- Nghiên cứu xác định độ giảm khối lƣợng của vải 100% polyeste.
- Nghiên cứu xác định độ bền kéo đứt của vải 100% polyeste theo chiều dọc và theo chiều ngang của vải.
- Nghiên cứu xác định độ giãn đứt của vải 100% polyeste theo chiều dọc và theo chiều ngang của vải.
2.3. Phƣơng pháp thí nghiệm
2.3.1. Phƣơng pháp lấy mẫu thí nghiệm
- Vải thí nghiệm là vải mộc 100% Polyeste.
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Các mẫu thí nghiệm xác định độ giảm khối lƣợng vải đƣợc cắt theo sơ
đồ hình 2.2.
Hình 2.2: Sơ đồ cắt mẫu thí nghiệm độ giảm khối lượng vải polyeste
Các mẫu thí nghiệm độ bền kéo đứt và độ giãn đứt vải đƣợc cắt theo sơ đồ hình 2.3.
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
- Các mẫu vải nhỏ A1 ÷ A5 dùng để xác định độ bền kéo đứt, độ giãn đứt theo chiều ngang vải.
- Các mẫu vải nhỏ B1 ÷ B5 dùng để xác định độ bền kéo đứt, độ giãn đứt theo chiều dọc vải.
2.3.2. Phƣơng pháp xử lý alkali
Mẫu đƣợc để trong tủ điều hòa mẫu (Hình 2.5) của phòng thí nghiệm ở điều kiện chuẩn trong 24h với nhiệt độ 260C và độ ẩm 65%. Lấy mẫu đi cân, xác định khối lƣợng mẫu trƣớc khi xử lý.
Hình 2.4: Tủ điều hòa mẫu
Sau đó, vải đƣợc lấy ra, xử lý hóa học theo các phƣơng án:
Phương án thay đổi nhiệt độ
Các mẫu vải polyeste (PET) đƣợc xử lý alikali (mẫu dung dịch NaOH) ở nồng độ: 6%, thời gian: 60 phút.
Các mẫu vải lần lƣợt đƣợc ngâm trong dung dịch NaOH. Nhiệt độ xử lý 5 mẫu thay đổi lần lƣợt là: 600C, 700C, 800C, 900C, 1000C.
Sau khi quá trình xử lý alkali kết thúc, mẫu đƣợc giặt sạch, phơi khô trong điều kiện chuẩn rồi để tủ điều hòa mẫu trong 24h và chuẩn bị cho việc xác định các tính chất cơ học tiếp theo.
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Phương án thay đổi thời gian
Các mẫu vải polyeste (PET) đƣợc xử lý alikali ở nhiệt độ: 1000C, nồng độ: 6%.
Các mẫu vải lần lƣợt đƣợc ngâm trong dung dịch NaOH. Thời gian xử lý 5 mẫu lần lƣợt là: 30 phút, 45 phút, 60 phút, 75 phút, 90 phút.
Sau khi quá trình xử lý alkali kết thúc, mẫu đƣợc giặt sạch, phơi khô trong điều kiện chuẩn rồi để tủ điều hòa mẫu trong 24h và chuẩn bị cho việc xác định các tính chất cơ học tiếp theo.
Phương án thay đổi nồng độ
Các mẫu vải polyeste (PET) đƣợc xử lý alikali ở nhiệt độ: 1000C, thời gian: 40 phút.
Các mẫu vải lần lƣợt đƣợc ngâm trong dung dịch NaOH. Nồng độ xử lý 5 mẫu lần lƣợt là: 2%, 4%, 6%, 8%, 10%.
Sau khi quá trình xử lý alkali kết thúc, mẫu đƣợc giặt sạch, phơi khô trong điều kiện chuẩn rồi để tủ điều hòa mẫu trong 24h và chuẩn bị cho việc xác định các tính chất cơ học tiếp theo.
2.3.3. Phƣơng pháp xác định tính chất cơ lý
- Xác định khối lƣợng vải theo tiêu chuẩn: TCVN 8042-2009.
