GIÁO TRÌNH ĐÀO TẠO CHUYÊN NGÀNH SỢI GAI

GIÁO TRÌNH DỆT MAY ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH DỆT SỢI GAI
Tác giả: Khương Phồn Xương – Thiệu Khoan – Chu Diên

Nhà xuất bản Cơng nghiệp Dệt

Nội dung chính
1


Cuốn sách này là một trong những giáo trình dệt của bậc Đại học. Sách gồm 6
phần, nội dung chính giới thiệu đặc tính sợi của cây gai; thiết bị, nguyên lý gia công,
tham số kỹ thuật, quản lý chất lượng trong các công đoạn từ giai đoạn chuẩn bị trước khi
chải sợi cho đến khi chuốt sợi, thành sợi.
Cuốn sách này dùng làm giáo trình chuyên ngành dệt cho bậc Đại học, đồng thời
cũng là tài liệu tham khảo dành cho nhân viên kỹ thuật dệt sợi gai.

Chịu trách nhiệm biên tập: Trương Vĩnh Khang

Giáo trình dệt may Đại học chuyên ngành dệt sợi gai
Tác giả: Khương Phồn Xương – Thiệu Khoan – Chu Diên
Nhà xuất bản Công nghiệp dệt
(Đông Bắc Kinh Số 12 đường Trường An)
In tại xưởng in Thông Huyện Tầm Tử
Hiệu sách Tân Hoa Sở phát hành Bắc Kinh phát hành
Có bán tại các hiệu sách Tân Hoa
850x1168mm 1/32
Số trang: 18 12/32
Số chữ: 473000từ
Lần xuất bản thứ nhất 6/1886
Lần xuất bản thứ hai 6/1989

Số lượng in 8.001-11.500
Giá bìa : 5.90 tệ
ISBN 7-5004-0281-5/TS -0276

2


LỜI NÓI ĐẦU
Cuốn sách này được biên soạn theo yêu cầu chuyên ngành dệt sợi gai bậc đại học,
toàn bộ sách gồm 6 phần. Nội dung chính giới thiệu đặc điểm của quy trình chuẩn bị chải
sợi, và những thiết bị, nguyên lý gia công, lựa chọn tham số kỹ thuật, quản lý chất lượng
trong các công đoạn từ chải thô, chuốt tinh, gộp sợi, sợi thô, sợi tinh…Đồng thời cũng
giới thiệu ngắn gọn về phương thức chuốt sợi gai và quay sợi gai truyển thồng.
Cuốn sách dựa trên thực tế ngành công nghiệp dệt sợi gai của Trung Quốc, lấy
thiết bị định hình sản xuất trong nước làm đối tượng, chú trọng đến việc diễn giải lý
thuyết công nghệ dệt sợi gai và thực tiễn sản xuất, đồng thời giới thiệu ngắn gọn về kỹ
thuật tiên tiến có liên quan trên thế giới.
Cuốn sách này biên soạn dựa trên bài giảng “Dệt sợi gai” của Học viện dệt Hoa
Đông, Bộ môn Dệt sợi gai. Tham gia biên soạn bài giảng có Khương Phồn Xương, Thiệu
Khoan, Chu Diên, Lý Thụy Tân…Giáo trình xuất bản chính thức quyển 1do Thiệu
Khoan viết, phần 2 chương chuốt tinh do Lý Thụy Tân víết, phần còn lại do Khương
Phồn Xương viết. Phần 3 chương kết sợi do Khương Phồn Xương và Dư Trung Hứng
viết, chương sợi thô của phần 3 và phần 4 do Chu Diên viết. Phần 5 và 6 do Khương
Phồn Xương viết. Bản thảo được chuyên gia Vụ sản xuất Bộ công nghiệp dệt may sơ
duyệt, sau khi tác giả sửa đổi, bổ sung, tiếp tục được duyệt lại. Tổ duyệt bài gồm Thái
Đức Huy, Tiền Chương Vũ, Thẩm Tổ Vọng, Dư Vận Xuyên…Khâu kiểm duyệt cuối
cùng do Khương Phồn Xương đảm nhiệm. Trong quá trình biên soạn cuốn sách này, rất
nhiều đồng chí tại các cơng xưởng và đơn vị nghiên cứu khoa học đã cung cấp những ý
kiến và tư liệu quý báu. Nhân đây chúng tôi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc.
Do trình độ những người biên soạn có hạn, cuốn sách sẽ khơng tránh khỏi sai sót, chúng

tơi hy vọng độc giả sẽ gửi ý kiến đóng góp để kịp thời chỉnh lý.
Nhóm biên soạn 11/1988

MỤC LỤC
3


PHẦN 1 LOẠI BỎ CHẤT KEO
1

Chương 1
Tiết 1
Tiết 2
Tiết 3
Tiết 4
Chương 2
Tiết 1
Tiết 2
Chương 3
Tiết 1
Tiết 2
Tiết 3
Tiết 4
Chương 4
Tiết 1
Tiết 2
Tiết 3
Tiết 4
Tiết 5
Tiết 6

Tiết 7

Nguyên liệu gai.................................................................(7)
Sự sinh trưởng của cây gai.................................................(7)
Kết cấu thân và gia công tước vỏ......……………….........(9)
Tính vật lý cơ chủ yếu và thành phần hóa học của sợi gai................................
Quản lý nguyên liệu gai………………………………………….(19)
Nguyên tố sợi và các tính chất…………………………………..(20)
Tính chất hóa học của ngun tố sợi…………………………….(20)
Tính chất vật lý của nguyên tố sợi……………………………….(28)
Chất keo và các tính chất………………………………………..(30)
Bán nguyên tố sợi và các tính chất………………………………(30)
Chất pectin……………………………………………………….(36)
Chất gỗ…………………………………………………………..(39)
Thành phần khác…………………………………………………(47)
Loại bỏ chất keo bằng hóa học…………………………………..(49)
Khái quat về cơng nghệ loại bỏ chất keo bằng hóa học…………(49)
Công nghệ tiền xỷ lý…………………………………………….(51)
Công nghệ tẩy rửa……………………………………………….(55)
Công nghệ sau xỷ lý…………………………………………….(65)
Thiết bị công nghệ loại bỏ chất keo……………………………..(89)
Xử lý biến tính sợi gai…………………………………………..(97)
Nhận định chất lượng gai khơ…………………………………...(100)
PHẦN 2 CƠNG TRÌNH CHẢI SỢI

Chương 1
Tiết 1
Tiết 2
Tiết 3
Tiết 4

Chương 2
Tiết 1
Tiết 2
Tiết 3
Tiết 4

Chuẩn bị trước khi chải…………………………………………(105)
Mục đích của việc chuẩn bị……………………………………..(105)
Gai mềm…………………………………………………………(105)
Làm ẩm…………………………………………………………..(114)
Cất giữ trong kho………………………………………………...(116)
Chải sợi gai………………………………………………………(118)
Nguyên lý cơ bản chải sợi……………………………………….(118)
Kéo dãn…………………………………………………………..(124)
Chải thô………………………………………………………….(135)
Chải tinh…………………………………………………………(195)
PHẦN 3 KẾT SỢI QUAY THÔ

Chương 1
Tiết 1
Tiết 2
Tiết 3
Tiết 4

Kết sợi…………………………………………………………..(258)
Khái quát về kết sợi…………………………………………….(261)
Nguyên lý kéo sợi………………………………………………(294)
Phân tích tỷ lệ sợi khơng đều……………………………………(300)
Nhân tố ảnh hưởng đến q trình kết sợi……………………….(303)

1

4


Tiết 6
Tiết 7
Tiết 8
Chương 2
Tiết 1
Tiết 2
Tiết 3
Tiết 4
Tiết 5
Tiết 6
Tiết 7

Sắp xếp có trật tự………………………………………………..(318)
Chất lượng sợi……………………………………………………(326)
Tính tốn cơng nghệ kết sợi và tỷ lệ sản xuất……………………(328)
Sợi thô…………………………………………………………….(332)
Khát quát về sợi thô……………………………………………..(332)
Kết cấu máy dệt sợi thô………………………………………….(336)
Nguyên lý vặn xoắn………………………………………………(340)
Q trình vặn xoắn của máy dệt sợi thơ………………………….(350)
Cuốn sợi thơ………………………………………………………(352)
Tính tóan kỹ thuật máy dệt sợi thơ……………………………….(374)
Quản lý chất lượng sợi thô………………………………………..(383)
PHẦN 4 SỢI MẢNH, XOẮN SỢI

