Nghiên cứu chế tạo khẩu trang phân hủy sinh học từ sợi chuối bằng phương pháp ép nhiệt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO KHẨU TRANG PHÂN HỦY SINH HỌC TỪ SỢI CHUỐI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÉP NHIỆT GVHD: TS NGUYỄN VŨ VIỆT LINH SVTH: TRẦN QUỐC VIỄN VĂNG HOÀI ÂN SKL009203 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 9/2022 TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MƠN CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO KHẨU TRANG PHÂN HỦY SINH HỌC TỪ SỢI CHUỐI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÉP NHIỆT GVHD : TS NGUYỄN VŨ VIỆT LINH SVTH : TRẦN QUỐC VIỂN VĂNG HỒI ÂN MSSV : 18130054 18130005 KHĨA : 2018 TP Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2022 TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO KHẨU TRANG PHÂN HỦY SINH HỌC TỪ SỢI CHUỐI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÉP NHIỆT GVHD : TS NGUYỄN VŨ VIỆT LINH SVTH : TRẦN QUỐC VIỂN VĂNG HOÀI ÂN MSSV : 18130054 18130005 KHĨA : 2018 TP Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BM CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng năm 2022 NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN VŨ VIỆT LINH Cơ quan công tác giảng viên hướng dẫn: Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM Sinh viên thực hiện: Văng Hoài Ân Trần Quốc Viển MSSV: 18130005 MSSV: 18130054 Tên đề tài: “Nghiên cứu chế tạo trang phân hủy sinh học từ sợi chuối phương pháp ép nhiệt” Nội dung khóa luận: ● Tổng quan tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu ● Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian xử lý sợi, nồng độ và số lần xử lý NaOH/H2O2 đến tính chất sợi chuối ● Khảo sát ảnh hưởng thông số kỹ thuật ép nhiệt đến hình thái và tính chất màng làm từ sợi chuối ● Đánh giá tính chất màng làm từ sợi chuối kính hiển vi điện tử quét (SEM) (hoặc kính hiển vi quang học), phân tích nhiệt, quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), tính Sản phẩm tạo thành: trang có đặc tính phân hủy sinh học từ sợi chuối Ngày giao đồ án: 25.02.2022 Ngày nộp đồ án: 25.08.2022 Tiếng Anh ☐ Tiếng Việt ☒ Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh ☐ Tiếng Việt ☒ Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: TRƯỞNG BỘ MƠN (Ký, ghi rõ họ tên) GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc TP HCM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BM CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU Tp Hồ Chí Minh, ngày …tháng …năm 2022 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Sinh viên thực hiện: Văng Hoài Ân MSSV: 18130005 Trần Quốc Viển MSSV: 18130054 Ngành: Công Nghệ Vật Liệu Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo trang phân hủy sinh học từ sợi chuối phương pháp ép nhiệt Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Vũ Việt Linh Cơ quan công tác giảng viên hướng dẫn: Đại Học Sư phạm Kỹ thuật Thành Phố Hồ Chí Minh Địa chỉ: số Võ Văn Ngân, phường Linh Chiểu, Thành phố Thủ Đức NHẬN XÉT Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện: Tinh thần học tập, nghiên cứu sinh viên: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Điểm: (Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 Giáo viên hướng dẫn ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Sinh viên thực hiện: Văng Hoài Ân MSSV: 18130005 Trần Quốc Viển MSSV: 18130054 Ngành: Công Nghệ Vật Liệu Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo trang