Untitled 162(11) 11 2020 Khoa học Tự nhiên Mở đầu Việc tạo các lớp phủ polyme lên bề mặt vật liệu giúp mang lại nhiều tính năng mới mà bản thân chúng không có, ví dụ như khả năng chống ăn mòn, khả năn[.]
Khoa học Tự nhiên Biến tính vải sợi cotton copolyme alkylmethacrylate siêu kỵ nước Lê Đức Mạnh*, Đinh Thị Vân, Nguyễn Chí Cường Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga Ngày nhận 31/3/2020; ngày chuyển phản biện 6/4/2020; ngày nhận phản biện 5/5/2020; ngày chấp nhận đăng 13/5/2020 Tóm tắt: Trong nghiên cứu này, vải cotton biến tính bề mặt polyme alkylmethacrylate nhằm mục tiêu chế tạo vải siêu kỵ nước Polyme alkylmethacrylate tổng hợp phương pháp trùng hợp gốc tự dung dịch từ hai loại monomer glycidylmethacrylate alkylmethacrylate chứa từ 4÷18 ngun tử cacbon nhóm alkyl Sản phẩm tổng hợp có khối lượng phân tử Mw đạt từ 60.000 đến 160.000 đơn vị cacbon (đvC) với độ phân tán gần 2, dùng để biến tính bề mặt mạch cellulose vải sợi cotton phương pháp ngâm, sấy nhiệt độ 140ºC Tiêu chuẩn ISO 9237-95 sử dụng để xác định độ thống khí vải cotton biến tính; kết cho thấy sản phẩm bảo đảm đặc tính vải may mặc quần áo Các kết đo góc dính ướt cho thấy, vải sau biến tính đạt góc dính ướt từ 152-165 độ; lớp phủ copolyme alkylmethacrylate có độ bền cao, lưu giữ tính chất siêu kỵ nước đến 78 tiếp xúc với môi trường nước 25 lần giặt bột giặt Từ khóa: copolyme glycidylmethacrylate, góc dính ướt, lớp phủ polyme kỵ nước, vải siêu kỵ nước Chỉ số phân loại: 1.4 Mở đầu Việc tạo lớp phủ polyme lên bề mặt vật liệu giúp mang lại nhiều tính mà thân chúng khơng có, ví dụ khả chống ăn mòn, khả chịu nhiệt, chịu lửa, khả chống nước hay siêu thấm nước [1-3] Một hướng nghiên cứu quan tâm tạo lớp phủ kỵ nước lên bề mặt vật liệu, có vật liệu vải nhằm mang lại tính ưu việt, ví dụ tính chất siêu kỵ nước, khả chống bám dính chất bẩn, chống bám bẩn sinh học Những loại vải dùng may quần áo chuyên dụng, trang phục dã ngoại, giày, ba lô, mũ chống nước giữ độ thống khí cao [2] Để đạt tính chất siêu kỵ nước cần đồng thời thỏa mãn hai yêu cầu, độ nhám bề mặt vật liệu cấp độ nanomet, micromet phải cao; hai lượng bề mặt vật liệu thấp Để tăng độ nhám bề mặt vật liệu, người ta áp dụng nhiều phương pháp khác nhau: sử dụng giấy nhám mài bề mặt; xử lý bề mặt dung dịch axit bazơ; dùng tia laser để khắc bề mặt thành rãnh nhỏ; phủ hạt có kích thước nano lên bề mặt vật liệu [4-7] Các chất phủ có lượng bề mặt thấp thường dùng hợp chất có chứa flo, silic, hydrocarbon, oxit TiO2, SiO2 có kích thước nano [8-11] Trong đó, polyme có chứa nhóm alkyl mạch dài hợp chất quan trọng dùng để chế tạo lớp phủ siêu kỵ nước phổ biến * nguồn nguyên liệu, giá thành rẻ so với nano oxit không độc hại so với hợp chất chứa flo [12, 13] Người ta tạo lớp phủ siêu kỵ nước lên nhiều loại bề mặt vật liệu khác kim loại, gỗ, thủy tinh hay vải may mặc [6, 14-16] Trong cơng trình nghiên cứu trước đây, chúng tơi chế tạo lớp phủ axit béo copolyme alkyl, fluoroalkyl methacrylate lên bề mặt vải sợi cotton nhằm thu tính chất siêu kỵ nước với