Chương 1
Tiết 1
Tiết 2
Tiết 3
Tiết 4
Tiết 5
Tiết 6
Tiết 7
Tiết 8
Tiết 9
Tiết 10
(484)
Chương 2
Tiết 1
Tiết 2
Tiết 3
Tiết 4

Sợi mảnh…………………………………………………………(389)
Khát quát về sợi mảnh……………………………………………(389)
Kết cấu máy dệt sợi mảnh……………………………………….(392)
Kết cấu kéo sợi mảnh……………………………………………..(394)
Xoắn và quấn sợi…………………………………………………(414)
Kết cấu hình thành quấn sợi mảnh………………………………..(440)
Bàn luận về sức căng của sợi mảnh……………………………….(451)
Phân tích về khả năng đứt của sợi mảnh…………………………..(463)
Kiểm định chất lượng sợi mảnh…………………………………..(472)
Tính tốn kỹ thuật máy dệt sợi mảnh……………………………...(474)
Máy dệt kiểu mới…………………………………………………..
Xoắn sợi……………………………………………………………(505)

Khát quát về xoắn sợi………………………………………………(505)
Tạo hình……………………………………………………………(508)
Xoắn sợi……………………………………………………………(522)
Thầu sản phẩm……………………………………………………..(550)
PHẦN 5 CƠNG NGHỆ CHẢI, THÀNH SỢI TRUYỂN THỐNG

Chương 1
Tiết 1
Tiết 2
Chương 2
Tiết 1
Tiết 2
Tiết 3
Tiết 4

Công nghệ chải truyền thống………………………………………(553)
Kỹ thuật cắt…………………………………………………………(553)
Kỹ thuật chải trịn………………………………………………….(559)
Kỹ thuật thành sợi…………………………………………………..(566)
Chọn cây gai dầu……………………………………………………(566)
Q trình cơng nghệ máy kéo sợi…………………………………..(566)
Q trình cơng nghệ máy xử lý sợi…………………………………(568)
Cơng nghệ kết sợi…………………………………………………..(568)
PHẦN 6 MÁY DỆT SỢI NGẮN

Chương 1
Tiết 1

Đặc tính cơ bản của chải tinh…………………………………..(571)
Khái quát……………………………………………………….(571)

5


Tiết 2
Chương 2
Tiết 1
Tiết 2
Tiết 3

Đặc tính chải tinh……………………………………………….(572)
Kỹ thuật dệt sợi ngắn……………………………………………(573)
Hệ thống dệt bông……………………………………………….(573)
Hệ thống dệt sợi trung…………………………………………(576)
Hệ thống dệt bơng sợi thơ……………………………………….(577)

PHẦN 1 CƠNG TRÌNH LOẠI BỎ CHẤT KEO
CHƯƠNG 1 NGUYÊN LIỆU GAI
TIẾT 1 SỰ SINH TRƯỞNG CỦA CÂY GAI
Cây gai là loại cây sống lâu năm. Tuổi thọ gốc cây có thể là hàng chục, thậm chí
là hơn 100 năm. Sợi gai mang lại hiệu quả tốt cho người mặc, là một sự cân bằng tốt của
vật liệu dệt. Trung Quốc là đất nước sản xuất sợi gai chính trên thế giới. Mỗi năm sản
lượng lên tới 120 nghìn tấn, chiếm 80% tổng sản lượng thế giới.
Giống cây gai có 2 loại: loại lá trắng, loại này xuất xứ gốc từ Trung Quốc, và loại
lá xanh. Loại lá xanh là biến chủng của loại lá trắng, chủ yếu sinh trưởng ở một số nơi tại
khu vực Đơng Nam Á. Trong hai loại trên thì sợi gai từ loại lá trắng có chất lượng tốt
hơn. Đặc tính chủ yếu của loại gai lá trắng như sau:
Hình dáng cây gai như hình 1-1. Cây sinh ra từ gốc (phần dưới đất gọi là gốc cây,
gồm rễ và gốc), thân cây hình trụ vng, phần gốc khá thơ, phần ngọn khá mảnh, bên
ngồi lớp vỏ có lơng, thân cây cao 2~3m, đường kính gốc 2cm, khi sinh trưởng thân cây
màu vàng nhạt hoặc xanh nhạt,một số loại màu đỏ hoặc tím. Khi trưởng thành, bởi vỏ

bên ngồi đã hịan toàn phát triển thành gỗ, nên dần dần biến thành màu nâu. Trên thân
hình thành các đốt, từ đốt sinh trưởng ra lá, đâm chồi, và có thể sinh trưởng thành cây
con. Số lượng các đốt cây thường không giống nhau, thường từ 30~60 đốt, khoảng cách
giữa các đốt là 2~6cm, trong đó đốt giữa thân cây là dài nhất, phần gốc là ngắn nhất.
Trong điều kiện thời tiết không thuận lợi, cây thấp đốt cây ít, khoảng cách giữa các đốt
ngắn. Khoảng cách lớn giữa các đốt cây ảnh hưởng rất lớn đến độ dài sợi gai. Khoảng
cách giữa các đốt cây lớn, sợi gai sẽ dài, ngược lại, sợi gai sẽ ngắn.
Cây gai thường không phân nhánh, nhưng trong trường hợp trồng 1 năm, trồng
lâu năm hoặc chậm thu hoạch, cây gai già cũng có xu hướng phân nhánh. Một bụi cây
gai thường có từ chục cho đến hàng chục gốc.

6


Hình 1-1 Hình dạng cây gai
Cây gai có lá đơn mọc cách, tùy từng giống mà màu sắc của lá cũng khác nhau,
thường là hình trứng đến gần hình trịn hoặc hình tim. Lá có màu xanh nhạt, xanh hoặc
xanh đậm, mặt dưới có lơng màu trắng. Cuống lá tương đối dài, màu đỏ nhạt, đỏ hoặc
xanh lục.
Hoa cây gai có tính ổn định phức tạp. Cây có hoa đực và hoa cái cùng ở chung
một thân. Hoa đực mọc ở phía dưới các đốt cây, thường ở phía dưới 10 đốt cây. Hoa cái
mọc ở phía trên các đốt cây. Hoa cái và hoa đực mọc xen kẽ.
Quả cây gai nhỏ, bao bọc bởi hoa tồn tại, có lơng, màu nâu. Hạt gần hình cầu đến
hình trứng, màu nâu đen. Hình dáng hoa và quả xem hình 1-2

