Nghiên cứu khảo sát khả năng sử dụng một số loại dầu thực vật như chất kháng khuẩn trong hoàn tất chức năng kháng khuẩn cho vải
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.67 MB, 90 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – HÀ NỘI
_____________
______________
LƢU THỊ DIỆU THÚY
NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT KHẢ NĂNG
SỬ DỤNG MỘT SỐ LOẠI DẦU THỰC VẬT
NHƢ CHẤT KHÁNG KHUẨN TRONG HOÀN TẤT
CHỨC NĂNG KHÁNG KHUẨN CHO VẢI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt May
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. VŨ THỊ HỒNG KHANH
Hà Nội - 2016
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới
Phó Giáo sư, Tiến sĩ Vũ Thị Hồng Khanh đã tận tình hướng dẫn hết lòng, động viên
góp ý cho tác giả trong quá trình thực hiện luận văn.
Thứ hai, tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Tiến sĩ Trần Phương
Thảo và các Thầy Cô giáo thuộc Viện Dệt may - Da giày và Thời trang, Trường Đại
học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất để tác giả có thể
hoàn thành luận văn.
Tiếp theo, tác giả cũng xin trân trọng cám ơn Trung tâm nghiên cứu và phát
triển công nghệ sinh học – Viện công nghệ sinh học và công nghệ thực phẩm,
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi để cho tác giả thực
hiện các nghiên cứu thực nghiệm.
Luận văn đã thực hiện một phần nội dung của các đề tài: Nghiên cứu sử dụng
tinh dầu tự nhiên làm chất kháng khuẩn cho vật liệu dệt, mã số T2015-232, tác giả
xin cảm ơn chủ nhiệm đề tài đã tạo điều kiện cho tác giả được thực hiện luận văn
trong khuôn khổ của đề tài.
Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới toàn thể gia đình, các bạn bè
đồng nghiệp đã ủng hộ, động viên tác giả trong mọi thời điểm khó khăn để hoàn
thành luận văn này.
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
i
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan luận văn này được thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS
Vũ Thị Hồng Khanh. Các kết quả nghiên cứu của luận văn được chính tác giả thực
hiện tại Trung tâm nghiên cứu và phát triển công nghệ sinh học – Viện công nghệ
sinh học và công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Nội dung
nghiên cứu này cũng là một nội dung trong đề tài mã số T2015-232.
Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với nội dung của luận văn và đảm bảo
rằng không có sự sao chép từ các luận văn khác.
Hà nội, ngày 08 tháng 03 năm 2016
Tác giả
Lưu Thị Diệu Thúy
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
ii
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ i
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ........................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ............................................................... vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................. ix
LỜI NÓI ĐẦU ...........................................................................................................1
Chƣơng 1: TỔNG QUAN .........................................................................................4
1.1. Nhu cầu về sản phẩm dệt may kháng khuẩn dân dụng và chuyên dụng ..4
1.2.Các chất kháng khuẩn dùng để tạo tính năng kháng khuẩn cho vải .........8
1.2.1. Chất kháng khuẩn gốc Triclosan ................................................................8
1.2.2. Chất kháng khuẩn từ hợp chất Nano Bạc ...................................................9
1.2.3 Chất kháng khuẩn từ hợp chất amoni bậc bốn ..........................................14
1.2.4 Chất kháng khuẩn có nguồn gốc chitosan và các dẫn xuất của chúng ......15
1.3. Sử dụng tinh dầu để tạo tính năng kháng khuẩn cho vải .........................17
1.3.1 Giới thiệu chung về tinh dầu thiên nhiên ..................................................17
1.3.1.1 Khái niệm [3] ......................................................................................17
1.3.1.2. Thành phần cấu tạo của tinh dầu [3] ..................................................18
1.3.1.3 Tính chất của tinh dầu [3] ...................................................................18
1.3.1.4. Tính kháng khuẩn của tinh dầu [3] ....................................................19
1.3.1.5 Đặc tính chung và phân loại tinh dầu [8] ............................................20
1.3.1.6 Giới thiệu một số loại tinh dầu thiên nhiên[46] ..................................21
1.3.1.7 Thu hoạch, bảo quản và chế biến sơ bộ [8] ........................................24
1.3.1.8 Kỹ thuật khai thác tinh dầu [8] ...........................................................25
1.3.1.9 Một số qui trình sản xuất tinh dầu [8] .................................................30
1.3.2 Ứng dụng của tinh dầu[7]..........................................................................32
1.3.3 Sử dụng tinh dầu để tạo tính năng kháng khuẩn cho vải...........................35
1.4 Kết luận chƣơng 1 ..........................................................................................35
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
iii
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
Chƣơng 2 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM.... 37
2.1 Mục tiêu: .........................................................................................................37
2.2 Đối tƣợng nghiên cứu ....................................................................................37
