Nghiên cứu đánh giá tính chất cơ lý vải visco và vải bông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
------------------------------------------------

TRƯƠNG THIÊN QUỐC CHUYÊN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT CƠ LÝ
VẢI VISCO VÀ VẢI BÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU DỆT MAY

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS-TS. NGUYỄN NHẬT TRINH

Hà Nội - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Ban lãnh đạo cùng tồn thể các thầy, các cơ Viện Dệt May – Da Giầy
& Thời trang, viện đào tạo Sau đại học, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã
giảng dạy và truyền đạt những kiến trức khoa học trong suốt thời gian em học
tập tại trường và ln tạo điều kiện tốt nhất để em hồn thành luận văn.
Em cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trường Đại học Công
nghiệp Dệt May Hà Nội cùng các đồng nghiệp và gia đình đã động viên, tạo
điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và hồn thành luận văn.

Em xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS-TS. Nguyễn
Nhật Trinh người đã dành nhiều thời gian và tâm sức, động viên khích lệ và
tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Em xin cảm ơn tới ThS Cao Thị Hồi Thủy và các thầy cơ Trung tâm
thí nghiệm Vật liệu Dệt May Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ
em hồn thành thí nghiệm của luận văn.
Hà nội, ngày tháng năm 2017
Tác giả

Trương Thiên Quốc Chuyên

Trương Thiên Quốc Chuyên

1

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan luận văn này là do em thực hiện dưới sự hướng dẫn
của PGS-TS. Nguyễn Nhật Trinh. Nội dung và kết quả nghiên cứu được
trình bày trong luận văn là do em nghiên cứu, do em tự trình bày, khơng sao
chép từ các luận văn khác.
Em chịu trách nhiệm hoàn toàn về những nội dung, hình ảnh cũng như
kết quả nghiên cứu trong luận văn.
Người thực hiện

Trương Thiên Quốc Chuyên

Trương Thiên Quốc Chuyên

2

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... 1
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. 2
MỤC LỤC ......................................................................................................... 3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................... 5
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ..................................................................... 6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ........................................................... 7
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................... 9
CHƯƠNG I TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .................................................. 11
1.1. Xơ bông ............................................................................................... 11
1.1.1. Khái niệm xơ bông...................................................................... 11
1.1.2. Phân loại bông ............................................................................ 13
1.1.3. Các tính chất cơ, lý, hóa chủ yếu của xơ bông [1,5] ................. 14
1.1.4. Ứng dụng của xơ bông ............................................................... 16
1.2. Xơ visco .............................................................................................. 18

1.2.1. Khái niệm xơ visco ..................................................................... 18
1.2.2. Cấu trúc, cơng thức hóa học xơ visco ......................................... 18
1.2.3. Phân loại xơ visco ....................................................................... 21
1.2.4. Quy trình sản xuất xơ visco ........................................................ 27
1.2.5. Ứng dụng của xơ - vải visco ....................................................... 34
1.3. Một số cơng trình nghiên cứu ............................................................. 38
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1................................................................................ 45
CHƯƠNG II NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ................................................................................................................ 46
2.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................... 46
2.2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ............................................................ 46

Trương Thiên Quốc Chuyên

3

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................... 46
2.3.1. Xác định thông số vải ................................................................. 46
2.3.2. Xác định độ bền kéo đứt, độ giãn đứt của vải cotton, visco khô và ướt.
............................................................................................................... 50
2.3.3. Xác định độ bền xé rách của vải cotton, visco khơ và ướt ......... 53
2.3.4. Xác định góc hồi nhàu của vải cotton và visco .......................... 55
2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu .......................................................... 57

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2................................................................................ 59
CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN ......................... 60
3.1. Kết quả xác định thông số vải ............................................................. 60
3.2. Độ bền kéo đứt và độ giãn đứt vải cotton và visco (khô, ướt) ........... 60
3.2.1. Độ bền kéo đứt dọc và ngang của vải cotton (khô, ướt)............. 60
3.2.2. Độ bền kéo đứt dọc và ngang của vải visco (khô, ướt) .............. 63
3.2.3. Độ giãn đứt tương đối của vải cotton dọc (khô, ướt) ................ 65
3.2.4. Độ giãn đứt tương đối của vải visco dọc (khô, ướt) ................... 67
3.3. Độ bền xé của vải cotton và visco (khô, ướt) ..................................... 69
3.3.1. Độ bền xé của vải cotton (khô, ướt) ........................................... 69
3.3.2. Độ bền xé của vải visco (khô, ướt) ............................................. 72
3.4. Góc hồi nhàu của vải cotton và visco ................................................. 74
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 77