HI
Hình 1-2 Hình dáng hoa và quả
7

Cây gai thích hợp trồng ở vùng ơn đới và á nhiệt đới. Vùng canh tác cây gai ở
Trung Quốc phân bố ở khu vực rộng lớn từ 19~39 độ vĩ Bắc, phía Nam kéo đến đảo Hải
Nam, phía Bắc đến Thiểm Tây. Có khu trồng gai lưu vực sơng Trường Giang (chủ yếu ở
Hồ Nam, Tứ Xuyên, Hồ Bắc, Giang Tây, An Huy…), khu trồng gai Hoa Nam (chủ yếu ở
Quảng Tây, Quảng Đông, Phúc Kiến, Vân Nam, Đài Loan…), khu trồng gai lưu vực
sơng Hồng Hà (chủ yếu ở Thiểm Tây, Hà Nam và phía Nam của Sơn Đơng). Trong số
đó, khu trồng gai lưu vực sơng Trường Giang là vùng canh tác chủ yếu, diện tích canh
tác và sản lượng chiểm 90% tổng diện tích canh tác và tổng sản lượng của Trung Quốc.
Vùng trồng gai của tỉnh Hồ Nam phân bố tại 86 huyện, trong đó Ích Dương (huyện Viễn
Giang, Ích Dương), Thường Đức (huyện Hán Thọ) là khu vực canh tác chính. Tỉnh Tứ
Xuyên tập trung canh tác tại khu vực huyện Xuyên Bắc Đạt, phân bố chủ yếu ở hai bên
đường quốc lộ Hán Dư và hai bên bờ sông Cù. Tổng cộng là 11 huyện, trong đó, Dĩ Đạt,
Đại Trúc, Lâm Thủy là những huyện trồng nhiều nhất. Tại tỉnh Lạc Bắc, có 55 huyện
canh tác cây gai, chủ yếu là vùng bình nguyên dọc sông Trường Giang. Vùng canh tác tại
tỉnh Giang Tây chủ yếu ở Nghi Xuân (như huyện Nghi Xuân, Thượng Cao, Phân
Nghi…) và Cửu Giang (như huyện Thụy Xương, Đô Xương…). Vùng canh tác gai ở tỉnh
An Huy chủ yếu là Q Trì, Hồng Sơn…
Cây gai thích hợp trồng ở khu vực ấm mưa nhiều, tầng đất dầy, dinh dưỡng đủ,
thốt nước tốt, hướng mặt trời. Cây gai khơng chịu được gió, xung quanh cánh đồng gai
tốt nhất là bố trí gần các cây khác, vừa chắn gió, vừa tăng độ ấm ẩm, có lợi cho sinh
trưởng. Cây có thể trồng ở khu vực đồi, nhằm giảm tranh đất của hoa mầu hoặc bông.
Cây gai tại Trung Quốc một năm nhiều nhất thu hoạch 3 lần, lần đầu, lần hai và lần
ba. Thông thường chất lượng sợi của lần đầu là tốt, lần hai và ba kém hơn. Tại khu vực
canh tác lưu vực sông Trường Giang, cứ 3 tháng một lần, cây nẩy mầm, mỗi một quá
trình sinh trưởng của gai gồm 3 giai đoạn: thời kỳ mầm, thời kỳ sinh trưởng mạnh và
thời kỳ hình thành sợi
(1) Giai đoạn mầm: là giai đoạn ươm mầm. Giai đoạn mầm của cây gai do nhiệt độ
thấp, sinh trưởng chậm, khoảng chừng 1 tháng. Đợt gai thứ hai và ba, do nhiệt độ
cao, trong điều kiện lượng nước thích hợp, thường chỉ cần 5~7 ngày có thể cơ bản
mọc mầm đều. Giai đoạn mầm của hai mùa bình quân trong vịng khoảng 10

ngày. Các lần sau đó, tốc độ sinh trưởng sẽ nhanh hơn.
(2) Thời kỳ tăng trưởng mạnh: là giai đoạn cây gai sinh trưởng mạnh nhất. Thời kỳ
sinh trưởng mạnh của đợt gai đầu là khoảng 40 ngày, mỗi ngày bình quân tốc độ
tăng trưởng là 2~4cm, đợt sau khoảng 20~30 ngày, trong điều kiện lượng nước
bảo đảm, tốc độ tăng trưởng bình quân là 5cm trở lên.
(3) Thời kỳ trưởng thành của sợi gai: trong giai đoạn này, gốc gai về cơ bản khơng
cịn tiếp tục tăng trưởng, nhưng tầng sợi tiếp tục dày thêm và trưởng thành. Sơi
đến độ thu hoạch phải thu hoạch kịp thời, để bảo đảm chất lượng và thời kỳ sinh
trưởng tiếp theo.
Tồn bộ q trình sinh trưởng đợt đầu mất 80~90 ngày, đợt hai là 50~60 ngày, đợt
ba là 70~80 ngày, tổng cộng cần khoảng 210~220 ngày. Đến nửa cuối tháng 11, sau
khi thu hoạch xong, lúc này nhiệt độ xuống thấp, cần tranh thủ thời gian mùa đông để
đào sâu toàn bộ đất, làm tơi đất, cải thiện thổ nhưỡng, bảo vệ cây gai tránh rét, đảm
bảo mầm cây sinh trưởng.
Cùng với sự phát triển của ngành dệt sợi gai, tiêu thụ nội địa cũng như xuất khẩu
ngày càng tăng, yêu cầu về chất lượng sản phẩm sợi gai cũng ngày càng cao, phải
nâng cao chất lượng nguyên liệu gai dựa trên cơ sở sẵn có, tức là từng bước nâng cao
số lượng xơ sợi.
8


Phương pháp nâng cao chất lượng sợi gai cần nắm vững 4 phương diện sau. Thứ
nhất, nâng cao chất lượng nạo, vừa đảm bảo nạo vừa thu hoach được bột, vì vậy, nhất
thiết phải cải tiến cơng cụ nạo hiện có. Thứ hai, tiến hành phân loại theo khu vực, một
vùng một loại. Một vùng ở đây chỉ một xã hoặc một khu, một huyện. Trong một
phạm vi như vậy, chỉ trồng một loại, loại bỏ các loại khác. Thứ ba, xây dựng tiêu
chuẩn phân cấp công, nông, thương phân loại gai, cần quán triệt nguyên tắc chất
lượng tốt thì giá cao. Thứ tư, áp dụng kỹ thuật trồng khoa học và chất lượng cao.
TIẾT 2

KẾT CẤU THÂN CÂY GAI VÀ GIA CÔNG TƯỚC VỎ

Kết cấu thân gai chia thành cấu trúc ban đầu và cấu trúc thứ cấp
I.
Kết cấu ban đầu
Kết cấu thân cây gai ban đầu từ ngoài vào trong chia thành vỏ ngồi, tầng vỏ, lớp
vỏ, bó mạch và cốt tủy.
Vỏ ngoài là tầng tế bảo bên ngoài cùng của cây gai, thuộc tổ chức bảo vệ ban đầu,
do tế bảo vỏ ngồi và lơng ngồi vỏ cấu thành. Tế bào vỏ ngồi dày, có góc cạnh. Khi
cây gai trưởng thành, một bộ phận lơng ngồi vỏ sẽ rụng.
Tầng vỏ nằm ở giữa vỏ ngoài và phần gỗ. Tế bào tầng vỏ ban đầu thường mỏng.
Tế bào bên ngoài tầng vỏ là tế bào sừng dày, trong quá trình sinh trưởng sẽ biến thành
phần gỗ, thuộc cấu trúc phân sinh lần sau. Tế bào mỏng của tầng vỏ nằm trong cấu
trúc sừng dày, tế bào to hơn sẽ chứa nhiều diệp lục hơn. Ở một số loại khác, tế bào
mỏng của tầng vỏ có chứa tannic, khi gặp vật chất sắt trong đất sẽ kết hợp thành hợp
chất tannic sắt, khiến sợi gai có màu đỏ
Lớp vỏ nằm phía trong tầng vỏ, cơng nghiệp dệt tận dụng sợi gai phân bố ở đây.
Cùng với sự sinh trưởng của cây gai, tế bào mỏng của lớp vỏ phân hóa thành hai loại.
Tế bào lớn phát triển thành tế bào sợi, tế bào nhỏ phân bố trong tế bào sợi, về sau, khi
tế bào sợi dài ra và dày thêm sẽ bị ép và hỏng.
Bó mạch nằm ở phía trong lớp vỏ. Sau khi xuất hiện tầng, sẽ tiếp tục hình thành
lớp vỏ dai và phần gỗ. Lớp vỏ dai và phần gỗ là cấu trúc vận chuyển thực vật.
Tủy nằm ở trung tâm thân cây, xung quanh là bó mạch. Tủy do tế bảo mỏng tạo
thành, ban đầu đều là những tế bào sống, khi trưởng thành sẽ trở thành nơi trữ chất
dinh dưỡng. Ở một số ít loại gai, trong thời kỳ trưởng thành, tế bào tủy bị hủy hoại và
hình thành tủy rỗng. Kết cấu ban đầu của thân gai xem hình 1-3.
II.
Kết cấu thứ cấp của thân cây gai
Kết cấu thứ cấp của thân cây gai gồm vỏ và bó mạch thứ cấp, được hình thành
theo quá trình sinh trưởng của cây.

