Nghiên cứu xây dựng qui trình công nghệ xử lý hoàn tất cho vải bông bằng chitosan ở qui mô công nghiệp

Việc kiểm soát các thông số như dung tỷlượng dung dịch so với vải, nồng độ chất kháng khuẩn, chất trợ, pH, thờigian, nhiệt độ…sẽ đảm bảo khả năng hấp phụ chất hoàn tất lên vật liệu dệtcũ

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian thực hiện luận văn này, dưới sự hướng dẫn nhiệttình, động viên và khích lệ của thầy giáo TS Phạm Đức Dương về chuyênmôn cũng như phương pháp nghiên cứu khoa học tôi đã hoàn thành luận văntốt nghiệp

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy giáo TS.Phạm Đức Dương, các thầy, cô Bộ môn Vật liệu và Công nghệ Hóa dệt, ViệnDệt may Da giầy và Thời trang, Viện đào tạo Sau đại học, trường Đại họcBách khoa Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn này

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến KS Lưu Văn Chinh Viện Dệt may - Tập đoàn Dệt may Việt Nam, KS Đào Văn Phương - TổngGiám đốc công ty CP Dệt lụa Nam Định, các cán bộ kỹ thuật tại nhà máyNhuộm - Công ty CP dệt lụa Nam Định - khu CN Hòa Xá tỉnh Nam Định đãnhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện hoàn tấtmẫu lớn của đề tài

-Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến công ty Dệt kim ĐôngXuân Hà Nội, công ty CP Nhuộm Hà Nội, công ty Haprosimex đã giúp đỡ vàtạo điều kiện cho tôi trong quá trình khảo sát hệ thống thiết bị xử lý hoàn tấtcủa đề tài

Mặc dù luôn cố gắng học hỏi, trau dồi kiến thức để thực hiện và hoànthành luận văn này, tuy nhiên do thời gian có hạn và bản thân còn nhiều hạnchế trong quá trình nghiên cứu nên tôi rất mong nhận được sự đóng góp ýkiến của các thầy, cô và bạn bè đồng nghiệp

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan toàn bộ nghiên cứu được thực hiện tại Trung tâm thínghiệm vật liệu dệt may da giầy, trường Đại học Bách khoa Hà Nội và Công

ty cổ phần dệt lụa Nam Định Các nội dung và kết quả nghiên cứu được trìnhbày trong luận văn là do tác giả nghiên cứu và tự trình bày dưới sự hướng dẫncủa thầy giáo TS Phạm Đức Dương, không sao chép của tài liệu khác

Tác giả xin chịu trách nhiệm hoàn toàn về những nội dung, số liệu cũngnhư các kết quả nghiên cứu trong luận văn

Hà Nội, ngày 20 tháng 3 năm 2015

Người thực hiện

Nguyễn Hữu Uẩn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN 6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN 7

DANH MỤC CÁC BẢNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN 9

MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU VÀ MỘT SỐ DÂY CHUYỀN XỬ LÝ HOÀN TẤT VẢI TRONG THỰC TẾ SẢN XUẤT 11

1.1 Tổng quan về chitosan 11

1.1.1 Cấu trúc lý hóa của chitosan [21] 12

1.1.2 Tính chất của chitosan 13

1.1.3 Ứng dụng của chitosan 16

1.2 Khái quát về vải bông 17

1.2.1 Hình thái và thành phần hóa học của xơ bông 17

1.2.2 Đặc tính chung của vải bông 18

1.2 Một số phương pháp hoàn tất đưa chitosan lên vải bông 19

1.2.1 Phương pháp tận trích 19

1.2.2 Phương pháp ngấm ép 20

1.3 Khảo sát một số dây chuyền thiết bị có thể sử dụng để hoàn tất cho vải 21

1.3.1 Đặc điểm của thiết bị xử lý hoàn tất tại công ty CP dệt nhuộm Dosimex…… 27

1.3.2 Đặc điểm của thiết bị xử lý hoàn tất tại công ty CP dệt nhuộm Hà Nội……… 27

1.3.3 Đặc điểm của thiết bị xử lý hoàn tất tại công ty Haprosimex 28

1.4.4 Đặc điểm của thiết bị xử lý hoàn tất tại công ty CP dệt lụa Nam Định 28 1.5 Kết luận 29

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU 30

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 30

2.2 Đối tượng nghiên cứu 30

2.2.1 Vải sử dụng trong nghiên cứu 30

2.2.2 Hóa chất và chất trợ sử dụng trong nghiên cứu 31

2.3 Phương pháp nghiên cứu 33

2.4 Nội dung nghiên cứu 33

2.4.1 Nghiên cứu xây dựng qui trình CN xử lý hoàn tất vải bông bằng chitosan ở qui mô công nghiệp trên cơ sở áp dụng qui trình CN xử lý hoàn tất kháng cho vải bông bằng chitosan tại phòng thí nghiệm 33

2.4.2 Nghiên cứu sự thay đổi một số tính chất cơ lý của vải sau xử lý hoàn tất……… 40

2.4.2.1 Độ bền đứt, độ giãn đứt 40

2.4.3 Nghiên cứu sự thay đổi một số tính tiện nghi của vải sau xử lý hoàn tất……… 41

2.4.3.1 Độ thoáng khí 42

2.4.3.2 Độ thông hơi 42

2.4.3.3 Độ mềm rủ 43

2.4.3.4 Độ nhàu 44

2.4.4 Nghiên cứu sự thay đổi đặc tính bề mặt, biến dạng nén của vải bông sau xử lý hoàn tất với chitosan 45

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 47

3.1 Sơ đồ qui trình công nghệ xử lý gắn chitosan lên vải bông lần 1Sơ đồ qui trình công nghệ xử lý gắn chitosan lên vải bông lần 23.2 Kết quả kiểm tra tính chất cơ lý của vải trước và sau xử lý hoàn tất 47

3.3 Kết quả kiểm tra tính tiện nghi của vải sau xử lý 50

3.3.1 Độ thoáng khí 50

3.3.2 Độ thông hơi 51

3.3.3 Độ nhàu của vải 52

3.3.4 Độ mềm rủ 53

3.4 Kết quả kiểm tra đặc tính bề mặt, biến dạng nén của vải sau xử lý 54

3.4.1 Biến dạng nén 54

3.4.2 Đặc tính bề mặt 55

KẾT LUẬN CỦA ĐỀ TÀI VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

II Tài liệu tiếng Anh 59

PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ KIỂM TRA ĐỘ BỀN KÉO ĐỨT VÀ ĐỘ GIÃN ĐỨT CỦA VẢI THEO HƯỚNG SỢI DỌC VÀ THEO HƯỚNG SỢI NGANG 60

PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ KIỂM TRA ĐỘ THOÁNG KHÍ CỦA VẢI 66

PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ KIỂM TRA ĐẶC TÍNH BỀ MẶT, BIẾN DẠNG NÉN CỦA VẢI 68

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

AFNOR Association France de Normalisation

ASTM American Society for Testing and Materials

BS Tiêu chuẩn Anh

CA Axit citric

DD Mức độ deaxetylate

FTIR Fourier Transform Infra Red spectroscopy

ISO International Organization for Standardization

LT Đặc tính kéo tuyến tính của vải

MIU Giá trị trung bình hệ số ma sát bề mặt mẫu vải

MMD Giá trị độ lệch trung bình của hệ số ma sát

MW Khối lượng phân tử

NF Tiêu chuẩn pháp

OWB On weight of bath

OWF On weigh of fabric

RC Khả năng phục hồi biến dạng nén

SHP Natri hypophotphite

SMD Gía trị độ lệch trung bình của độ nhám bề mặt vải

To Độ dày của mẫu vải dưới áp lực 0.5cN/cm2

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

Tm Độ dày của mẫu vải dưới áp lực 50cN/cm2

WC Năng lượng nén trên một đơn vị diện tích

WPU Wet pick-up

WT Năng lượng kéo trên một đơn vị diện tích

TNHHMTV Công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG LUẬN VĂN

Hình 1.1: Vai trò kháng khuẩn của N+ 11

Hình 1.2: Cấu trúc hóa học của 12

Hình 1.3: Cấu tạo hóa học của Chitosan 13

Hình 1.4: Vỏ tôm, cua, mực… 16

Hình 1.4: Hình thái cấu trúc của xơ bông 17

Hình 1.5: Công thức hóa học của xenlulo 18

Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý ngấm ép hóa chất hoàn tất 20

Hình 1.7: Bộ phận vào vải của hệ thống xử lý hoàn tất vải 22

Hình 1.8: Bộ phận ngấm ép của hệ thống xử lý hoàn tất vải 23

Hình 1.9: Bộ phận văng khổ, chỉnh canh của hệ thống xử lý hoàn tất vải 23

Hình 1.10: Trục ren giãn biên của hệ thống xử lý hoàn tất vải 24

Hình 1.11: Trục lông đề vải của hệ thống xử lý hoàn tất vải 25

Hình 1.12: Bộ phận buống sấy-gia nhiệt của hệ thống xử lý hoàn tất vải 26

Hình 1.13: Bộ phận ra vải của hệ thống xử lý hoàn tất vải 26

Hình 2.1: Công thức hóa học của chitosan 32

Hình 2.2: Công thức hóa học của axit xitric 32

Hình 2.3: Quá trình chuẩn bị vải đầu vào để xử lý 36

Hình 2.4: Quá trình chuẩn bị dung dịch chitosan để xử lý hoàn tất 37

Hình 2.5: Các trục mà vải đi qua 38

Hình 2.6: Đồng hồ hiển thị áp lực trục ép 38

Hình 2.7: Bộ cài đặt nhiệt độ 04 buồng sấy của hệ thống thiết bị 38

Hình 2.8: Bộ cài đặt nhiệt độ 04 buồng gia nhiệt của hệ thống thiết bị 39

Hình 2.9: Thiết bị đánh cuộn và kiểm tra ngoại quan vải sau hoàn tất 40

Hình 2.10: Thiết bị kiểm tra đa năng AND 41

Hình 2.11: Thiết bị đo độ thoáng khí 42

Hình 2.12: Thiết bị đo độ thông hơi của vải 43

Hình 2.13: Thiết bị đo độ rủ của vải 44Hình 2.14: Dụng cụ xác định góc hồi nhàu 44Hình 2.15: Hệ thống thiết bị Kawabata 45Hình 3.1: Qui trình công nghệ xử lý hoàn tất gắn chitosan lên vải bông lần 1 47Hình 3.2: Qui trình công nghệ xử lý hoàn tất gắn chitosan lên vải bông lần 2 48

DANH MỤC CÁC BẢNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN

Bảng 3.1: Kết quả nghiên cứu độ bền kéo đứt và độ giãn đứt của vải trước vàsau khi xử lý với chitosan theo hướng sợi dọc ( Phụ lục 1) 49Bảng 3.2: Kết quả nghiên cứu độ bền kéo đứt và độ giãn đứt của vải trước vàsau khi xử lý với chitosan theo hướng sợi ngang (Phụ lục 1) 49Bảng 3.3: Kết quả nghiên cứu độ thoáng khí của vải trước và vải sau khi xử lýhoàn tất với chitosan (Phụ lục 2) 50Bảng 3.4: Kết quả nghiên cứu độ thông hơi của vải trước khi xử lý hoàn tấtvới chitosan 51Bảng 3.5: Kết quả nghiên cứu độ thông hơi của vải sau khi xử lý hoàn tất vớichitosan 51Bảng 3.6: Kết quả nghiên cứu góc hồi nhầu của vải trước khi xử lý và vải saukhi xử lý hoàn tất với chitosan 52Bảng 3.7: Kết quả nghiên cứu độ rủ của vải trước và sau khi xử lý hoàn tấtvới chitosan 53Bảng 3.8: Kết quả nghiên cứu biến dạng nén của vải trước và sau khi xử lýhoàn tất với chitosan (Phụ lục 3) 54Bảng 3.9: Kết quả nghiên cứu đặc tính bề mặt của vải trước và sau khi xử lýhoàn tất với chitosan (phụ lục 3) 55

MỞ ĐẦU

Chúng ta đang sống trong một thế giới mà các thành tựu về khoa học côngnghệ được đổi mới không ngừng Các thành tựu khoa học và công nghệ đạtđược khi các nhà khoa học theo đuổi để giải quyết những vấn đề nảy sinhtrong cuộc sống hoặc đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người Nhữngthành công về khoa học và công nghệ trong ngành dệt may cũng không nằmngoài qui luật đó Bên cạnh việc nâng cao và hoàn thiện chất lượng vải maymặc dân dụng thì vải may mặc có chức năng như: chống nhàu, chống cháy,kháng khuẩn, chống mùi hôi, chống tia UV…cũng đã xuất hiện và ngày càngphát triển

