellulo) © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ NHUỘM SỢI TRE BẰNG CHẤT MÀU TỰ NHIÊN CHIẾT XUẤT TỪ HẠT ĐIỀU NHUỘM MT 668.2 603.5 1034.8 1330.7 1263.5 1426.3 1164.9 1382.1 1511.4 1605.8 1734.2 2910.0 52 1635.8 54 3726.8 %Transmittance 56 1462.7 58 404.0 834.0 (T0) 60 897.0 62 131 50 48 3436.4 46 44 42 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Wavenumbers (cm-1) Number of sample scans: 64 T(k-mx) Number of background scans: 64 Resolution: 2.000 70 Sample gain: 2.0 Mirror velocity: 0.6329 65 Aperture: 69.00 75 (T0+ĐnK) 618.0 553.1 45 1268.8 1513.3 50 422.0 929.0 55 2932.1 %Transmittance 60 1595.2 35 1048.2 1414.6 654.0 40 3397.6 30 25 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Wavenumbers (cm-1) Number of sample scans: 64 Ta(K-1) Number of background scans: 64 99 Resolution: 2.000 Sample gain: 2.0 98 Mirror velocity: 0.6329 Aperture: 69.00 100 894.5 833.2 (TNhK-Đn) 94 1654.5 93 92 1511.5 95 2941.5 2892.5 %Transmittance 96 1033.5 1266.3 97 91 90 89 3444.0 88 87 86 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Wavenumbers (cm-1) of sample scans: 64 Hình Phổ FTIR mẫu Number tre không nhuộm (T0), mẫu tre trộn với bột màu annatto chiết môi trường kiềm Number of background scans: 64 Resolution: 2.000 (T0+ĐnK), mẫu tre nhuộm màu annatto môi trường kiềm (TNhK-Đn) điều kiện nhuộm nóng Sample gain: 2.0 Mirror velocity: 0.6329 Aperture: 69.00 Phổ FTIR mẫu trộn học T0+ĐnK cho thấy peak số sóng 3397, 2932, 1595, 1414, 1048 -1 cm tương đối trùng khớp với peak tương ứng 3392, 2933, 1560, 1418, 1046 cm -1 phổ FTIR mẫu chất màu annatto chiết môi trường kiềm ĐnK (Hình 3) Các peak số sóng 1513, 1268, 654 cm-1 mẫu T0+ĐnK peak tương ứng 1511, 1263, 668 cm -1 phổ FTIR mẫu tre T0 dịch chuyển Phổ FTIR mẫu nhuộm màu TNhK-Đn cho thấy peak số sóng 1654, 1511, 1266, 1033, 894, 833 cm-1 dịch chuyển peak tương ứng 1635, 1511, 1263, 1034, 897, 834 cm -1 phổ FTIR mẫu tre T0 Ở vị trí 2800 - 3000 cm -1 xuất peak đôi 2941 cm -1 2892 cm-1 đặc trưng nhóm ankyl mạch hydrocacbon no Tuy nhiên, số sóng 3444 cm -1 đặc trưng cho dao động nhóm OH, peak rộng cường độ giảm mạnh cho thấy số nhóm OH phân tử xellulo vật liệu tre tham gia liên kết với nhóm cacboxyl hợp chất bixin có chất màu chiết tách từ hạt điều nhuộm Từ kết phân tích màu sắc phổ FTIR mẫu tre nhuộm màu annatto môi trường kiềm điều kiện nhuộm nóng cho thấy chất màu annatto chiết từ hạt điều nhuộm hấp phụ tốt lên bề mặt sợi tre thực liên kết hóa lý với vật liệu này, tạo cho sợi tre có màu vàng cam tươi sáng © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh 132 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ NHUỘM SỢI TRE BẰNG CHẤT MÀU TỰ NHIÊN CHIẾT XUẤT TỪ HẠT ĐIỀU NHUỘM KẾT LUẬN Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng điều kiện nhuộm cầm màu cho sợi tre Việt Nam chất màu chiết tách từ hạt điều nhuộm đến đặc tính màu sắc sản phẩm nhuộm khảo sát Các điều kiện nhuộm nghiên cứu bao gồm nhiệt