Trương Thiên Quốc Chuyên

4

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1

Cotton

CT

2

Visco

VC

3

Polyeste/Cotton

Pe/Co

4

Polyeste/Visco

Pe/Vi

5

Polyeste

PET

Trương Thiên Quốc Chuyên

5

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Độ bền kéo đứt và hệ số biến sai của các mẫu vải ......................... 38
Bảng 1.2. Độ bền kéo đứt và hệ số biến sai của các mẫu vải ......................... 40
Bảng 1.3. Độ bền và độ kéo dài của xơ trong điều kiện khô và ướt [8] ......... 41
Bảng 1.4. Bảng mô tả các mẫu vải và chi số sợi............................................. 42
Bảng 2.1. Bảng thông số kỹ thuật mẫu vải thí nghiệm ................................... 46
Bảng 3.1. Thông số vải cotton và visco .......................................................... 60
Bảng 3.2. Độ bền kéo đứt theo chiều dọc của vải cotton (khô, ướt) .............. 61
Bảng 3.3. Độ bền kéo đứt ngang của vải cotton (khô, ướt) ............................ 62
Bảng 3.4. Độ bền kéo đứt theo chiều dọc của vải visco (khô, ướt) ................ 63
Bảng 3.5. Độ bền kéo đứt ngang của vải visco (khô, ướt) .............................. 64
Bảng 3.6. Độ giãn đứt theo chiều dọc của vải cotton (khô, ướt) .................... 65
Bảng 3.7. Độ giãn đứt theo chiều ngang của vải cotton (khô, ướt) ................ 66
Bảng 3.8. Độ giãn đứt theo chiều dọc của vải visco (khô, ướt) ...................... 67
Bảng 3.9. Độ giãn đứt ngang của vải visco (khô, ướt) ................................... 68
Bảng 3.10. Độ bền xé đứt theo chiều dọc vải cotton (khô, ướt) ..................... 70
Bảng 3.11. Độ bền xé đứt theo chiều ngang của mẫu vải cotton (khô, ướt) .. 71
Bảng 3.12. Độ bền xé đứt dọc vải visco (khô, ướt) ........................................ 72
Bảng 3.13. Độ bền xé đứt ngang của vải visco (khô, ướt) .............................. 73
Bảng 3.14. Kết quả thí nghiệm góc hồi nhàu của vải ..................................... 74

Trương Thiên Quốc Chuyên

6

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Cấu trúc phân tử xơ bơng ................................................................ 11
Hình 1.2. Cấu tạo xơ bơng .............................................................................. 12
Hình 1.3. Vải cotton sử dụng may quần áo ..................................................... 17
Hình 1.4. Vải cotton sử dụng may drap giường, chăn, gối ............................. 18
Hình 1.5. Cấu trúc nguyên tử xenlulơ ............................................................. 19
Hình 1.6. Cấu trúc vi mơ, thiết diện ngang của xơ visco ................................ 20
Hình 1.7. Trùng hợp xenlulơ ........................................................................... 20
Hình 1.8. Quy trình sản xuất xơ visco ............................................................ 30
Hình 1.9. Q trình biến đổi của xenlulơ ........................................................ 34
Hình 1.10. Ứng dụng của xơ – vải visco......................................................... 36
Hình 1.11. So sánh độ bền kéo đứt dọc đối với vải Pe/Co và vải bơng.......... 39
Hình 1.12. So sánh độ bền kéo đứt ngang đối với vải Pe/Co và vải bông ..... 39
Hình 1.13. So sánh độ bền dọc của vải với sợi dọc Pe/Co ............................. 40
Hình 1.14. Độ bền xé của vải có mật độ sợi là 20/1s..................................... 43
Hình 1.14. Độ bền xé của vải có mật độ sợi là 24/1s..................................... 43
Hình 1.15. Độ bền xé của vải có mật độ sợi là 18/1s..................................... 44
Hình 2.1. Cân phân tích Mettler PM 6100 (Đức) ........................................... 47
Hình 2.2. Dụng cụ soi mật độ vải ................................................................... 49