Ở Việt Nam những năm gần đây, nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm dệtmay hoàn tất các chức năng kể trên tăng mạnh Nhưng phần lớn các sản phẩmnày đều phải nhập từ nước ngoài với giá thành cao Khoảng 10 năm trở lạiđây đã có một số công trình nghiên cứu về vải sau các xử lý hoàn tất tạitrường Đại học Bách khoa Hà Nội Tuy nhiên các nghiên cứu này đều phải sửdụng hóa chất hoàn tất nhập ngoại với giá thành cao nên vải sau hoàn tất chưathể trở thành sản phẩm đại trà thông dụng Điều này đã và đang đặt ra một câuhỏi cho ngành dệt Việt Nam về khả năng sản xuất vật liệu dệt chức năng cógiá thành phù hợp đáp ứng đông đảo nhu cầu của người tiêu dùng trong nướccũng như xuất khẩu Đây là vấn đề thời sự, là yêu cầu thực tế cần giải quyết

Qui trình công nghệ xử lý hoàn tất tạo tính năng kháng khuẩn cho vảibông bằng chitosan sản xuất tại Việt Nam đã được thực hiện tại trường Đạihọc Bách khoa Hà Nội ở qui mô phòng thí nghiệm Nhưng vấn đề áp dụng quitrình xử lý hoàn tất này vào sản xuất ở qui mô công nghiệp có khó khăn gìkhông, phải điều chỉnh hay thay đổi các thông số công nghệ thế nào và chấtlượng vải sau hoàn tất ra sao là vấn đề cần được xem xét, nghiên cứu và giảiquyết Đây chính là lý do để thực hiện đề tài :

“ Nghiên cứu xây dựng qui trình công nghệ xử lý hoàn tất cho vải bông

bằng chitosan ở qui mô công nghiệp”

Hình 1.1: Vai trò kháng khuẩn của N +

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU VÀ MỘT SỐ DÂY CHUYỀN XỬ LÝ HOÀN TẤT VẢI TRONG THỰC TẾ SẢN XUẤT 1.1 Tổng quan về chitosan

Chitosan là sản phẩm của quá trình deacetyl hoá chitin, khi chitin đượcdeacetyl hoá trên 60% thì nó có thể hoà tan trong dung dịch axit loãng và gọi

là chitosan

Chitin có thành phần chính là vỏ của các loài giáp xác như tôm, cua, bộxương ngoài của các động vật thân mềm và côn trùng, thành tế bào của một

số loài nấm Đây chính là nguyên liệu để điều chế chitosan

Chitosan được nghiên cứu khoảng 30 năm trở lại đây, được ứng dụngrộng rãi bởi có nhiều ưu điểm như: có khả năng tự phân huỷ, tính sinh học,khả năng kháng khuẩn, không độc tố, nhiều đặc tính tốt về cơ lý hoá [3,4]

Chitosan được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: dượcphẩm, y tế, sản xuất giấy, nhuộm hoàn tất trong ngành dệt, tạo xơ, xử lý nướcthải, công nghệ sinh học, mỹ phẩm, xử lý thực phẩm và nông nghiệp

Xử lý hoàn tất cho vật liệu dệt sử dụng chitosan có ý nghĩa về mặt sinhthái môi trường nên có nhiều lợi thế Chitosan là một polyme sinh học tựnhiên có nhiều đặc trưng về hoá học trong đó có khả năng chuyển thành

O H

Trong công thức của chitosan có nhóm NH2 do đó khi đưa chitosan lênvải sẽ tạo ra N+, khi vải tiếp xúc với vi khuẩn các ion N+ sẽ phát huy tínhkháng khuẩn của nó (hình 1.1).

Các sản phẩm dệt, đặc biệt là những sản phẩm được làm từ xơ sợi thiênnhiên là môi trường rất thuận lợi cho vi khuẩn phát triển bởi diện tích bề mặtcủa vải dệt lớn và có khả năng lưu giữ độ ẩm Những năm gần đây, nhu cầucủa người tiêu dùng về sản phẩm dệt chức năng trong đó có chức năng khángkhuẩn ngày càng tăng bởi khi đời sống được nâng lên thì nhu cầu cần đượcbảo vệ của con người càng được quan tâm Các nghiên cứu xử lý hoàn tất chovải bằng chitosan ngày càng nhiều bởi nhiều ưu điểm của loại sản phẩm này

1.1.1 Cấu trúc lý hóa của chitosan [21]

Chitosan là polymer sinh học có khối lượng phân tử lớn và rất giốngxenlulo

Hình 1.2: Cấu trúc hóa học của

1 Chitin 2 Chitosan 3 CelluloseNhư hình 1.2 thì sự khác biệt duy nhất giữa chitosan và cellulose lànhóm amin (-NH2) ở vị trí C-2 của Chitosan thay thế nhóm hydroxyl (-OH) ởcellulose Chitosan tích điện dương do đó nó có khả năng liên kết hóa học vớinhững chất tích điện âm như chất béo, lipid, cholesterol, protein và các đạiphân tử Chitin và chitosan rất có lợi ích về mặt thương mại cũng như là một

nguồn vật chất tự nhiên do tính chất đặc biệt của chúng như tính tương thích

về mặt sinh học, khả năng hấp thụ, khả năng tạo màng và giữ các ion kimloại

Hình 1.3: Cấu tạo hóa học của Chitosan

Màu của vỏ giáp xác hình thành từ hợp chất của chitin (dẫn xuất của 4-xeton

và 4,4’ di xeton-ß-carotene ) Bột chitosan có dạng hơi sệt trong tự nhiên vàmàu sắc của nó biến đổi từ vàng nhạt đến trắng trong khi tinh bột và xenlulolại có cấu trúc mịn và màu trắng

1.1.2 Tính chất của chitosan

Mức độ deacetyl hóa

Deacetyl hóa (DD) là tỷ lệ glucosamine đơn phân tử còn sót lại trongChitin Nó ảnh hưởng đến khả năng hòa tan và tính tan của Chitin Theo quyước, Chitin và Chitosan được phân biệt qua khả năng hòa tan của nó trongdung dịch nước hay axit Khi Chitin được deacetyl hóa đến một mức độ nào

đó nó có khả năng hòa tan trong axit và được gọi là Chitosan Quá trìnhdeacetyl hóa điển hình của Chitin liên quan tới phản ứng của Chitin dạng bộthoặc dạng vảy trong dung dịch NaOH 40-50% ở 100-120oC trong vài giờ đểthủy phân liên kết N- acetyl Lặp lại quá trình trên có thể cho giá trị deacetylhóa lên tới 90% nhưng deacetyl hóa hoàn toàn không bao giờ đạt được chỉbằng quá trình deacetyl hóa không đồng nhất mà không thông qua biến đổi

Chitosan deacetyl hóa gần 100% có thể đạt được bằng phương pháp xử líkiềm với dạng gel thay vì dạng bột của Chitosan.