phân hủy sinh học từ sợi chuối phương pháp ép nhiệt Họ và tên Giáo viên phản biện: Cơ quan công tác GV phản biện: Địa chỉ: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Kiến nghị và câu hỏi: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Điểm: (Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 Giáo viên phản biện iii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Nguyễn Vũ Việt Linh tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi vật chất lẫn kiến thức giúp hoàn thành tốt bài luận văn Tôi xin cảm ơn Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, đặc biệt là thầy cô Khoa Khoa học Ứng Dụng tạo cho môi trường học tập, động, sáng tạo, truyền đạt kiến thức bổ ích, kỹ cần thiết những năm học vừa qua Bên cạnh đó, chúng tơi xin gửi lời cảm ơn đến giả, đồng tác giả bài viết khoa học mà sử dụng bài khóa luận Chúng tơi xin cảm ơn gia đình giúp đỡ, động viên, tạo điểu kiện tốt từ vật chất tinh thần cho học tập và nghiên cứu suốt thời gian qua Cảm ơn tất bạn bè quan tâm, động viên và giúp đỡ lúc khó khăn Cuối cùng, chúng tơi xin chân thành cảm ơn thân kiên trì, cố gắng đến để hoàn thành bài khóa luận tốt nghiệp này Trong trình thực đề tài trình hoàn thành bài báo cáo khóa luận, thời gian, kinh nghiệm cịn hạn chế nên bài khóa luận khơng thể tránh khỏi thiếu sót lúc làm Chúng tơi mong thơng cảm và đóng góp thầy cô để bài báo cáo này hoàn thiện Chúng xin trân trọng cảm ơn! iv LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan khóa luận tốt nghiệp này là nghiên cứu cá nhân Với hướng dẫn TS Nguyễn Vũ Việt Linh Chúng xin cam đoan số liệu cơng trình này là chúng tơi thực và xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Các số liệu và kết luận văn tốt nghiệp thuộc quyền sở hữu giảng viên hướng dẫn Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 08 năm 2022 Văng Hoài Ân Trần Quốc Viển v MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv LỜI CAM ĐOAN v MỤC LỤC vi DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH ẢNH x DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT………………………………………… xii MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài Nội dung đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn Phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Nguồn nguyên liệu 1.1.1 Tình hình giới 1.1.2 Tình hình Việt Nam 1.2 Ứng dụng 1.3 Thành phần hóa học tính chất 1.3.1 Cellulose 10 1.3.2 Hemicellulose 12 1.3.3 Lignin 13 1.4 Tổng quan tình hình, đặc trưng, tính chất trang 14 1.4.1 Tổng quan tình hình trang 14 vi 1.4.2 Tình hình xử lý rác thải trang qua sử dụng 16 1.4.3 Tiêu chuẩn tính chất, đặc điểm trang cần đạt 18 1.4.4 Những yêu cầu cho vật liệu thay chế tạo trang 19 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 Nguyên liệu, hóa chất thiết bị 20 2.1.1 Nguyên liệu hóa chất 20 2.1.2 Dụng cụ thiết bị sử dụng 21 2.2 Quy trình thực nghiệm 24 2.2.1 Quy trình xử lý sợi 24 2.2.2 Quy trình ép màng sợi chuối 27 2.3 Phương pháp khảo sát, phân tích đánh giá 29 2.3.1 Đánh giá bề dày màng 29 2.3.2 Cơ tính màng sợi chuối 30 2.3.3 Phương pháp đánh giá độ hấp thụ nước 32 2.3.4 Phân tích phổ hồng ngoại biến đổi Fourier 32 2.3.5 Phân tích nhiệt trọng lượng TGA 33 2.3.6 Phân tích đánh giá màng sợi 33 2.3.7 Đánh giá độ phân hủy sinh học 34 2.3.8 Đánh giá độ pH 36 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Khảo sát ảnh hưởng trình xử lý lên hình thái tính chất sợi 37 3.1.1 Ảnh hưởng nồng độ kiềm lên sợi chuối 37 