- Xác định độ bền kéo đứt vải theo tiêu chuẩn: TCVN 1784-86
- Xác định độ giãn đứt vải theo tiêu chuẩn: TCVN 1784-86
2.3.3.1. Phƣơng pháp xác định khối lƣợng vải
Khối lƣợng vải đƣợc xác định theo tiêu chuẩn: TCVN 8042-2009.
a. Chuẩn bị mẫu thử
Chuẩn bị mẫu thử đã đƣợc điều hòa có diện tích ít nhất là 100 cm2 . Không lấy các mẫu thử ở gần biên vải hoặc cạnh cắt với khoảng cách nhỏ hơn một phần mƣời khổ của mảnh vải.
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
b. Cách tiến hành
Xác định diện tích của mẫu thử. Đối với các mẫu thử cắt bằng dƣỡng, diện tích của dƣỡng này thƣờng đƣợc xác định. Đối với các mẫu thử khác, tính diện tích bằng phép nhân khổ với chiều dài.
c. Tính toán
Các kích thƣớc và khối lƣợng đƣợc xác định theo hệ SI và đƣợc tính toán theo công thức nhƣ sau:
- Khối lượng trên mét chiều dài
(2.1)
Trong đó
G là khối lƣợng của mẫu thử, tính bằng gam;
W là khổ của vải, tính bằng milimét;
Ls là chiều dài của mẫu thử, tính bằng milimét; Ws là khổ của mẫu thử, tính bằng milimét;
- Kích thƣớc mẫu vải
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
- Xác định khối lƣợng mẫu vải bằng cân điện tử
Hình 2.6: Cân điện tử
2.3.3.2. Phƣơng pháp xác định độ bền kéo đứt vải
Độ bền kéo đứt vải đƣợc xác định theo tiêu chuẩn TCVN 1784-86. Thực nghiệm đƣợc tiến hành trên máy kéo đứt đa năng TENSILON (Hình 2.7).
Quy định về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê thực hiện theo tiêu chuẩn ISO 186:1994.
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
a. Chuẩn bị mẫu
- Cắt 06 mẫu vải PET (cho 1 phƣơng án thí nghiệm) theo canh sợi dọc.
- Cắt 06 mẫu vải PET (cho 1 phƣơng án thí nghiệm) theo canh sợi ngang. Trong đó:
05 mẫu sử dụng để lấy kết quả. 01 mẫu để thử tốc độ kéo đứt.
Vải PET đƣợc cắt thành các băng vải, kích thƣớc (D x R): 200 x 50 (mm). Chiều rộng mẫu thử: 50 mm ± 1 mm
Chiều dài mẫu thử: (200 + 2L) ± 1 (mm), trong đó L là chiều dài ngàm kẹp. Ngàm kẹp dạng ép bằng cơ học, L = 50 mm.
b. Tiến hành thí nghiệm
- Điều chỉnh khoảng cách giữa hai ngàm kẹp 200 mm ± 3 mm.
- Chọn thang lực trong khoảng 30% - 90% của thang lực đo.
- Đặt tốc độ kéo 100 mm/phút của thang đo chiều dài.
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
c. Kết quả
Độ bền kéo đứt của băng vải nhận đƣợc theo canh sợi dọc và sợi ngang của vải là lực tối đa của mẫu tại thời điểm đứt, đơn vị N
2.3.3.3. Phƣơng pháp xác định độ giãn đứt vải
Độ giãn đứt vải đƣợc xác định theo tiêu chuẩn TCVN 1784-86.
Thực nghiệm đƣợc tiến hành trên máy kéo đứt đa năng TENSILON (Hình 2.8).
Quy định về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê thực hiện theo tiêu chuẩn ISO 186:1994 và đƣợc trình bày rõ trên phần 2.3.3.2 của luận văn.
Độ giãn đứt: là sự tăng độ dài của mẫu khi kéo giãn mẫu đến thời điểm đứt.
Độ giãn đứt của mẫu thử đƣợc tính theo công thức:
0 100 L x L (2.2) ΔL = Lp – L0 (2.3) Trong đó:
ε : Độ giãn đứt tƣơng đối của mẫu thử (%) L0: Chiều dài mẫu vải ban đầu (mm)
Lp : Chiều dài mẫu vải tại thời điểm lực kéo p (mm)
Kết quả thử độ giãn đứt tƣơng đối là trung bình cộng các kết quả thu đƣợc về độ giãn tƣơng đối trên các mẫu thử.