Một số phương pháp được sử dụng để đo DD như máy quang phổ IR,

UV, vòng lưỡng sắc, máy quang phổ H NMR, chuẩn độ theo điện thế, chuẩn

độ theo HI Phương pháp sử dụng quang phổ hồng ngoại thường được sửdụng để thiết lập các giá trị mức độ acetyl hóa của chitosan Phương pháp nàyrất nhanh và không giống những phương pháp quang phổ khác nó không đòihỏi mẫu phải tinh chế, và không cần hòa tan mẫu vào dung dịch Tuy nhiênphương pháp này sử dụng đường chuẩn do đó cách xây dựng đường chuẩn cóthể ảnh hưởng đến kết quả Ngoài ra, khi chuẩn bị mẫu, dụng cụ sử dụng vàcác điều kiện có thể ảnh hưởng đến việc phân tích mẫu Khi ở mức độ acetylhóa thấp, chitosan có khả năng hút ẩm lớn hơn khi mức độ này cao do đótrước khi phân tích chitosan cần phải sấy

Khối lượng Mol phân tử (MW)

MW là thông số rất quan trọng cho các polymers tự nhiên và tổng hợpcho những ứng dụng của chúng MW của Chitin và Chitosan phụ thuộc vàonguồn nguyên liệu ban đầu và điều kiện deacetyl hóa tương ứng (thời gian,nồng độ NaOH, nhiệt độ) Chitosan thu được từ deacetyl hóa của Chitin cóthể có MW lớn hơn 200.000 Vì vậy cần thiết phải giảm MW bằng cácphương pháp hóa học nhằm có thể dễ dàng ứng dụng cho quá trình xử lý hoàntất

MW của Chitosan được xác định bằng một số phương pháp như quangphổ kế tán xạ ánh sáng, định màu ngấm gel và đo độ nhớt Mặc dù đo độ nhớtkhông hoàn toàn là một phương pháp để xác định MW của Chitosan nhưng

nó là phương pháp nhanh và đơn giản nhất Độ nhớt là một nhân tố quantrọng để xác định khối lượng phân tử của chitosan Chitosan phân tử lượngcao thường làm cho dung dịch có độ nhớt có độ nhớt cao Một số nhân tốtrong quá trình sản xuất như mức độ deacetyl hóa, khối lượng nguyên tử,

nồng độ dung dịch, độ lớn của lực ion, pH và nhiệt độ ảnh hưởng đến sảnxuất Chitosan và tính chất của nó Ví dụ, độ nhớt của Chitosan tăng khi thờigian khử khoáng tăng Độ nhớt của chitosan trong dung dịch acid acetic tăngkhi pH của dung dịch này giảm, tuy nhiên nó lại giảm khi pH của dung dịchHCl giảm, việc tăng này đưa đến định nghĩa về độ nhớt bên trong củachitosan, đây là một hàm phụ thuộc vào mức độ ion hóa cũng như lực ion.Quá trình loại protein trong dung dịch NaOH 3% và sự khử trong quá trìnhkhử khoáng làm giảm độ nhớt của dung dịch Chitosan thành phẩm Tương tựnhư vậy, độ nhớt của Chitosan bị ảnh hưởng đáng kể bởi các biện pháp xử lývật lý (nghiền, gia nhiệt, hấp khử trùng, siêu âm) và hóa học (xử lý bằngozon), trừ quá trình làm lạnh thì độ nhớt của dung dịch sẽ giảm khi thời gian

và nhiệt độ xử lý tăng lên Dung dịch Chitosan bảo quản ở 4°C được cho là ổnđịnh nhất

Khả năng hòa tan

Khả năng hòa tan của Chitosan rất quan trọng trong việc ứng dụng của

nó Cả Chitin và Chitosan đều không hòa tan trong nước trung tính Chitosan

dễ hòa tan hơn Chitin, có thể hòa tan trong dung dịch muối khoáng và cácdung dịch axit pH dưới 6.0 Các acid hữu cơ như acetic, formic và lacticthường được sử dụng để hòa tan chitosan Thường sử dụng nhất là dung dịchChitosan 1% tại pH 4.0 Chitosan cũng tan trong dung dịch HCl 1% nhưngkhông tan trong H2SO4 và H3PO4 Dung dịch acid acetic nồng độ cao tại nhiệt

độ cao có thể dẫn đến depolymer hóa chitosan Ở pH cao, có thể xảy ra hiệntượng kết tủa hoặc đông tụ nguyên nhân là do hình thành hỗn hợp poly-ionvới chất keo anion

Tỉ lệ nồng độ giữa chitosan và acid rất quan trọng Ở nồng độ dung môihữu cơ cao hơn 50%, chitosan vẫn hoạt động như là một chất gây nhớt giúpcho dung dịch mịn Tính tan của dung dịch bị ảnh hưởng chủ yếu bởi mức độ

Hình 1.4: Vỏ tôm, cua, mực…

deacetyl hóa, mức độ deacetyl hóa trên 85% có thể đạt được tính tan mongmuốn

1.1.3 Ứng dụng của chitosan

Giáp xác là nguồn nguyên liệu

thủy sản dồi dào chiếm 1/3 tổng sản

lượng nguyên liệu thủy sản ở Việt

Nam

Trong công nghiệp chế biến thủy sản

xuất khẩu, tỷ lệ cơ cấu các mặt hàng

đông lạnh giáp xác chiếm từ 70 - 80%

công suất chế biến Hàng năm các nhà

máy chế biến đã thải bỏ

một lượng phế liệu giáp xác (Hình 1.4) khá lớn khoảng 70.000 tấn/năm [10,11] Mặt khác các

chế phẩm chitosan sản xuất từ vỏ tôm, cua,… có nguồn gốc tự nhiên nên antoàn với người sử dụng Trong 30 năm gần đây, một số nhà nghiên cứu đãchứng minh rằng Chitosan có một tiềm năng sử dụng rộng rãi vì tính tự phânhủy, khả năng sinh học, hoạt tính kháng khuẩn, không độc và có tính chất hóa

lý phong phú Những ứng dụng của Chitosan có trong nhiều lĩnh vực như yhọc, dược, sản xuất giấy bọc, nhuộm và hoàn tất sản phẩm may, tạo sợi, xử lýnước thải, công nghệ sinh học, mỹ phẩm, chế biến thực phẩm và nông nghiệp