3.1.2 Ảnh hưởng nồng độ H2O2 39 3.1.3 Ảnh hưởng q trình xử lý hóa học đến hình thái tính chất sợi 41 3.1.3.1 Hình thái kích thước sợi chuối 41 3.1.3.2 Độ ẩm sợi 43 3.1.3.3 Phân tích nhiệt trọng lượng 44 3.1.3.4 Đánh giá phổ FTIR sợi chuối 45 3.2 Khảo sát ảnh hưởng trình xử lý sợi lên tính chất màng sợi 47 vii 3.4.5 Độ pH Khẩu trang là trang bị cần thiết người tình trạng dịch bệnh Khẩu trang có vai trị đặc biệt quan trọng việc ngăn cản làm giảm lây lan virus Tuy nhiên việc đeo trang thường xuyên nhiều ngày gây tác động tiêu cực cho làn da người đeo dễ bị mụn, khô da, sần, ngứa, dị ứng, v.v và pH vật liệu làm trang đóng vai trị quan trọng có gây kích ứng làn da hay khơng, pH da mặt thường nằm khoảng 4-6, điều này chứng tỏ da mặt người có độ pH axit yếu Do vật liệu làm từ trang phải có độ pH phải phù hợp với da người sử dụng Độ pH vật liệu đo máy pH Mettler Toledo S220K Trung tâm Kỹ thuật tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 3071-2020 [65] Bảng 3.3 Giá trị pH đo màng sợi chuối Tên mẫu M1 M2 Khối lượng 2,0002 2,0003 pHH2O 5,86 pH 6,94 6,97 Với giá trị pH trung bình màng sợi chuối là 6,96 nằm khoảng giá trị từ 5-7,5 (bảng 3.3) Như độ pH màng sợi chuối tương đối thích hợp với da người phù hợp để sử dụng làm trang kháng khuẩn mà khơng gây kích ứng da mặt 56 3.5 Thiết kế sản phẩm trang từ sợi chuối Một quy trình chế tạo trang hiển thị hình 3.20 hình 3.21 mơ tả trang sợi chuối cuối làm sợi chuối Hình 3.20 Mơ hình thể kích thước tạo trang phân hủy sinh học Hình 3.21 a) Mặt trước trang; b) Mặt sau trang; c) Mặt bên trang 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Nghiên cứu chế tạo trang có khả phân hủy sinh học cho kết sau: Hình thái, kích thước, thành phần hóa học, độ ẩm, tính chất nhiệt sợi chuối bị ảnh hưởng q trình xử lý hóa học Quá trình xử lý từ xử lý sơ bộ, xử lý kiềm, xử lý với H2O2 thành phần sáp, pectin, hemicellulose và phần lignin có sợi chuối bị loại bỏ Do sợi có kích thước giảm dần, độ ẩm giảm dần, nhiệt độ phân hủy tăng dần Sau trình xử lý với NaOH/H2O2, sợi đạt kích thước 49,3 µm, đồng đều, độ ẩm đạt 2,52 % Cơ tính màng sợi chuối bị ảnh hưởng trình xử lý sợi và q trình gia cơng ép nhiệt Cơ tính mẫu từ xử lý sơ bộ, xử lý kiềm, xử lý với NaOH/H2O2 tăng dần Trong mẫu xử lý với NaOH/H2O2 nhiệt độ 80 oC phút xem là tốt mẫu khảo sát trước Với kết tính độ bền kéo 2,28-3,53 MPa, Modun kéo 87,85-136.70 MPa Đã chế tạo thành cơng màng sợi làm trang có khả phân hủy sinh học phương pháp ép nhiệt với thơng số chế tạo sau: - Q trình xử lý sợi gồm: tiền xử lý sợi, nồng độ NaOH %, 100 phút, nồng độ H2O2 10 % 45 phút - Quá trình ép nhiệt gồm: thời gian ép phút, lực ép 10 Mpa và nhiệt độ ép tối ưu là 110 oC Màng sợi chuối làm trang có tính đạt độ bền kéo 2,23-2,66 MPa, Modun kéo 84,38-117,73 MPa, độ hấp thụ nước màng 14,62 %, góc tiếp xúc đạt 92o, pH 6,96, phân hủy sinh học sau tuần, giảm 93,5 % khối lượng và phân hủy hoàn toàn sau 12 tuần 58 Kiến nghị Nghiên cứu này tương đối hoàn thiện là chế tạo màng từ sợi chuối phương pháp ép nhiệt Tuy nhiên thời gian nghiên cứu đề tài có hạn nên có số ý tưởng trình nghiên cứu, cụ thể - Nghiên cứu chế tạo composite từ sợi chuối với polymer khác - Đánh giá khả kháng khuẩn trang 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] O O Fadare and E D Okoffo, “Covid-19 face masks: A potential source of microplastic fibers in the environment,” Sci Total Environ., vol 737, p 140279, Oct 2020, doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.140279 [2] L Wang et al., “Biodegradable and high-performance multiscale structured nanofiber membrane as mask filter media via poly(lactic acid) electrospinning,” J Colloid Interface Sci., vol 606, pp 961–970, Jan 2022, doi: 10.1016/j.jcis.2021.08.079 [3] J J Klemeš, Y Van Fan, and P Jiang, “The energy and environmental footprints of COVID-19 fighting measures – PPE, disinfection, supply chains,” Energy, vol 211, p 118701, Nov 2020, doi: 10.1016/j.energy.2020.118701 [4] J.