góc dính ướt đạt tới 168º; khảo sát cho thấy, lớp phủ siêu kỵ nước có độ bền cao tiếp xúc thời gian dài với môi trường axit, kiềm, dung dịch muối [12, 13, 16] Để tạo lớp phủ polyme bền bề mặt vải, nhóm tác giả tiến hành tổng hợp copolyme alkylmethacrylate với nhóm alkyl dài glycidylmethacrylate, sau gắn polyme thu lên bề mặt vải Theo đó, nhóm epoxy polyme nhờ khả bám dính tốt tạo liên kết cộng hóa trị với nhóm hydroxide sợi cellulose giúp polyme bám chặt vào bề mặt vải Bên cạnh đó, nhóm alkyl đóng vai trị tác nhân tạo cho vải tính chất siêu kỵ nước Trong báo này, khảo sát ảnh hưởng độ dài nhóm alkyl copolyme lên tính chất siêu kỵ nước vải sau biến tính Vật liệu phương pháp nghiên cứu Vật liệu nghiên cứu Trong báo sử dụng hoá chất vật liệu sau: vải 100% cotton không nhuộm (vải mộc thường, Tác giả liên hệ: Email: ducmanh89@gmaill.com 62(11) 11.2020 Khoa học Tự nhiên Denaturation of cotton fabric by superhydrophobic alkyl methacrylate copolymers Duc Manh Le*, Thi Van Dinh, Chi Cuong Nguyen Vietnam-Russia Tropical Center Received 31 March 2020; accepted 13 May 2020 Abstract: The authors studied the modification of cotton fabric to obtain the superhydrophobic property by creating a poly- alkyl methacrylate on the surface of the fabric Poly- alkyl methacrylates were synthesised by free radical copolymerisation in solution method from glycidyl methacrylate monomer and alkyl methacrylate monomer, which contained to 18 atoms of carbon in the alkyl substituent The obtained copolymers, which had a molecular weight from 60,000 to 160,000 daltons and polymer dispersion index (PDI) around 2, were used to coat the surface of cotton fabric by immersion, and then heated at 140ºC ISO 9237-95 has also been used to determine the permeability of the modified cotton fabric The contact angle analyst results showed that the modified cotton fabrics have the contact angle from 152 to 165° In addition, the superhydrophobic property of the modified cotton fabrics was still stable and was remained up to 78 hours in water environment and after 25 times washing in detergent solution Keywords: contact angle, glycidyl methacrylate copolymers, hydrophobic polymer coating, superhydrophobic fabric Classification number: 1.4 vải kaki, vải thun Công ty Cổ phần dệt may (Quân khu sản xuất), vải cotton nhuộm màu (vải dùng may chăn cho đội), vải rằn ri pha (65% cotton, 35% polyester), dung môi methylethylketon (MEK, C2H5C(O)CH3), methanol (CH3OH), acetone (CH3C(O)CH3), isopropanol (CH3CH(OH)CH3), nước cất, glycidylmethacrylate (GMA), butylacrylate (BA - C4), hexylmethacrylate (HeMA - C6), decylmethacrylate (DMA - C10), laurylmethacrylate (LMA - C12), tetradecylmethacrylate (TDMA - C14), stearylmethacrylate (SMA - C18) (Sigma Aldrich), percholethylen (C2Cl4) GMA trước sử dụng chưng cất chân không nhiệt độ 50ºC áp suất 15 mmHg Phương pháp nghiên cứu alkylmethacrylate (BA, HeMA, DMA, LMA, TDMA, SMA) tổng hợp với tỷ lệ tính tốn trước phương pháp trùng hợp gốc tự dung môi MEK điều kiện nhiệt độ 70ºC