Hình 2.3. Máy kéo đứt vạn năng TENSILON ................................................ 50
Hình 2.4. Tủ điều ẩm....................................................................................... 51
Hình 2.5. Ngàm kẹp và mẫu thử ..................................................................... 52
Hình 2.6. Máy xé rách vạn năng TENSILON ................................................ 54
Hình 2.7. Thiết bị tự ghi lại kết quả lực tác dụng ........................................... 54
Hình 2.8. Cắt mẫu đo độ bền xé ...................................................................... 55
Hình 2.9. Dụng cụ xác định góc hồi nhàu ....................................................... 56
Hình 3.1. Độ bền kéo đứt dọc của vải cotton (khô, ướt)................................. 61

Trương Thiên Quốc Chuyên

7

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

Hình 3.2. Độ bền kéo đứt ngang của vải cotton (khơ, ướt) ............................ 62
Hình 3.3. Độ bền kéo đứt dọc của vải visco (khơ, ướt) .................................. 63
Hình 3.4. Độ bền kéo đứt ngang của vải visco (khơ, ướt) .............................. 64
Hình 3.5. Biểu đồ độ giãn đứt dọc của vải cotton(khô, ướt) .......................... 66
Hình 3.6. Độ giãn đứt ngang của mẫu vải cotton (khơ, ướt) .......................... 67
Hình 3.7. Độ giãn đứt dọc của vải visco(khơ, ướt) ......................................... 68
Hình 3.8. Độ giãn đứt ngang của vải visco (khơ, ướt) .................................... 69
Hình 3.9. Độ bền xé dọc của mẫu vải cotton và visco(khô) ........................... 70
Hình 3.10. Độ bền xé đứt ngang của mẫu vải cotton (khơ, ướt)..................... 71
Hình 3.11. Độ bền xé đứt dọc vải visco (khơ, ướt) ......................................... 72

Hình 3.12. Độ bền xé đứt ngang của vải visco (khơ, ướt) .............................. 73
Hình 3.13. Góc hồi nhàu của vải cotton và vải visco ..................................... 75
Hình 3.14. Hệ số kháng nhàu của vải cotton và vải visco .............................. 75

Trương Thiên Quốc Chuyên

8

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

LỜI MỞ ĐẦU
Ngành dệt may thời trang là một ngành nghề thủ cơng có truyền thống,
nó trang trí và tạo hình tơn vinh vẻ đẹp cho mọi người. Khi đã đến một trình
độ văn minh cao, yêu cầu về cái đẹp càng trở nên cần thiết. Ngành dệt may
thời trang là tiêu biểu cho cái đẹp về thẩm mỹ, tâm hồn. Nó khơng dừng lại và
ln ln phát triển.
Ví dụ, chúng ta đứng trước một bộ mẫu thời trang sưu tầm đẹp, ta chỉ
thưởng thức cái đẹp đơn thuần ở cái đẹp bằng khối óc, cịn ta đứng trước
những bộ mẫu quần áo đẹp có thẩm mỹ cao, ta cịn được thưởng thức thêm sự
tinh tế nghệ thuật sáng tạo của đơi bàn tay và khối óc con người đã tạo ra nó.
Cho đến nay, ngành dệt may thời trang đã trở thành một ngành mũi
nhọn của đất nước nó rất cần thiết cho tinh thần của người dân, từ những bộ
đồng phục của trẻ mẫu giáo, học sinh cho đến những bộ quân phục công an
bộ đội và thậm chí cả những bộ trang phục của giáo hồng … nhất là trong
những ngày lễ hội, kết hôn, giáng sinh, ngày tết chúng ta khơng thể thiếu

được nó, nó là sức mạnh tinh thần của mọi người. Những bộ thời trang khơng
những đẹp mà nó cịn làm ta kiêu hãnh những lúc ta thành công trong sự
nghiệp như lễ tốt nghiệp cử nhân, kỹ sư, tiến sĩ …. Nền kinh tế càng phát
triển, mức sống được nâng lên thì yêu cầu về may mặc thời trang càng trở nên
cần thiết vì vậy mỗi sinh viên trong khoa chúng ta phải ln ln nghiên cứu,
tìm tịi, sáng tạo để tạo ra nhiều mẫu có tính thẩm mỹ cao phù hợp với thị yếu
của mọi người và xã hội.
Trong quá trình phát triển cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước,
đối với ngành dệt may nước ta là ngành kinh tế có tính đột phá. Theo báo điều
tra của mạng nanbo cho thấy, sau khi ra nhập WTO, kim ngạch xuất khẩu dệt
may nước ta trong những năm gần đây đã tăng lên đáng kể.