-Q Jiang, “Occurrence of microplastics and its pollution in the environment: A review,” Sustain Prod Consum., vol 13, pp 16–23, Jan 2018, doi: 10.1016/j.spc.2017.11.003 [5] A Khoironi, H Hadiyanto, S Anggoro, and S Sudarno, “Evaluation of polypropylene plastic degradation and microplastic identification in sediments at Tambak Lorok coastal area, Semarang, Indonesia,” Mar Pollut Bull., vol 151, p 110868, Feb 2020, doi: 10.1016/j.marpolbul.2019.110868 [6] S Akber Abbasi, A B Khalil, and M Arslan, “Extensive use of face masks during COVID-19 pandemic: (micro-)plastic pollution and potential health concerns in the Arabian Peninsula,” Saudi J Biol Sci., vol 27, no 12, pp 3181–3186, Dec 2020, doi: 10.1016/j.sjbs.2020.09.054 [7] K R Vanapalli et al., “Challenges and strategies for effective plastic waste management during and post COVID-19 pandemic,” Sci Total Environ., vol 750, p 141514, Jan 2021, doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.141514 [8] S Ilyas, R R Srivastava, and H Kim, “Disinfection technology and strategies for COVID-19 hospital and bio-medical waste management,” Sci Total Environ., vol 749, p 141652, Dec 2020, doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.141652 [9] V Glukhikh, P Buryndin, A Artyemov, A Savinovskih, P Krivonogov, and A Krivonogova, “Plastics: physical-and-mechanical properties and biodegradable potential,” Foods Raw Mater., vol 8, no 1, pp 149–154, Feb 2020, doi: 10.21603/2308-4057-2020-1-149-154 [10] V Siracusa and I Blanco, “Bio-Polyethylene (Bio-PE), Bio-Polypropylene (Bio-PP) and Bio-Poly(ethylene terephthalate) (Bio-PET): Recent Developments in Bio-Based Polymers Analogous to Petroleum-Derived Ones for Packaging and Engineering Applications,” Polymers (Basel)., vol 12, no 8, p 1641, Jul 2020, doi: 10.3390/polym12081641 60 [11] M Samper, D Bertomeu, M Arrieta, J Ferri, and J López-Martínez, “Interference of Biodegradable Plastics in the Polypropylene Recycling Process,” Materials (Basel)., vol 11, no 10, Oct 2018, doi: 10.3390/ma11101886 [12] S Luhar et al., “Sustainable and Renewable Bio-Based Natural Fibres and Its Application for 3D Printed Concrete: A Review,” Sustainability, vol 12, no 24, Dec 2020, doi: 10.3390/su122410485 [13] K.-F Ho, L.-Y Lin, S.-P Weng, and K.-J Chuang, “Medical mask versus cotton mask for preventing respiratory droplet transmission in micro environments,” Sci Total Environ., vol 735, p 139510, Sep 2020, doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.139510 [14] B A A T A Mekonnen, “Environmental Sustainability and COVID-19 Pandemic: An Overview Review on New Opportunities and Challenges,” WORLD HEALTH ORGANIZATION, pp 117–140, 2021 [15] “Development of Novel Respiratory Face Masks Prepared from Banana Stem Fiber Against Bio-Aerosols: An Eco-Friendly Approach,” Lett Appl NanoBioScience, vol 10, no 1, Oct 2020, doi: 10.33263/LIANBS101.19932002 [16] P Pandit, G TN, and S