Copolyme tạo thành tách isopropanol lạnh 5ºC đem sấy chân không đến khối lượng không đổi điều kiện nhiệt độ phòng Thành phần copolyme xác định thơng qua máy phân tích ngun tố Vario EL Cube CHNOS (Đức) Thời gian phân tích cho mẫu 10 phút Mức tiêu thụ He 230 ml/phút, oxy 38 ml/phút với thời gian cung cấp oxy 70 giây, nhiệt độ cột oxy hóa - khử 1150 850ºC Khối lượng phân tử copolyme đo phương pháp sắc ký gel máy Shimadzu (Nhật Bản) với cột sắc ký chứa chất nhồi polystyren kích thước lỗ 105 104 Å, dung môi tetrahydrofuran 40ºC, chất chuẩn polymethylmethacrylate Tạo lớp phủ polyme siêu kỵ nước lên bề mặt vải nghiên cứu tính chất chúng: vải sợi cotton biến tính cách ngâm dung dịch copolyme với nồng độ 0,5; 1,5 3% khối lượng dung mơi MEK Sau mẫu vải vớt ra, gia nhiệt lò sấy nhiệt độ 140ºC vòng 30 phút, phần polyme dư thừa bề mặt vải loại bỏ cách rửa lại mẫu vải dung môi MEK, cuối mẫu vải mang sấy đến khối lượng không đổi Góc dính ướt bề mặt vải biến tính đo dụng cụ SCA-15 ES Công ty Data Physic Độ bền lớp phủ polyme theo thời gian giặt xà phòng đo theo tiêu chuẩn GOST 30157.1-95 Theo đó, hịa tan 1,2 g bột giặt 400 ml nước cất đun nóng dung dịch lên 40ºC Các mẫu vải bỏ vào dung dịch khuấy liên tục vịng 10 phút Sau mẫu vải vớt ra, rửa nước cất lần, đem phơi khơ điều kiện nhiệt độ phịng Quy trình nêu tính lần giặt Góc dính ướt vải đo sau lần giặt Độ bền lớp phủ polyme theo số lần giặt dung môi perchlorethylen đo theo tiêu chuẩn GOST 9733.13-83, theo perchlorethylen dung mơi thường sử dụng giặt khơ Q trình thí nghiệm tiến hành sau: cho 50 ml perchlorethylen vào cốc thủy tinh, sau nhúng mẫu vải cần khảo sát vào dùng cá từ khuấy vòng 30 phút với tốc độ 50 vịng/phút Sau mẫu vải mang sấy khô 110ºC Kết thúc trình gọi lần giặt Góc dính ướt bề mặt vải đo sau lần giặt Độ thống khí vải đo theo tiêu chuẩn ISO 9237-95 Viện Nghiên cứu Dệt may, Chi nhánh TP Hồ Chí Minh Tổng hợp copolyme: copolyme GMA 62(11) 11.2020 Độ ổn định tính chất kỵ nước theo thời gian tiếp xúc Khoa học Tự nhiên với nước xác định cách đo thay đổi góc dính ướt theo thời gian giọt nước bề mặt vải biến tính đặt mơi trường bão hịa nước Kết thảo luận Đồng trùng hợp copolyme alkylmethacrylate nghiên cứu tính chất chúng Các copolyme alkylmethacrylate trùng hợp phương pháp trùng hợp gốc tự dung môi methylethylketone 70°C Sau trình trùng hợp kết thúc, copolyme tách isopropanol lạnh mang sấy khơ máy sấy chân khơng Hình thể sơ đồ tổng hợp copolyme CH3 CH2 O C C CH3 CH3 + H 2C O O C CH2 O CH2 CH2 (CH2)k CH CH2 O O CH3 co C C O CH2 O CH C O n CH2 (CH2)k CH2 CH CH2 O k = 2, 4, 8, 10, 12, 16 Bên cạnh đó, tỷ lệ mol monome có copolyme thu tương đương với tỷ lệ tính tốn ban đầu Độ phân tán khối lượng phân tử copolyme tương đối thấp, đạt mức khoảng (ngoại trừ poly(GMA-co-BA)), chứng tỏ copolyme thu đồng kích thước, điều cho phép nghiên cứu ảnh hưởng thành phần copolymer lên tính chất lớp phủ siêu kỵ nước Tạo lớp phủ polyme lên bề mặt vải nghiên cứu tính chất vải biến tính CH3 CH3 I, 70oC CH Từ kết đo thấy rằng, khối lượng phân tử