2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu thực nghiệm
Để xử lý số liệu thực nghiệm, tác giả sử dụng phần mềm Microsoft Ex- cel 2010.
- Các đại lƣợng liên quan đƣợc xác định và tính toán bằng thống kê: xác định giá trị trung bình.
- Sử dụng công cụ Insert/Charts trên Excel vẽ các đồ thị (Đồ thị dạng Line, Column, Scatter).
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
- Đồ thị dạng Scatter đƣợc sử dụng cùng với công cụ Solver, Regression
để giải bài toán hồi quy tìm mối quan hệ tƣơng tác giữa các biến giải thích và lập dự báo tuyến tính bằng các hàm khuynh hƣớng (trendline).
Lập đƣờng cong dùng phƣơng pháp bình phƣơng tối thiểu: để lập một đƣờng cong cho một dữ liệu bằng cách dùng Excel ta chỉ cần nhập dữ liệu vào một bảng tính, vẽ đồ thị dữ liệu theo một cách thức bình thƣờng rồi tạo một đƣờng xu hƣớng (trendline) ngang qua dữ liệu. Phƣơng pháp bình phƣơng tối thiểu sẽ tự động áp dụng cho tập dữ liệu và kết quả đƣợc hiển thị cả dƣới dạng đồ họa lẫn dƣới dạng hàm giải tích.
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
KẾT LUẬN CHƢƠNG II
Chƣơng 2 trình bày các đối tƣợng nghiên cứu của luận văn là vải dệt thoi, vân điểm, nguyên liệu vải 100% Polyeste (PET).
Luận văn khảo sát và nghiên cứu thực nghiệm xác định các đặc trƣng cơ lý của vải 100% PET sau khi đƣợc xử lý alkali, bao gồm:
- Nghiên cứu xác định độ giảm khối lƣợng vải 100% polyeste.
- Nghiên cứu xác định độ bền kéo đứt vải 100% polyeste theo chiều dọc
và chiều ngang vải.
- Nghiên cứu xác định độ giãn đứt vải 100% polyeste theo chiều dọc và
chiều ngang vải.
Các đặc trƣng cơ lý của vải 100% PET đƣợc xác định theo các tiêu chuẩn nhƣ sau:
- Phƣơng pháp xác định khối lƣợng vải theo tiêu chuẩn: TCVN 8042- 2009.
- Phƣơng pháp xác định độ bền kéo đứt theo chiều dọc và chiều ngang
vải theo tiêu chuẩn: TCVN 1784-86.
- Phƣơng pháp xác định độ giãn đứt theo chiều dọc và chiều ngang vải theo tiêu chuẩn: TCVN 1784-86.
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
CHƢƠNG III
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
Kết quả nghiên cứu của luận văn bao gồm:
- Kết quả xác định độ giảm khối lƣợng vải 100% Polyeste.
- Kết quả xác định độ bền kéo đứt của vải 100% Polyeste.
- Kết quả xác định giãn đứt của vải 100% Polyeste.
Các nghiên cứu thực hiện trên 3 phƣơng án xử lý alkali: Nhiệt độ xử lý, nồng độ xử lý và thời gian xử lý.
3.1. Kết quả thí nghiệm độ thay đổi khối lƣợng vải Polyeste
Độ thay đổi khối lƣợng vải 100% polyeste theo 3 phƣơng án xử lý vải: Phƣơng án thay đổi nhiệt độ (nồng độ và thời gian xử lý không đổi)
Chế độ xử lý alkali
Nhiệt độ xử lý: 600C, 700C, 800C, 900C, 1000C. Nồng độ xử lý: 6%.
Thời gian xử lý: 60 phút.
Phƣơng án thay đổi nồng độ (nhiệt độ và thời gian xử lý không đổi)
Chế độ xử lý alkali
Nồng độ xử lý: 2%, 4%, 6%, 8%, 10%. Nhiệt độ xử lý: 1000C.
