CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất liệu dệt và các lớp thuốc nhuộm tới khả năng ngăn ngừa tia UV của vải
3.2.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các lớp thuốc nhuộm tới khả năng ngăn ngừa tia UV của vải
3.2.2.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của ba lớp thuốc nhuộm trên vải bông
Sau khi ghép màu vàng CSGT bằng 3 lớp thuốc nhuộm khác nhau: Thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm hoạt tính, thuốc nhuộm hoàn nguyên trên vải bông.
Các mẫu vải sau nhuộm bằng 3 lớp thuốc nhuộm này được đo trên máy đo mầu
quang phổ để lựa chọn 3 mẫu nhuộm bằng 3 lớp thuốc nhuộm khác nhau nhưng đều có màu giống nhau (∆E < 1). Ba mẫu vải nhuộm bằng 3 lớp thuốc nhuộm được lựa chọn, tiếp tục được đo trên thiết bị quang phổ tử ngoại khả kiến UV- VIS 4802 UNICO. Từ các giá trị T đo được, giá trị UPF của 3 mẫu vải được tính theo công thức (2.2 trang 56) và được trình bày trong bảng 3.5:
Bảng 3.5: Giá trị UPF của vải bông nhuộm màu CSGT bằng các lớp thuốc nhuộm khác nhau
Màu ghép Giá trị UPF
tuyệt đối
Giá trị UPF tương đối (%)
Vải bông trước nhuộm 3,03 100
Vải nhuộm bằng TNTT 8,71 288
Vải nhuộm bằng TNHT 12,91 426
Vải nhuộm bằng TNHN 16,67 550
Từ kết quả trong bảng 3.5 giá trị UPF của 3 lớp thuốc nhuộm được thể hiện qua các đồ thị trong hình 3.11
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
UPF
Vải trước nhuộm TNTT TNHT TNHN Thuốc nhuộm
Màu ghép cảnh sát giao thông
Hình 3.11: So sánh giá trị UPF của vải bông nhuộm màu CSGT bằng 3 lớp thuốc nhuộm khác nhau
Từ kết quả trên hình 3.11 có thể rút ra nhận xét rằng:
- Màu sắc của vải cho phép tăng đáng kể khả năng ngăn ngừa tia UV của vải.
Vải nhuộm bằng thuốc nhuộm trực tiếp có giá trị UPF nhỏ nhất cũng đã cho phép tăng khả năng khả năng ngăn ngừa tia UV.
- Các lớp thuốc nhuộm khác nhau có khả năng ngăn ngừa tia UV khác nhau. Cụ thể, giá trị UPF của mẫu vải trước nhuộm là 3,03 nhưng sau khi nhuộm màu CSGT bằng thuốc nhuộm trực tiếp thì chỉ số UPF là 8,71, bằng thuốc nhuộm hoạt tính là 12,91, và nhuộm bằng thuốc nhuộm hoàn nguyên là 16,67. Với màu CSGT nhuộm bằng TNTT cho phép tăng giá trị UPF 2,88 lần, nhuộm bằng TNHT cho phép tăng giá trị UPF 4,26 lần, nhuộm bằng TNHN cho phép tăng giá trị UPF 5,5 lần.
- Khả năng ngăn ngừa tia UV của 3 lớp thuốc nhuộm được sắp xếp như sau:
TNTT < TNHT <TNHN.
Tuy nhiên, nếu chúng ta nhuộm màu vàng CSGT bằng thuốc nhuộm TNTT hay TNHT thì giá trị UPF của vải nhỏ hơn 15 không được xếp hạng vải có khả năng ngăn ngừa tia UV. Còn nhuộm màu vàng CSGT bằng TNHN thì giá trị UPF đạt được là 16,67 vải đã được lọt vào bảng xếp hạng bảo vệ ngăn ngừa tia UV ở mức tốt (mức thấp nhất trong bảng xếp hạng vải có khả năng ngăn ngừa tia UV) với khả năng che chắn tia UV khoảng 93,3-95,9% (bảng 1.12 trang 29). Vải bông có tính tiện nghi rất cao cho người sử dụng nhưng lại có nhược điểm là rất nhàu. Hơn nữa, cho dù chúng ta có lựa chọn vải bông nhuộm bằng TNHN để tạo ra sản phẩm với mục đính chính nhằm cải thiện khả năng ngăn ngừa tia UV cao, thì sẽ khó có thể đáp ứng được ở mức bảo vệ tuyệt vời cho dù có sử dụng hóa chất ngăn ngừa tia UV.