2.2.1 Tinh dầu thiên nhiên ..................................................................................37
2.2.2 Vải không dệt ............................................................................................38
2.2.3 Vi khuẩn Gram âm (-): ..............................................................................39
2.2.4 Vi khuẩn Gram (+) ....................................................................................40
2.3 Nội dung nghiên cứu ......................................................................................41
2.3.1 Nghiên cứu khảo sát khả năng sử dụng một số loại dầu thực vật như chất
kháng khuẩn trong hoàn tất chức năng kháng khuẩn cho vải. ...........................41
2.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ tinh dầu sử dụng đến khả năng kháng
khuẩn của vải ......................................................................................................43
2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu ..............................................................................44
2.4.1 Phương pháp đưa tinh dầu lên vải .............................................................44
2.4.2 Kiểm tra tính kháng khuẩn của vải............................................................45
2.4.3.1 Thiết bị thí nghiệm ..............................................................................45
2.4.3.2 Phương pháp thí nghiệm .....................................................................45
2.4.4. Phương pháp đánh giá sự thay đổi mầu của vải .......................................54
2.5 Kết luận chƣơng 2 ..........................................................................................55
Chƣơng 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN.......................................56
3.1 Kết quả nghiên cứu khảo sát khả năng sử dụng một số loại dầu thực vật
nhƣ chất kháng khuẩn trong hoàn tất chức năng kháng khuẩn cho vải........56
3.2 Kết quả đánh giá sự thay đổi màu sắc của vải do tinh dầu .......................63
3.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của nồng độ tinh dầu đến khả năng
kháng khuẩn của vải ............................................................................................64
3.3.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ tinh dầu đến khả năng kháng
khuẩn của vải xử lý bằng tinh dầu Quế và tinh dầu Sả .....................................64
3.3.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ tinh dầu đến khả năng kháng
khuẩn của vải xử lý bằng tinh dầu Bạc hà và tinh dầu Hương nhu ....................68
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
iv
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
3.4 Kết luận chƣơng 3 ..........................................................................................72
KÊT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN VĂN ..............................................................74
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................76
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
v
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Khả năng diệt khuẩn của nano bạc [5] ....................................... 11
Bảng 2.1: Mã hóa các loại tinh dầu sử dụng ............................................... 37
Bảng 2.2: Các chỉ tiêu kỹ thuật của vải không dệt ...................................... 39
Bảng 2.3: Ký hiệu các loại tinh dầu và vi khuẩn sử dụng trong nghiên cứu 42
Bảng 2.4 : Ký hiệu nồng độ tinh dầu của mẫu số 9 (tinh dầu Quế), mẫu số 10
(tinh dầu Sả) và hai loại vi khuẩn sử dụng ................................................ 43
Bảng 2.5: Ký hiệu nồng độ tinh dầu của mẫu số 11 (tinh dầu Bạc hà), 12
(tinh dầu Hương nhu) và vi khuẩn sử dụng ................................................ 44
Bảng 2.6: Thành phần pha môi trường nuôi cấy vi khuẩn (LB đặc) ............ 47
Bảng 2.7: Thành phần pha môi trường nuôi vi khuẩn (LB lỏng) ................. 47
Bảng 3.1: Hình ảnh khả năng kháng khuẩn của vải được xử lý bằng các loại
tinh dầu ..................................................................................................... 56
Bảng 3.2: Kết quả vùng ức chế vi khuẩn .................................................... 61
Bảng 3.3: Sự thay đổi màu sắc của vải xử lý bằng tinh dầu ........................ 63
Bảng 3.4: Hình ảnh khả năng kháng khuẩn của các mẫu vải xử lý bằng tinh
dầu của tinh dầu Quế (mẫu số 9) và tinh dầu Sả (mẫu số 10)...................... 65
Bảng 3.5: Kết quả vùng ức chế vi khuẩn .................................................... 67
Bảng 3.6: Hình ảnh khả năng kháng khuẩn của các mẫu vải xử lý bằng tinh
dầu Bạc hà (mẫu số 11) và tinh dầu Hương nhu (mẫu số 12) ...................... 69
Bảng 3.7: Kết quả của vùng ức chế vi khuẩn ............................................. 71
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
vi
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1 : Bộ quần áo kháng khuẩn dã chiến cho lực lượng vũ trang Italy và
NATO [6] ................................................................................................... 7
Hình 1.2 : Công thức hóa học của triclosan [9] ............................................ 8
Hình 1.3: Cơ chế diệt khuẩn của hạt nano bạc [5] ...................................... 10
Hình 1.4: Khẩu trang nano bạc diệt khuẩn [4] ............................................ 12