độ nhuộm, pH môi trường, loại hóa chất cầm màu Kết phân tích ảnh chụp kính hiển vi quang học, đo màu phổ FTIR cho thấy kiện nhuộm thích hợp cho sợi tre với chất màu chiết từ hạt điều nhuộm nhiệt độ nóng (85-90 °C) với dung tỷ nhuộm 1:20 g/ml, môi trường kiềm (pH = 9-10) thời gian nhuộm 60 phút Sợi tre sau nhuộm cầm màu muối phèn nhôm kali, đồng sunphat, kalibicromat sắt (II) sunphat tạo nhiều gam màu, thích hợp cho việc phối ghép màu hiệu sản phẩm từ sợi tre TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Xuất mây tre tăng trưởng mạnh, 2020 (https://thoibaokinhdoanh.vn) [2] Xuất mây, tre, cói, thảm đạt mức cao kỷ lục, 2018 (http://socongthuong.binh duong.gov.vn) [3] Trần Thị Sen, 2013 Xuất mây tre đan Việt Nam Luận văn tốt nghiệp [4] Hiệp định EVFTA: Cơ hội mở cho làng nghề, 2020 (http://tapchithongtindoi ngoai.vn) [5] Giải pháp phát triển ngành mây tre đan xuất khẩu, 2017 (http://dangcongsan.vn) [6] Freeman, H.M., et al Cleaner technologies and cleaner products for sustainable development Springer, 1995 [7] Berkowitch, J.E Trends in Japanese textile technology DIANE Publishing, 2000 [8] Nambela, L., Haule, L.V., and Mgani, Q A review on source, chemistry, green synthesis and application of textile colorants J Clean Prod., (2020) 246, 119036 (1-14) [9] Kozlowski, Ryszard M., and Maria Mackiewicz-Talarczyk, eds Handbook of natural fibres Woodhead Publishing, 2020 [10] Wang, Z.G., et al Advances and Expectation Trend of Bamboo and Rattan Cane Dyeing J Northwest Forest Univ., (2009) 32 [11] Suh, J.S., et al Manufacture of Rainbow-colored Veneer by Natural Dyeing J Korea Furn Soc., 26 (2015) 286290 [12] Scotter, M The chemistry and analysis of annatto food colouring: a review Food Addit Contam., 26(8) (2009) 1123-1145 [13] Nguyen Ngoc Thang, et al Optimization of ultrasound-assisted extraction of natural pigment from Vietnam annatto seeds using ethyl acetate solvent Vietnam Mech Eng J.,10 (2016) 20-25 [14] Đỗ Thị Phương Mai, Nguyễn Ngọc Thắng Tối ưu hóa q trình chiết tách chất màu từ hạt điều nhuộm dung môi metanol với trợ giúp sóng siêu âm Tạp chí Cơ khí Việt Nam, 10 (2016), 42-47 Ngày nhận bài: 10/08/2020 Ngày chấp nhận đăng: 15/01/2021 © 2021 Trường Đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh ... 132 NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ NHUỘM SỢI TRE BẰNG CHẤT MÀU TỰ NHIÊN CHIẾT XUẤT TỪ HẠT ĐIỀU NHUỘM KẾT LUẬN Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng điều kiện nhuộm cầm màu cho sợi tre Việt Nam chất màu chiết. .. TRE BẰNG CHẤT MÀU TỰ NHIÊN CHIẾT XUẤT TỪ HẠT ĐIỀU NHUỘM 129 3.2 Nhuộm cầm màu sợi tre chất màu chiết từ hạt điều nhuộm Các mẫu tre nhuộm màu chiết từ hạt điều nhuộm (TNh-Đn) theo phương án thí...126 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ NHUỘM SỢI TRE BẰNG CHẤT MÀU TỰ NHIÊN CHIẾT XUẤT TỪ HẠT ĐIỀU NHUỘM Tre vật liệu tự nhiên, có giá trị sinh thái cao, thân thiện với môi trường [9] Tuy nhiên, trình sản xuất