Maiti, “Green and Sustainable Textile Materials Using Natural Resources,” in Green and Sustainable Advanced Materials, Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2018, pp 213–261 doi: 10.1002/9781119407089.ch9 [17] O Das et al., “The need for fully bio-based facemasks to counter coronavirus outbreaks: A perspective,” Sci Total Environ., vol 736, p 139611, Sep 2020, doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.139611 [18] M Ramesh, K Palanikumar, and K H Reddy, “Plant fibre based biocomposites: Sustainable and renewable green materials,” Renew Sustain Energy Rev., vol 79, pp 558–584, Nov 2017, doi: 10.1016/j.rser.2017.05.094 [19] B A Praveena, B P Shetty, A S Akshay, and B Kalyan, “Experimental study on mechanical properties of pineapple and banana leaf fiber reinforced hybrid composites,” 2020, p 030015 doi: 10.1063/5.0022381 [20] “» Đặc điểm phận chuối.” [21] F Ahmad, H S Choi, and M K Park, “A Review: Natural Fiber Composites Selection in View of Mechanical, Light Weight, and Economic Properties,” Macromol Mater Eng., vol 300, no 1, pp 10–24, Jan 2015, doi: 10.1002/mame.201400089 [22] N H K A A S.M Sapuan, “Design and fabrication of a multipurpose table using a composite of epoxy and banana pseudostem fibres.,” J Trop Agric., 2007 61 [23] S P U V Lina Herrera-Estrada, “BANANA FIBER COMPOSITES FOR AUTOMOTIVE AND TRANSPORTATION APPLICATIONS,” Materials, 2008 [24] R Dungani, M Karina, S., A Sulaeman, D Hermawan, and A Hadiyane, “Agricultural Waste Fibers Towards Sustainability and Advanced Utilization: A Review,” Asian J Plant Sci., vol 15, no 1–2, pp 42–55, Dec 2015, doi: 10.3923/ajps.2016.42.55 [25] A Mandal and D Chakrabarty, “Isolation of nanocellulose from waste sugarcane bagasse (SCB) and its characterization,” Carbohydr Polym., vol 86, no 3, pp 1291–1299, Aug 2011, doi: 10.1016/j.carbpol.2011.06.030 [26] L Hu, M Du, and J Zhang, “Hemicellulose-Based Hydrogels Present Status and Application Prospects: A Brief Review,” Open J For., vol 08, no 01, pp 15–28, 2018, doi: 10.4236/ojf.2018.81002 [27] P Kumar Gupta et al., “An Update on Overview of Cellulose, Its Structure and Applications,” Cellulose, pp 1–21, 2019, doi: 10.5772/intechopen.84727 [28] Y Wang, “Cellulose fiber dissolution in sodium hydroxide solution at low temperature,” Inst Nat Fibres Med Plants, vol 11, no 3, p 133, 2008 [29] N T N Bích, “XENLULƠ và GlẤY,” Đại học Quốc gia TPHCM, 2010 [30] A Khodayari, W Thielemans, U Hirn, A W Van Vuure, and D Seveno, “Cellulose-hemicellulose interactions - A nanoscale view,” Carbohydr Polym., vol 270, no April, p 118364, 2021, doi: 10.1016/j.carbpol.2021.118364 [31] H Chen, Biotechnology of lignocellulose: Theory and practice 2014 doi: 10.1007/978-94-007-6898-7 [32] G Portal, “Preparation and properties of principal TL products,” Appl Thermolumin Dosim., vol 852745443, pp 97–122, 1981 [33] K G Ramawat, “Fiber Plants: An Overview,” no October 2016, 2017, doi: 10.1007/978-3-319-44570-0 [34] S Kalia and M W Sabaa, Polysaccharide based graft copolymers, vol 9783642365 2013 doi: 10.1007/978-3-642-36566-9 [35] J George and S N Sabapathi, “Cellulose nanocrystals: Synthesis, functional properties, and applications,” Nanotechnol Sci Appl., vol 8, pp 45–54, 2015, doi: 10.2147/NSA.S64386 [36] J K W Chang, X Duret, V Berberi, H Zahedi-Niaki, and J M Lavoie, “Twostep thermochemical cellulose hydrolysis with partial neutralization for glucose production,” Front