Thời gian xử lý: 40 phút.
Phƣơng án thay đổi thời gian (nhiệt độ và nồng độ không đổi)
Chế độ xử lý alkali
Thời gian xử lý: 30 phút, 45 phút, 60 phút, 75 phút, 90 phút. Nhiệt độ xử lý: 1000C.
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Công thức tính độ giảm khối lƣợng: (1.1)
Trong đó:
WL: Độ giảm khối lƣợng mẫu vải (%) W1: Khối lƣợng ban đầu của mẫu vải (g) W2: Khối lƣợng mẫu vải sau khi xử lý (g)
3.1.1. Phƣơng án thay đổi nhiệt độ xử lý
Vải mộc 100% polyeste đƣợc cắt thành các mẫu thử nhỏ 10 cm x 10 cm, để mẫu vào tủ điều hòa mẫu (t = 260C, W= 65%), xử lý alkali theo các phƣơng án thay đổi nhiệt độ, mẫu đƣợc giặt sạch, phơi khô trong điều kiện chuẩn rồi để tủ điều hòa mẫu trong 24h, sau đó lấy mẫu đem cân khối lƣợng.
Khối lƣợng mẫu vải polyeste (g) trƣớc khi xử lý đƣợc thể hiện dƣới bảng sau:
Bảng 3.1: Khối lượng mẫu vải 100% polyeste trước khi xử lý alkali
Phƣơng án thử Mẫu thử (g) TB 1 2 3 4 5 60oC 2,60 2,65 2,65 2,67 2,61 2,64 70oC 2,63 2,60 2,57 2,62 2,59 2,60 80oC 2,61 2,58 2,62 2,57 2,60 2,60 90oC 2,64 2,61 2,63 2,59 2,60 2,61 100oC 2,64 2,64 2,51 2,57 2,63 2,60
Khối lƣợng mẫu vải polyeste (g) sau khi xử lý đƣợc thể hiện dƣới bảng sau:
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Bảng 3.2: Khối lượng mẫu vải 100% polyeste sau khi xử lý alkali
Phƣơng án thử Mẫu thử (g) TB 1 2 3 4 5 60oC 2,68 2,39 2,68 2,62 2,66 2,61 70oC 2,59 2,53 2,46 2,47 2,37 2,48 80oC 2,28 2,34 2,30 2,31 2,29 2,30 90oC 2,18 2,10 2,21 2,03 2,15 2,13 100oC 1,69 1,67 1,66 1,68 1,64 1,67
Dựa trên kết quả cân khối lƣợng vải trƣớc và sau khi xử lý, độ giảm khối lƣợng (%) các mẫu vải đƣợc tính theo công thức 1.1 và kết quả đƣợc thể hiện dƣới bảng 3.3.
Bảng 3.3: Độ giảm khối lượng mẫu vải 100% polyeste khi nhiệt độ xử lý alka- li thay đổi
Phƣơng án thử 600C 700C 800C 900C 1000C
Độ giảm khối
lƣợng (%) 1,10 4,53 11,25 18,36 35,80
Từ bảng 3.3, độ giảm khối lƣợng vải theo phƣơng án thay đổi nhiệt độ xử lý đƣợc biểu diễn trên hình 3.1.
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Hình 3.1: Độ giảm khối lượng vải 100% polyeste (%) khi nhiệt độ xử lý alkali thay đổi
Nhận xét:
Mối quan hệ giữa độ giảm khối lƣợng vải và nhiệt độ xử lý mẫu vải đƣợc thể hiện qua phƣơng trình hồi quy và hệ số tƣơng quan R nhƣ sau:
Phƣơng trình hồi quy: Y = 0,020 X2
– 2,413 X + 73,40 Hệ số tƣơng quan: R2 = 0,990
Trong đó:
X: Nhiệt độ xử lý mẫu vải (0C) Y: Độ giảm khối lƣợng vải (%)
Từ phƣơng trình hồi quy thực nghiệm cho thấy: độ giảm khối lƣợng vải là hàm số bậc 2, khi tăng nhiệt độ xử lý thì độ giảm khối lƣợng vải tăng dần. Nhƣ vậy khi nhiệt độ xử lý vải càng lớn, tốc độ phản ứng xảy ra nhanh hơn, khối lƣợng vải giảm đi.