Hình 1.5: Công nghệ Nano Bạc trong y tế [11] .......................................... 13
Hình 1.6: Phân tán bạc trên phạm vi rộng nhờ công nghệ Nano [11] .......... 13
Hình 1.7: Công thức cấu tạo của AEM 5772 .............................................. 15
Hình 1.8: Cấu trúc hoá học của xenlulo, chitin và chitosan [36] ................. 16
Hình 1.9: Điều chế chitosan [34] ............................................................... 16
Hình 1.10: Tinh dầu đinh hương ................................................................ 22
Hình 1.11: Tinh dầu chanh ........................................................................ 23
Hình 1.12: Qui trình công nghệ chưng cất tinh dầu [8]............................... 28
Hình 1.13: Qui trình trích ly tinh dầu [8] ................................................... 29
Hình 1.14: Qui trình sản xuất tinh đầu sả [8] ............................................. 30
Hình 1.15: Qui trình sản xuất tinh dầu Quế ................................................ 31
Hình 1.16: Tinh dầu tự nhiên có nhiều tác dụng trong chăm sóc sức khoẻ và
làm đẹp ..................................................................................................... 33
Hình 2.1: Ảnh dung dịch của một số loại tinh dầu thiên nhiên ................... 38
Hình 2.2: Mẫu vải sử dụng trong nghiên cứu ............................................. 39
Hình 2.3: Hình ảnh của vi khuẩn E.coli [15] .............................................. 40
Hình 2.4: Hình ảnh của vi khuẩn St.aureus [15] ......................................... 41
Hình 2.5: Thiết bị hấp thanh trùng HVA - 110 ........................................... 46
Hình 2.6: Sơ đồ cấy ria lên đĩa thạch ......................................................... 48
Hình 2.7: Một số dụng cụ thí nghiệm kháng khuẩn (Pipep, đĩa peptri, bình
tam giác) ................................................................................................... 53
Hình 2.8: Cân Sartorius ............................................................................. 53
Hình 2.9: Máy đo pH MettlerToledo.......................................................... 53
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
vii
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
Hình 2.10: Máy lắc Votex ......................................................................... 54
Hình 2.11: Buồng cấy vô trùng .................................................................. 54
Hình 2.12: Tủ nuôi lắc .............................................................................. 54
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
viii
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ý nghĩa
Chữ viết tắt
AATCC
The American Association of Textile Chemist and Colorists
AFNOR
Association France de Normalisation
ASTM
American Society for Testing and Material
OD
Optical Density – Mật độ Quang học
ISO
International Organization for Standardization
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
SARS
Severe acute respiratory syndrome – Hội chứng hô hấp cấp tính nặng
ĐC
Đối chứng (mẫu không xử lý)
CFU
Colony forming unit – đơn vị của khuẩn lạc
CFU/ml
PET
Số khuẩn lạc có trên 1ml dung dịch
Polyeste
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
ix
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, chúng ta đang sống trong một môi trường xã hội có các thành tựu
khoa học phát triển và luôn đổi mới. Bên cạnh đó chất lượng sống của con người
cũng ngày càng được nâng cao, trang phục của con người trong cũng như trong môi
trường làm việc ..đều đòi hỏi những yêu cầu bảo vệ cao hơn. Hơn nữa, khi khoa học
phát triển công nghiệp hóa và hiện đại hóa làm cho sự ô nhiễm môi trường ngày
càng tăng, ảnh hưởng đến sức khỏe và cuộc sống của con người. Để khắc phục
nhược điểm này, các nhà nghiên cứu khoa học trong và ngoài nước đã nghiên cứu
sản xuất ra những bộ quần áo có chức năng khác biệt như: chống cháy, chống thấm,
chống tia uv, kháng khuẩn...phù hợp sử dụng trong từng mục đích cụ thể. Các kết
quả của sự đổi mới trong khoa học này đã góp phần đáp ứng được các nhu cầu nảy
sinh trong cuộc sống.
Nhu cầu sử dụng vải kháng khuẩn trong dân dụng và chuyên dụng ngày càng
cao. Tuy nhiên, vải kháng khuẩn sử dụng cho con người ngoài yêu cầu kháng khuẩn
còn có nhiều yêu cầu khác đặc biệt phải tuân thủ như các chỉ tiêu sinh thái dành cho
sản phẩm may mặc.
Việt Nam là một nước có hệ thực vật rất đa dạng trong đó có nhiều thực vật
chứa tinh dầu có nhiều tính chất quí. Hiện nay, một số loại thực vật này đã được
nghiên cứu chiết xuất và sản xuất đại trà ở qui mô công nghiệp, được thương mại
hóa với giá thành phù hợp như tinh dầu: Hương nhu, Quế, Hồi, Sả, Bạc hà.... Các
loại tinh dầu này ngoài hương thơm đặc biệt còn có nhiều tính chất quí báu trong đó
có cả tính kháng khuẩn.
Việc sử dụng thành công tinh dầu tự nhiên của Việt Nam như chất kháng
khuẩn cho vật liệu dệt sẽ cho phép tạo ra một loại vật liệu dệt kháng khuẩn vừa đáp
ứng yêu cầu kháng khuẩn vừa đáp ứng yêu cầu sinh thái của sản phẩm, rất phù hợp
sử dụng cho các mục đích có tiếp xúc trực tiếp với con người. Sản phẩm sử dụng
hoàn toàn các nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước đáp ứng yêu cầu về giá thành,
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
Trang 1
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
tính khả thi. Nếu có thể phát triền được với qui mô lớn còn là động lực giúp cho
ngành nông nghiệp và ngành chiết xuất tinh dầu phát triển.
