Ảnh hưởng của xử lý Plasma đến khả năng nhuộm màu cho vải Polyeste Ảnh hưởng của xử lý Plasma đến khả năng nhuộm màu cho vải Polyeste Ảnh hưởng của xử lý Plasma đến khả năng nhuộm màu cho vải Polyeste luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Ảnh hưởng xử lý Plasma đến khả nhuộm màu cho vải Polyeste VŨ THỊ NGUYÊN nguyenmk11@gmail.com Ngành Công nghệ vật liệu dệt may Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Vũ Thị Hồng Khanh Viện: Dệt may – Da giầy Thời trang HÀ NỘI, 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Ảnh hưởng xử lý Plasma đến khả nhuộm màu cho vải Polyeste VŨ THỊ NGUYÊN nguyenmk11@gmail.com Ngành Công nghệ vật liệu dệt may Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Vũ Thị Hồng Khanh Viện: Dệt may – Da giầy Thời trang HÀ NỘI, 2020 Chữ ký GVHD CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Vũ Thị Nguyên Đề tài luận văn: Nghiên cứu ảnh hưởng xử lý Plasma đến khả nhuộm màu cho vải Polyeste Chuyên ngành: Công nghệ vật liệu dệt may Mã số SV: CB180042 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 26/11/2020 với nội dung sau: - Chỉnh sửa lại cách trình bày trang 15, 16, 17 - Chỉnh sửa lại câu văn thuật ngữ trang 13, 15, 17, 22, 23, 24, 25 - Chỉnh sửa lại bố cục chương - Chỉnh sửa lại kết thông số kỹ thuật vải hình trang 49 Ngày tháng 12 năm 2020 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn PGS.TS Vũ Thị Hồng Khanh Vũ Thị Nguyên CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS Phạm Đức Dương Lời cảm ơn Lời đầu tiên, xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Vũ Thị Hồng Khanh nhiệt tình hướng dẫn, động viên khích lệ tơi, ân cần dạy, truyền đạt cho kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt trình học tập, nghiên cứu bảo hướng dẫn thực hồn thành luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Thị Kim Thu, phịng thí nghiệm Viện Dệt May thầy giáo Viện Dệt May -Da giầy Thời trang trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình thực thí nghiệm q trình hồn thành luận văn Cuối cùng, tơi xin gửi lịng cảm ơn tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp chia sẻ cơng việc giúp tơi có nhiều thời gian hồn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Học viên Vũ Thị Nguyên TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Ảnh hưởng xử lý Plasma đến khả nhuộm màu cho vải Polyeste Tác giả luận văn: Vũ Thị Nguyên Khóa: 2018B Người hướng dẫn: PGS TS Vũ Thị Hồng Khanh Từ khóa (Keyword): Plasma, nhuộm màu, vải polyeste, độ bền kéo vải Nội dung tóm tắt: Lý chọn đề tài Trong ngành công nghiệp Dệt May nước ta ứng dụng mạng công nghiệp 4.0 vào sản xuất để tạo chất lượng xuất cạnh tranh với thị trường khác khu vực giới Để nâng cao xuất lao động với chất lượng sản phẩm, doanh nghiệp phải ứng dụng khoa học công nghệ vào công đoạn sản xuất Hiện nay, xơ PES chiếm tỷ trọng lớn sử dụng xơ dệt giới Với mục đích sử dụng làm quần áo, có nhiều ưu điểm độ bền cơ,lý, hóa, kháng nhàu, PES lại có hạn chế đáng kể khả hút ẩm kém, khó trương nở nước nên nhuộm nhiệt độ cao áp suất cao Nâng cao khả nhuộm màu cho vải polyeste chủ đề nhận quan tâm nhiều nhà khoa học giới Trong nhiều phương pháp phương pháp xử lý vải