Gỗ xốp hình thành tầng, được gọi chung là chu bì. Sau khi thân cây trưởng thành
và gỗ xốp hình thành, tế bào vỏ ngồi khơ dần và chết đi.
Bó mạch thứ cấp gồm lớp vỏ dai và phần gỗ thứ cấp. Phần gỗ khơng những thúc
đẩy sự phát triển, mà cịn là nơi trữ chất dinh dưỡng. Lớp vỏ dai thứ cấp có chứa sợi,
nhưng số lượng ít. Độ dài sợi ở lớp vỏ dai thời kỳ đầu có thế đạt được là 500mm, còn
giai đoạn thứ cấp chỉ khoảng 6mm. Sợi ở lớp vỏ dai giai đoạn thứ cấp phân bố dày
nhưng số lượng ít, giá trị khơng lớn. Kết cấu thân cây thứ cấp xem hình 1-4.
III.
Thu hoạch và gia cơng
Sau khi thân đã trưởng thành cần thu hoạch kịp thời. Thời điểm thu hoạch sớm
hay muộn có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và số lượng thu hoạch. Nếu thu hoạch
quá sớm, sợi chưa phát triển hết, tế bào sợi mỏng, mềm, độ bền kém. Nếu thu hoạch
9


muộn, số lượng sợi thu hoạch không những không tăng mà sợi lại thơ cứng, khơng có
lợi trong q trình dệt, và ảnh hưởng đến chu kỳ sinh trưởng sau.

Hình 1-3 Kết cấu ban đầu thân cây
1- Lơng biểu bì 2-Tế bào biểu bì 3-Tế bào dày lớp vỏ
4-Tế bào mỏng lớp vỏ
5- Lớp vỏ bên trong
6-Bó mạch
7- Lớp vỏ dày
8-Lớp hình thành
9- Phần gỗ
10-Cốt tủy

Hình 1-4 Kết cấu thứ cấp thân cây gai
(一)Bó mạch

(一) Lớp vỏ dày thứ cấp
(一) Phần gỗ thứ cấp
1- Lớp gỗ xốp
2-Tổ chức góc dầy 3-sợi bó mạch (sợi của lớp vỏ dày ban
đầu) 4-Sợi của lớp vỏ dày thứ cấp 5-Lớp hình thành
6-Ống thơng 7- lơng
Thu hoạch gai lần thứ hai có những đặc điểm sau:
1. Thân dưới cây màu nâu, phần giữa màu nâu vàng
2. Lá phần thân dưới rụng, lá phần trên màu xanh vàng.
3. Khi chặt thân, phần gỗ rất dễ gãy, phần vỏ cũng dễ bị bong.

Sau khi thu hoạch thân gai cần nhanh chóng tiến hành gia cơng tước vỏ. Công
đoạn này gồm hai bước sau:
10


1. Tước vỏ là tước vỏ khỏi thân gai. Cần tiến hành tước vỏ ngay sau khi chặt. Cách

thứ hai là cắt vỏ, đầu tiên dùng gậy tre đập cho lá rụng, sau đó dùng dao sắc chặt
sát gốc đồng loạt tịan bộ, bó lại rồi ngâm nước, sau đó tước vỏ, bó lại thành bó
nhỏ rồi ngâm nước, rửa trôi bùn đất và nhựa.
2. Lột vỏ là lột bỏ lớp vỏ tươi bên ngoài. Vỏ cây gai tương đối phát triển. Chất lượng
lột bỏ vỏ tốt hay không sẽ ảnh hưởng lớn đến q trình gia cơng kéo sợi, dệt. Nếu
lột khơng sạch, một số thành phần hóa học trong vỏ sẽ gây ảnh hưởng đến chất
lượng chuốt sợi.
Quá trình này trước kia thường dùng phương pháp thủ cơng, hiệu suất thập, sức
lao động lớn. Thường trung bình một người một ngày tước 3.5~4.5kg. Một năm thu
hoạch 3 lần, tính mùa vụ rất rõ ràng, do lực lượng lao động thiếu nên chậm thu hoạch.
Những năm gần đây, khắp nơi trên đất nước nghiên cứu chế tạo thành công nhiều loại
máy tước vỏ, nâng cao năng suất và giảm sức lao động.

Vỏ sau khi tước được đem đi phơi sẽ trở thành nguyên liệu dệt sợi gai. Khu vực
khác nhau, chủng loại khác nhau và thời vụ thu hoạch khác nhau khiến tính vật lý thơ
tinh, dài ngắn của sợi cũng khác nhau. Thậm chí trong cùng một khu vực, cùng chủng
loại, cùng một mùa vụ, hoặc ngay trên cùng một cánh đồng, chất lượng sợi cũng khác
nhau. Điều này gây khó khăn cho xưởng dệt sợi gai, khơng chỉ ảnh hưởng q trình
quay sợi mà cịn ảnh hưởng chất lượng thành phẩm. Vì vậy, nhất thiết phải phân loại
nguyên liệu dệt sơi gai.
Nhằm theo kịp sự phát triển của công nghiệp dệt sợi gai, Trung Quốc đang xây
dựng tiêu chuẩn thống nhất phân loại nguyên liệu dệt sợi gai.
Xuất phát từ nhu cầu công nghiệp dệt, tiêu chuẩn phân loại nguyên liệu chủ yếu
dựa trên một số đặc điểm sau:
1. Độ mịn của sợi: Chỉ số sợi là một trong những tiêu chuẩn chính để đo chất lượng
sợi. Chỉ số cao, độ bền tốt, có thể dùng để dệt những sản phẩm chất lượng cao.
Chỉ số thấp chỉ có thể dùng dệt những sản phẩm thơ, dày.
2. Ngun liệu có tỷ lệ chất keo: keo khơng phải là nguyên liệu dệt sợi gai. Nếu
nguyên liệu có lượng keo nhiều thì hàm lượng sợi thấp, hiệu suất sử dụng thấp,
cơng đoạn loại bỏ chất keo càng khó thì giá thành càng cao. Hàm lượng keo quá
nhiều sẽ làm giảm độ bền của sợi gai.
3. Chất lượng cảm quan và tỷ lệ tạp chất của nguyên liệu: tước vỏ, lột vỏ khơng
sạch, cịn tồn dư nhiều tạp chất sẽ gây khó khăn cho q trình loại bỏ chất keo, dệt
sợi.
TIÊT 3 TÍNH NĂNG VẬT LÝ CƠ CHÍNH VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA SỢI
GAI
Nguyên liệu sợi gai chứa tế bào sợi và tạp chất keo. Tế bào đơn của sợi hình trụ,
phần giữa thơ. Tế bào đơn của sợi gai hình trụ hoặc là mặt phẳng, ở giữa thơ, hai đầu là
tế bào dày và dài, độ dầy là 18μm. Hình dáng sợi khơng đồng nhất. Phía gốc đa phần
hình đầu rắn, phần giữa thân có hình vịng, xem hình 1-5. Mặt cắt ngang của tế bào sợi
thường là hình ovan, hình vịng eo hoặc mặt phẳng, xem hình 1-6

11

A

B

Hình 1-5 Hinh dáng sợi theo chiều dọc
Hình 1-6 Hình dáng sợi
theo chiều ngang
Tính vật lý cơ
của sợi gai gồm độ mịn,
độ dài, độ dai…
Độ mịn: Sử dụng số tex
để hiển thị. Đây là chỉ
tiêu tính vật lý cơ quan
trọng nhất của sợi. Độ
mịn của sợi có quan hệ
mật thiết với công đoạn quay sợi. Độ mịn của sợi ngày càng tăng thì chỉ số sợi sẽ tăng
tương ứng. Yếu cầu độ mịn phải nhỏ hơn 0.555 tex.
Độ dài: so với độ mịn thì độ dài của sợi khơng quan trọng bằng. Nguyên do là độ
dài sợi trong quá trình sinh trưởng đã được hình thành, bản thân tương đơi dài, dễ đáp
ứng u cầu dệt. Trong cơng nghệ thì hệ số chênh lệch tiêu chuẩn độ dài lại có ý nghĩa
quan trọng, vì hệ số chênh lệch tiêu chuẩn độ dài của cây gai rất cao, hơn 80%, nó ảnh
hưởng trực tiếp đến tham số công nghệ dệt và chất lượng sản phẩm. Để cải thiện chất
lượng độ mịn, thông thường sẽ áp dụng công nghệ chuốt tinh, như vậy có thể giảm hệ số
chênh lệch tiêu chuẩn độ dài 50%.
Độ khỏe biếu thị khả năng chịu ngoại lực bên ngoài của sợi. Do sự khác biệt về độ
mịn của sợi tương đối lớn, vì vậy, trong các cơng xưởng sản xuất đều sử dụng chỉ tiêu
này, thông thường được đo là 670mN/tex.
Tính co dãn và tính đàn hồi của sợi gai tương đối thấp, vì vậy sản phẩm từ sợi gai

có độ dễ nhàu. Để khắc phục nhược điểm trên, vài năm gần đây, một số đơn vị đã triển
khai nghiên cứu biến tính sợi gai, và đã thu được những hiệu quả thực tế trong sản xuất.
Kết quả đo tính cơ học chủ yếu của sợi gai năm 1979 được hiển thị trong bảng 1-1
Thành phần hóa học của nguyên liệu sợi gai vô cùng phức tạp, một số loại kết cấu
vật chất cho đến nay vẫn chưa được tìm ra. Chủ yếu được chia thành hai loại nguyên tố
sợi và phi nguyên tố sợi. Nguyên tố sợi là vật chất cơ bản để cấu thành sợi. Phi nguyên tố
sợi có thành phần bao gồm bán nguyên tố, nguyên tố gỗ…, tồn tại ở giữa tế bào sợi đơn,
gắn kết các sợi đơn với nhau, vì vậy trong công nghiệp gọi đây là chất keo.
12