Như chúng ta đã biết có rất nhiều loại vi sinh vật khác nhau, riêng vi khuẩn
cũng có rất nhiều loại tương ứng với những loại bệnh và thường ở những môi trường
nào đó, khó có thể tìm ra được một loại tinh dầu cho phép diệt được hết các loại vi
khuẩn và vi sinh vật. Vì vậy, việc tìm ra được các loại tinh dầu có tính kháng khuẩn
đối với một số vi khuẩn thông dụng sẽ cho phép tạo ra được các sản phẩm dệt kháng
khuẩn bằng loại tinh dầu thực vật với hiệu suất cao.
Hàm lượng tinh dầu sử dụng tối ưu cũng là một vấn đề cần phải giải quyết.
Nó cho phép tạo ra sản phẩm vừa đảm bảo khả năng diệt khuẩn, vừa đảm bảo tính
kinh tế của sản phẩm.
Mặc dù có nhiều ưu điểm kể trên, nhưng tinh dầu thực vật lại là một chất rất
dễ bay hơi ngay tại nhiệt độ thường. Vì vậy, xác định loại sản phẩm dệt may phù
hợp với công nghệ này, điều kiện sử dụng chúng cũng là nội dung cần phải giải
quyết để đảm bảo hiệu quả kháng khuẩn cho sản phẩm cuối cùng. Đây cũng chính là
lý do thúc đẩy chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khảo sát khả năng sử dụng
một số loại dầu thực vật như chất kháng khuẩn trong hoàn tất chức năng kháng
khuẩn cho vải ”. Đề tài được triển khai gồm những phần sau:
Chương 1: Tổng quan về các vấn đề
-
Nhu cầu về sản phẩm dệt may kháng khuẩn dân dụng và chuyên dụng
-
Các chất kháng khuẩn dùng để tạo tính năng kháng khuẩn cho vải
-
Sử dụng tinh dầu để tạo tính năng kháng khuẩn cho vải
Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
-
Nghiên cứu khảo sát khả năng sử dụng một số loại dầu thực vật như chất
kháng khuẩn trong hoàn tất chức năng kháng khuẩn cho vải
-
Đánh giá sự thay đổi màu sắc của vải do tinh dầu
-
Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ tinh dầu sử dụng đến khả năng kháng
khuẩn của vải
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
Trang 2
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận
-
Kết quả Nghiên cứu khảo sát khả năng sử dụng một số loại dầu thực vật
như chất kháng khuẩn trong hoàn tất chức năng kháng khuẩn cho vải
-
Kết quả đánh giá sự thay đổi màu sắc của vải do tinh dầu
-
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ tinh dầu đến khả năng kháng
khuẩn của vải.
Kết luận chung
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
Trang 3
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
Chƣơng 1: TỔNG QUAN
1.1. Nhu cầu về sản phẩm dệt may kháng khuẩn dân dụng và chuyên dụng
Cùng với sự phát triển của khoa học, nhu cầu trong cuộc sống của con người
cũng ngày càng được nâng cao, nhu cầu này không chỉ dừng lại ở ăn ngon mặc đẹp
mà còn nhu cầu bảo vệ con người ngày càng được quan tâm và chú trọng hơn.
Trong đó, nhu cầu sử dụng vải kháng khuẩn trong dân dụng và chuyên dụng ngày
càng cao. Tuy nhiên, vải kháng khuẩn sử dụng cho con người ngoài yêu cầu kháng
khuẩn còn có nhiều yêu cầu khác đặc biệt phải tuân thủ như các chỉ tiêu sinh thái
dành cho sản phẩm may mặc.
Hiện nay, tại Việt Nam cũng như trên thế giới nhu cầu về các sản phẩm dệt
may có các chức năng khác biệt trong đó vải có chức năng kháng khuẩn đang thu
hút được các nhà nghiên cứu cũng như người sử dụng quan tâm trong cả lĩnh vực
dân dụng và chuyên dụng.
Trong dân dụng, sản phẩm dệt may có tính kháng khuẩn được sử dụng rộng rãi
trong các lĩnh vực như quần áo và đặc biệt là quần áo lót, quần áo cho trẻ sơ sinh,
bít tất, khăn tắm, khăn mặt ga chải giường, ga chải đệm, khăn ăn, đồ gia dụng....
Trong chuyên dụng, các sản phẩm dệt may được sử dụng trong lĩnh vực y tế
như khẩu trang kháng khuẩn, quần áo bảo vệ kháng khuẩn, các loại drap phòng mổ,
giường bệnh nhân...
Các sản phẩm có quần áo kháng khuẩn, ngăn chặn sự xâm nhập của vi khuẩn
tấn công ảnh hưởng tới sức khỏe của con người. Chính vì các sản phẩm có chức
năng kháng khuẩn ngày càng trở lên cần thiết cho tất cả con người sử dụng không
những khi xẩy ra dịch bệnh mà còn cần thiết trong cả các lĩnh vực sinh hoạt đời
sống thường ngày.
Đặc biệt, trong lĩnh vực y tế các bác sỹ, y tá cũng như bệnh nhân...đều cần có
những trang phục có khả năng diệt khuẩn cao để hạn chế sự lan truyền, phát tán của
các loại vi khuẩn gây bệnh.