Trương Thiên Quốc Chuyên

9

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

Trong tương quan chung của ngành kinh tế, dệt may Việt Nam vẫn
luôn là lĩnh vực mũi nhọn. Với tốc độ tăng trưởng nhanh và mạnh như hiện
nay, ngành dệt may khơng chỉ đóng vai trị quan trọng đối với mục tiêu phục
hồi đà tăng trưởng kinh tế, mà còn đảm bảo cân bằng cán cân thương mại của
Việt Nam. Theo được biết chính phủ Việt Nam đã sớm đặt mục tiêu cho
ngành dệt may, từ năm 2017-2020, dệt may Việt Nam sẽ phấn đấu đứng thứ
hai, thứ ba trong tốp các nước xuất khẩu dệt may lớn nhất trên toàn thế giới.

Đồng thời, khẳng định đến năm 2020 dệt may Việt Nam sẽ có từ 5-7% các
thương hiệu lớn hội nhập với thị trường thế giới.
Trước sự phát triển của ngành dệt may Việt Nam, học viên chọn đề tài
nghiên cứu: “Nghiên cứu đánh giá tính chất cơ lý vải visco và vải bông” Đề
tài tiến hành nghiên cứu đánh giá tính chất cơ lý của vải visco so với vải bông
giúp cho việc thiết kế và lựa chọn những loại vải phù hợp với các sản phẩm
may mặc.
Những nội dung chính trong luận văn bao gồm:
Chương I: Tổng quan
Chương II: Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương III: Kết quả nghiên cứu và bàn luận
Kết luận của luận văn
Tài liệu tham khảo
Phụ lục

Trương Thiên Quốc Chuyên

10

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. Xơ bông
1.1.1. Khái niệm xơ bơng

Bơng là một loại xơ thiên nhiên được hình thành trong điều kiện tự
nhiên ở dưới dạng xơ cơ bản. Xơ bơng khá mảnh, mềm, có độ quăn tự nhiên
nên có độ xốp, đặc biệt độ bền dai của xơ bông khá tốt.
Cấu tạo của xơ bông
Xơ bông là một tế bào thực vật lấy từ quả cây bông, được hình thành
ngay từ lúc các cánh hoa rụng, tế bào này mọc từ hạt bông. Thành phần chủ
yếu của xơ bơng là xenlulơ chiếm 94% cịn lại là sáp bơng 0,6%, axit hữu cơ
0,8%, pectin 0,9%, hợp chất nitơ 1,3%, tro 1,2%, đường 0,3%, chất khác
0,9%. Tùy theo độ chín của xơ bơng, điều kiện khí hậu thổ nhưỡng của vùng
trồng bông, phương pháp thu hoạch mà tạp chất sẽ nhiều hay ít.
Xenlulơ là hợp chất cao phân tử, tạo cho xơ bơng có độ bền cơ học nhất
định, nó thuộc về lớp hidrat cacbon, cấu tạo gồm ba nguyên tố: cacbon
44,4%, hydro 6,2% và oxy 49,4% khối lượng chung.
Công thức cấu tạo chung của xenlulơ là: (C6H10O5)n

hoặc

[C6H7O2(OH)3]n có cấu trúc phân tử như trên ( Hình 1.1 ).