Plasma trước nhuộm hướng nghiên cứu đánh giá cao khả cải thiện, biến đổi tính chất bề mặt vật liệu mà khơng làm ảnh hưởng đến tính chất lý vải a) Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu - - Đánh giá ảnh hưởng Plasma DBD áp suất khí đến tính chất lý vải polyeste: độ mao dẫn, tỉ lệ hồi ẩm độ bền kéo đứt vải Đánh giá khả lên màu khả hấp thụ thuốc nhuộm vải PES 100% tác động xử lý Plasma Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Vải polyeste 100% - Mơi trường Plasma DBD áp suất khí a) Tóm tắt đọng nội dung đóng góp tác giả - Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng xử lý plasma đến tính chất lý, khả lên màu khả hấp phụ thuốc nhuộm vải - Góp phần làm rõ khả ứng dụng plasma trình nhuộm vải polyeste 100% b) Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết để tổng quan nhuộm vải polyeste nghiên cứu ứng dụng plasma nhuộm vải polyeste Sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm quy mơ phịng thí nghiệm để xử lý plasma cho vải polyeste nhuộm vải polyeste Xác định tính chất mao dẫn, kéo đứt, hút ẩm vải polyeste trước sau xử lý Plasma tiêu chuẩn Việt Nam quốc tế Sử dụng phương pháp nghiên cứu đánh giá bề mặt xơ, khả lên màu khả hấp phụ thuốc nhuộm vải (SEM để quan sát bề mặt xơ, máy đo màu quang phổ để đánh giá khả lên màu vải) c) Kết luận Sau thời gian nghiên cứu thực đề tài luận văn “ Ảnh hưởng xử lý Plasma đến khả nhuộm màu cho vải Polyeste ” tác giả đưa số kết sau: Vải polyeste 100% xử lý plasma DBD áp suất khí với cơng suất 1W/cm2 cho phép cải thiện số tính chất vật lý vải độ mao dẫn khả hút ẩm vải Khả phụ thuộc vào thời gian xử lý plasma, tăng dần từ thời gian xử lý 15 s tới thời gian xử lý 90 s thay đổi tiếp tục Kết nhuộm mẫu sau xử lý plasma 30 s sau xử lý plasma 60 s so sánh với mẫu không xử lý plasma nhuộm nồng độ cho thấy khả lên màu mẫu xử lý plasma 60 s lớn nhất, tiếp đến mẫu xử lý plasma 30 s, nhỏ mẫu không xử lý plasma MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ v LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1 Xơ sợi Polyeste 1.2 Nhuộm màu cho vải Polyeste 1.3 Plasma ứng dụng plasma nhuộm màu cho vải polyeste 1.3.1 Plasma 1.3.2 Ứng dụng plasma 1.3.3 Ứng dụng plasma xử lý vật liệu dệt may 1.3.4 Ứng dụng plasma nhuộm màu cho vải PET 1.4 Đánh giá khả nhuộm màu vải 12 1.5 Kết luận chương I 13 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 15 2.1 Mục đích nghiên cứu 15 2.2 Đối tượng nghiên cứu 15 2.2.1 Vải 15 2.2.2 Môi trường plasma DBD áp suất khí 15 2.2.3 Thuốc nhuộm phân tán chất trợ nhuộm 16 2.3 Nội dung phương pháp nghiên cứu 16 2.3.1 Xác định đặc tính kỹ thuật vải polyeste 16 2.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng xử lý Plasma tới tính chất vật lý vải 19 2.3.3 Ảnh hưởng thời gian xử lý plasma đến bề mặt xơ polyeste 25 2.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng tiền xử lý Plasma đến khả nhuộm màu cho vải Polyeste 25 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 33 3.1 Kết nghiên cứu thông số kỹ thuật vải 33 3.