Bài giảng vật liệu dệt phần 1 xơ dệt

Kiềm 5% + đốt nóng sẽ phá hủy protein nhanh chóng- Kém bền với các chất oxy hóa• Tính chất sinh học: Trang 13 Nhận biết:- PP đốt: Chỉ cháy trong ngọn lửa, tro màu đen hoặc nâu,đầu tròn,

VẬT LIỆU DỆT

• Tài liệu tham khảo tiếng Việt:

- Vật liệu dệt; Nguyễn Trung Thu; Giáo trình ĐHBK Hà Nội; 1990

- Thí nghiệm Vật liệu dệt; Nguyễn Trung Thu; Giáo trình ĐHBK Hà Nội; 1990

- Vật liệu dệt; Nguyễn Văn Lân; NXB ĐHQG TPHCM; 2011

- Kỹ thuật kiểm tra hàng xơ-sợi-chỉ-vải (tập 1); Phạm Hồng; NXBKHKT Hà Nội; 1998

• Tài liệu tham khảo tiếng Anh:

- Textiles Fibre to fabric; Bernard P.Corbman; London-New York

Paris Understanding Textiles; Billie J Collier, Phyllis G Tortora

- Fibre Science; R.Gopalakrishnan, V Kasinathan, K Bagyam

PHẦN THỨ NHẤT

XƠ DỆT

⚫ Phân loại vật liệu dệt Vật liệu dệt

Sp dệt dạng sợi Sợi kéo từ xơ: sợi nổi cọc, sợi OE

Sợi filament: sợi texture, sợi lõi…

Xơ dệt

Xơ thiên nhiên Xơ hóa học

Xơ hữu cơ Xơ vô cơ Xơ hữu cơ Xơ vô cơ

Tơ tằm

amiang Polymer

có nguồn gốc tự nhiên

Polymer tổng hợp Xơ thủy tinh

Xơ cacbon

Xơ kim loại

Thực vật Hydrat Xenlulo Visco Polyzonic Lyocell

Động vật Protein Kazein

Dị mạch

PA, PET, PU

Mạch C PAN, PVC, PVA , PP(POP), PE

Phân loại xơ dệt theo cấu tạo hóa học

Thực vật Axetyl xenlulo Axetat triaxetat

XƠ DỆT: Phân loại theo đặc điểm cấu tạo của xơ

• Xơ cơ bản: là VL dệt ở dạng đơn thể duy nhất không thể chia nhỏ hơn được nữa theo chiều dọc của xơ nếu như không muốn phá hủy xơ hoàn toàn; VD: xơ bông, len…

• Xơ kỹ thuật: gồm nhiều xơ cơ bản được liên kết lại với nhau theo chiều dọc nhờ các loại keo; VD: lanh, đay, gai hoặc nhờ các lực kết tinh như amiang.

• Tơ: Là một dạng xơ cơ bản nhưng có chiều dài rất lớn, thường

đo bằng m, thậm chí km; VD: Tơ tằm, tơ hóa học

• Filament: Tơ (xơ) dạng dài liên tục Kích thước ngang nhỏ hơn

Tơ hóa học (filament)

Xơ staple

CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA XENLULO

Khái niệm:

- Là hợp chất CPT (polymer) thiên nhiên

- Là vật chất cơ bản để tạo ra xơ bông (94-96%), lanh (80%), đay (71%), gỗ thông (55%)…

- Là nguyên liệu chính để tạo ra một số xơ hóa học như: vitxco, polino, axetat…

- Là nguyên liệu tạo ta một số sản phẩm: giấy, màng nhựa, chất dẻo, sơn, thuốc nổ…

- Công thức hóa học của xenlulo là (C6 H10O5)n

- Mỗi vòng cơ bản của ĐPT xenlulo có 3 nhóm hydroxyl

- Hai vòng cơ bản cạnh nhau xoay đi một góc là 180 0

- Giữa hai vòng cơ bản thực hiện mối liên kết glucozit

- C 6 H 10 O 4 – O - C 6 H 10 O 4 – O - C 6 H 10 O 4 – O - ……

- ĐPT xenlulo có cấu tạo thẳng và thực hiện các loại lực liên kết hydro và vandecvan