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
Trang 4
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
Bên cạnh lĩnh vực y tế, các lĩnh vực công nghiệp khác: công nghiệp thực
phẩm, dược phẩm..cũng cần có những trang phục có chức năng kháng khuẩn để bảo
vệ ngăn chặn các loại vi khuẩn trong quá trình làm việc
Từ các nhu cầu phân tích ở trên, chúng ta đã nhận thấy rằng: cách tốt nhất để
bảo vệ sức khỏe cho con người nói chung, và cho những người lao động làm việc
trong các môi trường đặc biệt nói riêng thì việc sử dụng những sản phẩm có chức
năng kháng khuẩn là ưu việt nhất. Qua đó cũng cho thấy rằng, nhu cầu sử dụng vải
có chức năng kháng khuẩn là rất lớn, đặc biệt là trong lĩnh vực y tế và trong lĩnh
vực dệt may.
Lần đầu tiên vấn đề nghiên cứu sản xuất vải kháng khuẩn ở Việt Nam đã được
thực hiện thông qua đề tài: „„Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất vải kháng
khuẩn chống thấm dùng trong lĩnh vực y tế“, mã số 01C – 01/13 – 2007 – 3 do Phó
Giáo sư - Tiến sĩ Vũ Thị Hồng Khanh – Viện Công nghệ Dệt may và Thời trangĐại học Bách Khoa Hà Nội làm chủ đề tài, tiến hành từ tháng 1/2007 đến tháng
3/2009 [16].
Các số liệu khảo sát cho thấy ngay từ năm 2000, nhu cầu về sản phẩm dệt may
kháng khuẩn dân dụng chiếm tỷ trọng tới 93%, lĩnh vực kỹ thuật chỉ chiếm 7%
trong tổng sản phẩm dệt may kháng khuẩn với khoảng 30.000 tấn /năm [16].
Hiện nay Việt Nam phải nhập các loại quần áo kháng khuẩn để cung cấp cho
các nhiệm vụ rất cấp bách như dịch SARS, dịch cúm ...với giá rất cao, khoảng 1,2
triệu đồng/bộ mặc một lần [16].
Tại nhật, Mỹ và một số nước châu Âu như Đan Mạch, Pháp, Thụy Sĩ, vải
kháng khuẩn đã được nghiên cứu phát triển mạnh và đạt được những kết quả đáng
kể (tất có thể dùng liên tục trong 3 ngày vẫn không có mùi hôi, độ bền kháng khuẩn
của các sản phẩm giữ được sau 50 lần giặt...) [16].
Từ những năm 1990, người tiêu dùng, đặc biệt là người tiêu dùng từ các nước
Châu Âu và Mỹ đã bắt đầu quan tâm tới vấn đề môi trường khi quyết định mua một
sản phẩm nào đó, và họ bắt đầu đặt ra yêu cầu về các sản phẩm mang tính “thân
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
Trang 5
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
thiện với môi trường”. Chính nhu cầu này đã thúc đẩy các nhà sản xuất chú tâm đến
việc tạo ra các sản phẩm “xanh”và dấy lên làn sóng nhãn sinh thái trên toàn thế giới.
Đề tài: “Điều tra, đánh giá khả năng đáp ứng yêu cầu “sản phẩm sạch” của khối EU
và Mỹ cho mặt hàng dệt may” đươc thực hiện trong 10 tháng (từ tháng 03 đến tháng
12/2009) nhằm mục tiêu định hướng phát triển ngành dệt may bền vững, đáp ứng
được yêu cầu lâu dài của phát triển ngành theo hướng phát triển của thế giới [10].
Bằng các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm qua nhiều công đoạn, đề tài
đã lựa chọn được một trong những loại vải thích hợp nhất là vải bông pha polyeste
cho xử lý đạt mức tối ưu về các chỉ tiêu kháng khuẩn, chống thấm. Loại vải đa chức
năng này đã được sử dụng để thiết kế trang phục bảo vệ cho bác sĩ phẫu thuật, gồm
2 lớp (lớp mặc trong không xử lý) lớp mặc ngoài (vải đa chức năng kháng khuẩn
chống thấm.
Viện Dệt may – Da giầy & Thời trang – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã
có một số công trình nghiên cứu xử lý kháng khuẩn cho vải sử dụng trong dân dụng
cũng như cho vải chuyên dụng sử dụng trong y tế. Các nghiên cứu này đã sử dụng
các chất kháng khuẩn như bằng hóa chất gốc amôni bậc bốn hay bằng chất kháng
khuẩn có nguồn gốc thiên nhiên như chitosan [17, 22, 24, 26, 27, 28, 37, 38, 39, 40].
Công ty dệt Canepa [6] có trụ sở tại San Fermo della Battaglia, vùng Como
(Bắc Italy) đã cho ra mắt một loại vải "thông minh" cao cấp, với tác dụng thẩm thấu
mồ hôi nhanh, kháng khuẩn cũng như các loại bọ ve và loại bỏ các kích thích tố gây
dị ứng.
Đại diện công ty Canepa và một mẫu vải thông minh may quân phục dã
chiến cho quân đội. (Nguồn: ANSA)
Để có thể tạo ra loại vải này, hãng dệt Canepa đã thực hiện ý tưởng dùng
chitosan để xử lý vải theo một quy trình dệt mới có tên gọi Kitotex. Loại vải mới
cũng có khả năng ngăn chặn bụi và các chất gây kích thích tố gây dị ứng tại các môi
trường nóng, ẩm ướt.