Chem., vol 6, no APR, pp 1–11, 2018, doi: 10.3389/fchem.2018.00117 [37] C Liu, H Wang, A M Karim, J Sun, and Y Wang, “Catalytic fast pyrolysis 62 of lignocellulosic biomass,” Chem Soc Rev., vol 43, no 22, pp 7594–7623, 2014, doi: 10.1039/c3cs60414d [38] C C Gunnarsson and C M Petersen, “Water hyacinths as a resource in agriculture and energy production: A literature review,” Waste Manag., vol 27, no 1, pp 117–129, Jan 2007, doi: 10.1016/j.wasman.2005.12.011 [39] F Jiang, S Han, and Y Lo Hsieh, “Controlled defibrillation of rice straw cellulose and self-assembly of cellulose nanofibrils into highly crystalline fibrous materials,” RSC Adv., vol 3, no 30, pp 12366–12375, 2013, doi: 10.1039/c3ra41646a [40] T Li, Y Liu, M Li, X Qian, and S Y Dai, “Mask or no mask for COVID-19: A public health and market study,” PLoS One, vol 15, no August, pp 1–17, 2020, doi: 10.1371/journal.pone.0237691 [41] M Coltelli, “Trends in surgical and beauty masks for a cleaner environment,” 2020 [42] F Li, “Structure, Function, and Evolution of Coronavirus Spike Proteins,” Annu Rev Virol., vol 3, no August, pp 237–261, 2016, doi: 10.1146/annurevvirology-110615-042301 [43] E A J Alsaadi and I M Jones, “Membrane binding proteins of coronaviruses,” Future Virol., vol 14, no 4, pp 275–286, 2019, doi: 10.2217/fvl-2018-0144 [44] T de Araújo Andrade et al., “Technological Scenario for Masks in Patent Database During Covid-19 Pandemic,” AAPS PharmSciTech, vol 22, no 2, pp 1–22, Feb 2021, doi: 10.1208/S12249-021-01918-X/FIGURES/7 [45] “Surgical, Face, and Respiratory Mask Market Size, Share | Industry Report, 2030.” [46] N Singh, O A Ogunseitan, and Y Tang, “Medical waste: Current challenges and future opportunities for sustainable management,” Crit Rev Environ Sci Technol., vol 52, no 11, pp 2000–2022, 2022, doi: 10.1080/10643389.2021.1885325 [47] V Babaahmadi, H Amid, M Naeimirad, and S Ramakrishna, “Biodegradable and multifunctional surgical face masks: A brief review on demands during COVID-19 pandemic, recent developments, and future perspectives,” Sci Total Environ., vol 798, p 149233, 2021, doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.149233 [48] R R Bora, R Wang, and F You, “Waste polypropylene plastic recycling toward climate change mitigation and circular economy: Energy, environmental, and technoeconomic perspectives,” ACS Sustain Chem Eng., vol 8, no 43, pp 16350–16363, 2020, doi: 10.1021/acssuschemeng.0c06311 [49] F G Torres and G E De-la-Torre, “Face mask waste generation and management during the COVID-19 pandemic: An overview and the Peruvian 63 case,” Sci Total Environ., vol 786, p 147628, Sep 2021, doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.147628 [50] K Ho, L Lin, S Weng, K C.-S of the T Environment, and undefined 2020, “Medical mask versus cotton mask for preventing respiratory droplet transmission in micro environments,” Elsevier [51] Trọng Nhân, “Quả cầu vàng và trang tự phân hủy,” Tuổi trẻ news, Aug 18, 2021 [52] K O Dowd et al., “O’Dowd-2020-Face masks and respirators in the.pdf,” Materials (Basel)., vol 13, no 3363, 2020 [53] “Barrier masks guide to minimum requirements, methods of testing, making and use ” [54] “Khẩu trang y tế: Phân loại, cấu tạo, cách phân biệt thật giả, giá bán.” [55] “Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8389-1:2010 Khẩu trang y tế - Phần 1 : Khẩu trang y tế thông thường.” [56] “Advice on the use of masks in the