• Tính chất vật lý:

- Khối lượng riêng: 1.54-1.56g/cm3

- Khả năng chịu nhiệt độ: 1200C, nếu tăng tiếp nhiệt độ đến

180 -1900C có hiện tượng cháy

- Bị lão hóa bởi ánh sáng, đặc biệt là ánh sáng mặt trời, giảm bền; Độ bền giảm 50% khi chiếu a/s trực tiếp 1000h

- Khả năng hút ẩm tốt (VL xell TN tăng bền khi độ ẩm tăng)

- Không tan trong nước nhưng bị trương nở trong nước

• Tính chất hóa học:

- Kém bền với axit đặc biệt là axit vô cơ như H2SO4, HNO3

- VD: C6H7O2(OH)3 + 2nHNO3 = C6H7O2 (NO3)2 OH + 2nH2O

- Ứng dụng làm sợi Nitơrat, thuốc nổ

- Tương đối bền với kiềm, tuy nhiên nếu tăng nhiệt độ, nồng

độ kiềm thì xenlulo sẽ bị hòa tan từng phần

- Kém bền với các chất oxy hóa (NaClO, H2O2…), làm cho xenlulo giảm bền

- Không tan trong các dung môi như: cồn, benzen,

Cho xenlulo tác dụng với dung dịch clorua kẽm, KI, iốt

xenlulo sẽ bị thủy phân, dung dịch có màu đỏ tím hoặc

xanh tím (tùy theo nồng độ dung dịch)

CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA PROTEIN

• Khái niệm:

- Là một dạng protit.

- Là vật chất cơ bản để tạo ra len và tơ tằm

- Khi ở trong len được gọi là kêratin, chiếm 90% trong len

- Khi ở trong tơ tằm được gọi là fibrôin chiếm 75% trong tơ tằm.

- Xêrixin là loại keo chiếm 25% trong tơ tằm

- Cadêin để tạo ra xơ nhân tạo, được tạo ra từ sữa

- Monomer để tạo ra protein là axit amin

- Len và tờ tằm chỉ khác nhau gốc R

- Đối với tơ tằm gốc R ngắn chiếm đến 70%, với len chỉ 11%

- Độ bền cơ học của tơ tằm lớn hơn len từ 2-3 lần

- Len có khả năng co giãn đàn hồi tốt, giữ nhiệt tốt, khả năng chống nhàu cao

H2N C COOH

RH

(Gốc)

• Tính chất vật lý:

- Khối lượng riêng: 1.30-1.37g/cm3 ( F>K)

- Khả năng chịu nhiệt độ: 1300C, khi tăng nhiệt độ lên

170-2000C thì protein bị phá hủy

- Bị lão hóa bởi ánh sáng, đặc biệt là ánh sáng mặt trời, giảm bền

- Khả năng hút ẩm tốt (khác xenlulo, giảm bền trong nước)

- Không tan trong nước nhưng bị trương nở trong nước

• Tính chất hóa học:

- Bền với axit vô cơ, hữu cơ có nồng độ thấp

- Khi tăng nhiệt độ, nồng độ axit cũng làm phá hủy protein

- Kém bền với kiềm Kiềm 5% + đốt nóng sẽ phá hủy protein nhanh chóng

- Kém bền với các chất oxy hóa

• Tính chất sinh học:

Kém bền trước tác dụng của VSV và nấm mốc

Nhận biết:

- PP đốt: Chỉ cháy trong ngọn lửa, tro màu đen hoặc nâu,đầu tròn, bóp thì vỡ vụn,mùi khét tóc cháy

- PP hóa học: Dung môi để hòa tan là: dd kiềm, amoniac

Cu, axit octophotphoric

- Khi hòa tan protein bằng kiềm, nếu cho sunphat Cu, dungdịch chuyển sang màu tím xanh, phản ứng đặc trưng

- Sau khi hòa tan bằng dd kiềm, cho thêm SPb Nếu dungdịch có màu trắng sữa đó là tơ tằm, nếu dung dịch có màucafé sữa thì đó là len

Xơ bông :

- Khái niệm :

• Bông là loại cây ưa nóng ẩm và ánh sáng

• Xơ bông bao bọc xung quanh hạt của quả bông

• Cây bông trồng cho CN khoảng 1 năm, cao TB từ 0.7-1.5m

• Trên TG có khoảng 80 nước trồng bông, 8 nước cho sản lượng lớn, chiếm 85% SL bông toàn TG:

Mỹ, Nga (các nước cộng hòa Trung á), Pakistăng,

Ai cập, Mêhicô, Ấn độ, Trung quốc, Braxin.