Thành phần hóa học trong qua trình sinh trưởng cây gai là không giống nhau. Khu
vực khác nhau, chủng loại khác nhau thì thành phần hóa học cũng khác nhau. Kết quả đo
thành phần hóa học của các loại gai năm 1979 xem bảng 1-2

13


Loại

Khu
vực
chủng
loại
Hồ Nam
Vỏ vàng
Hồ Nam
Gai
tương
số1

Hồ Nam
Lô trúc
thanh
Hồ Nam
Gai
trắng
Hồ Bắc
Gai xanh
lá mịn
Giang
Tây
Đồng bì
thanh
Giang

Độ
mịn
sợi
(tex)

Bảng 1-1 Tính vật lý cơ học của các loại sợi gai chủ yếu năm 1979
Độ dài
Độ khỏe
Độ đứt gãy
Tỷ lệ đứt gãy
kéo dài
Số
Số
Hệ số Tỷ lệ Tỷ lệ Số đo Hệ số
Số đo Hệ số Số

Hệ số
đo
đo
chênh dưới
dưới
bình
chênh bình
chênh đo
chênh
bình lớn
tiêu
4.5cm 4.6cm quân
tiêu
quân( tiêu
bình tiêu
quân nhất chuẩn (%)
(%)
(mN) chuẩn mN/te chuẩn quân chuẩn
(cm) (cm) (%)
(%)
x)
(%)
(%)
(%)

0.637
(1570)
0.663
(1508)

5.31

0.696
(1649)

468.5
4
476.4
8

35.18

663.06 38.32

3.84

22.49

10.09 55.53

Đứt gãy c
thể
Số
Hệ
đo
ch
bình lệc
quân tiê
(x 10- ch
5J

(%
/tex)
14.99 56

37.89

692.19 40.97

3.63

34.09

10.09 58.48

16.76 54

51.26

437.1
8

36.72

693.03 39.55

3.89

23.93

9.60

57.48

14.99 62

50.96

45.94

431.4
0

38.84

690.43 41.72

3.75

21.77

8.92

59.20

14.11 61

85.00

53.72

48.99

464.6
2

37.43

791.08 45.09

3.81

23.31

9.80

61.47

16.76 62

46.5
0

87.09

53.99

49.95

485.0
0

35.34

646.28 38.51

3.92

21.83

10.66 57.70

14.11 57

48.6

82.46

54.18

49.78

391.4

39.02

580.07 42.35

3.72

23.65

8.04

11.47 63

40.6
7
43.1
0

79.72

61.13

56.17

86.07

60.22

55.72

5.82

44.5
0

79.48

56.42

0.607
(1647)

6.92

55.0
0

91.22

0.590
(1694)

6.26

49.0
0

0.722
(1365)

6.40

0.637

6.39

5.62

14

Công đứt gãy
Số
đo
bình
quân
(x 105J
)

Hệ số
chênh
tiếu
chuẩn
(%)

59.18


Tây
hồng bì
tử
Tứ
Xun
Gai
thanh bì
gia
Quảng
Tây Hắc
bì

An Huy
Đại
hồng bì
Bình
qn 10
loại

(1571)

7

1

0.625
(1600)

6.56

38.7
5

85.05

50.63

45.29

445.2
1

37.31

680.72 40.61

3.51

23.17

8.92

61.00

14.11 65

0.598
(1672)

5.73

40.6
7

87.50

59.75

55.56

413.3
6

37.45

662.18 40.36

3.55

23.33

8.04

61.31

12.35 58

0.636
(1572)

5.77

45.0
0

92.07

60.76

57.06

455.9

9

36.82

661.29 41.43

3.95

22.44

10.10 60.12

14.99 58

0.631
(1585.
6)

6.03

44.7
8

85.59

56.74

52.15

440.7

1

37.73

671.89 40.76

3.76

23.30

9.31

14.11 59

15

59.15


Bảng 1-2 Bảng phân tích hàm lượng (%) hàm lượng thành phần hóahọc các loại gai chính năm 1979
Loại Hồ Nam Vỏ vàng
Hồ Nam Gai tương số 1
Hồ Nam Lô Trúc Thanh
Hồ Nam Gai trắng
Rễ
Giữa Thân Bình Rễ
Giữa Thân Bình Rễ
Giữa Thân Bình Rễ
Giữa Thân
Thành

quân
quân
quân
phần
Mỡ sáp 0.78 0.58 0.54 0.63 0.19 0.20 0.28 0.22 0.33 0.37 0.44 0.38 0.61 0.67 0.77
Nước
7.32 6.29 7.25 6.95 7.20 6.10 6.91 6.74 6.93 6.02 6.42 6.46 8.50 7.55 8.40
Keo
4.43 3.94 5.20 4.52 3.01 3.77 4.64 4.11 4.17 4.03 4.67 4.29 4.12 4.04 4.85
Bán
12.6 12.5 14.2 13.1 12.9 13.0 14.3 13.4 12.2 11.77 13.3 12.4 12.9 13.0 14.4
nguyên 0
7
4
4
8
0
9
4
6
2
5
6
6
0
tố sợi
Chất gỗ 1.72 1.28 1.75 1.59 1.54 1.14 1.60 1.43 1.40 1.08 1.44 1.31 1.52 1.10 1.78
Nguyê 73.1 75.3 71.0 73.1 74.2 75.7 72.1 74.0 74.8 76.7 73.7 75.11 72.5 73.5 69.8
n tố sợi 5
4

2
7
2
8
9
6
8
4
0
1
8
2
Bụi
3.66 2.95 3.95 3.52 3.59 2.96 3.62 3.39 3.51 3.04 3.57 3.57 4.48 3.89 4.55
Nguyê 23.8 22.3 25.5 23.7 22.4 21.7 24.7 22.9 22.7 21.7 24.7 23.0 25.1 24.5 28.3
n liệu
4
6
1
4
8
0
5
8
8
4
1
8
0
5

5
gai có
chất
keo

16

Bình
qn
0.68
8.15
4.31
13.47
1.10
71.97
4.29
26.00


Chất
keo tồn
dư ở
sợi gai
khô
tinh
Tỷ lệ
nước

1.81

1.76

1.88

1.82

1,81

1.73

1.74

1.76

1,55

1.35

10.51

Bảng tiếp theo
Loại Hồ Bắc Gai xanh lá mịn
Rễ
Giữa Thân Bình
Thành
quân
phần
Mỡ
0.65 0.64 0.82 0.70
sáp

Nước
8.01 7.44 7.22 7.55
Keo
3.68 3.59 3.99 3.76
Bán
12.1 13.0 13.4 13.1
nguyên 5
7
4
5
tố sợi
Chất
2.05 1.90 2.21 2.05
gỗ
Nguyê 72.6 73.3 72.3 72.7
n tố sợi 6
7
2
8
Bụi
3.41 2.94 3.33 3.23