Hình 1.1. Cấu trúc phân tử xơ bơng

Trương Thiên Quốc Chun

11

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

Xơ bơng có cấu trúc chặt chẽ, độ định hướng cao, vật liệu khá cứng.
Cấu trúc mạch đại phân tử không đồng nhất gồm pha tinh thể và pha vô định
hình. Nhiều nghiên cứu cho thấy tỷ lệ giữa vùng kết tinh và vùng vơ định hình
trong xơ là 2:1. Các mạch đại phân tử dạng dây hấp dẫn nhau bằng liên kết
hydro, còn các mạch sẽ hấp dẫn nhau bằng lực liên kết Vandecvan.
Thơng thường mỗi xơ bơng có kích thước dài từ 1÷ 8cm, bề dày từ 12
÷ 20µm, có nghĩa chiều dài gấp 1000 đến 4000 lần xơ với bề rộng, tiết diện có
dạng dẹt, hạt đậu hay gần tròn phụ thuộc vào trang thái của xơ lúc khơng
chín, vừa chín, hay rất chín. Theo Philip J. Wakelyn và các cộng sự [12], phân
tích xơ bơng trên kính hiển vi, cấu tạo mỗi tiết diện xơ có bốn phần rõ rệt:
Biểu bì, thành xơ cấp, thành thứ cấp và rãnh như mơ tả ở Hình 1.2.

Hình 1.2. Cấu tạo xơ bơng
Bên ngồi cùng của lớp xơ là lớp biểu bì chứa sap, spectin, protein và
các chất khơng phải là xenlulơ có tính chất khơng thấm nước, bảo vệ các
thành phần bên trong của xơ khỏi bị vi khuẩn hay chất lạ xâm nhập từ bên
ngoài.

Trương Thiên Quốc Chuyên

12

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

Thành xơ cấp dày khoảng 1µm được tạo bởi mạng lưới các thớ nằm
theo đường xoắn ốc nghiêng 20

450so với trục xơ, hướng thay đổi và bố trí

thành các lớp đồng tâm được gọi là các lớp trưởng thành. Các vịng này được
tạo nên trong q trình tổng hợp xenlulơ, bồi dần từ ngoài vào trong lúc giai
đoạn xơ đã đủ chiều dài và phát triển theo bề dày, có khoảng 40 lớp như vậy.
Rãnh xơ là phần trong cùng tiếp giáp với thành thứ cấp, chứa đầy
protein và chất nguyên sinh dẫn ra từ hạt để nuôi xơ. Khi xơ chín, thành thứ
cấp cịn mỏng, rãnh rộng, tiết diện xơ dẹt, xoắn theo chiều dài, nếu để khô,
rnahx rỗng, xơ bị tóp lại và biến dạng. Khi xơ chín, thành thứ cấp dày ra, tiết
diện rãnh thu ngắn và nhỏ dần, xơ no trịn, nếu để khơ, các chất trong rãnh
biến mất, rãnh xơ còn lại một vết.
1.1.2. Phân loại bông

- Các loại xơ bông chủ yếu: Bông được trồng trên thế giới được chia
thành 4 loại chính.
+ Cây bơng lục địa: cịn gọi là xơ bơng trung bình, chiếm sản lượng
lớn nhất trên thế giới: có chiều dài trung bình L = 26÷35mm; độ mảnh T =
160÷220 mTex; độ bền tương đối: Po = 25÷30 cN/Tex.
+ Cây bơng hải đảo: cịn gọi là xơ bơng mảnh, có chất lượng tốt nhưng
sản lượng thấp: có chiều dài trung bình L = 35÷45mm; độ mảnh T = 130÷150
mTex; độ bền tương đối: Po = 30÷38 cN/Tex.
+ Cây bơng cỏ: cịn gọi là xơ bông ngắn, xơ thô và ngắn, chất lượng
kém: Chiều dài nhỏ hơn 20mm, độ mảnh thô hơn xơ bơng trung bình, độ bền
tương đối nhỏ hơn xơ bơng trung bình.
+ Cây bơng lưu niên: chất lượng kém nhất trong 4 loại bông.

- Các chỉ tiêu chất lượng của xơ bơng: Có 5 chỉ tiêu chất lượng chính
để đánh giá xơ bông.
* Chiều dài (L)
* Độ mảnh (T)

Trương Thiên Quốc Chuyên

13

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

* Độ chín (Z)
* Tỷ lệ % tạp chất
* Màu sắc và độ bóng của xơ
- Sau khi cán, làm sạch, xơ bông nguyên liệu chứa 95%

97% xenlulô.