• Xơ bông được sử dụng rất sớm khoảng từ 3000 đến 5000 năm trước công nguyên, hiện nay nó vẫn giữ một vị trí quan trọng, chiếm khoảng 50% sản lượng xơ trên thế giới.

• Màu sắc xơ bông: màu sắc của xơ bông phụ thuộc vàogiống bông, loại đất trồng, cách chăm sóc mà màu sắccủa xơ bông sẽ thay đổi từ màu trắng sang màu kem, xơbông màu càng nhạt, càng bóng thì chất lượng càngcao.

• Hình dáng bên ngoài của xơ bông : Xơ bông có chiềudài từ 20 – 40 mm lớn gấp 1000 – 3000 so với kíchthước ngang (khoảng từ 16 – 20 micromet) Mặt cắtngang có hình quả đậu có rãnh ở giữa Hình dáng bênngoài có dạng dài, dẹt, xoắn

• Độ bóng của xơ bông : Độ bóng của xơ bông thấp dohình dạng xoăn tự nhiên của chúng, để tăng độ bóngcho xơ bông, người ta xử lý kiềm bóng cho bông Bôngđược ngâm trong kiềm đặc, sẽ căng tròn, tạo bề mặt dễphản xạ ánh sáng

Hình a: Xơ không chín Hình b,c: Xơ chín Mặt cắt ngang, dọc

• Đánh giá chất lượng xơ bông

• Chất lượng xơ bông được đánh giá theo giống bông,nguồn gốc và theo các đại lượng đặc trưng như: chiều dài,

độ mảnh, độ bền, độ sạch, màu sắc, độ bóng của xơ

+ Chiều dài xơ bông: thông thường chiều dài xơ bông nằmtrong khoảng từ 20 – 40 mm Chiều dài xơ bông càng lớn,cho phép kéo sợi càng mảnh, chất lượng càng cao

+ Độ mảnh : thông thường xơ bông rất mảnh T = 1 –4dTex Xơ bông càng dài → càng mảnh → càng mềm mại

+ Độ bền: Độ bền của xơ bông nằm trong khoảng 40cN/tex Độ bền của xơ bông phụ thuộc vào giống bông,điều kiện chăm sóc, khí hậu, thổ nhưỡng…

20-• Phân loại xơ bông: Có trên 50 loại bông, chia thành 4 loại:

+ Bông xơ TB (bông lục địa):

- Chiều dài TB của xơ: 26-35mm

- Chi số Nm = 4500-6000 (0.16-0.22 Tex)

- Độ bền: 25-30 cN/tex

- Là loại bông phổ biến ở các nước trồng bông

+ Bông xơ mảnh (bông hải đảo)

- Là loại bông cực tốt

- Chiều dài TB của xơ: 35-45mm

- Chi số Nm = 6000-8000 (0.15-0.16 Tex)

- Độ bền: 30-38 cN/tex

- Thời gian phát triển lâu hơn bông xơ TB

+ Bông cỏ: Chiều dài xơ ngắn; L = 20mm

+ Bông lưu niên: Ít có giá trị cho CN dệt vì xơ thô và ngắn

- Độ bền, độ giãn tương đối tốt, phù hợp cho may mặc

- An toàn sinh thái, thoáng khí, hút ẩm, giữ nhiệt tốt

• Sử dụng:

+ Trong ngành dệt may:

- SX quần áo lót, quần áo trẻ em, sơ mi, quần âu, jean, váy…(đặc biệt là các SP sử dụng trong mùa hè)