Việc sản xuất chitosan có nguồn gốc từ vỏ tôm mang lại hiệu quả kinh

tế cao Với khả năng ứng dụng rộng rãi của Chitin – Chitosan mà nhiều nướctrên thế giới và ở Việt Nam hiện nay đã bắt đầu nghiên cứu sản xuất các sảnphẩm này

Mặt khác, khách hàng ngày càng có nhu cầu lớn về sản phẩm dệt may với đặctính kháng khuẩn khi mà họ đã nhận thức rõ hơn về lợi ích tiềm năng của loạivật liệu này Ngành công nghệ dệt may vẫn đang nghiên cứu những qui trình

xử lí thân thiện với môi trường nhằm hạn chế sử dụng các chất hóa học độchại và giảm chất nhuộm cho nước thải nhà máy nhuộm Chitosan là một chấtsinh học cao phân tử tự nhiên có nhiều thành phần hóa học đặc biệt là cáccation tự nhiên càng được chú ý trong những ứng dụng này Sử dụng Chitosantrong ngành dệt may sẽ mang lại lợi ích lớn xét đến khía cạnh sử dụng nguồnrác thải thủy hải sản dồi dào ở Việt Nam.

1.2 Khái quát về vải bông

1.2.1 Hình thái và thành phần hóa học của xơ bông

Các công trình nghiên cứu về hình thái học và cấu trúc vật lý của xơbông khá phong phú Trong các tài liệu [1,2] các tác giả đều cho rằng mỗi xơbông là một tế bào đơn, có hình dải dẹt, có nhiều nếp xoắn, đầu gắn với hạtnhẵn, còn đầu kia khép kín và nhọn Tiết diện ngang của xơ có hình hạt đậu,trong lõi có một rãnh nhỏ (Hình 1.4)

Về hình thái, xơ bông rất mảnh, nhẵn, mịn và rất mềm mại Xơ bông cókhả năng hút ẩm tốt (khoảng 8%) Xơ mảnh nhưng có độ bền cơ học khá cao(25-38cN/tex), độ giãn khoảng 8% Với các đặc tính quí báu này giúp cho xơbông là loại xơ được sử dụng làm vải may mặc nhiều nhất hiện nay

Theo những số liệu nghiên cứu [1,2] đã được công bố thì thành phần chủyếu của xơ bông là -xenlulô chiếm từ 93  95% khối lượng xơ (tính theolượng khô tuyệt đối) (bảng 2.1), còn nếu tính theo xơ có chứa ẩm thì hàm

lượng xenlulô chỉ khoảng 85 – 88%, phần còn lại là tạp chất thiên nhiên của

xơ Tuỳ thuộc vào giống bông, điều kiện trồng trọt và thời gian thu hoạch màthành phần xơ bông có thể thay đổi

Bảng 1.1: Thành phần hóa học trong xơ bông

1.2.2 Đặc tính chung của vải bông

Vì xơ bông có thành phần chủ yếu là xenlulo nên các tính chất của vải bônggắn liền với các tính chất của xenlulo [1,2] Xenlulo có công thức hóa học là(C6H10O5)n trong công thức (hình 1.5) có thể thấy rõ trong mỗi vòng cơ bảncủa đại phân tử xenlulo đều có ba nhóm hydroxyl (OH) tại các vị trí cacbon 2,

3 và 6 Chính những nhóm chức này giúp cho xenlulo có khả năng hút ẩm tốt

và thể hiện khả năng phản ứng tích cực trong các môi trường axit và kiềm.Với tính chất này của xenlulo thì vải từ xơ sợi bông sử dụng trong may mặc

có nhiều tính chất ưu việt như: mềm mại, thoáng khí, thấm hút mồ hôi, đảmbảo tính tiện nghi và đặc biệt không gây dị ứng cho người mặc Bên cạnh

m

Hình 1.5: Công thức hóa học của xenlulo

những ưu điểm của vải bông khi sử dụng làm vải may mặc, vải bông cũng cónhững nhược điểm như dễ bị vi khuẩn tấn công, dễ nhàu, bị lão hóa khi xử lý

ở nhiệt độ cao Khả năng giữ ẩm cao của xơ bông, kết hợp với các thành phầnnhư prôtêin, mỡ, khoáng (bảng 1.1) có trong xơ là môi trường khá lý tưởng để

vi khuẩn xâm nhập, trú ngụ và phát triển trên vải [3,4]

1.2 Một số phương pháp hoàn tất đưa chitosan lên vải bông

Để đưa hóa chất hoàn tất lên vải bông mà vẫn đảm bảo các yêu cầu chấtlượng của vải sau xử lý hiện nay người ta thường sử dụng hai phương pháp đó

là phương pháp ngấm ép và phương pháp tận trích

Các phương pháp này cũng gần giống như quá trình nhuộm để gắn thuốcnhuộm lên vải dệt Tùy vào điều kiện thiết bị và công nghệ cụ thể để có thểchọn phương pháp nào cho phù hợp và có hiệu quả nhất

1.2.1 Phương pháp tận trích

Với phương pháp này cũng cần chuẩn bị một bể chứa dung dịch chấtkháng khuẩn và các chất trợ khác Việc kiểm soát các thông số như dung tỷ(lượng dung dịch so với vải, nồng độ chất kháng khuẩn, chất trợ, pH, thờigian, nhiệt độ…sẽ đảm bảo khả năng hấp phụ chất hoàn tất lên vật liệu dệtcũng như khuếch tán sâu vào bên trong cấu trúc của chúng giúp quá trình xử

lý hoàn tất đạt hiệu quả cao hơn Sau đó vải được đem đi giặt và sấy khô

Phương pháp này hoàn toàn có thể sử dụng các thiết bị nhuộm tận trích

để gắn hóa chất hoàn tất lên vải

1.2.2 Phương pháp ngấm ép

Trong phương pháp này, để đưa chất hoàn tất lên vải phải chuẩn bị mộtmáng chứa dung dịch (Hình 1.6) có chứa hóa chất với nồng độ chất hoàn tấtnhất định, chất trợ để hóa chất hoàn tất có thể thâm nhập vào sâu kết cấu củavật liệu dễ dàng và nhanh nhất Máng dung dịch có nhiệt độ và độ pH phùhợp phụ thuộc vào công nghệ cụ thể

Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý ngấm ép hóa chất hoàn tất

Trên hình 1.6 là sơ đồ nguyên lý ngấm ép chất hoàn tất trong đó:

Ngoài hai sơ đồ nguyên lý trên, còn có nhiều sơ đồ nguyên lý khác tuy nhiên

về nguyên lý cơ bản là giống nhau đó là vải được các trục dẫn đưa qua mángdung dịch chứa chất hoàn tất sau đó đi qua cặp trục ép với một mức ép nhấtđịnh để hóa chất thấm sâu vào bên trong xơ sợi, sau đó vải sẽ được sấy khô vàgia nhiệt ở nhiệt độ thích hợp để hóa chất liên kết với vải Đây cũng làphương pháp xử lý hoàn tất phù hợp với thực tế sản xuất của ngành dệt ViệtNam

Ngoài hai phương pháp trên còn có một số phương pháp khác có thể đưa hóachất lên vải như phương pháp tráng phủ, phun sương… tuy nhiên các phươngpháp này không phù phù hợp và không khả thi trong điều kiện sản xuất ở ViệtNam nên trong quá trình nghiên cứu đề tài sẽ không đề cập tới

1.3 Khảo sát một số dây chuyền thiết bị có thể sử dụng để hoàn tất cho

vải

Để có thể xây dựng được qui trình công nghệ xử lý hoàn tất vải bông bằngchitosan ở qui mô công nghiệp, đề tài đã tiến hành khảo sát bốn dây chuyềnthiết bị xử lý hoàn tất vải tại bốn doanh nghiệp Dệt may khu vực phía Bắc.Trên cơ sở đó sẽ quyết định lựa chọn một doanh nghiệp để tiến hành xử lýhoàn tất cho vải Sau khi khảo sát tại các doanh nghiệp cho thấy hầu hết cácdoanh nghiệp đều tiến hành xử lý hoàn tất cho các loại vải trên hệ thống thiết

bị liên tục ngấm ép-văng sấy-định hình (thiết bị văng sấy) Mỗi doanh nghiệplại sử dụng thiết bị có xuất sứ khác nhau như Brucner (Đức), Cheng Fu (Đàiloan), Dong Young (Hàn Quốc), Santalucia (Ý) hay thiết bị trong nước chếtạo Mặc dù các hệ thống thiết bị của các hãng sản xuất có khác nhau Tuynhiên đặc điểm chung của các hệ thống thiết bị này đều có các bộ phận sau:+ Bộ phận vào vải (Hình 1.7):

Gồm các hệ thống trục dẫn vải mục đích vuốt mép để vải căng dọc,phẳng ngang trước khi vào bộ phận ngấm ép

Hình 1.7: Bộ phận vào vải của hệ thống xử lý hoàn tất vải

+ Bộ phận ngấm ép (Hình 1.8):

Dùng để ngấm các loại dung dịch hồ hoàn tất lên vải hoặc để giặt lạnhchảy tràn trong trường hợp thay đổi công năng của chúng Bộ phận này gồmcác máng chứa dung dịch hoàn tất và các cặp trục ép Máng ngấm ép thườngđược làm bằng thép không gỉ, có khả năng chịu hóa chất Trong trường thiết

bị có nhiều máng ngấm ép sẽ có thêm hệ thống bơm tuần hoàn để làm đềudung dịch ngấm ép Đáy các máng ngấm ép đều có van xả đáy Trục ép cũngđược làm bằng lõi thép bề mặt bằng cao su Việc cấp dung dịch hoàn tất vàománg ngấm ép có thể được cấp trực tiếp từ bên ngoài hoặc từ bồn chứa củadây chuyền thiết bị

Hình 1.8: Bộ phận ngấm ép của hệ thống xử lý hoàn tất vải

+ Bộ phận văng khổ, chỉnh canh (Hình 1.9)

Hình 1.9: Bộ phận văng khổ, chỉnh canh của hệ thống xử lý hoàn tất vải

Bộ phận này có nhiệm vụ lấy lại khổ vải theo yêu cầu công nghệ, chỉnh sợingang vuông góc với sợi dọc Bộ phận này gồm có một số cụm chi tiết sau:

* Xích và đường văng:

Máy có hai vòng xích chuyển động tuần hoàn vô tận trên hai đường văng,nằm trên hai mặt phẳng thẳng đứng song song với nhau Hai đĩa xích cuối

máy là hai đĩa xích chủ động, hai đĩa xích đầu máy là hai đĩa xích bị động,đồng thời có thể chỉnh được để làm căng, chùng xích nhờ một hệ thống đai ốc– vít me Mỗi vòng xích tựa trên hai đường văng một đường đi, một đường

về Mỗi đường văng có hai công tắc hành trình để giới hạn biên độ dao độngcủa đường văng Đường văng làm bằng thép chịu mài mòn, làm đường trượtcho dây xích Đường văng được đặt trên giá đỡ, có thể trượt trên khung máy.Khi cần thay đổi khoảng cách miệng kẹp cho phù hợp khổ vải dùng mô tơ đểquay vít me

* Miệng kẹp hoặc bàn ghim:

Có nhiệm vụ kẹp biên vải Khi dây xích chuyển động làm cho các các miệngkẹp và bàn kim được bắt chặt trên dây xích cũng chuyển động theo Khi điềuchỉnh khoảng cách đường văng thì khoảng cách giữa dây xích cũng thay đổi

và do đó sẽ điều chỉnh được khổ vải

* Trục ren giãn biên (Hình 1.10):

Hình 1.10: Trục ren giãn biên của hệ thống xử lý hoàn tất vải

Đây là các cặp hệ thống trục làm nhiệm vụ vuốt phẳng mép vải, chuẩn bị cho

bộ phận kiểm tra biên ở phía sau làm việc được chính xác, bao gồm hai trụcren trái chiều nhau, các trục được mô tơ truyền động và quay ngược chiều

Các trục ren ma sát với phần biên của vải và kéo biên vải phẳng, tránh vải bịgấp mép, quăn mép.