context of COVID-19” [57] Z W Wang, M Q Zhu, M F Li, J Q Wang, Q Wei, and R C Sun, “Comprehensive evaluation of the liquid fraction during the hydrothermal treatment of rapeseed straw,” Biotechnol Biofuels, vol 9, no 1, pp 1–16, 2016, doi: 10.1186/s13068-016-0552-8 [58] P Binod et al., “Bioethanol production from rice straw: An overview,” Bioresour Technol., vol 101, no 13, pp 4767–4774, 2010, doi: 10.1016/j.biortech.2009.10.079 [59] J da Luz et al., “Hydrothermal treatment of sisal fiber for composite preparation,” J Compos Mater., vol 53, no 17, pp 2337–2347, 2019, doi: 10.1177/0021998319826384 [60] E G Xu and Z J Ren, “Preventing masks from becoming the next plastic problem,” Front Environ Sci Eng., vol 15, no 6, pp 6–8, 2021, doi: 10.1007/s11783-021-1413-7 [61] ASTM D570, “Standard Test Method for Water Absorption of Plastics,” ASTM Stand., vol 98, no Reapproved 2010, pp 25–28, 2014 [62] A K Shukla and S Iravani, “Metallic nanoparticles: green synthesis and spectroscopic characterization,” Environ Chem Lett., vol 15, no 2, pp 223– 231, 2017, doi: 10.1007/s10311-017-0618-2 [63] K Leja and G Lewandowicz, “Polymer biodegradation and biodegradable polymers - A review,” Polish J Environ Stud., vol 19, no 2, pp 255–266, 2010 [64] N Lucas, C Bienaime, C Belloy, M Queneudec, F Silvestre, and J E Nava64 Saucedo, “Polymer biodegradation: Mechanisms and estimation techniques A review,” Chemosphere, vol 73, no 4, pp 429–442, 2008, doi: 10.1016/j.chemosphere.2008.06.064 [65] T S Preview, “INTERNATIONAL STANDARD ISO sensory tests iTeh STANDARD PREVIEW iTeh STANDARD PREVIEW,” vol 2019, 2019 [66] A Parre, B Karthikeyan, A Balaji, and R Udhayasankar, “Investigation of chemical, thermal and morphological properties of untreated and NaOH treated banana fiber,” Mater Today Proc., vol 22, no xxxx, pp 347–352, 2020, doi: 10.1016/j.matpr.2019.06.655 [67] S N Monteiro, F M Margem, R L Loiola, F S de Assis, and M P Oliveira, “Characterization of banana fibers functional groups by infrared spectroscopy,” Mater Sci Forum, vol 775–776, pp 250–254, 2014, doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.775-776.250 [68] X Li, L G Tabil, and S Panigrahi, “Chemical Treatments of Natural Fiber for Use in Natural Fiber-Reinforced Composites: A Review,” J Polym Environ., vol 15, no 1, pp 25–33, Feb 2007, doi: 10.1007/s10924-006-0042-3 [69] A N Benítez, M D Monzón, I Angulo, Z Ortega, P M Hernández, and M D Marrero, “Treatment of banana fiber for use in the reinforcement of polymeric matrices,” Measurement, vol 46, no 3, pp 1065–1073, Apr 2013, doi: 10.1016/j.measurement.2012.11.021 [70] A Chaker, P Mutjé, M R Vilar, and S Boufi, “Agriculture crop residues as a source for the production of nanofibrillated cellulose with low energy demand,” Cellulose, vol 21, no 6, pp 4247–4259, Dec 2014, doi: 10.1007/s10570-014-0454-5 [71] A C H Barreto, D S Rosa, P B A Fechine, and S E Mazzetto, “Properties of sisal fibers treated by alkali solution and their application into cardanolbased biocomposites,” Compos Part A Appl Sci Manuf., vol 42, no 5, pp 492–500, 2011, doi: 10.1016/j.compositesa.2011.01.008 [72] J I Morán, V A Alvarez, V P Cyras, and A Vázquez, “Extraction of cellulose and preparation of nanocellulose from sisal fibers,” Cellulose, vol 15, no 1, pp 149–159, Feb 2008, doi: 10.1007/s10570-007-9145-9 [73] L Oberli, D Caruso, C Hall, M Fabretto, P J Murphy, and D Evans, “Condensation and