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng xử lý Plasma tới tính chất lý vải 33 i 3.2.1 Ảnh hưởng xử lý Plasma đến độ bền kéo đứt vải 33 3.2.2 Ảnh hưởng xử lý Plasma đến độ mao dẫn vải 35 3.2.3 Ảnh hưởng Plasma đến khả hút ẩm vải 37 3.3 Ảnh hưởng xử lý plasma đến bề mặt xơ polyeste 38 3.4 Ảnh hưởng xử lý Plasma đến hiệu nhuộm vải polyester 39 3.4.1 Nhận xét độ màu mẫu vải 39 3.4.2 Ảnh hưởng xử lý Plasma đến khả lên màu vải sau nhuộm 40 3.4.3 Độ lệch màu tổng hợp mẫu nhuộm theo ba quy trình khác với nồng độ 44 3.4.4 Ảnh hưởng xử lý Plasma đến khả hấp phụ thuốc nhuộm 44 3.5 Kết luận chương 47 KẾT LUẬN CHUNG 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHỤ LỤC 51 ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT PES Polyester PET Polyetylen tereptalat TCVN TN Tiêu chuẩn Việt Nam Thuốc nhuộm g l gam lít DBD s Dielectric Barier Discharge giây hp Hấp phụ TNDD Thuốc nhuộm dung dịch KT to mt Kỹ thuật Nhiệt độ môi trường nc dd Nước cất Dung dịch iii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Bảng ký hiệu mẫu sử dụng nghiên cứu 19 Bảng 2.2: Bảng danh sách mẫu để đo độ mao dẫn vải 20 Bảng 2.3: Bảng danh sách mẫu hút ẩm 22 Bảng 2.4: Bảng danh sách mẫu kéo đứt 23 Bảng 2.5: Bảng lực căng ban đầu vải 24 Bảng 2.6: Bảng phương án nhuộm vải 26 Bảng 2.7: Bảng kết xử lý số liệu nhuộm vải trước xử lý plasma 27 Bảng 2.8: Bảng kết xử lý số liệu nhuộm vải sau xử lý Plasma 30s 27 Bảng 2.9: Bảng kết xử lý số liệu nhuộm vải sau xử lý Plasma 60s 28 Bảng 3.1: Bảng thông số kỹ thuật vải ………………………………………33 Bảng 3.2: Bảng kết thí nghiệm độ bền kéo đứt vải 33 Bảng 3.3: Bảng kết nghiên cứu độ mao dẫn dọc vải 35 Bảng 3.4: Bảng kết nghiên cứu độ mao dẫn ngang vải 36 Bảng 3.5: Bảng kết qủa xác định độ ẩm vải 37 Bảng 3.6: Độ màu mẫu vải PES không xử lý Plasma nhuộm với nồng độ khác 40 Bảng 3.7: Độ màu mẫu vải PES xử lý Plasma 30s nhuộm với nồng độ khác 40 Bảng 3.8: Độ màu mẫu vải PES xử lý Plasma 60s nhuộm với nồng độ khác 40 Bảng 3.9: Bảng khả lên màu mẫu vải PES nhuộm với nồng độ khác 42 Bảng 3.10: Hàm số thể mối quan hệ giá trị K/S lớn nồng độ thuốc nhuộm nhóm mẫu 43 Bảng 3.11: Bảng độ lệch màu mẫu 44 Bảng 3.12: Bảng kết khả hấp phụ thuốc nhuộm vải không xử lý plasma 44 Bảng 3.13: Bảng kết khả hấp phụ thuốc nhuộm vải sau xử lý plasma 30s 45 Bảng 3.14: Bảng kết khả hấp phụ thuốc nhuộm vải sau xử lý plasma 60s 45 iv MTN (g) 0.720 0.480 0.320 0.240 0.160 0.080 0.016 mvải (g) 16.030 16.070 15.910 16.010 15.960 16.090 16.050 mhp (g) 0.151 0.102 0.065 0.064 0.056 0.048 0.008 mhp/g (g) 0.009 0.006 0.004 0.004 0.003 0.003 0.001 Nhận xét: Từ bảng 3.12, 3.13, 3.14, mối quan hệ khả hấp phụ thuốc nhuộm nồng độ thuốc nhuộm mẫu nhuộm với quy trình khác thể Hình 3.7: Khối lượng hấp phụ thuốc nhuộm gam vải (g/g) 0,01 0,009 0,008 0,007 0,006 0,005 0,004 0,003 0,002 0,001 0 Nồng độ thuốc nhuộm % 0s 30s 60s Hình 3.7: Biểu đồ thể khả hấp phụ thuốc nhuộm lên gam vải Hình 3.7 cho thấy, mẫu nhuộm với nồng độ thuốc nhuộm ≤ 2%, khả hấp phụ thuốc nhuộm mẫu nhuộm sau xử lý plasma 60 s lớn hẳn tập hợp mẫu lại Trong khi, khả hấp phụ thuốc nhuộm mẫu xử lý plasma 30 s không xử lý plasma hồn tồn trùng có khác giá trị K/S DE Có thể phương pháp xác định hàm lượng thuốc nhuộm thực nghiên cứu (sử dụng cân có độ xác 10-3g) chưa thể sai khác nhỏ hàm lượng thuốc nhuộm có dung dịch nên khác khả hấp phụ thuốc nhuộm mẫu