- Sau khi xử lý để loại bỏ các chất không xenlulô, hàm lượng xenlulơ
của xơ bơng lên đến 99%.
- Ngồi xenlulơ, trong xơ bơng cịn các thành phần hóa học khác như
Protêin, Pectin, tro, sáp, hàm lượng đường, Pigment và các loại khác. Trong
đó:
+ Thành phần protêin (Nitơ) có tỷ lệ lớn nhất (1 2%), chủ yếu nằm
trong nguyên sinh chất của xơ.

+ Sáp bông: 0,1 1% (so với khối lượng khô của xơ) nằm chủ yếu
trong thành xơ cấp. Sáp có vai trị bơi trơn và có ích trong q trình kéo sợi
nhưng làm giảm độ bền của sợi và vải, cản trở sự làm ướt xơ và sự ngấm các
chất phản ứng trong q/t xử lý hóa học. Sáp được khử đi ở chế độ nấu tẩy bình
thường.
+ Pectin: 0,7

1,2% (so với khối lượng khô của xơ), chủ yếu ở thành

xơ cấp của xơ, được khử đi ở chế độ nấu tẩy bình thường.
+ Tro: là các muối vơ cơ (photsphat, cacbonat và các oxit) và các muối
của axit hữu cơ, với tỷ lệ khoảng 2%. Tro có tính kiềm cao.
- Ngồi ra cịn có 1 lượng rất nhỏ các chất màu gọi là Pigment.
1.1.3. Các tính chất cơ, lý, hóa chủ yếu của xơ bơng [1,5]

Xơ bơng có chứa tới 95% xenlulơ, vì vậy nó mang tất cả các tính chất
lý hóa của xơ xenlulơ. Ngồi ra nó cịn có thêm 1 số tính chất cụ thể nữa.
a. Tính chất cơ học
- Xơ bông là một loại xơ mảnh có độ bền tốt.

Trương Thiên Quốc Chuyên

14

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

- Độ bền tương đối (g/tex): Khô: 25 40 g/tex, ướt tăng

10 20% so

với khô.
- Độ giãn đứt: khô: 6 8 g/tex, ướt tăng

7 10% so với khô.

- Độ phục hồi: kéo giãn 2% thì phục hồi đến 74%; kéo giãn 5% thì
phục hồi 45%.
b. Tính chất cơ lý
- Khối lượng riêng:

1.52

1.56 g/cm3.

- Độ ẩm ở điều kiện chuẩn: W = 8.5 %
- Độ bền nhiệt: xenlulơ có độ bền nhiệt tốt. Ở 120 1300C xơ bông trở
nên vàng. Nhưng vượt quá nhiệt độ này bắt đầu có sự thay đổi và đặc biệt sau
1600C thì quá trình phá hủy nhanh hơn. Sau 1800 quá trình phá hủy diễn ra rất
mạnh.
- Độ bền ánh sáng: chịu ánh sáng tốt nhưng nếu để kéo dài bơng sẽ
vàng.
- Tính cháy: xơ bơng là vật liệu cháy rất mạnh. Cháy khi có ngọn lửa
hỗ trợ. Khi rút lửa ta vẫn cháy. Khi cháy xenlulơ có mùi thơm như giấy cháy,
tro rời và màu trắng..Tác dụng của vi sinh vật: trong điều kiện ẩm và đặc biệt
điều kiện nhiệt độ tương đối cao là điều thích hợp cho vi khuẩn phát triển. Vi

khuẩn và nấm mốc phát triển mạnh gây nên quá trình thủy phân rất mạnh dẫn
tới phá hủy tồn bộ.
c. Tính chất hóa học
- Tác dụng của nước: xenlulơ khơng bị hịa tan trong nước. Tuy nhiên
trong nước xenlulô bị trương nở: xơ bơng trong nước có diện tích mặt cắt
ngang có thể tăng từ 45 50% còn chiều dài chỉ tăng 1

2%. Vì vậy, nước

khơng phải là dung mơi của xenlulơ.
- Trong môi trường axit: kém bền với tác dụng của axit.