* Trục lông đè vải (Hình 1.11):

Là một trục bằng kim loại, bên ngoài phủ chổi lông được truyền chuyển độngnhờ mô tơ, tốc độ dài của chổi lông được đo bằng tốc độ chuyển động củaxích văng Khi vải chuyển động đến đường văng, trục lông sẽ đè xuống mépvải, làm cho mép vải được ghim vào bàn kim trên xích văng Tốc độ của môtơchổi lông có thể thay đổi được để điều chỉnh độ căng chùng của dây vải

Hình 1.11: Trục lông đề vải của hệ thống xử lý hoàn tất vải

+ Bộ phận sấy - gia nhiệt (Hình 1.12):

Bao gồm các buồng có dạng hình hộp chữ nhật, có hai lớp vỏ, giữa hailớp vỏ là vật liệu cách nhiệt Giữa các buồng sấy có hai đường văng là cácquạt tuần hoàn Trên và dưới đường văng là các miệng phân phối gió nóng đểsấy và gia nhiệt cho vải Có thể cài đặt nhiệt độ cho từng buồng Trên mỗi nócbuồng có hai cửa thoát hơi ẩm cho vải sau khi sấy khô và gia nhiệt

Hình 1.12: Bộ phận buống sấy-gia nhiệt của hệ thống xử lý hoàn tất vải

+ Bộ phận ra vải (Hình 1.13):

Hình 1.13: Bộ phận ra vải của hệ thống xử lý hoàn tất vải

Hệ thống ra vải dạng lá nhờ hai trục lăn giúp chải vải thành từng lớp trên xeđẩy để chuyển sang bộ phận kiểm vải và đánh thành những cuộn vải thànhphẩm có chiều dài theo xác định

Bên cạnh đặc điểm chung của các hệ thống thiết bị tại các doanhnghiệp mà đề tài đã khảo sát thì mỗi hệ thống thiết bị đều có những đặc điểmriêng rất cần thiết phải xem xét để thấy được ưu nhược điểm của từng dâychuyền cũng như tính khả thi trước khi quyết định lựa chọn dây chuyền sẽtriển khai cho đề tài

1.3.1 Đặc điểm của thiết bị xử lý hoàn tất tại công ty CP dệt nhuộm

Dosimex

- Thiết bị Brucner do Đức sản xuất

- Thiết bị có khả năng tự động hóa cao, có thể đảm bảo chất lượng sản phẩmgia công sản phẩm

- Với hệ thống sấy sáu buồng cho phép tăng khả năng công nghệ (thời giansấy và gia nhiệt có thể kéo dài với cùng một tốc độ chạy máy) của thiết bị

- Chỉ có một cặp trục ép gồm hai trục nên sẽ khó khăn hơn trong việc điềuchỉnh mức ép hay cần xử lý hoàn tất kép mà dung dịch ngấm ép không thểpha chung vào một máng

- Hệ thống thiết bị phù hợp hơn khi gia công hàng dệt kim

- Công đoạn ngấm ép được doanh nghiệp thực hiện trên thiết bị khác sau đómới xử lý định hình nhiệt trên dây chuyền

1.3.2 Đặc điểm của thiết bị xử lý hoàn tất tại công ty CP dệt nhuộm Hà

Nội

- Thiết bi do Công ty cơ khí thành phố Hồ Chí Minh chế tạo

- Hệ thống tự động chưa cao, chất lượng sản phẩm gia công còn hạn chế

- Có ba buồng sấy, nhiệt độ gia nhiệt thấp do đó khả năng công nghệ bị hạnchế

- Chỉ có một cặp trục ép gồm hai trục, bề mặt trục cao su bị lão hóa nhiều nênrất cứng, khả năng ngấm ép không tốt, khó kiểm soát mức ép của thiết bị

- Giá thành gia công thấp, nhưng chất lượng khó ổn định

1.3.3 Đặc điểm của thiết bị xử lý hoàn tất tại công ty Haprosimex

- Thiết bị Dong Young do Hàn Quốc sản xuất

- Hệ thống tự động hóa cao, chất lượng sản phẩm gia công đảm bảo yêu cầu

- Có bảy buồng sấy do đó đáp ứng khá tốt khả năng công nghệ

- Hệ thống trục ép còn khá tốt chất lượng gia công khá ổn định

- Hiện tại công ty ít đơn hàng sản xuất nên việc thực hiện gia công tại đây gặpkhó khăn

1.4.4 Đặc điểm của thiết bị xử lý hoàn tất tại công ty CP dệt lụa Nam Định

- Thiết bị Santalucia do Ý sản xuất

- Thiết bị có khả năng tự động hóa cao, chất lượng sản phẩm gia công đảmbảo yêu cầu, hiện công ty đang làm hàng xuất khẩu sang thị trường Nhật Bản

- Có 4 buồng sấy tốc độ máy từ 5 m/p đến 30 m/p, đáp ứng được thời gian gianhiệt và sấy cho yêu cầu của đơn hàng đặt ra

- Các buồng sấy được gia nhiệt độc lập theo yêu cầu công nghệ và được kiểmsoát qua màn hình hiển thị

- Có hai cặp trục ép, gồm ba trục cho phép có thể ngấm ép hai lần, khả năngngấm ép tốt, có thể điều chỉnh lực ép từ 0 đến 10 bar nên đáp ứng khá tốt yêucầu công nghệ

- Hiện tại công ty đang sản xuất liên tục ba ca với nhiều đơn hàng nên việcthực hiện gia công tại đây thuận lợi

- Khó khăn: Công ty ở xa Hà Nội, tuy nhiên vấn đề về khoảng cách có thểkhắc phục được.

Sau khi xem xét, phân tích ưu nhược điểm cũng như tính khả thi của từng hệthống thiết bị và các doanh nghiệp đề tài đã quyết định triển khai thực hiện tạicông ty cổ phần Dệt lụa Nam Định

1.5 Kết luận

Qua phần nghiên cứu tổng quan, đề tài sẽ thực hiện:

- Nghiên cứu xây dựng qui trình công nghệ xử lý hoàn tất cho vải bôngbằng chitosan tại công ty CP dệt lụa Nam Định trên hệ thống thiết bị của hãngSantalucia do Italia sản xuất

- So sánh đánh giá một số tính chất cơ lý của vải sau xử lý hoàn tấtbằng chitosan và vải trước khi xử lý

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu

- Xây dựng được qui trình công nghệ xử lý hoàn tất cho vải bông bằngchitosan ở qui mô công nghiệp

- So sánh các tính chất cơ lý và tiện nghi của vải bông sau xử lý vàtrước khi xử lý