freezing of droplets on superhydrophobic surfaces,” Adv Colloid Interface Sci., vol 210, pp 47–57, Aug 2014, doi: 10.1016/j.cis.2013.10.018 [74] D Cho, H Zhou, Y Cho, D Audus, and Y L Joo, “Structural properties and superhydrophobicity of electrospun polypropylene fibers from solution and melt,” Polymer (Guildf)., vol 51, no 25, pp 6005–6012, Nov 2010, doi: 0.1016/j.polymer.2010.10.028 65 PHỤ LỤC Phổ FTIR Hình 2: Phổ FTIR H2O2 15 % Hình 3: Phổ FTIR H2O2 % 66 Hình 4: Phổ FTIR NaOH 0,5% Hình 5: Phổ FTIR NaOH 1% 67 Bài báo đăng Tạp Chí Khoa Học và Cơng Nghệ Việt Nam ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH XỬ LÝ HĨA HỌC VỚI CÁC DUNG MƠI KHÁC NHAU LÊN HÌNH THÁI VÀ TÍNH CHẤT SỢI CHUỐI ĐỊNH HƯỚNG LÀM KHẨU TRANG PHÂN HỦY SINH HỌC Văng Hoài Ân, Trần Quốc Viển, Nguyễn Vũ Việt Linh* Khoa Khoa học ứng dụng, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Tác giả liên hệ: linhnvv@hcmute.edu.vn Tóm tắt Sợi chuối vật liệu thiên nhiên có thành phần cellulose cao nghiên cứu ứng dụng nhiều lĩnh vực khác composite, giấy, túi lọc, Trong nghiên cứu này, hình thái tính chất sợi từ chuối sau xử lý với dung môi nước, NaOH, H2O2 điều kiện khác khảo sát đánh giá Sự thay đổi hình thái, kích thước thành phần hóa học sợi chuối phân tích kính hiển vi điện tử quét (SEM) phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) Kết SEM cho thấy sau xử lý với dung môi, vi sợi phân tách khỏi bó sợi chuối, đường kính sợi trung bình đạt 34,3 µm Phổ FTIR mẫu sợi sau xử lý cho thấy tác động dung môi nước, NaOH, H2O2 lên thành phần hóa học sợi Sau xử lý với NaOH H2O2, lignin, hemicellulose thành phần cellulose loại bỏ hầu hết sợi Phần lignin cịn lại đóng vai trị chất kết dính chế tạo màng mỏng mà khơng cần sử dụng thêm polymer để kết dính Kết sơ khởi cho thấy tiềm ứng dụng để chế tạo trang phân hủy sinh học từ chuối Từ khóa: chuối, sợi chuối, cellulose, xử lý hóa học, lignin Chỉ số phân loại: 1.4 THE EFFECTS OF CHEMICAL TREATMENT PROCESS WITH DIFFERENT SOLVENTS ON THE MORPHOLOGY AND PROPERTIES OF BANANA FIBER ORIENTATED FOR FABRICATING BIODEGRADABLE MASKS Hoai An Vang, Quoc Vien Tran, Vu Viet Linh Nguyen* Faculty of Applied Sciences, Ho Chi Minh City University of Technology and Education 68 Corresponding author: linhnvv@hcmute.edu.vn Abstract: Banana fiber is one of the natural materials with high cellulose content that has been studied and applied in various fields such as composites, paper, filter bags, This study investigated and evaluated the morphology and properties of banana leaf fibers after being treated with solvents such as water, NaOH, H2O2 under different conditions The morphology, size and chemical composition of banana fibers were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) methods The SEM results showed that the cellulose microfibers were separated from banana fibers after treating with these solvents, and the average diameter obtained 34.3 µm After treatment, the FTIR spectra of the samples showed that the solvents removed lignin, hemicellulose and non-cellulose components in the fibers After treatment with NaOH and H2O2, most of the lignin was removed from the fiber The remaining lignin was a binder for fibers film without using polymers to bind The initial results show the potential application of creating biodegradable face mask from banana leaves Keywords: banana leaf, banana fiber, cellulose, chemical treatment, lignin Classification factor: 1.4 69 S K L 0