chưa hoàn toàn tương đồng với khác giá trị K/S mẫu Tương tự khác DE tập hợp mẫu, từ nồng độ nhuộm 2% trở lên quy luật Hiện tượng cho thời gian nhuộm mẫu chưa đủ dài để đạt hấp phụ bão hòa nồng độ cao Từ phân tích kết trên, nghiên cứu sử dụng excel để tìm quy luật hấp phụ tập hợp mẫu (sử dụng liệu mẫu có nồng độ ≤2%), đồ thị thể quy luật hấp phụ thể Hình 3.8 cho thấy ảnh hưởng 46 xử lý plasma lên khả hấp phụ thuốc nhuộm rõ rệt, xử lý plasma Khối lượng hấp phụ thuốc nhuộm gam vải (g/g) làm tăng khả hấp phụ thuốc nhuộm mẫu không làm thay đổi quy luật hấp phụ thuốc huộm vải polyester 0,005 y = 0,0011ln(x) + 0,0036 R² = 0,9535 0,0045 0,004 0,0035 0,003 0,0025 y = 0,0007ln(x) + 0,0025 R² = 0,8944 0,002 0,0015 0,001 0,0005 0 0,5 1,5 2,5 Nồng độ thuốc nhuộm % 0s 30s 60s Log (0s) Log (60s) Hình 3.8: Biểu đồ thể khả hấp phụ gam vải 3.5 Kết luận chương Từ kết thấy xử lý plasma làm tăng khả hút ẩm độ mao dẫn vải mà không làm ảnh hưởng đến độ bền kéo đứt dọc làm tăng độ bền kéo đứt ngang đến 10% Hiện tượng phù hợp với hình ảnh bề mặt xơ dệt chụp SEM với độ phóng đại 4000 lần Kết nghiên cứu khả lên màu mẫu xử lý plasma không xử lý plasma cho thấy vải polyeste xử lý plasma DBD trước nhuộm cho phép khả lên màu vải tăng Đặc biệt, với điều kiện xử lý plasma áp dụng nghiên cứu (1W/cm2) thời gian xử lý plasma tăng từ 30 s tới 60 s khả lên màu mẫu tiếp tục tăng Kết khả lên màu mẫu tương ứng với kết đo khả hấp phụ thuốc nhuộm mẫu Khả hút ẩm mao dẫn mẫu sau xử lý plasma cải thiện cho nguyên nhân giúp cải thiện khả lên màu hấp phụ thuốc nhuộm mẫu 47 KẾT LUẬN CHUNG Kết nghiên cứu ảnh hưởng xử lý plasma đến khả nhuộm màu cho vải polyester 100% khuôn khổ luận văn thạc sỹ khoa học trường đại học Bách Khoa Hà Nội cho phép rút số kết luận sau: Vải polyester 100% xử lý plasma DBD áp suất khí với cơng suất 1W/cm2 cho phép cải thiện số tính chất vật lý vải độ mao dẫn khả hút ẩm vải Khả phụ thuộc vào thời gian xử lý plasma, tăng dần từ thời gian xử lý 15 s tới thời gian xử lý 90 s thay đổi tiếp tục Tuy nhiên, điều kiện xử lý plasma chưa làm thay đổi độ bền kéo đứt mẫu theo chiều dọc Độ bền kéo đứt mẫu theo chiều ngang bắt đầu tăng 4% với thời gian xử lý 30 s đạt 8% với thời gian xử lý lên tới 90 s Hiện tượng phù hợp với hình ảnh bề mặt xơ dệt quan sát mức phóng đại 4000 lần Ảnh SEM mẫu cho thấy bề mặt xơ dệt polyester sau xử lý plasma có xuất nốt nhỏ mức độ nanomet, mật độ nốt tăng dần theo thời gian xử lý plasma Tuy nhiên, chưa thấy có tổn thương bề mặt nghiêm trọng Kết nhuộm mẫu sau xử lý plasma 30 s sau xử lý plasma 60 s so sánh với mẫu không xử lý plasma nhuộm nồng độ cho thấy khả lên màu mẫu xử lý plasma 60 s lớn nhất, tiếp đến mẫu xử lý plasma 30 s nhỏ mẫu không xử lý plasma Xu hướng thể rõ mẫu nhuộm từ nồng độ 1% trở lên Nồng độ cao khoảng cách mẫu lớn Sự khác khả hấp phụ thuốc nhuộm mẫu có khác theo xu hướng không rõ ràng khác giá trị K/S Khả mao dẫn hấp thụ ẩm mẫu sau xử lý plasma cải thiện so với mẫu không xử lý plasma cho phù hợp với tượng khả hấp phụ thuốc nhuộm lên màu mẫu sau xử lý plasma cao mẫu không xử lý plasma 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Thị Luyến (2016), Luận văn Thạc