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
Trang 6
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
Trước mắt, loại vải này sẽ được sử dụng để may quân phục dã chiến cho lực
lượng vũ trang Italy và NATO. Tuy nhiên, trong thời gian tới, dự án này sẽ được
tiếp tục nghiên cứu và phát triển để có thể sản xuất với số lượng lớn và phục vụ nhu
cầu dân sự.
Hình 1.1 : Bộ quần áo kháng khuẩn dã chiến cho lực lượng vũ trang Italy và NATO [6]
Messe Frankfurt đã chỉ ra rằng các nhà sản xuất vật liệu dệt gia dụng đang
chú ý đến sự phát triển của các sản phẩm mới có giá trị cao nhưng bền vững. Theo
khảo sát của Messe Frankfurt, 78% khách tiêu dùng Đức quan tâm đến việc mua vải
và các sản phẩm bền vững.
Các nhà sản xuất đã nghiên cứu thành công các công nghệ hàng may mặc
công năng để sử dụng trong các sản phẩm dệt gia dụng có giá trị gia tăng và bền
vững, hiện đang được làm từ nhiều vật liệu chức năng khác nhau, gồm vải co giãn
Lycra, bộ đồ giường thích ứng nhiệt, vật liệu dệt thân thiện với môi trường, vải
kháng khuẩn, các quá trình xử lý chống bám bẩn, vật liệu chậm cháy và công nghệ
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
Trang 7
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
bao hương thơm trong viên nang. Trong bối cảnh này công nghệ nano đã nổi lên
như một lựa chọn với tiềm năng đáng kể cho việc phát triển các vật liệu mới [13].
1.2.Các chất kháng khuẩn dùng để tạo tính năng kháng khuẩn cho vải
Hiện nay, có một số loại hợp chất hóa học đã và đang được sử dụng trong công
nghệ xử lý hoàn tất kháng khuẩn cho vật liệu dệt. Một số hóa chất thường được sử
dụng như sau:
1.2.1. Chất kháng khuẩn gốc Triclosan
Triclosan là chất sát khuẩn đã được sử dụng từ nhiều năm qua, được gọi là
chất sát khuẩn vì triclosan có tác dụng diệt khuẩn và diệt vi nấm. Đây là hợp chất
hữu cơ với công thức khá đơn giản là 5-cloro-2-(2,4-diclorophenoxy) phenol. Nhờ
chứa clor và phenol mà triclosan có tính sát khuẩn. Nó diệt được vi khuẩn nhờ kết
hợp và làm bất hoạt enzyme ENR là enzyme mà vi khuẩn rất cần để tổng hợp acid
béo tạo vỏ bọc bao quanh con vi khuẩn. Con người không có enzyme ENR nên
triclosan dùng ngoài (tức không uống) sẽ không ảnh hưởng tế bào cơ thể người. Do
sự phát triển của vi khuẩn mà một số nơi trong cơ thể có nguy cơ nhiễm khuẩn và
sinh mùi hôi (như hôi nách chẳng hạn), cho nên triclosan với tác dụng diệt khuẩn đã
được dùng như là một thành phần trong các sản phẩm gia dụng như: xà bông (hàm
lượng triclosan từ 0,1 - 1%), kem đánh răng, nước xúc miệng, kem cạo râu, nước
rửa tay, chất khử mùi (deodorants) hoặc làm chất tẩy uế dùng cho nhân viên y tế rửa
tay trong phòng mổ [1].
Hình 1.2 : Công thức hóa học của triclosan [9]
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
Trang 8
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
Cách đây vài năm, người ta nghi ngờ sử dụng các sản phẩm chứa triclosan có
thể gặp nguy hại vì bản chất hóa học của nó. Triclosan bị nghi ngờ có thể kết hợp với
clor chứa trong nước máy (nước máy sử dụng trong các thành phố đều được khử
trùng với clor) để tạo hợp chất cloroform là chất theo cơ quan EPA Mỹ (US
Enviromental Protection Agency) có nguy cơ sinh ung thư. Lại có nguồn tin cho rằng
triclosan có thể kết hợp với clor có trong nước máy để tạo thành 2,4-diclorophenol,
và chất sau này khi gặp tia tử ngoại của ánh nắng mặt trời biến thành chất độc dioxin.
Tuy nhiên, nguy cơ sinh ra dioxin là rất thấp, gần như không đáng kể [1].
Triclosan có thể kìm hãm được sự phát triến của vi khuẩn do sự tác động
điện hóa dẫn tới sự xuyên thấm và phá vỡ màng tế bào của vi khuẩn. Khi màng tế
bào của vi khuẩn bị xuyên thấm, quá trình chuyển đổi của các tế bào khác sẽ xảy và
bị phá vỡ, do đó sẽ ngăn ngừa được sự phát triển của vi sinh vật. Triclosan khi đưa
lên vật liệu nó sẽ di chuyển lên bề mặt vật liệu dệt để tiếp xúc với vi khuẩn [2].