copolyme thu không lớn, từ khoảng 60.000 đến 160.000 đvC Khối lượng phân tử polyme thấp cho phép chúng nhanh chóng tan dung môi dễ dàng phân tán đồng lên bề mặt sợi vải, giúp bề mặt vải biến tính đồng Vải sợi cotton biến tính cách ngâm dung dịch copolyme với nồng độ khác từ 0,5 đến 3%, sau gia nhiệt 140ºC Sơ đồ hình thể nguyên lý trình gắn polyme lên sợi vải cotton Hình Sơ đồ tổng hợp copolyme glycidylmethacrylate alkylmethacrylate O OH OH Copolyme Lý thuyết Thực nghiệm PGMA Khối lượng phân tử Мn.103 Мw.103 Mw/Mn 36,4 65,0 1,7 1÷1 (5÷5) 2,6÷1 46,4 61,7 2,8 Poly(GMA-co-HeMA) 9÷1 (9÷1) 9,1÷1 36,6 75,4 2,1 Poly(GMA-co-HeMA) 4÷1 (8÷2) 3,1÷1 35,7 71,6 Poly(GMA-co-HeMA) 2,3÷1 (7÷3) 2,0÷1 39,8 77,9 1,9 Poly(GMA-co-DMA) 2,3÷1 (7÷3) 1,9÷1 51,6 92,8 1,8 Poly(GMA-co-LMA) 9÷1 (9÷1) 9,4÷1 40,3 71,8 1,8 Poly(GMA-co-LMA) 4÷1 (8÷2) 5,2÷1 37,1 78,3 2,1 Poly(GMA-co-LMA) 2,3÷1 (7÷3) 2,2÷1 71,1 159,5 2,2 Poly(GMA-co-TDMA) 2,3÷1 (7÷3) 1,9÷1 44,6 81,8 1,8 Poly(GMA-co-BA) Poly(GMA-co-SMA) 9÷1 (9÷1) 8,6÷1 45,8 97,3 2,1 Poly(GMA-co-SMA) 4÷1 (8÷2) 3,0÷1 42,0 96,3 2,3 Poly(GMA-co-SMA) 2,3÷1 (7÷3) 2,0÷1 64,6 155,7 2,4 62(11) 11.2020 OH OH Cellulose Từ kết sắc ký gel phân tích nguyên tố, tính tốn tỷ lệ mol monome có copolyme tổng hợp được, khối lượng phân tử độ phân tán khối lượng copolyme Các kết tính tốn thể bảng Tỷ lệ mol monome GMA với alkylmethacrylate R1 O O OH O R1 O * co Các copolyme tổng hợp mang xác định khối lượng phân tử phương pháp sắc ký gel xác định thành phần phương pháp phân tích nguyên tố Bảng Khối lượng phân tử tỷ lệ monome thành phần copolyme alkylmethacrylate R2 O * O n O O HO O R2 O O HO O OH OH O OH OH Cellulose 140oC Trong đó: R 1: CH2 (CH2)k CH3 k = 4, 8, 10, 12, 16 R 2: CH2 CH CH2 O Hình Sơ đồ trình tương tác copolyme vải cotton Để đánh giá tính chất kỵ nước vải, chúng tơi tiến hành đo góc dính ướt giọt nước bề mặt vải sau biến tính Góc dính ướt đo máy đo chun dụng SCA-15 Cơng ty Data Physic Hình thể hình ảnh giọt nước bề mặt vải sau phóng to qua camera thiết bị SCA-15 Hình Hình ảnh giọt nước bề mặt vải sợi cotton phủ copolyme GMA-co-SMA (165º) Đối với mẫu vải, góc dính ướt đo 10 điểm khác mẫu, sau lấy kết trung bình Kết đo sau tính tốn thể bảng Khoa học Tự nhiên Bảng Góc dính ướt bề mặt vải sợi cotton biến tính copolyme acrylate Copolyme Tỷ lệ mol Nồng độ dung Góc dính monome GMA với dịch copolyme ướt (°) alkylmethacrylate (%) PGMA Poly(GMA-co-BA) C4 2,6÷1 9,1÷1 Poly(GMA-co-HeMA) C6 3,1÷1 2,0÷1 Poly(GMA-co-DMA) C10 1,9÷1 9,4÷1 Poly(GMA-co-LMA) C12 5,2÷1 2,2÷1 Poly(GMA-co-TDMA) C14 1,9÷1 8,6÷1 Poly(GMA-co-SMA) C18 3,0÷1 2,0÷1 3,0 0,5 1,5 3,0 0,5 1,5 3,0 0,5 1,5 3,0 0,5 1,5 3,0 3,0 Dính ướt 152±3 159±2 158±2 Dính ướt 152±3 162±2 160±2 159±3 162±2 155±3 155±3 162±1 165±2 0,5 1,5 3,0 0,5 1,5 3,0 0,5 1,5 3,0 3,0 0,5 1,5 3,0 0,5 1,5 3,0 0,5 1,5 3,0 156±3 159±1 162±2 159±2 161±3 165±2 155±2 160±3 165±2 164±2 161±1 161±2 161±1 161±2 160±1 163±2 161±2 163±2 164±3 Từ bảng thấy rằng, vải phủ polyme GMA dính ướt, điều chứng tỏ, với lớp phủ polyme cực mỏng cấp độ nano PGMA