Nghiên cứu khảo sát khả năng chống thấm của vải cotton phủ Polysiloxane (Silicone)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM THỊ HẰNG NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT KHẢ NĂNG CHỐNG THẤM CỦA VẢI COTTON PHỦ POLYSILOXANE (SILICONE) Chuyên nghành: Công nghệ vật liệu cao phân tử tổ hợp Mã số: 60 52 94 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2016 ii CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA- ĐHQG- HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS HUỲNH ĐẠI PHÚ (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán nhận xét 1: TS VÕ HỮU THẢO (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán nhận xét 2: PGS.TS NGUYỄN THỊ PHƯƠNG PHONG (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 19 tháng 01 năm 2016 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận vãn thạc sĩ) TS LA THỊ THÁI HÀ Chủ tịch Hội đồng PGS.TS NGUYỄN THỊ PHƯƠNG PHONG Phản biện TS VÕ HỮU THẢO Phản biện TS NGUYỄN THỊ LỆ THU Thư ký TS NGUYỄN THỊ LÊ THANH ủy viên Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên nghành sau luận vãn chỉnh sửa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT VẬT LIỆU ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập- Tự Do- Hạnh phúc TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: PHẠM THỊ HẰNG MSHV: 12452034 Ngày, tháng, năm sinh: 03/04/1987 Nơi sinh: Nghệ An Chuyên nghành: Công nghệ vật liệu cao phân tử tổ hợp Mã số: 60 52 94 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu khảo sát khả chống thấm vải cotton phủ Polysiloxane (Silicone) II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu điều kiện đóng rắn vật liệu Silicone Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng loại vải cotton đến tính chất vật liệu Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng hàm lượng Silicone (tỉ lệ nhựa/ sợi) tới tính chất chống thấm tính chất lý vật liệu Nghiên cứu khảo sát số lần tẩm ảnh hưởng đến tính chất vật liệu III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ghi theo QĐ giao đề tài): 06/07/2015 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ (Ghi theo QĐ giao đề tài): 04/12/2015 V Phú CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ tên): PGS.TS Huỳnh Đại TP HCM, ngày 19 tháng 01 năm 2016 CÁN BỘ HƯỚNG DẴN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT VẬT LIỆU (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) LỜI CÁM ƠN Trước tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đen PGS.TS Huỳnh Đại Phú, thầy giúp tìm ý tưởng định hướng phát triển luận văn, với giúp đỡ vật chất tinh thần để hoàn thành luận văn Tiếp theo, tơi xin cảm ơn chị Phòng Thí Nghiệm Cơng ty Sản Phẩm Máy Tính Fujitsu hỗ ttợ tơi, tạo điều kiện máy móc thiết bị ữong suốt thời gian thực luận văn Tôi xin cảm ơn anh Nguyễn Thái HòaNghiên cứu viên Khoa Kỹ Thuật Vật liệu- Trường ĐH Bách Khoa TP HCM, chị Nguyễn Thị Lệ Giang anh chị công ty Nhựa Rạng Đông nhiệt tỉnh hỗ ừợ tơi ttong việc đo mẫu để hồn thành luận văn Tôi xin cảm ơn thầy, cô ừong khoa Kỹ thuật Vật liệu môn Polyme bổ sung kiến thức, chia sẻ kinh nghiệm dành thời gian nhận xét, phản biện, đánh giá luận văn tơi, giúp tơi hồn thiện khóa học Cao học Tơi xin chân thành cảm ơn tất bạn lớp Cao học Vật liệu khóa 2012 đồng hành với tơi ừong khóa học Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến bố mẹ gia đình động viên, hỗ ttợ ttong suốt thời gian qua Cảm ơn bạn trai bên cạnh, giúp đỡ lúc khó khăn bế tắc Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất người giúp đỡ, hỗ ừợ ừong suốt thời gian vừa qua Tp Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 12 năm 2015 Người thực Phạm Thị Hằng X TÓM TẮT Polysiloxane, biết đến nhiều Polydimethylsiloxane, với đặc tính ưu việt vốn có chống thấm tốt, mềm dẻo nhiệt độ thấp, chống