sỹ: Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng xử lý môi trường plasma tới tính chất vải PET, ĐH Bách Khoa Hà Nội [2] Nguyễn Văn Lân (2004), Vật liệu dệt, ĐH Quốc Gia TP.HCM [3] PGS Cao Hữu Trượng (1936), Đại cương Công nghệ hóa học vật liệu dệt, ĐH Bách Khoa Hà Nội [4] Vũ Thị Hồng Khanh (2016), Ứng dụng Plasma xử lý vật liệu dệt, ĐH Bách Khoa Hà Nội [5] Nguyễn Thị Bích Uyên (2014), Luận văn Thạc sỹ: Nghiên cứu lựa chọn điều kiện công nghệ cho cơng đoạn nhuộm, hồn tất phù hợp với vải dệt kim đàn tính cao, ĐH Bách Khoa Hà Nội [6] Nguyễn Lý Huỳnh, Nguyễn Văn Long (2015), Đồ án: Thiết kế chế tạo thiết bị tạo plasma ứng dụng xử lý bề mặt vật liệu [7] Nguyễn Trung Thu (1990), Vật liệu dệt, ĐH Bách Khoa Hà Nội [8] Lưu Thị Tho (2016), Luận án Tiến sỹ ĐH Bách Khoa HN Hà Nội 2016 [9] Hemen Dave cộng (2015), Surface Modification of Polyester Fabric by Non-Thermal Plasma Treatment and Its Effect on Coloration Using Natural Dye [10] Seyda Canbolat, Mehmet Kilinc and Dilek Kut (2015), The Investigation of the Effects of Plasma Treatment on the Dyeing Properties of Polyester/ Viscose Nonwoven Fabrics [11] Mona M Kamel, H M Helmy and Maanal Mohamed El-Zawahry (2011), Improvements in the dyeability of polyester fabric by atmospheric pressure oxygen plasma treatment [12] Cuong K Nguyen and Seiichi Kataoka (2016), Polyester kit-fabrics treated with cationic direct dyes using plasma-induced graft-polymerization [13] Ali Hebeish, Tarek Abou ELmaaty, Mohamed Ramadan and Heba Magdy (2015), Microwave and Plasma Treatments for Functionalization of Polyester Fabrics [14] TCVN 1752-1986 - Vải dệt thoi- Phương pháp xác định khối lượng [15] TCVN 5095 - 1990- Vật liệu dệt -Vải dệt thoi -Phương pháp xác định độ nhỏ sợi tách từ vải [16] TCVN 1753 - 1986- Vải dệt thoi - Phương pháp xác định mật độ sợi [17] TCVN 5073 - 1990 - Vải dệt thoi - Phương pháp xác định độ mao dẫn [18] TCVN 1750 : 1986 - Vật liệu dệt - Phương pháp xác định độ ẩm 49 [19] TCVN 1754-1975 - Vải dệt thoi - Phương pháp xác định độ bền độ giãn dài kéo đứt [20] TCVN1748 - 1986 - Vật liệu dệt - Điều kiện khí hậu quy định để thử [21] Huong Nguyen Thi, Khanh Vu Thi Hong, Thanh Ngo Ha and Duy-Nam Phan; (2020); Application of Plasma Activation in Flame-Retardant Treatment for Cotton Fabric; polymers; 2020/Vol 12/issue, 2073-4360 50 PHỤ LỤC Kết đo màu mẫu Nồng độ M= 0.1% Nồng độ M= 0.5% Nồng độ M= 1% Nồng độ M= 1.5% 51 Nồng độ M= 2% Nồng độ M= 3% Nồng độ M= 4.5% 52 Kết khả lên màu vải thông qua giá trị K/S Nồng độ M= 0.1% 53 Nồng độ M= 0.5% 54 Nồng độ M= 1% 55 56 Nồng độ M= 1.5% 57 Nồng độ M= 2% 58 Nồng độ M= 3% 59 Nồng độ M= 4.5% 60 ... hiệu mẫu Vải trước xử lý Plasma 0.0 Vải xử lý Plasma 15 s 1.1 Vải xử lý Plasma 30 s 1.2 Vải xử lý Plasma 45 s 1.3 Vải xử lý Plasma 60 s 1.4 Vải xử lý Plasma 75 s 1.5 Vải xử lý Plasma 90 s 1.6 2.3.2.1... hưởng xử lý Plasma tới tính chất lý vải 33 i 3.2.1 Ảnh hưởng xử lý Plasma đến độ bền kéo đứt vải 33 3.2.2 Ảnh hưởng xử lý Plasma đến độ mao dẫn vải 35 3.2.3 Ảnh hưởng Plasma đến. .. đến khả hút ẩm vải 37 3.3 Ảnh hưởng xử lý plasma đến bề mặt xơ polyeste 38 3.4 Ảnh hưởng xử lý Plasma đến hiệu nhuộm vải polyester 39 3.4.1 Nhận xét độ màu mẫu vải 39 3.4.2 Ảnh hưởng