Trương Thiên Quốc Chuyên

15

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

- Dưới tác dụng của axit vô cơ đa phân tử xenlulô bị phá hủy, đầu tiên
liên kết glucozit bị phá vỡ. Trong công nghiệp dệt, axit được dùng trong quá
trình làm sạch cũng như khi in nhuộm vật liệu dệt. Chỉ nên dùng axit lỗng,
gia cơng ở nhiệt độ thấp, trong thời gian ngắn.
- Xenlulô tác dụng với nước tạo thành gluco.
(C6H10O5)n + n H2O → n C6H10O5
+ Axit hữu cơ: có tác dụng phá hủy nhưng yếu hơn axit vô cơ.

- Trong môi trường kiềm: xenlulô bền vững trước tác dụng của kiềm,
ngay cả khi đung sôi. Kiềm đậm đặc, ở nhiệt độ cao xơ bông bị phá hủy. Sử
dụng kiềm làm bóng vải.
- Phản ứng oxi hóa – khử: xơ bơng có tác dụng mạnh với chất oxi hóakhử, VD như nước Javen, H2O2. Các nhóm hiđroxin (-OH) bị oxi hóa, liên kết
glucozit bị đứt, độ bền xơ sẽ bị giảm. Nếu quá trình tiếp diễn thì cuối cùng xơ
sẽ biến thành dạng bột.
d. Tính chất khác
- Tác dụng của ánh sáng và khí quyển: dưới tác dụng của ánh sáng,
xenlulơ bị oxy hóa bởi oxy của khơng khí tạo thành oxit của xenlulơ làm cho
chúng bị giảm độ bền cơ học. Sau 900 giờ chiếu sáng độ bền cơ học của xơ
giảm 50%.
- Tác dụng của vi sinh vật: trong môi trường ẩm ướt, nhất là khi độ ẩm
khơng khí cao hơn 75 85% và hàm ẩm của xơ lớn hơn 9% thì xenlulơ có thể
bị phá hủy bởi một số vi sinh vật và nấm mốc.
1.1.4. Ứng dụng của xơ bông

Do xơ bông là một loại xơ tập trung nhiều tính chất quý để sử dụng làm
vật liệu dệt, đặc biệt là vật liệu may mặc như: độ bền cao, co giãn tốt, xơ
mảnh, mềm, xốp, hút ẩm… Nên sử dụng để may quần áo may mặc chiếm
43,3% đặc biệt là quần áo lót, quần áo thể thao. Vải sử dụng trong nhà: chăn
ga, gối đệm, khăn trải bàn, khăn tắm, khăn mặt, bít tất...

Trương Thiên Quốc Chuyên

16

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

Vải cotton được làm từ nhiên liệu thiên nhiên giúp với tính năng vượt
trội như thấm hút mồ hơi tốt, độ mềm mại thoải mái khi sử dụng nhất là đối
với các trẻ em, chính vì vậy mà vải cotton được ứng dụng để may quần áo trẻ
em rất nhiều hiện nay đa dạng về mẫu mã và kiểu dáng sản phẩm. Tuy nhiên
do vải cotton có giá thành khá cao. Sự kết hơp giữa vải cotton và một số chất
hóa học và các vật liệu khác tạo độ bóng, bền đẹp cho vải được ứng dụng
nhiều. Sử dụng xơ bông dưới 2 dạng: Vải 100% xơ bông và vải pha.

Hình 1.3. Vải cotton sử dụng may quần áo
Khi sử dụng vải cotton để may drap giường áo gối thì vải cotton là loại
vải được khách hàng sử dụng nhiều nhất. Vì loại vải cotton có một số tính
năng nổi bật như: chất liệu khá mềm mịn, thấm hút tốt, không gây dị ứng, giặt
nhanh khô và chỉ co rút rất ít ở lần giặt đầu tiên, các lần giặt sau sẽ không bị
co rút lại nữa, giá thành rẻ phù hợp với các tiêu chí của Nhà hàng, Khách sạn,
resort….