Vải sau xử lý bằng triclosan có khả năng kháng khuẩn và độ bền kháng
khuẩn khá cao. Nhưng do trong thành phần cấu tạo của triclosan có chứa clo thuộc
nhóm halogen nên chúng có thể làm ảnh hưởng tới người sử dụng, vì vậy, hiện nay
các chất kháng khuẩn này ngày càng ít được các nhà nghiên cứu, sử dụng quan tâm.
1.2.2. Chất kháng khuẩn từ hợp chất Nano Bạc
Đến cuối thể kỉ 20, vào những năm cuối thập niên 1980, công nghệ nano đã
giúp chúng ta định hướng ra một loại giải pháp mới, an toàn hơn. Tất nhiên, thách
thức này chỉ được giải quyết vào những năm đầu của thiên niên kỉ thứ 2. Cơ chế
diệt khuẩn của các hạt nano kim loại nói chung và các hạt nano bạc nói riêng được
khám phá.
Các hạt nano kim loại tương tác với lớp glycopeptides trên màng tế bào của vi
khuẩn, virus. Có thể hiểu, màng glycopeptides là một trong các thành tế bào của các
tế bào chưa phát triển (prokaryotes). Chính tương tác này phá hủy màng tế bào dẫn
đến hạn chế phát triển, sinh sản của các tế bào virus, vi khuẩn nói chung (hình 1.3).
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
Trang 9
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
Như vậy, chỉ cần một lượng rất thấp các hạt nano kim loại đã có thể xử lý được
lượng vi khuẩn rất lớn trong rất nhiều môi trường khác nhau.
Hình 1.3: Cơ chế diệt khuẩn của hạt nano bạc [5]
Không chỉ có khả năng diệt khuẩn tốt, các hạt nano Bạc không gây độc cho cơ
thể với nồng độ cho phép khá cao. Theo chỉ tiêu an toàn được công bố bởi Tổ chức y
tế thế giới thì nồng độ cho phép trong nước uống của Ag là 5 ppm. Chính vì thế nên
việc sử dụng công nghệ nano Bạc vào trong vệ sinh, tẩy rửa y tế thực sự mở ra một
cánh cửa mới đầy tính khoa học, an toàn và cũng không thiếu phần sang trọng [5].
Trong lĩnh vực dệt may Nano bạc đã thu hút được các nhà khoa học quan
tâm nhằm tạo ra các vật liệu với tính năng tiện ích phục vụ đời sống con người [5].
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
Trang 10
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
Bảng 1.1: Khả năng diệt khuẩn của nano bạc [5]
Chỉ tiêu
STT
1
Hiệu suất diệt Coliform
Đơn vị
%
Chuẩn
hóa
ISO 9308-
Kết quả
M1 (0,6
M2 (1,3
ppm)
ppm)
99,5 %
95,0 %
95,0 %
95,0%
60 %
60 %
2TCVN
2
Hiệu suất diệt E. Coli
%
ISO 93082TCVN
6187-2
Hiệu suất diệt
3
%
Clostridium
ISO 93082TCVN
6187-2
Ngô Võ Kế Thành và các công sự [18] đã công bố kết quả nghiên cứu hoạt
tính kháng khuẩn của tẩm vải bông ngâm trong dung dịch keo nano Bạc. Nhóm tác
giả đã lấy tấm vải bông được ngâm trong dung dịch keo nano bạc với kích thước hạt
từ 7-11nm. Dung dịch này được điều chế bằng phương pháp polyol với sự hỗ trợ
gia nhiệt bằng vi sóng. Hoạt tính kháng khuẩn của vải cotton tẩm dung dịch keo
nano bạc được khảo sát ở các nồng độ dung dịch keo nano bạc, thời gian tiếp xúc
với vi khuẩn, và số lần giặt. Kết quả cho thấy rằng hoạt tính kháng khuẩn tăng với
sự gia tăng nồng độ dung dịch keo nano bạc, thời gian tiếp xúc với vi khuẩn, và khả
năng kháng khuẩn giảm đi khi tăng số lần giặt.
Việc ứng dụng công nghệ phủ bạc nano cho những chiếc khẩu trang [4], giúp
kháng khuẩn, bảo vệ con người trước các mối đe dọa về ô nhiễm vi sinh trong
không khí, bảo vệ con người tại các khu vực có dịch bệnh đã được Trang Kim Lý
thực hiện.
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
Trang 11
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
Hình 1.4: Khẩu trang nano bạc diệt khuẩn [4]
Hiện nay ion bạc được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế cách đây hơn 100
năm do thuộc tính kháng khuẩn và kháng nấm tự nhiên của bạc [11]. Các hạt Nano
Bạc thường đo 25nm và có diện tích mặt rất lớn, gia tăng tiếp xúc của chúng với vi
khuẩn hoặc nấm, nâng cao hiệu quả diệt nấm, diệt khuẩn. Nano bạc khi tiếp xúc với
vi khuẩn và nấm bất lợi sẽ ảnh hưởng đến chuyển hóa tế bào và ức chế sự phát triển
của tế bào; ức chế hô hấp, quá trình trao đổi chất cơ bản của hệ thống truyền và vận
chuyển chất nền trong các màng tế bào vi khuẩn; ức chế sự nhân và tăng trưởng của
các vi khuẩn, nấm gây nhiễm trùng, mùi, ngứa và lở loét.