Để hiểu rõ tại sao 3 loại thuốc nhuộm này cùng nhuộm màu CSGT cho vải bông mà lại có giá trị UPF khác nhau. Nghiên cứu đã tìm hiểu khả năng hấp thụ tia UV của chính dung dịch nhuộm màu CSGT của 3 loại thuốc nhuộm nêu trên.
2. Kết quả đo khả năng hấp thụ tia UV của dung dịch nhuộm
- Để giải thích bản chất giá trị UPF khác nhau của vải bông sau khi nhuộm bằng 3 lớp thuốc nhuộm kể trên, nghiên cứu đã khảo sát khả năng hấp thụ tia UV của 3 dung dịch thuốc nhuộm màu CSGT trước khi nhuộm. Kết quả khảo sát được thể hiện trong bảng 3.6.
Bảng 3.6: Khả năng hấp thụ tia UV của các dung dịch thuốc nhuộm màu CSGT
Bước sóng (nm) dd TNHN dd TNHT dd TNTT
280 1,12 0,98 1,02
282 1,10 0,96 0,94
284 1,22 0,99 0,95
286 1,34 1,25 1,12
288 1,53 1,38 1,36
290 1,71 1,59 1,47
292 1,78 1,68 1,48
294 2,04 1,97 1,62
296 2,44 2,37 1,72
298 2,71 2,66 1,78
300 2,87 2,67 1,78
302 2,88 2,74 1,78
304 2,91 2,78 1,76
306 2,95 2,87 1,74
308 3,02 2,90 1,72
310 2,97 2,91 1,69
312 3,07 2,89 1,67
314 3,05 2,92 1,62
316 3,03 2,87 1,57
318 3,13 2,82 1,51
320 2,98 2,75 1,45
322 3,06 2,72 1,40
324 3,05 2,62 1,36
326 3,09 2,59 1,33
328 3,06 2,53 1,30
330 3,08 2,49 1,29
332 3,10 2,45 1,30
334 3,06 2,44 1,31
336 3,07 2,44 1,33
338 3,01 2,43 1,36
340 2,92 2,40 1,38
342 2,89 2,44 1,43
344 2,98 2,51 1,48
346 2,99 2,55 1,54
348 2,99 2,60 1,60
350 2,96 2,65 1,66
352 3,04 2,74 1,73
354 3,11 2,79 1,81
356 3,10 2,82 1,89
358 3,09 2,86 1,96
360 3,09 2,96 2,03
362 3,09 2,99 2,11
364 3,09 2,94 2,18
366 3,07 2,97 2,24
368 3,15 2,96 2,31
370 3,12 2,99 2,34
372 3,12 3,11 2,43
374 3,17 3,18 2,49
376 3,25 3,18 2,55
378 3,20 3,22 2,59
380 3,31 3,23 2,65
382 3,25 3,32 2,71
384 3,29 3,32 2,75
386 3,36 3,39 2,77
388 3,39 3,38 2,82
390 3,34 3,38 2,84
392 3,49 3,36 2,87
394 3,50 3,43 2,89
396 3,44 3,51 2,90
398 3,46 3,39 2,90
400 3,44 3,42 2,90
Từ kết quả trong bảng 3.6, khả năng hấp thụ tia UV của 3 lớp thuốc nhuộm (TNTT,TNHT và TNHN) được thể hiện qua các đồ thị trong hình 3.12.