khơng có khả mang lại cho vải tính chất kỵ nước Ngược lại, tạo lớp phủ copolyme GMA alkylmethacrylate lên bề mặt vải sợi cotton thu tính chất siêu kỵ nước với góc dính ướt đạt từ 152-165º Dung dich poly(GMA-Co-HeMA) 9,1÷1 (C6) nồng độ 0,5% khối lượng khơng mang lại cho vải tính chất siêu kỵ nước, điều giải thích số lượng nhóm alkyl lớp phủ copolyme chưa đủ lớn để mang lại hiệu ứng kỵ nước, tăng nồng độ dung dịch copolyme góc dính ướt tăng lên Khi độ dài nhóm alkyl tăng lên (C12) lớp phủ copolyme có khả tạo hiệu ứng siêu kỵ nước dung dịch poly(GMA-co-LMA) 9,4÷1 nồng độ 0,5% Từ kết kết luận rằng, copolyme glycidylmethacrylate alkylmethacrylate với nhóm alkyl dài có khả tạo lớp phủ siêu kỵ nước mỏng lên bề mặt vải sợi cotton 62(11) 11.2020 Khi tăng tỷ lệ monome alkylmethacrylate góc dính ướt tăng theo, theo đó, tỷ lệ monome GMA alkylmethacrylate gần góc dính ướt đạt kết cao Tiếp tục tăng tỷ lệ alkylmethacrylate khiến copolyme trở thành dạng keo, gây khó khăn cho q trình tạo lớp phủ Các nghiên cứu tính chất vải siêu kỵ nước tiến hành mẫu phủ copolyme có tỷ lệ mol 7:3 Hình Sự thay đổi góc dính ướt theo thời gian tiếp xúc giọt nước bề mặt vải phủ loại copolyme Để đánh giá độ ổn định tính chất siêu kỵ nước, chúng tơi tiến hành đo thay đổi góc dính ướt bề mặt vải biến tính theo thời gian tiếp xúc trực tiếp với nước Theo đó, giọt nước đặt bề mặt vải biến tính mơi trường bão hịa nước Góc dính ướt đo tự động dụng cụ SCA-15 Công ty Data Physic sau phút, kết đo biểu diễn đồ thị hình Đối với copolyme GMA-co-BA, giọt nước tồn 15 phút, sau bị thấm vào vải Khi tăng chiều dài nhóm alkyl copolyme thay đổi góc dính ướt chậm hơn, hay nói cách khác, độ ổn định tính chất kỵ nước tiếp xúc trực tiếp cao Từ hình nhận thấy, lớp phủ poly(GMA-co-LMA) có tính chất siêu kỵ nước bền tiếp xúc liên tục với giọt nước, theo có khả giữ góc dính ướt 150º (trạng thái siêu kỵ nước) ngày đêm Biểu đồ hình cho thấy trực quan mối liên hệ số nguyên tử cacbon nhóm alkyl (n) với thời gian lưu giữ góc dính ướt 150° lớp phủ copolyme Hình Mối liên hệ thời gian giọt nước tiếp xúc liên tục bề mặt vải kỵ nước giữ góc dính ướt lớn 150º độ dài nhóm alkyl copolymer alkylmethacrylate phủ lên vải Khoa học Tự nhiên Từ hình cho thấy, tăng chiều dài nhóm alkyl từ nguyên tử cacbon lên 12 nguyên tử cacbon thời gian giữ góc dính ướt 150º vải tăng theo, điều giải thích chiều dài nhóm alkyl tăng lượng bề mặt lớp phủ copolyme giảm, làm tăng tính kỵ nước vải Bên cạnh đó, việc tăng chiều dài nhóm alkyl cản trở khả tiếp xúc giọt nước với bề mặt sợi vải cellulose có chứa nhóm hydroxyl vốn ưa nước Khi tiếp tục tăng chiều dài nhóm alkyl từ 12 lên 18 ngun tử cacbon độ bền tính chất siêu kỵ nước giảm xuống Điều giải thích rằng, chiều dài nhóm alkyl tăng lên dung dịch chúng có xu hướng cuộn trịn sợi polyme lại, khiến khả tương tác nhóm epoxy với nhóm hydroxyl bề mặt cellulose giảm đi, dẫn tới copolyme bám bề mặt vải so với poly(GMA-co-LMA) Để sử dụng vải may mặc, tính chất quan trọng cần quan tâm độ thống khí chúng Ngày nay, người ta