- Chỉ may, thêu, khăn mặt

- Chăn, ga, gối, đệm, khăn trải bàn

- Sản phẩm trang trí: đăng ten, ruy băng, khăn tay

- Pha với các loại xơ khác: PET, PA, vitxco tạo vải pha

+ Ngoài ngành:

- Y tế: bông y tế, gạc

- Quần áo đặc chủng cho một số ngành: CN, QP, an ninh

- Vải bọc đồ nội thất

- Giầy vải, mũ vải…

- Là nguyên liệu để SX xơ nhân tạo, chất dẻo, sơn…

XƠ LIBEKhái niệm:

- Là những xơ cũng có nguồn gốc xenlulo, được tách ra từ thân cây, lá cây, vỏ quả

- Xơ lanh: là xơ KT, là loại xơ libe có hàm lượng xenlulo cao nhất Xơ CB có dạng hình thoi, hai đầu nhọn, mặt cắt ngang hình đa giác không đều Rãnh xơ hẹp, trên thân xơ

có những vết chặn ngang

Xơ CB dài 10-25mm, độ mảnh: 0.12-0.55 tex

Xơ KT dài: 40-125cm, độ mảnh: 1.5-10 tex

- Màu sắc của xơ lanh: màu kem nhạt đến màu vàng sậm

da bò tùy vào loại lanh

- Hình thái: nhẵn và hơi trơn, độ bóng hơn xơ bông,nhưng kém các xơ nhân tạo

• Tính chất:

- Độ bền: Lanh có độ bền cao hơn bông: (33-40cN/tex) khiướt độ bền tăng lên khoảng 20% Đây là loại xơ có độ bềncao nhất trong các xơ tự nhiên sử dụng trong may mặc

- Độ co giãn: độ co giãn của lanh kém hơn bông lanh: 2-3%(bông 6 -8%)

- Độ nhàu: do độ co giãn kém nên độ nhàu của lanh rất cao(cao hơn bông)

- Tính chất nhiệt: Vải làm từ lanh có tính cách nhiệt kém

- Độ bền ma sát không cao

• Sử dụng:

- May quần áo mặc lót, sơ mi, quần áo dùng trong mùa hè

- Sản phẩm chăn, ga, gối, đệm, vải thêu trang trí, túi, mũ, chỉ khâu giầy, chão

- Lanh có thể pha trộn với các loại xơ khác để tạo ra vải pha

XƠ LEN

- KN: là loại xơ nhận được từ lớp lông phủ lên một sốđộng vật như: cừu, dê, lạc đà, thỏ

- Len cừu chiếm số lượng lớn nhất (khoảng 90%)

- Để có len phải nuôi cừu, phải có đồng cỏ rộng lớn, kếthợp điều kiện khí hậu phù hợp

- Các nước cho sản lượng len lớn: Úc, Niudilân,Achentina, Nga, Mông cổ, Nam phi, Urugoay, Anh, Mỹ…

- Cấu tạo lông cừu:

+ Lông cừu được cấu tạo bởi 3 lớp:

- Vảy sừng (có tác dụng bao bọc, che phủ)

* Vảy: Tạo ra từ các lớp vảy sừng xếp gối lên nhau, dày

1μm, dài từ 4 -25 μm Trên 1 mm xơ len có từ 40 - 250vảy sừng

- Xơ đặc (quyết định tính chất cơ lý của xơ len)

* Xơ đặc: Tạo ra từ những tế bào hình cọc sợi bao gồmnhững bó phân tử tạo nên từ kêratin Đây chính là lớpquyết định tính chất cơ lý của len

- Rãnh giữa ( chứa không khí, chất mỡ, chất màu)

* Lớp rãnh giữa: Bao gồm những tế bào chứa không khí

và những lớp này có chiều dày khác nhau tùy thuộc vàoloại lông cừu Thông thường lớp rãnh giữa kéo dài suốtdọc chiều dài xơ

Đối với loại lông tơ không có lớp rãnh giữa

Lông nhỡ lớp rãnh giữa kéo dài không liên tục

Lông thô lớp rãnh giữa to hơn và kéo dài liên tục

Lông chết chủ yếu là rãnh giữa, khi đó thành xơ rất mỏng

• Phân loại lông cừu:

• Lông cừu được chia thành 4 loại : lông tơ, lông nhỡ, lông thô, lông chết

- Lông tơ: Có mặt cắt ngang hình tròn, bên ngoài là lớp vảy bên trong là lớp xơ đặc.