nhiệt lạnh tốt sử dụng rộng rãi công nghiệp vải để giúp vải có tính chống thấm cao mềm mại Trong phạm vi nghiên cứu luận văn, dung dịch gồm Silicone lỏng Hydroxyl terminated Polydimethylsiloxane, chất tạo nối mạng, chất hóa dẻo với dung mơi xylene sử dụng để nghiên cứu khảo sát khả chống thấm vải cotton 100% vải phủ dung dịch Trước hết, dung dịch kéo màng ừên phim để tìm điều kiện đóng rắn cho vật liệu Sau đó, với điều kiện đóng rắn tìm được, khảo sát khả chống thấm phủ Silicone hên năm loại vải cotton 100% với mật độ dệt cấu trúc bó sợi chặt chẽ khác Tiến hành nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng hàm lượng Silicone (tỉ lệ nhựa/sợi) tới tính chất chống thấm tính chất lý vật liệu; nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng loại vải cotton đến tính chất vật liệu; nghiên cứu khảo sát số lần tẩm ảnh hưởng đến tính chất vật liệu Khả chống thấm vải cotton xác định thông qua tiêu chí đánh giá góc tiếp xúc nước, áp lực nước số tuột nước; cấu trúc thành phần nguyên tố bề mặt vải xác định phương pháp SEM, EDX; tính chất lý xác định phương pháp đo độ bền kéo đứt độ giãn dài đứt ABSTRACT Polysiloxane with typical Polydimethylsiloxane has many its unique properties and performance, such as water repellency, flexibility at low temperatures, excellent heat and cold resistance Thus, Polysiloxane are widely used for textile finishing to impart desữable properties such as water repellent and softness In this work, mixtures of a liquid Silicone Hydroxyl terminated Polydimethylsiloxane, crosslink agent, plasticizer and xylene are used to investigate the water repellency property of 100% cotton fabric when it is impregnated with this mixtures At first, the polymerization conditions were tested by producing a polymeric film on a Poly(ethylene terephthalate) substrate Then, the mixtures were spread on the 100% cotton samples and investigate the water repellency and physical property based on the concentration of Silicone, kind of cotton samples and the time of treating fabric Water-resistance properties were determined in term of the contact angle, the spray test, and the hydrostatic head test; whereas the morphology and surface composition of treated fabrics were examined with scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray analysis; the physical property were determined in term of tensile strength and elongation vi LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận vãn trung thực chưa công bố công trình khác Tác giả Phạm Thị Hằng MỤC LỤC A TỔNG QUAN 1 GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP TẠO BỀ MẶT CHỐNG THẤM CHO VẢI GIỚI THIỆU VỀ VẢI COTTON 2.1 Cấu trúc vải cotton 2.2 Tính chất vải cotton GIỚI THIỆU VỀ POLYSILOXANE (SILICONE) 3.1 Giới thiệu Silicone 3.2 Quy trình sản xuất Silicone 3.3 Tính chất Silicone 13 3.4 ứng dụng Silicone 14 3.5 Silicone lỏng 19 3.6 Cơ chế chống thấm Polydimethylsiloxane 21 CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 22 B THỰC NGHIỆM 25 Hóa chất sử dụng 25 Vải cotton sử dụng 25 Qui trình thực nghiệm tìm điều kiện đóng rắn cho vật liệu Silicone 27 Phủ dung dịch Polydimethylsiloxane lên vải cotton 31 Các phương pháp phân tích áp dụng 33 5.1 Xác định hàm lượng Gel 33 5.2 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) tích hợp EDX 34 5.3 Tuột nước (Spray test) 35 5.4 Ẩp lực nước (hydrostatic head tester) 37 5.5 Độ bền kéo đứt 38 5.6 Đo sức căng bề mặt (Surface electro optics-SEO) 39 Giới thiệu thiết bị thí nghiệm 41 c KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 47 Qui trình thực nghiệm tìm điều kiện đóng rắn cho màng 47 Qui trình phủ Silicone lên vải 49 2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ Silicone (tỉ lệ nhựa/sợi) tới tính chất chống thấm tính chất lý vật liệu 49 