chế tạo nhiều loại vải chống thấm nước, kỵ nước tốt cách dệt vải dày cán lớp nhựa lên bề mặt vải, điều khiến vải khơng cịn giữ tính thống khí vốn có nó, gây cảm giác khó chịu mang mặc Ưu điểm loại vải siêu kỵ nước chế tạo phương pháp phủ copolyme alkylmethacrylate lên bề mặt khả lưu giữ tính thống khí Điều có nhờ polyme tạo lớp màng mỏng (cỡ vài nanomet) lên bề mặt sợi vải, nên vải giữ lỗ thống khí vốn có (A) lần giặt Trong nghiên cứu này, tiến hành thí nghiệm đo thay đổi góc dính ướt vải sau lần giặt dung dịch bột giặt theo tiêu chuẩn GOST 30157.1-95 dung mơi C2Cl4 theo tiêu chuẩn GOST 9733.1383 Thí nghiệm tiến hành loại lớp phủ copolyme poly(GMA-co-HeMA), poly(GMA-co-LMA), poly(GMA-co-SMA) Kết đo thể hình Hình Sự thay đổi góc dính ướt bề mặt vải biến tính theo số lần giặt bột giặt Từ hình thấy rằng, sau 25 lần giặt vải giữ tính chất siêu kỵ nước (góc dính ướt lớn 150º, hay nói cách khác, lớp phủ polyme bền trình giặt dung dịch xà phịng) (B) Hình Ảnh SEM bề mặt vải cotton (A) vải ban đầu (х1000); (B) vải sau phủ poly(GMA-со-LMA) (х1000) Từ kết chụp SEM (hình 6) nhận thấy rằng, sau phủ polyme lên bề mặt vải, sợi vải khơng bị kết dính vào thân vải giữ lỗ thống khí ban đầu Các kết đo độ thống khí theo tiêu chuẩn ISO 923795 Chi nhánh Viện Nghiên cứu Dệt may TP Hồ Chí Minh cho thấy rằng, vải ban đầu, độ thống khí đạt 199,5 cm3/s/cm2, vải sau biến tính, độ thống khí đạt 198,9 cm3/s/cm2 Điều cho thấy, sau tạo lớp phủ polyme siêu kỵ nước lên bề mặt vải, độ thống khí vải gần khơng thay đổi Đối với loại vải siêu kỵ nước, tính chất quan trọng cần nghiên cứu độ bền lớp phủ polyme sau 62(11) 11.2020 Hình Sự thay đổi góc dính ướt bề mặt vải biến tính theo số lần giặt dung mơi C2Cl4 Tiếp tục khảo sát độ bền lớp phủ siêu kỵ nước bề mặt vải sợi cotton cách đo thay đổi góc dính ướt theo số lần giặt dung môi C2Cl4 Kết khảo sát loại lớp phủ thể hình thấy rằng, sau 10 lần giặt dung môi C2Cl4 góc dính ướt bề mặt vải lớn 160º Từ kết hình kết luận rằng, lớp phủ polymer không bị rửa trôi dung môi hữu chất tẩy rửa Điều giải thích rằng, q trình phủ polymel lên bề mặt vải sợi cotton hình thành liên kết cộng hóa trị nhóm epoxy copolyme nhóm hydroxyl cellulose, giúp polyme bám vào bề mặt sợi vải bị rửa trôi dung môi hay chất tẩy rửa thông thường Khoa học Tự nhiên Từ kết đo cho thấy, lớp phủ poly(GMA-co-LMA) 2,2÷1 đạt góc dính ướt cao có độ bền cao tiếp xúc liên tục với môi trường nước Để nghiên cứu khả tạo lớp phủ loại vải khác, chúng tơi tiến hành biến tính loại vải kaki, vải thun, vải cotton nhuộm màu (dùng may chăn đội), vải rằn ri dùng may quần áo dã ngoại cho đội (65% cotton, 35% polyester) dung dịch 3% polyme GMA-co-LMA 2,2÷1 Các kết góc dính ướt thể bảng Bảng Góc dính ướt bề mặt loại vải khác biến tính polyme (GMA-co-LMA) 2,2÷1 Loại vải Góc dính ướt, ° Vải cotton Vải cotton dệt thường 165±2 Vải kaki 162±1 Vải thun 157±3 Vải chăn 164±2 Vải pha 65% cotton - 35% polyester (vải rằn ri) 162±1 Từ kết đo bảng nhận thấy rằng, lớp phủ polyme GMA-co-LMA có khả mang lại tính chất siêu kỵ nước (góc dính ướt >150°) tất mẫu vải thử nghiệm Tuy nhiên, góc dính ướt mẫu vải (vải kaki, vải thun, vải chăn, vải rằn ri) thấp 165º, đó, mẫu vải thun đạt góc dính ướt 157º, điều giải thích loại vải có bề mặt tương đối nhẵn, dẫn đến góc dính ướt khơng cao trường hợp vải cotton dệt thường Để khảo sát độ bền lớp phủ polyme mẫu vải biến tính, chúng tơi tiến hành thí nghiệm đo thay đổi góc dính ướt bề mặt vải rằn ri (65% cotton, 35% polyester) nhuộm màu, theo số lần giặt theo tiêu chuẩn GOST 30157.1-95 so sánh với vải sợi cotton dệt thường chưa nhuộm Chemical and Materials Engineering, pp.254-294 DOI: 10.4018/978-1-52257838-3.ch009 [2] H Teisala, M Tuominen, J Kuusipalo (2014), “Superhydrophobic coatings on cellulose- based materials: fabrication, properties, and applications”, Advanced Materials Interfaces, 1(1), p.1300026 [3] O.C Monteiro, M.H.M Mendonỗa, M.I.S Pereira, J.M.F Nogueira (2006), “Preparation of lead and tin oxide thin films by spin coating and their application on the electrodegradation of organic pollutants”, J Solid State Electrochem., 10, pp.41-47 [4] H Zhao, K.Y Law, V Sambhy (2017), “Fabrication, surface properties, and origin of superoleophobicity for a model textured surface”, Langmuir, 27, pp.5927-5935 [5] S.V Gnedenkov, V.S Egorkin, S.L Sinebryukhov, I.Е Vyaliy, А.S Pashinin, А.М Emelyanenko, L.B Boinovich (2013), “Superhydrophobic composite coatings on the surface of magnesium alloy”, Вестник ДВО РАН, 5, pp.3-11 [6] V.V Klimov, S.A Repin, E.V Bryuzgin, A.V Navrotskiy, I.A Novakov (2017), “Stability investigation of superhydrophobic properties of the aluminum surface modified by copolymers of fluoroalkyl methacrylates”, Izvestia Volgograd State Technical University, Serries “Chemistry and technology of hetero-organic monomers and polymer materials”, 3(198), pp.82-88 [7] H Saeedia , J.T Mohammad, S.S.A Seye (2018), “Superhydrophobic surface based silica nanoparticle modified with diisocyanate and short and long normal chain alcohols”, Asian Journal of Nanoscience and Materials, 1(2), pp.74-80 [8] Z Huang, J Li, F Wang, X Yan and Y Wei (2015), “Fabrication of superhydrophobic surface with discarded silicone under arc exposure”, RSC Advances, 125, pp.103739-103743 [9] N Ishikawa and Y Kobayashi (1979), “Fluorine compounds - chemistry and application”, Mir, Moscow, 280p Các kết đo cho thấy sau 25 lần giặt dung dịch bột giặt, vải rằn ri biến tính giữ tính chất siêu kỵ nước với góc dính ướt bề mặt đạt 154º, thấp không đáng kể so với vải cotton dệt thường chưa nhuộm (155º) Từ kết luận tỷ lệ sợi cotton vải rằn ri chiếm 65% vải nhuộm màu, lớp phủ polyme GMA-co-LMA bám dính tốt bề mặt vải nhờ nhóm chức epoxy khơng có khả tạo liên kết cộng hóa trị với nhóm hydroxy mà cịn có khả bám dính vật lý bề mặt sợi vải [10] H Yang, P Pi, Z Yang, Z Lu, R Chen (2016), “Design of a superhydrophobic and superoleophilic film using cured fluoropolymersilica hybrid”, Applied Surface Science, 388, pp.268-273 Kết luận [13] E.V Bryuzgin, V.V Klimov, D.M Le, T.H Nguyen, A.V