Khả năng hấp thụ tia UV của các dung dịch thuốc nhuộm màu CSGT
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
280 290
300 310
320 330
340 350
360 370
380 390
400 nm
Abs dd TNHN
dd TNHT dd TNTT
Hình 3.12: Khả năng hấp thụ tia UV của 3 loại dung dịch thuốc nhuộm màu CSGT trên vải bông
Quan sát hình 3.12 cho thấy, đối với cả 3 lớp thuốc nhuộm trong khoảng bước sóng từ 280- 400 nm tương đương tia UVA và UVB, khả năng hấp thụ tia UV của 3 loại dung dịch thuốc nhuộm thay đổi rõ ràng theo lớp thuốc nhuộm sử dụng. Ở khu vực này, khả năng hấp thụ tia UV thấp nhất là đối với thuốc nhuộm trực tiếp, sau đó là thuốc nhuộm hoạt tính và lớn nhất là thuốc nhuộm hoàn nguyên.
Vậy ta có thể thấy rằng khả năng hấp thụ tia UV của dung dịch thuốc nhuộm phụ thuộc vào lớp thuốc nhuộm sử dụng.
Quan sát trên hình 3.12 cho phép giải thích bản chất của sự khác nhau giữa các giá trị UPF của vải nhuộm bằng các lớp thuốc nhuộm khác nhau chính là do lớp thuốc nhuộm sử dụng.
- Mặt khác, để giải thích sự khác nhau về khả năng kháng tia UV của 3 lớp thuốc nhuộm kể trên có thể dựa vào công thức cấu tạo của từng lớp thuốc nhuộm trên hình 3.13
Thuốc nhuộm trực tiếp
O2N
SO3Na
CH CH N N
CH3 CH3O
N N SO3Na
NaO3S
Thuốc nhuộm hoạt tính O
O
NH2
SO3Na
NH
NH
SO3Na
N N N
Cl
NH N
NHCONH2 N
SO2CH3
SO3Na
Thuốc nhuộm hoàn nguyên
HN NH
NH NH
O
O
O
O
O O
O O
Hình 3.13: Các công thức cấu tạo phân tử của 3 lớp thuốc nhuộm khác nhau Quan sát các công thức cấu trúc phân tử của 3 lớp thuốc nhuộm (TNTT, TNHT, TNHN) trên hình 3.13 có thể nhận xét như sau:
Công thức cấu trúc phân tử của TNTT [2- 86] có cấu tạo mạch thẳng, phẳng, có nhiều nối đôi nên chúng có khả năng hấp thụ tia UV cao nhưng có thể chúng không có khả năng chuyển hóa năng lượng UV mà cho tia UV truyền qua vật liệu. Vì vậy, thuốc nhuộm trực tiếp có khả năng ngăn ngừa tia UV thấp nhất trong 3 loại thuốc nhuộm nghiên cứu kể trên.
Công thức cấu trúc phân tử của TNHT [2- 494, 495] là loại thhuốc nhuộm hoạt tính đa chức, có lẽ do TNHT có công thức cấu tạo phức tạp hơn TNTT và có chứa số nhân Benzen nhiều hơn nên chúng có khả năng ngăn ngừa tia UV tốt hơn.
Công thức cấu trúc phân tử của TNHN [2- 294] có cấu trúc mạng lưới khá phức tạp nên chúng có khả năng phản xạ tia UV. Hơn nữa, chúng có chứa nhiều nhân Bengen chưa no nên chúng có khả năng hấp thụ tia UV và nhanh chóng chuyển hóa năng lượng UV thành năng lượng nhiệt tỏa ra xung quanh. Về mặt nguyên lý, khả năng cản tia UV của vải phụ thuộc vào khả năng hấp thụ và phản xạ tia UV của vải. Thành phần hấp thụ và phản xạ càng cao thì thành phần truyền qua càng ít. Do đó, mà thuốc nhuộm hoàn nguyên có khả năng ngăn ngừa tia UV cao nhất trong 3 lớp thuốc nhuộm được lựa chọn để nhuộm vải bông.