2.2 Đối tượng nghiên cứu

2.2.1 Vải sử dụng trong nghiên cứu

Vải bông có nguồn gốc thiên nhiên thân thiện với con người và môitrường Vải bông chiếm tỷ lệ lớn trong ngành dệt và đặc tính cơ học của nókhá phù hợp cho sản phẩm may mặc Vải dễ giặt là và tẩy trắng Do đó có thểnói rằng lựa chọn vải bông để xử lý hoàn tất là phương án hợp lý phù hợptrong điều kiện ở Việt nam hiện nay cũng như sau này Hơn nữa, việc ứngdụng triển khai trong thực tế là rất khả thi, phù hợp với sản xuất của ngành dệtViệt Nam

Vải bông được xử lý hoàn tất trong đề tài là sản phẩm công ty Cổ phầndệt nhuộm Hà Nội Vải đã qua khâu tiền xử lý như giũ hồ, nấu tẩy Các đặctính kỹ thuật của vải như sau: (Bảng 2.1)

Bảng 2.1: Các thông số kỹ thuật của vải bông

Thành

phần xơ Kiểu dệt

Chi số sợi(Ne)

Mật độ sợi(số sợi/inch)

Khốilượng (g/

m2)

Khổ vải(m)Dọc Ngang Dọc Ngang

100%

bông

Vân

2.2.2 Hóa chất và chất trợ sử dụng trong nghiên cứu

* Chitosan:

Sử dụng chitosan để xử lý hoàn tất cho vải dệt có ý nghĩa về mặt sinhthái môi trường nên có nhiều lợi thế Chitosan là một polyme sinh học tựnhiên có nhiều đặc trưng về hoá học trong đó có khả năng chuyển thànhcation tự nhiên của nó

Chitosan có khả năng kháng khuẩn là do có chứa N trong cấu tạo hóahọc Do vậy khi đưa chitosan lên vải phải đảm bảo còn chứa các nhóm chức

amin trong công thức hóa học

Việt Nam là quốc gia với hơn 3000 km bờ biển với nguồn thủy sảnphong phú sẽ là nguồn nguyên liệu rất dồi dào để sản xuất chitosan Hiện đã

có những cơ sở trong nước đầu tư nghiên cứu để sản xuất chitosan với giáthành khoảng hai trăm ngàn đến năm trăm ngàn đồng một kilôgram Trênthực tế chitosan có khả năng tạo màng đã được ứng dụng trong nhiều ngànhnhư nông nghiệp, thực phẩm, dược, được sử dụng để bảo quản hoa quả vàthực phẩm Tuy nhiên chitosan chưa được nghiên cứu và ứng dụng nhiềutrong ngành dệt tại Việt Nam Do vậy việc sử dụng chitosan sản xuất tại ViệtNam để xử lý hoàn tất cho vải ở qui mô công nghiệp sẽ chủ động được nguồnnguyên liệu để có thể sản xuất vải kháng khuẩn tại Việt Nam, không phảinhập khẩu hóa chất hoàn tất với giá thành cao từ nước ngoài

Chitosan sản xuất tại Việt Nam (hình 2.1) sử dụng trong đề tài là sảnphẩm của Công ty TNHH MTV chitosan Việt Nam, chitosan dùng trong côngnghiệp ở dạng bột mịn với các đặc tính kỹ thuật như sau:

- Khối lượng phân tử khoảng: 200.000Da

- Mức độ deaxetyl hóa: 90%

* Axit xitric (C6H8O7).

Thông thường để đưa chitosan lên vải bông phải chuyển chitosan sangdạng dung dịch bằng cách hòa tan Trong nghiên cứu, axit xitric (CA) được sửdụng để hòa tan chitosan

CA (hình 2.2) là một axit hữu cơ thuộc loại yếu và nó thường được tìmthấy trong các loại trái cây thuộc họ cam quít Nó là chất bảo quản thực phẩm

tự nhiên và thường được thêm vào thức ăn và đồ uống để làm vị chua Trongdung dịch hóa chất hoàn tất để đưa lên vải, axit xitric đóng vai trò để chitosan

dễ dàng hòa tan hoàn toàn trong nước giúp chitosan thấm sâu hơn vào trongvải bông

Ngoài ra, với ba nhóm COOH trong phân tử CA (hình 2.2) khi xử lývới vải bông ở điều kiện nhất định có thể xảy ra các phản ứng este hóa nhưsau:

- Nếu hai nhóm COOH của CA phản ứng với 2 nhóm OH của hai phân

tử xenlulo thì sẽ tạo ra các liên kết ngang giữa các phân tử xenlulo

Hình 2.1: Công thức hóa học của chitosan

Hình 2.2: Công thức hóa học của axit

xitric

- Nếu hai nhóm COOH của CA phản ứng với 2 nhóm OH của hai phân

tử chitosan ta sẽ có liên kết ngang giữa các phân tử chitosan

- Nếu có hai nhóm COOH của CA phản ứng với một nhóm OH củaxenlulo và một nhóm OH của chitosan thì sẽ có liên kết ngang giữa chitosan

và xenlulo Đây chính là trường hợp sẽ tạo được liên kết hóa học giữachitosan và xenlulo Nếu xảy ra trường hợp 1 hoặc trường hợp 3 thì sau khihoàn tất sẽ làm tăng khả năng chống nhàu cho vải bông cũng như tăng độ bềnliên kết giữa chitosan và vải bông

+ Các hóa chất và chất trợ khác như Natri Hypophostphite (SHP) đóng vai tròchất xúc tác cho phản ứng este hóa và một số các chất trợ khác như chất ngấm

là hóa chất sử dụng trong công nghiệp được bán rộng rãi trên thị trường ViệtNam

2.3 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận văn là phương phápnghiên cứu xử lý hoàn tất vải thực tế tại công ty CP dệt lụa Nam Định kết hợpvới việc kiểm tra phân tích các tính chất cơ lý của vải sau xử lý hoàn tất tạicác phòng thí nghiệm thuộc trường Đại học Bách khoa Hà Nội

2.4 Nội dung nghiên cứu

2.4.1 Nghiên cứu xây dựng qui trình CN xử lý hoàn tất vải bông bằng chitosan ở qui mô công nghiệp trên cơ sở áp dụng qui trình CN xử lý hoàn tất kháng cho vải bông bằng chitosan tại phòng thí nghiệm.

* Thiết lập các thông số công nghệ để xử lý hoàn tất:

Căn cứ vào qui trình công nghệ và điều kiện xử lý hoàn tất kháng khuẩn chovải bông bằng chitosan trong phòng thí nghiệm [12]:

- Nồng độ chitosan: 1% (o.w.f)

- Nồng độ CA: 7% (o.w.b)

- SHP-CA: Tỷ lệ số mol 1:1

- Chất ngấm Erkatel NR: 0.1%