1.33

l.41

2.33

1.91

8.93

2.15

2.18

10.65

Giang Tây Đồng bì thanh
Rễ
Giữa Thân Bình
qn

Giang Tây hồng bì tử
Rễ
Giữa Thân Bình
quân

Tứ Xuyên Gai thanh bì gia
Rễ
Giữa Thân Bình
quân

0.37

0.49

0.55

0.47

0.46

0.61

0.29

0.40

6.72
3.47
11.6
3

7.27
3.61
12.5
9

6.38
3.86
12.0
9

6.70
3.65
12.1
0

7.46

3.87
12.62

7.79
4.12
13.7
8

7.32 7.52 6.93 6.43 7.18 6.85
4.06 4.02 3.28 3.09 3.66 3.31
13.03 13.14 13.18 12.62 13.13 12.71

0.46

0.56

0.50

0.51

0.76

1.00

0.91

77.3
6
2.78

75.4
6
3.29

76.6
2
2.85

76.4
8
2.98

74.84

72.6
8
3.47

74.39 73.97 76.21 76.51 74.69 75.01

17

2.97

1.32

0.47

0.89

3.26

0.69

3.00

0.56

0.30

3.66

0.34

1.01

2.66

0.43

0.83

2.94


Ngu 23.0
n liệu
0
gai có
chất

keo
Chất
2.12
keo tồn
dư ở
sợi gai
khơ
tinh
Tỷ lệ
nước

22.4
6

23.8
1

23.0
9

21.0
9

23.1
1

21,6
3

21.9

4

22.76

24.5
3

23.72 23.67 22.02 22.33 22.40 22.25

1.81

1.87

1.93

2.18

1.91

2.02

2.04

2.03

1.56

2.06

11.87

9.97

1.88

11.34

Thành
phần
Mỡ sáp
Nước
Keo
Bán
ngun

Quảng Tây Hắc bì
An Huy
Đại hồng bì
Bình quân 10 loại
Rễ
Giữa Thân Bình Rễ
Giữa Thâ Bình Rễ
Giữa Thâ
quân
n
quân
n

Bình
quân

0.43
6.55
4.50
11.3
9

0.54
7.35
4.04
13.2
9

0.47
7.82
4.19
14.3
9

0.54
7.03
4.31
14.3
0

0.48
7.78
4.34
1
4.36

1.23
9.63
4.19
11.5
6

0.60
7.62
3.75
14.5
2

0.91
8.79
4.27
15.5
4

0.92
8.68
4.07
14.8
7
18

0.55
7.73
3.96
12.9

4

0.52
7.03
3.81
13.1
4

0.55
7.29
4.35
13.7
9

1.77

1-80

10.69

Bảng tiếp theo
Loại

l.82

1.83


tố sợi
Chất gỗ

Ngun
tố sợi
Bụi
Ngun
liệu gai
có chất
keo
Chất keo
tồn dư ở
sợi gai
khơ tinh
Tỷ lệ
nước

0.78
71.3
5
4.86
25.8
7

0.71
72.4
2
4.05
24.7
9

1.19
72.6

3
3.91
25.0
9

0,80
72.1
4
4.27
25.2
5

1.21
69.1
7
5.02
27.0
7

0.70
72.8
1
3.42
24.2
8

1.17
69.3
3
3.81

26.5
1

1.03
70.4
4
4.08
25.9
5

1.19
73.6
4
3.72
23.5
5

1.03
74.4
7
3.29
23.1
9

1.36
72.6
7
5.59
24.6
5

1.19
73.5
9
3.53
23.8
0

l.79

1.76

1.76

1.77

2.78

2.53

2.56

2.63

2.03

1.81

1,92

1.92

10.53

11.78

10.81

19


Tiết thứ 4: QUẢN LÝ CÂY GAI
I. Mục đích của việc quản lý cây gai
Tính chất cơ lý của sợi gai và thành phần hóa học của gai nguyên liệu khác nhau rất
nhiều. Không những khác nhau về vùng miền, về giống và thời vụ thu hoạch của cây gai
nguyên liệu cũng có sự khác biệt, tức là giống nhau về vùng miền, cùng một loại giống
và cùng thời gian thu hoạch, thậm chí trên cùng 1 cây gai ở các vị trí khác nhau cũng có
sự khác biệt tương đương. Để sản xuất ra được sản phẩm sợi đồng nhất, bắt buộc phải ở
trong điều kiện kéo sợi bình thường, sử dụng phẩm chất cơ bản gần với nguyên liệu để
duy trì sản xuất và chất lượng sản phẩm ổn định. Đây chính là mục đích thứ nhất trong
việc quản lý cây gai.
Các sợi gai không cùng phạm vi sử dụng, yêu cầu về chất lượng sản phẩm và đặc
tính của nó khác nhau. Sử dụng hợp lý ngun liệu đáp ứng yêu cầu vể chất lượng sản
phẩm và vừa giảm giá thành. Đây là mục đích thứ 2 của việc quản lý cây gai.
Đối với gai nguyên liệu đầu vào, Bộ phận kho phải dựa theo nơi sản xuất, chủng
loại, cấp và thời gian thu hoạch để cất trữ riêng. Bộ phận hóa nghiệm phải tiến hành làm
kiểm nghiệm ngay đối với gai nguyên liệu đầu vào, phải làm tốt công tác ghi chép ban
đầu để tham khảo khi sử dụng, đồng thời làm căn cứ kiểm nghiệm tỷ lệ phù hợp của cấp
gai nguyên liệu đầu vào.
II. Phối gai

Phối gai là khâu chủ yếu nhất của việc quản lý gai nguyên liệu, do phẩm chất của
các sợi gai có sự khác biệt lớn nên việc làm tốt cơng tác phối gai có ý nghĩa rất quan
trọng. Mục đích của việc phối gai là dựa vào yêu cầu của thành phẩm, sử dụng phối trộn
hợp lý các loại gai có phẩm chất khác nhau để có lợi cho việc cân bằng sản xuất và ổn
định về chất lượng sản phẩm.
Nguyên tắc để phối gai như sau:
1. Xem xét yêu cẩu của thành phẩm: Các sản phẩm dệt gai, gai thông thường chia
làm 2 loại là sợi dùng cho công nghiệp và sản phẩm hàng dệt, yêu cầu chất lượng của
chúng đối với sợi là khác nhau. Số sợi nhỏ dùng cho cơng nghiệp thường khá thấp,
nhưng lại có yêu cầu khá cao đối với cường độ sợi. Sợi dùng cho hàng dệt may thường
quá cao, bất luận là sợi lụa dọc hay là sợi ngang thì chất lượng ngoại quan và sợi khô yêu
cầu đều khá cao. Cho nên, khi kéo sợi xuống thấp, bình thường chọn dùng gai ngun
liệu có số sợi khá thấp, cịn khi kéo sợi lên cao thì chọn dùng gai ngun liệu có số sợi
cao.
2. Xem xét đến tình hình ổn định sản xuất hoặc tồn kho gai nguyên liệu trong cả
năm: Khi phối gai phải chú ý điểm này rất quan trọng, nếu khơng có thể xuất hiện sự dao
động về chất lượng của sản phẩm, ảnh hưởng đến sự ổn định sản xuất. Cho nên, Bộ phận
quản lý kho phải cung cấp ngay cho Bộ phận kỹ thuật sản xuất thông tin cung cấp và tồn
kho gai nguyên liệu để cho đúng vào trong nguyên liệu.
3. Xem xét sự tiện lợi của cây gai hỗn hợp:
Do đặc điểm sản xuất của sợi gai, chủng loại giống cây gai hỗn hợp không nên
quá nhiều, nếu không sẽ không tiện quản lý, mà còn dễ gây nên chất lượng của sản hẩm
bị dao động.
4. Sự sai khác về tính chất của giống gai hỗn hợp không được quá lớn:
20


Nếu như các chỉ tiêu tính chất thành phần của gai hỗn hợp quá lớn, quá trình kéo
sợi dễ chuyển biến xấu, tỷ lệ đứt đầu ở các sợi nhỏ tăng lên.
5. Xem xét đến giá thành nguyên liệu: Yêu cầu phải dùng gai hợp lý, cố gắng

giảm thấp giá thành, nâng cao hiệu suất kinh tế.
Hiện nay, chưa thống nhất được phương pháp phối gai, có Nhà máy qui định
cường độ của sợi thỏa mãn 485Mn/tex lấy sợi có độ nhỏ làm chuẩn. Ví dụ, đối với sợi
gai thuần 27.8 tex (36 chi) yêu cầu số sợi dưới 0.07 tex (trên 1400Nm). Có Nhà máy thì
lấy chiều dài đoạn đứt làm chuẩn, yêu cầu không dùng những sợi trên 50km, nhưng
cường độ thấp, số thứ tự thấp((Ne - mức độ to nhỏ của sợi) cao). Những sợi có cường độ
cao, số thứ tự cao (Ne thấp) cũng không dùng, trên thực tế vẫn lấy độ nhỏ của sợi là chủ
yếu.
CHƯƠNG II