- Lông nhỡ: khác với lông tơ, quan sát theo chiều dọc của lông nhỡ nhận thấy có lớp rãnh giữa kéo dài không liên tục.

- Lông thô : Lớp rành giữa to hơn và kéo dài liên tục

- Lông chết : lớp rãnh giữa phát triển mạnh và chiếm phần lớn diện tích mặt cắt ngang

• Phân loại len:

+ Dựa vào độ mảnh và tính đồng nhất của xơ, chia thành:

- Len mịn, len nửa mịn, len nửa thô, len thô

• Len mịn : Đường kính TB: 14-25μm (chủ yếu lông tơ)

• Len nửa mịn: Đường kính TB: 25-31μm (lông tơ, nhỡ)

• Len nửa thô : Đường kính TB: 31-40μm (lông nhỡ, thô)

• Len thô : Đường kính TB: >40μm (lông nhỡ, thô, chết)

- Len là nguyên liệu dệt quí, đắt tiền

- Mềm mại, đàn hồi tốt, hút ẩm, thích hợp cho may mặc

- An toàn sinh thái, giữ nhiệt tốt, phục hồi nhàu cao

• Nhược điểm:

- Độ bền cơ học không cao

- Kém bền kiềm, VK và VSV (mối ăn len)

• Sử dụng:

- May quần áo: Đồ lót, áo comple, quần âu, veston,

áo măng tô, áo khoác ngoài, áo len chui đầu…

- Dùng trong gia đình: Chăn, vải bọc đồ gỗ, thảm.

- Sử dụng trong công nghiệp: quần áo bảo vệ chống cháy

- Len mảnh + PET tạo ra vải dệt thoi may comple

(tuytsi len)

- Len nửa mịn + PAN (30/70) dệt áo len dệt kim

- Len + PA dệt tất và các SP yêu cầu co giãn cao

MỘT SỐ HÌNH ẢNH CÁC LOẠI XƠ LEN

TƠ TẰM

KN: Tơ tằm là loại tơ (sợi) do tằm ăn lá dâu, thầu dầu, sắnnhả ra tơ

- Để có tơ tằm phải trải qua bốn khâu: TD-NT-ƯT-DL

- Nghề trồng dâu nuôi tằm có từ rất lâu đời, thịnh hành ởmột số nước như: T.Quốc, T.Tiên, Nhật, VN sau này ởChâu âu: Ý (TK 14), Pháp (TK 18)…

- Là loại NL có giá thành cao trong số các loại sợi dệt

- Ở VN nghề trồng dâu nuôi tằm đã từng PT ở Nam định,T.Hóa, Phú Thọ, Nghệ An, Lâm Đồng

- Sản lượng thấp mặc dù lụa tơ tằm rất có giá trị

- Liên quan đến vấn đề trồng dâu-nuôi tằm-chế biến

- Bị xơ hóa học cạnh tranh

• Màu sắc : Tơ tằm có màu từ trắng kem đến vàng, tằm ăn

lá sắn – tơ màu trắng, tằm ăn lá dâu – màu vàng, tơ tằmdại có màu xanh lá hoặc màu nâu

• Hình dáng bên ngoài : Mặt cắt ngang của tơ tằm có hìnhtam giác 3 góc tròn, hình dáng bên ngoài nhẵn, đều đặnchạy dọc suốt chiều dài tơ Bề ngang của tơ khoảng từ 9– 11 micromet, chiều dài tơ từ 300 đến 1000 mét tuỳ thuộcvào giống tằm

• Độ bóng: Tơ tằm đặc biệt so với loại tơ thiên nhiên khác

ở độ bóng, mềm, mảnh Sau khi chuội, tơ tằm có độ bóngcao, mềm, mảnh, cho cảm giác sờ tay rất đặc biệt