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
Trang 12
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
Hình 1.5: Công nghệ Nano Bạc trong y tế [11]
Ngày nay, công nghệ Nano Bạc được ứng dụng vào các sản phẩm chăm sóc
sức khỏe, sắc đẹp, các sản phẩm vệ sinh phụ nữ, khăn vệ sinh…; được sử dụng
trong lớp phủ bề mặt của điện tử, nguyên tử carbon hoặc các khối carbon, kim loại,
dệt may, gỗ, thủy tinh, gốm sứ, giấy, pha trộn với nhựa, bằng cách sử dụng chất xơ
và nhiều ứng dụng khác [11].
Hình 1.6: Phân tán bạc trên phạm vi rộng nhờ công nghệ Nano [11]
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
Trang 13
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
Trong lĩnh vực chăm sóc và bảo vệ sức khoẻ, Nano Bạc được sử dụng như
thuốc kháng sinh giúp chữa trị vết thương, chống nhiễm trùng, điều trị các bệnh liên
quan đến vi trùng và siêu vi trùng. Khi ứng dụng Nano Bạc vào sản phẩm băng bỉm
vệ sinh sẽ giúp khống chế lượng vi khuẩn trong quá trình sử dụng. Ngoài ra, Nano
Bạc cũng giúp khử mùi hiệu quả, tạo cho người dùng cảm giác dễ chịu, giúp phòng
bệnh và ngăn phát tán mầm bệnh ra cộng đồng.
Do đó, việc kết hợp Nano Bạc có khả năng diệt khuẩn vượt trội với băng bỉm
vệ sinh giúp bảo vệ tốt hơn sức khoẻ người tiêu dùng, đáp ứng nhu cầu sử dụng
băng bỉm vệ sinh có chất lượng cao trong nước và xuất khẩu.
Đây thực sự là một tin vui đối với người tiêu dùng bởi đáp ứng nhu cầu sử
dụng tã bỉm chất lượng cao và tăng cường sức khoẻ cho bé. Các bậc cha mẹ đã có thể
hoàn toàn an tâm khi con em mình được bảo vệ tốt nhất với các sản phẩm tã siêu sạch
từ nhà sản xuất Amie đầy tâm huyết với trẻ thơ và trách nhiệm với cộng đồng [12].
1.2.3 Chất kháng khuẩn từ hợp chất amoni bậc bốn
Các chất kháng khuẩn gốc amoni bậc bốn đã được sử dụng trong ngành
công nghiệp dệt từ những năm 70. Các hợp chất này được sử dụng để xử lý
kháng khuẩn cho một số sản phẩm: tất, quần áo thể thao...[29].
Các chất kháng khuẩn này thường được sản xuất ở dạng dung dịch
nhớt, chúng được đưa lên vật liệu dệt bằng phương pháp ngấm ép hay phương
pháp tạo bọt. Khi tách ra khỏi nước chúng ở dạng không bay hơi và tạo liên
kết hóa trị với vật liệu dệt. Vải sau xử lý bằng chất kháng khuẩn này có độ
bền giặt cao.
Một trong những hoá chất tiêu biểu cho nhóm này, đó là hoá chất có tên
thương mại là AEM 5772 có công thức cấu tạo như sau:
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
Trang 14
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Công nghệ Vật liệu Dệt May
Hình 1.7: Công thức cấu tạo của AEM 5772
Nếu vải bông được xử lý bằng chất kháng khuẩn AEM5772, thì giữa
vải bông và AEM 5772 sẽ xuất hiện mối liên kết cộng hoá trị làm cho tăng độ
bền kháng khuẩn của vải sau nhiều lần giặt. Nếu AEM 5772 được sử dụng để
xử lý cho các loại xơ sợi tổng hợp thì giữa AEM 5772 và xơ sợi chỉ xuất hiện mối
liên kết cơ học, vì vậy AEM 5772 sẽ mất nhanh sau các lần giặt vải và độ bền
kháng khuẩn của vải giảm nhanh.
1.2.4 Chất kháng khuẩn có nguồn gốc chitosan và các dẫn xuất của chúng
Chitosan là sản phẩm của quá trình deacetyl hóa chitin, khi mức độ
deacetyl hóa trên 60% được gọi là chitosan. Chitin có thành phần chính là vỏ
các loài giáp xác, côn trùng, động vật thân mềm, và màng tế bào của một số
loại nấm [34, 41]...nó chính là nguồn nguyên liệu để điều chế chitosan.
Chitosan có nhiều đặc tính ưu việt như: có khả năng tự phân hủy, tính sinh
học, không có độc tố và có khả năng kháng khuẩn.
Chitosan là polysaccharide mạch thẳng, nó có cấu trúc hóa học giống
với xenlulo như trong hình 1. 9.
Lưu Thị Diệu Thúy – Khóa 2014 – 2016
Trang 15