CHẤT XEN-LU-LƠ VÀ TÍNH CHẤT CỦA NĨ

Tiết 1: Tính chất hóa học của chất Xen-lu-lơ
Chất Xen-lu-lơ là một trong những vật chất tồn tại lớn nhất trong thực vật, là vật chất cơ
bản cấu tạo nên thành tế bào thực vật, thường cùng với Hemicellulose, chất pectin, các
sợi Lignocellulose ở cùng nhau tạo thành chủ thể sợi cellulose. Do các sợi dệt được cấu
tạo bởi cellulose là nguyên liệu quan trọng trong ngành công nghiệp dệt. Sợi cellulose
được sử dụng trong ngành cơng nghiệp dệt có lúc lấy từ các hạt giống, như bơng; có lúc
lấy từ bộ phận nhẫn bì (li be trong thân cây), như sợi gai, lanh, gai hoa vàng; có lúc thì
lấy từ là thực vật, như cây thùa (cây thùa sợi) và cây chuối gai (sợi tơ chuối) (sợi Manila)
. Hàm lượng shu của các sợi cellulose có nguồn gốc khác nhau thì khác nhau, hàm
lượng chứa trong bông là 92~95%, hàm lượng trong bộ phận nhẫn bì 65~75%. Bất luận
là nguồn gốc cellulose khác nhau thì cấu tạo hóa học và kết cấu của chúng đều như nhau.
Thực nghiệm chứng minh, trong cấu tạo cơ bản của cellulose chứa 44,44% Các bon,
6,17%Hydro, chứa 49,3% ô xy. Đơn vị cấu thành cơ bản là CgH10O5o thêm một bước thí
nghiệm chứng minh, cellulose là doa'—hạt nho (dạng ß), thơng qua 1,4 Glycosides
tương hỗ liên tiếp và tạo thành hợp chất cao phân tử mạch thẳng. Cơng thức cấu tạo của
nó
là:

n trong cơng thức là độ polyme hóa, chứng tỏ số lượng của vịng gốc Glucose trong đại
phân tử cellulose, căn cứ kết quả đo theo phương pháp độ dính dung dịch đồng amoniac,
sợi gai là khoảng 2220, sợi lanh là khoảng 2440, bông là 2660.
Trị số của độ polime hóa cellulose, do nguồn gốc mẫu thử, phương pháp xử lý và phương
pháp đo khác nhau, có thể có sự khác biệt rất lớn, thậm chí cịn có thể xuất hiện nhiều
mâu thuẫn. Tính đảm bảo của các phương pháp đo thử và tính so sánh số liệu đo đạt
được của các phương pháp, còn phải chờ bước nghiên cứu tiếp theo. Nhưng dùng cùng
một phương pháp, kết quả đo đạt được trong cùng điều kiện vẫn có thể làm so sánh.
21


Phân tích kết quả hóa học của cellulose có thể biết, gốc đường glucose của đại phân tử
cellulose là mượn liên kết 1,4 Glycosides, mà ở trên mỗi vòng gốc đường Glucose có 3
gốc Hydroxyl, trong đó có 1 gốc Hydroxyl chính (trên nguyên tử C số 6) và 2 gốc
hydroxyl thứ cấp (trên nguyên tử C số 2, số 3). Xuất phát từ đặc điểm kết cấu này, tính
chất hóa học của cellulose được thể hiện trên hai phương diện:
1. Phản ứng liên quan với đại phân tử cắt ngắn. Gốc Hydroxyl là gốc so sánh sự
sinh động, rất nhiều chất thử đều có thể sinh ra phản ứng với gốc hydroxyl, sinh ra các
hợp chất từ đơn giản đến phức tạp khác nhau của cellulose. Do tính năng phản ứng hóa
học của gốc hydroxyl chính và gốc hydroxyl thứ cấp khác nhau, cho nên khi chúng tác
dụng với chất thử khác nhau thì thứ tự các phản ứng hóa học và sản phẩm phản ứng cũng
khác nhau. Những phản ứng này bao gồm cellulose kiềm, oxycellulose và các phản ứng
este hóa. Những năm gần đây, nghiên cứu phương pháp biến tính đối với cellulose sợi
gai thì phần lớn là từ phản ứng gốc hydroxyl của đại phân tử cellulose.
2. Mục đích nghiên cứu phản ứng hóa học cellulose khơng hạn chế tìm hiểu tính
chất hóa học của cellulose, quan trọng hơn là lợi dụng tính chất hóa học của cellulose để
phòng tránh và khắc phục các nhân tố có hại trong keo của sợi gai, sợi gai để nâng cao
chất lượng của sợi gai, cải tiến chất lượng sản phẩm của sợi gai và nâng cao tính năng xe
sợi của nó.
I. Tác dụng của axit trên cellulose

Dung dịch axit của cellulose ở nồng độ thích hợp, đặc biệt là trong dung dịch axit
vô cơ mạnh ở nồng độ nhất định, sẽ sinh ra phản ứng thủy phân, dẫn đến chiết suất đại
phân tử cellulose. Tác dụng của axit chuỗi Glycosides giữa vòng gốc Glucose của đại
phân tử cellulose là ổn định. Trong điều kiện nhất định, cellulose sau khi chịu tác dụng
của thủy phân, gãy mạch Glycosides, cắt ngắn chuỗi phân tử, độ polime hóa giảm. Qúa
trình phản ứng của nó là:

Có thể thấy kết quả thủy phân, gãy mạch1,4 Glycosides, ở đoạn đứt gãy thêm 1 phân tử
nước. Trên nguyên tử C số 1 của vòng gốc đường Glucose số 1 hình thành 1 gốc Aldehy,
cịn trên nguyên tử C số 4 trong chuỗi gốc Glucose bên cạnh xuất hiện 1 gốc hydroxy.
Khi phân giải hoàn toàn, toàn bộ chuỗi glycosides đường glucose trong đại phân tử
cellulose đều bị gãy mạch, cuối cùng toàn bộ đều chuyển hóa thành đường glucose. Thứ
tự phản ứng của nó có thể viết tắt là:
CH+3
(CaHi0O.) n + nH*0—>nCBIIiiOc

Ở nhiệt độ cao, khơng cần sự tồn tại của a xít, nước cũng có thể thủy phân cellulose.
Nhưng trong trường hợp này, tốc độ thủy phân của cellulose chậm.
Trong quá trình thủy phân, a xít chỉ đóng vai trị là chất xúc tác, nó làm giảm khả
năng hoạt hóa của chuỗi Glycosides đường Glucose, từ đó tăng nhanh tốc độ của phản
22


ứng thủy phân. Trong quá trình thủy phân, lượng a xít khơng tăng cũng khơng giảm bớt.
Tức là trong q trình thủy phân, nồng độ của dung dịch a xít đầu cuối được duy trì nhất
định. Tác dụng chất xúc tác thủy phân của a xít lấy hiệu quả của a xít vơ cơ mạnh là hiển
thị rõ rệt. Cellulose sau khi thủy phân thường gọi là cellulose thủy phân.
Nhìn từ phản ứng động lực học, phản ứng thủy phân cellulose có thể coi là phản
ứng đơn phân tử. Cho nên, có thể lợi dụng cơng thức động lực học cấp 1 để lấy thường
số tốc độ của phản ứng thủy phân, giúp chúng ta lựa chọn chính xác cơng nghệ xử lý a