- Tơ tằm là nguyên liệu dệt quí, đắt tiền

- Bóng đẹp, cảm giác sờ tay đặc biệt, độ bền cơ học cao

- Mềm mại, đàn hồi tốt, hút ẩm, thích hợp cho may mặc

- Khả năng nhuộm màu tốt, an toàn sinh thái, thoáng khí

• Nhược điểm:

- Giảm bền khi ướt, bền ma sát kém, lụa tơ tằm dễ nhàu

- Kém bền kiềm, VK và VSV

- Kém bền ánh sáng

• Sử dụng:

- Tạo ra các SP may mặc vào mùa hè

- Các sản phẩm như: cravat, khăn, mũ, tất…

- Dùng trong gia đình: chăn, rèm, tranh thêu…

- Trong công nghiệp: chỉ may, thêu

• Có thể pha vitxco, PET với tơ tằm để giảm giá thành SP

- Có thể pha từ công đoạn sợi hoặc công đoạn dệt

• Lưu ý:

- Không sử dụng xà phòng kiềm để giặt cho tơ tằm

- Chế độ giặt (giặt khô, tay, nước lạnh) và dung dịch giặt

- Chế độ là có ẩm, tránh di bàn là tại vị trí có đường may

- Nên phơi sản phẩm trong bóng mát, tránh á/s mặt trời

- Không dùng thuốc tẩy ĐB thuốc tẩy có clo đối với tơ tằm

A Định hình sợi từ NL ở dạng chảy lỏng (PET, PA)

B Định hình sợi từ chất chảy mềm (POP, PVC)

3

5 6

7 8

4

1:Phễu chứa NL; 2: Ống dẫn nhiệt 3: Trục xoắn; 4: Ống định hình; 5: Sợi 6: Bể nước; 7: Trục kéo giãn; 8: Ống sợi

6 5

4 3 3

C Định hình sợi từ dung dịch: theo 2 phương pháp

2

3 2

7 4

5 1

Xơ Vitxco (1905-Anh); Rayon

• Nguyên liệu: (1m3 gỗ - 160kg xơ – 1500m lụa)

- Xenlulo từ các loại cây thông, tùng, bách…Xell được làmthành tấm rồi chuyển đến các nhà máy SX xơ nhân tạo

• Chuẩn bị NL:

- Cho các tấm xell + NaOH 18%, trong 1h → Xell kiềm

- Để ở T0 thường trong thời gian 10-30h, đây là QT làm chín,giảm mức độ trùng hợp, tạo cho d.d có độ nhớt thích hợp

• Quá trình kxangtogenat Xell (xăng tát hóa):

- C6H10O5NaOH + nCS2 → [ C6H9O4OC= S ]n + nH2O (vàng,

• Chuẩn bị dung dịch KS:

- Cho Kxangtogenat Xell + Kiềm loãng → D.dịch nhớt (vitxco)

- trộn các lô để tạo sự đồng nhất, ủ chín d.d vitxco từ 20-40h

• Định hình sợi: (P.p ướt từ dung dịch)

• Truyền d.d vitxco vào máy KS, dưới áp lực qua lỗ ống

định hình, tạo dòng chất lỏng đi vào bể nước, có HC khác nhau như: H2SO4, sunfat, Na, Zn…, dòng CL cứng đọng thành sợi, p.ứng còn tạo ra khí độc H2S, SO2, CS2…

[C6H9O4OC=S ]n + nH2SO4→ C6H10O5+ CS2+ NaHSO4

SNa (Hydratxenlulo)

• Tẩy giặt và tinh chế sợi:

- Sợi sau khi định hình còn chứa nhiều tạp chất: axit, kiềm,

H2O, sun fat…nên phải giặt tẩy để tách chúng ra khỏi sợi

- Dùng Kiềm, Na2SO4, NaClO, H2O2…nước ấm để tách

axit, chất bẩn, S…ra khỏi sợi

- Dùng HCl 1% để trung hòa kiềm và tẩy sạch

- Giặt bằng nước sạch, tẩm dầu và sấy khô (W=11%)