3.1.2. Phƣơng án thay đổi nồng độ xử lý
Vải mộc 100% polyeste đƣợc cắt thành các mẫu thử nhỏ 10 cm x 10 cm, để mẫu vào tủ điều hòa mẫu (t = 260
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
phƣơng án thay đổi nồng độ, mẫu đƣợc giặt sạch, phơi khô trong điều kiện chuẩn rồi để tủ điều hòa mẫu trong 24h, sau đó lấy mẫu đem cân khối lƣợng.
Khối lƣợng mẫu vải polyeste (g) trƣớc khi xử lý đƣợc thể hiện dƣới bảng sau:
Bảng 3.4: Khối lượng vải 100% polyeste trước khi xử lý alkali
Phƣơng án thử Mẫu thử (g) TB 1 2 3 4 5 2% 2,54 2,58 2,61 2,53 2,56 2,56 4% 2,54 2,57 2,56 2,58 2,61 2,57 6% 2,54 2,58 2,56 2,57 2,58 2,57 8% 2,63 2,56 2,65 2,60 2,62 2,61 10% 2,56 2,58 2,59 2,54 2,64 2,58
Khối lƣợng mẫu vải polyeste (g) sau khi xử lý đƣợc thể hiện dƣới bảng sau:
Bảng 3.5: Khối lượng vải 100% polyeste sau khi xử lý alkali
Phƣơng án thử Mẫu thử (g) TB 1 2 3 4 5 2% 2,52 2,54 2,58 2,48 2,55 2,53 4% 2,51 2,50 2,52 2,53 2,54 2,52 6% 2,37 2,39 2,41 2,38 2,42 2,39 8% 2,10 2,00 2,26 2,23 1,90 2,10 10% 1,60 1,67 1,66 1,64 1,75 1,66
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Dựa trên kết quả cân khối lƣợng vải trƣớc và sau khi xử lý, độ giảm khối lƣợng (%) các mẫu vải đƣợc tính theo công thức 1.1 và kết quả đƣợc thể hiện dƣới bảng 3.6.
Bảng 3.6: Độ giảm khối lượng vải 100% polyeste khi nồng độ xử lý alkali thay đổi
Phƣơng án thử 2% 4% 6% 8% 10%
Độ giảm khối
lƣợng (%) 1,17 2,02 6,70 19,68 35,55
Từ bảng 3.6, độ giảm khối lƣợng vải theo phƣơng án thay đổi nồng độ xử lý đƣợc biểu diễn trên hình 3.2.
Hình 3.2: Độ giảm khối lượng vải 100% polyeste (%) khi nồng độ xử lý alkali thay đổi
Nhận xét:
Mối quan hệ giữa độ giảm khối lƣợng vải và nồng độ xử lý mẫu vải đƣợc thể hiện qua phƣơng trình hồi quy và hệ số tƣơng quan R nhƣ sau:
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật
Phƣơng trình hồi quy: Y = 0,684 X2
– 3,894 X + 6,268 Hệ số tƣơng quan: R2 = 0,998
Trong đó:
X: Nồng độ xử lý mẫu vải (%) Y: Độ giảm khối lƣợng vải (%)
Từ phƣơng trình hồi quy thực nghiệm cho thấy: độ giảm khối lƣợng vải là hàm số bậc 2, khi tăng nồng độ xử lý thì độ giảm khối lƣợng vải tăng dần. Nhƣ vậy khi nồng độ xử lý vải càng lớn, khối lƣợng vải giảm đi.
3.1.3. Phƣơng án thay đổi thời gian xử lý
Vải mộc 100% polyeste đƣợc cắt thành các mẫu thử nhỏ 10 cm x 10 cm, để mẫu vào tủ điều hòa mẫu (t = 260
C, W= 65%), xử lý alkali theo các phƣơng án thay đổi thời gian, mẫu đƣợc giặt sạch, phơi khô trong điều kiện