xít trong q trình tách keo của sợi gai, làm cho chất keo thủy phân, lại không tổn hại
đến cellulose. Phương pháp kiểm nghiệm mức độ thủy phân cellulose tổng hợp có 3 loại:
1. Đo số lượng tăng của các gốc đoạn cuối của cellulose thủy phân
Trong mỗi phân tử lớn cellulose, trên nguyên tử C số 1 của vịng gốc glucose đoạn
1 có 1 gốc aldehy, cịn 1 đoạn khác thì khơng có, mỗi đoạn phân tử cellulose tăng 1 gốc
aldehy. Cho nên, đo số lượng và tốc độ tăng gốc aldehy tức là có thể xác định được mức
độ thủy phân và tốc độ thủy phân.
2. Đo độ polime hóa của cellulose thủy phân
Kết quả của thủy phân cellulose là đại phân tử cắt ngắn, độ polime hóa của mỗi
đại phân tử giảm thấp. Cho nên, sự lớn nhỏ của độ polime hóa có thể phản ánh mức độ
cắt ngắn các phân tử lớn cellulose.
3. Đo số lượng đường glucose sinh ra
Vì cellulose trong quá trình thủy phân ln ln sản sinh ra một ít đường glucose,
các phân tử lớn cellulose thủy phân càng ngắn thì số lượng đường glucose sinh ra càng
nhiều.
Những năm gần đây, nhiều người ứng dụng điều kiện phản ứng khác nhau để
nghiên cứu quy luật của quá trình thủy phân cellulose, điều này có ý nghĩa rất lớn đối với
kết cấu của cellulose.Thí nghiệm chứng minh, trong mơi trường đa tương, tốc độ thủy
phân cellulose trong quá trình thủy phân thay đổi rất lớn. Giai đoạn đầu thủy phân, tốc độ
rất nhanh, sau khi qua 1 thời gian nhất định, tốc độ thủy phân giảm thấp và trong nhiều
trường hợp, duy trì ổn định cho đến khi phản ứng kết thúc, như hình 1-7 hiển thị.
Cellulose trong a xit H2SO4 là 2,5N, 100ᵒC thủy phân 15 min, dùng phương pháp độ
dính đồng amoniac đo được độ polime hóa đã cơ bản duy trì ổn định. Sau đó, tiếp tục
tăng thời gian (đến 4h đồng hồ) độ polime vẫn giữ không đổi. Như vậy, sau khi thủy
phân đến thời gian nhất định, tiếp tục kéo dài thời gian phản ứng cũng không hiển thị rõ
việc giảm thấp độ polime. Trong khoảng thời gian thủy phân dài ngắn, tùy theo nguyên
liệu cellulose khác nhau mà có thời gian khác nhau.
Trong giai đoạn thủy phân khác nhau, sự khác biệt về tốc độ thủy phân cellulose
đã chứng minh các vấn đề sau:
1. Tính không đồng nhất trong kết cấu cellulose, tức là trong kết cấu cellulose tồn

tại khu vực dễ bị a xit thủy phân và khu vực không dễ bị a xit thủy phân.
2. Tác dụng của a xit trên chuỗi glycosides trong đại phân tử cellulose có tính ổn
định khơng giống nhau, tức là trong chuỗi glycosides trong đại phân tử cellulose tồn tại
chỗ liên kết yếu, đối với chuỗi glycosides có tính ổn định khá thấp dươis tác dụng của a
xít bị thủy phân trước tiên.
23


Sau khi thủy phân, tính chất cơ lý, hóa học của cellulose so sánh với cellulose
ngun thì đã có biến đổi.


16YS1210

Quy luật thay đổi cellulose trong quá trình thủy phân, hiển thị như hình 1-7. Thời kỳ đầu
của quá trình thủy phân, tính hút giảm thấp, sau đó lại tăng, trước đó chủ yếu là do thơng
tin của vùng khơng định hình trong kết cấu cellulose bị phá hỏng, Sau đó chủ yếu là do
gốc hydroxy trong thủy phân gia tăng, trong q trình thủy phân có ảnh hưởng khác
nhau đến tính hút cellulose.

Độ

dính
của
dung
dịch
đồng
amoni
ac

0,5%

Thời gian thủy phân (h)
Hình 1-7: sự thay đổi của tính hút và độ polime khi thủy phân
a xit H2SO4 Cellulose dùng 2,5N

Cùng với sự gia tăng mức độ thủy phân của cellulose và sự giảm thấp của độ polime, quy
luật tính năng cơ lý của nó thay đổi, cường độ và tính kéo dài của sợi giảm thấp, tính
chịu bền của sợi chuyển biến xấu, độ hòa tan trong dung dịch kiềm của cellulose tăng
cao. Cùng với sự tăng mạnh mức độ thủy phân, cấu tạo và tính chất hóa học của vật thủy
phân xảy ra biến đổi về tính quy luật, ví dụ như hỉnh 1-8 và 1-9. Khi gia công cellulose
hoặc chế phẩm trong cơng nghiệp bao gồm cả tách keo hóa sợi gai, thủy phân cellulose
sinh ra ln ln thuộc vào q trình có hại. Cho nên, phải khống chế nghiêm ngặt thơng
số cơng nghệ về xử lý a xít, tức là khống chế nghiêm các nhân tố ảnh hưởng đến thủy
phân cellulose, chủ yếu là chủng loại, nồng độ, thòi gian xử lý và nhiệt độ của a xít.
II. Tác dụng của cellulose đối với chất ơxy hóa
Sợi gai trong q trình bong keo hóa học, cellulose của nó hoặc nhiều hoặc ít đều bị tác
dụng của chất ơ xy hóa. Ví dụ: khi tiến hành nấu sợi gai trong dung dịch kiềm, ơ xy trong
khơng khí trực tiếp ơ xy hóa cellulose, khi tiến hành xử lý tẩy trắng, lại bị chịu tác dụng
của chất ơ xy hóa tẩy trắng, ….vv. Những cellulose bị ơ xy hóa bởi các chất ơ xy hóa
thường gọi là cellulose ơ xy hóa.

24


Thời gian thủy phân

Thời gian thủy phân

Hình 1-8 Thay đổi về tính chất cellulose Hình 1-9: Mối quan hệ của độ polime hóa

trong q trình thủy phân
của cellulose, độ hịa tan, cường độ và thời
1. đồng trị; 2- I-ốt trị; 3- hàm lượng gốc gian thủy phân
hydroxy; 4- hàm lượng chất hòa tan trong 1- Độ hòa tan trong kiềm; 2- độ polime
nước; 5- độ polime hóa
hóa; 3- cường độ sợi
Cellulose ơ xy hóa khơng phải vật chất đơn nhất. ô xy hóa của cellulose chủ yếu
xảy ra trên gốc hydroxy trong vòng gốc đường glucose trong đại phân tử cellulose. Do
tính chất của 2 gốc hydroxy khác nhau, cho nên thứ tự phản ứng ơ xy hóa và vật sinh ra
cũng khác nhau. Như vậy, cellulose ơ xy hóa bất luận ở cấu tạo vật lý hay hóa học thì
đều khơng đồng nhất về vật sinh ra, tính chất cũng có sai khác rất lớn.
Sau khi cellulose bị ơ xy hóa, có thể sinh ra hai loại cellulose ơ xy hóa: cellulose ơ
xy hóa hồn ngun và cellulose ơ xy hóa tính a xít.
Hai loại này có tính chất giống nhau, cũng có những tính chất đặc trưng riêng.
Tính chất giống nhau như sau:

1. hàm lượng ô xy trong cellulose ơ xy hóa cao hơn so với cellulose ngun.
2. Trên vịng gốc glucose có lượng nhất định gốc hydroxy hoặc gốc hydroxy, mà
3.
4.
1.
2.
3.
4.
1.
2.
3.

hàm lượng trong cellulose nguyên thì rất ít.
Tính ổn định của chuỗi glycosides trong đại phân tử cellulose ơ xy hóa đối với

tác dụng của dung dịch kiềm bị giảm.
Độ hòa tan trong dung dịch kiềm tăng.
Đặc tính của cellulose ơ xy hóa tính hồn ngun như sau:
Đồng trị và I-ốt trị tăng.
Có thể tác dụng với C6H6, NH2OH và những hợp chất gốc hydroxy khác.
Lượng tổn thất trong dung dịch kiềm loãng khi bay hơi lớn, và khiến cho dung
dịch kiềm biến thành màu vàng.
Hàm lượng gốc hydroxy thấp, không dễ hấp thu thuốc nhuộm mang tính kiềm.
Đặc tính của cellulose ơ xy hóa tính a xít:
Hàm lượng gốc hydroxy cao.
Lượng hấp thu thuốc nhuộm mang tính kiềm lớn.
Đồng trị và I-ốt trị thấp.
25