Navroshkyi, I.A Novakov (2017), “Superhydrophobic behavior of lauryl methacrylate copolymers on the cotton fabric surface”, Surface Innovations, 5(3), pp.147-153 Nghiên cứu tổng hợp copolyme glycidylmethacrylate alkylmethacrylate phương pháp trùng hợp gốc tự có độ phân tán khối lượng phân tử khoảng 2, khối lượng phân tử đạt từ 60.000 đến 160.000 đvC Tỷ lệ monome sản phẩm polyme thu xấp xỉ tỷ lệ monome đưa vào dung dịch lúc đầu Các kết đo cho thấy mẫu vải phủ copolyme GMA-coLMA có độ bền cao Lớp phủ polyme siêu kỵ nước có độ bền cao tiếp xúc liên tục với nước môi trường nước bão hịa, bền với bột giặt có khả giữ tính chất siêu kỵ nước đến 25 lần giặt dung dịch xà phòng Vải sau tạo lớp phủ polyme giữ tính thống khí ban đầu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] S Kumar, S Krishnan, S.K Samal, S Mohanty, S.K Nayak (2019), “Polymer nanocomposites coating for anticorrosion application”, Advances in 62(11) 11.2020 [11] T Lü, D Qi, D Zhang, Q Liu, H Zhao (2016), “Fabrication of selfcross-linking fluorinated polyacrylate latex particles with core-shell structure and film properties”, Reactive and Functional Polymers, 104, pp.9-14 [12] V.V Klimov, E.V Bryuzgin, M.D Le, E.A Zelenova, T.H Nguyen, A.V Navrotskiy, H Nishide, and I.A Novakov (2016), “An investigation of the hydrophobic property stability of grafted polymeric coatings on a cellulose material surface”, Polymer Science, Series D, 9(4), pp.364-367 [14] L.B Boinovich, A.G Domantovskiy, A.M Emelyanenko, A.S Pashinin, A.A Ionin, S.I Kudryashov, P.N Saltuganov (2014), “Femtosecond laser treatment for the design of electro-insulating superhydrophobic coatings with enhanced wear resistance on glass”, ACS Applied Materials & Interfaces, 6(3), pp.2080-2085, DOI: 10.1021/am4051603 [15] M.D Le, P.O Belukhina, O.O Belukhina, N.G Smirnova, V.V Klimov, E.V Bryuzgin, A.V Navrotskiy (2016), “Fiberboard modification with glycidyl methacrylate and alkyl methacrylate copolymers to improve water resistance of material”, Izvestia Volgograd State Technical University, Serries “Chemistry and technology of hetero-organic monomers and polymer materials, Volgograd, 12(191), pp.145-151 [16] E.V Bryuzgin, V.V Klimov, O.V Dvoretskaya, L.D Manh, A.V Navroskiy, I.A Novakov (2014), “Hydrophobization of cellulose-containing materials with fluoroacrylic polymers and fatty carboxylic acids”, Russian Journal of Applied Chemistry, 87, pp.1119-1125 ... lớp phủ polyme siêu kỵ nước lên bề mặt vải nghiên cứu tính chất chúng: vải sợi cotton biến tính cách ngâm dung dịch copolyme với nồng độ 0,5; 1,5 3% khối lượng dung mơi MEK Sau mẫu vải vớt ra, gia... vải chống thấm nước, kỵ nước tốt cách dệt vải dày cán lớp nhựa lên bề mặt vải, điều khiến vải khơng cịn giữ tính thống khí vốn có nó, gây cảm giác khó chịu mang mặc Ưu điểm loại vải siêu kỵ nước. .. bề mặt vải sợi cotton thu tính chất siêu kỵ nước với góc dính ướt đạt từ 152-165º Dung dich poly(GMA-Co-HeMA) 9,1÷1 (C6) nồng độ 0,5% khối lượng khơng mang lại cho vải tính chất siêu kỵ nước,