2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng loại vải cotton đến tính chất vật liệu 60 2.3 Nghiên cứu khảo sát số lần tẩm ảnh hưởng đến tính chất vật liệu 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 PHỤ LỤC 93 DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ HìnhO-A-1: Bơng sợi cotton sản phẩm vải cotto XV Hình A-l: Thời gian thấm giọt nước vào vải HìnhA-2: SEM sợi PET không xử lý uv xử lý uv Hình A-3: cấu trúc cellulose Hình A-4: Sợi cotton thơ kính hiển vi điện tử Hình A-5: cấu trúc sợi cotton Hình A-6: Sợi cotton chưa qua xử lý mercer Hình A-7: Sợi cotton qua xử lý mercer Hình A-8: Mặt cắt ngang sợi cotton chưa qua xử lý mercer Hình A-9: Mặt cắt ngang sợi cotton qua xử lý mercer Hình A-10: Cơng thức hóa học Polydimethylsiloxane đặc trưng Hình A-11: Qui trình sản xuất Silicone Hình A-12: Lò luyện Silica Silic kim loại tạo thành Hình A-13: Các cột chưng cất Chlorosilane 10 Hình A-14: Túi khí silicone 15 Hình A-15: Các phận xe cần keo dán Silicone 15 Hình A-16: Sản phẩm chăm sóc da từ Silicone hãng Dow Corning 15 Hình A-17: Sản phẩm chăm sóc tóc từ Silicone hãng Dow Corning 16 Hình A-18: Keo dán xây dựng hãng Dow Corning 16 Hình A-19: Chất bao từ Silicone bảo vệ độ sáng hình laptop 17 Hình A-20: Hệ thống dẫn thuốc hang Dow Corning 17 Hình A-21: Các thiết bị y học hang Dow Corning 18 Hình A-22: Bột giặt hãng Dow Corning 18 X Hình A-23: Lều phủ Silicone thống khí, chống nắng, gió nước 18 Hình A-24: Phủ Silicone lên cạp quần để giúp cạp quần giữ vị trí 19 Hình A-25: Vải thời trang phủ Silicone giúp vải cảm giác mát, mềm mại, bóng mượt 19 Hình A-26: Quần áo phủ Silicone có đặc tính quản lý ẩm đặc trưng, chống nhăn, dễ ủi, co dãn 19 Hình A-27: Cơ chế chống thấm Polydimethylsiloxane 22 Hình B-l: cấu trúc buồng điện tử SEM 34 Hình B-2: Máy SEM sử dụng luận văn 35 Hình B-3: Phương pháp tuột nước (Spay test) 36 Hình B-4: Biểu đồ tiêu chuẩn 37 Hình B-5: Thiết bị đo áp lực nước 38 Hình B-6: Minh họa góc tiếp xúc tạo giọt chất lỏng ừên bề mặt chất rắn phẳngđồng chất 39 Hình B-7: Sức căng bề mặt gây lực không cân phân tử chất lỏng bề mặt 40 Hình B-8: Lò sấy Memmert 41 Hình B-9: Cân phân tích Shimadzu 42 Hình B-10: Cân phân tích Pioneer 42 Hình B-l 1: Thiết bị khuấy Iuchi 43 Hình B-12: Thiết bị khuấy từ As one 43 Hình B-13: Dụng cụ đo bề dày vải Mitutoyo 44 Hình B-14: Thiết bị thử sức bền vật liệu Instíon/USA 44 Hình B-15: Thiết bị đo tuột nước (Spray test) 45 Hình B-16: Máy đo áp lực nước 45 67 Luận văn cao học Phạm Thị Hằng-12452034 68 Luận văn cao học Phạm Thị Hằng-12452034 69 Luận văn cao học Phạm Thị Hằng-12452034 70 Luận văn cao học Phạm Thị Hằng-12452034 71 Luận văn cao học Phạm Thị Hằng-12452034 72 Luận văn cao học Phạm Thị Hằng-12452034 73 Luận văn cao học Phạm Thị Hằng-12452034 74 Luận văn cao học Phạm Thị Hằng-12452034 75 Luận văn cao học Phạm Thị Hằng-12452034 76 Luận văn cao học Phạm Thị Hằng-12452034 77 Luận văn cao học Phạm Thị Hằng-12452034 78 Luận văn cao học Phạm Thị Hằng-12452034 79 Luận văn cao học Phạm Thị Hằng-12452034 80 Luận văn cao học Phạm Thị Hằng-12452034 81 123DOC Luận văn cao học Phạm Thị Hằng-12452034 ... việc nghiên cứu khảo sát khả chống thấm vải cotton phủ Polysiloxane Vì vậy, đề tài tiến hành khảo sát khả chống thấm vải cotton phủ Polysiloxane (Silicone) HĩnhO-A-1: Bông sợi cotton sản phâm vải. .. TÀI: Nghiên cứu khảo sát khả chống thấm vải cotton phủ Polysiloxane (Silicone) II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu điều kiện đóng rắn vật liệu Silicone Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng loại vải cotton. .. chất chống thấm tính chất lý vật liệu; nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng loại vải cotton đến tính chất vật liệu; nghiên cứu khảo sát số lần tẩm ảnh hưởng đến tính chất vật liệu Khả chống thấm vải cotton