Trương Thiên Quốc Chuyên

17

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

Hình 1.4. Vải cotton sử dụng may drap giường, chăn, gối
Sử dụng trong y tế: dùng làm bông gạc quấn vết thương, gạc y tế tiệt
trùng.
Bông sử dụng trong công nghiệp: làm vải kỹ thuật như thảm chống
thấm, làm đường.
1.2. Xơ visco
1.2.1. Khái niệm xơ visco

Visco được tạo ra từ những vật liệu có nguồn gốc xenlulơ (bột gỗ, vải
vụn…) và trải qua quá trình xử lý để tạo thành sợi vải.
1.2.2. Cấu trúc, cơng thức hóa học xơ visco

1.2.2.1. Cấu trúc
Xơ visco có cấu trúc xốp, hầu như khơng có các phần kết tinh. Hàm
lượng α xenlulơ trong xơ chiếm hơn 90%. Mặt khác mức độ trùng hợp trung
bình của xenlulô trong xơ visco dùng cho công nghiệp dệt chỉ trong khoảng
300÷350 nên độ bền cơ học của xơ khơng cao. Do cấu trúc xốp nên xơ mềm
mại, có độ giãn lớn, dễ thấm nước, dễ trương nở trong nước và dễ hấp phụ
thuốc nhuộm.

Trương Thiên Quốc Chuyên

18

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

Xơ visco có ngoại quan bóng hơn xơ bơng và thân xơ có trụ trịn hơn
thân xơ bơng. Cấu trúc tinh thể trong xơ visco khảng 25% nhỏ hơn xơ bơng
4÷5 lần và mức độ định hướng thấp hơn. Lớp bề mặt xơ visco chứa rất nhiều
vùng tinh thể nhỏ cịn phần lõi thì có cấu trúc tinh thể thơ hơn. Do trong mạch
đại phân tử có chứa rất nhiều nhóm hydroxyl (-OH) là nhóm chức có chứa
cực nên chúng liên kết với nhau bằng liên kết hydro rất mạnh, nhất là ở những
vùng có cấu trúc tinh thể.

Hình 1.5. Cấu trúc nguyên tử xenlulô
Những đường rãnh dài theo chiều dọc của xơ visco được tạo bởi sự co
lại của xơ filament khi mới hình thành trong bể đơng tụ. Những đường rãnh
này có ảnh ưởng rất nhiều đến tính chất của xơ visco, làm tăng khả năng thấm
hút cho xơ visco.
Thiết diện ngang của xơ visco có thể thay đổi tùy thuộc vào hình dạng,
kích thước của các đầu phun trong quá trình kéo sợi. Sau khi vỏ sợi visco mới
được hình thành, phần lõi sợi cũng dần đơng cứng và khiến cho vỏ sợi co lại
tạo lên những đường rãnh dài kéo theo chiều dọc sợi. Cấu trúc của xơ là yếu
tố quan trọng có ảnh hưởng rất lớn tới tính chất của xơ visco [11].

Trương Thiên Quốc Chuyên

19

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

Hình 1.6. Cấu trúc vi mơ, thiết diện ngang của xơ visco
1.2.2.2. Cơng thức hóa học
Xơ visco tuy là xenlulơ tái sinh nhưng hệ số trùng hợp thấp hơn nhiều
so với các xơ xenlulơ có sẵn trong tự nhiên.
Cơng thức hóa học của xenlulơ là ( C6H10O5)n
Mạch đại phân tử của xenlulơ: thành phần hóa học của xenlulơ gồm các
mạch phân tử thẳng, khâu đơn giản nhất là anhidrit d – gluco (gọi tắt là
gluco). Ngoại trừ ở 2 đầu mạch, mỗi gốc gluco đều có chứa 3 nhóm hydroxyl
ở các nguyên tử cacbon thứ 2, 3 và 6. Các gốc gluco liên kết với nhau bằng
các mối liên kết glucozit 1 – 4. Xenlulô và enzym xúc tác cho q trình
chuyển hóa xenlulơ thành các dung dịch hịa tan [11].

Hình 1.7. Trùng hợp xenlulơ

Trương Thiên Quốc Chun

20

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

1.2.3. Phân loại xơ visco

Hiện nay trên thị trường có nhiều loại xơ xenlulô tái sinh, chúng được
đặt tên theo nguồn gốc và quy trình mà theo đó xenlulơ được hòa tan và tái

sinh [2]. Acetate và triacetate được sản xuất từ axetyl xenlulô theo phương
pháp kéo sợi thô. Được sản xuất theo các quy trình khác nhau nhưng đều dựa
trên nguồn gốc từ hydrat xenlulô bằng phương pháp kéo sợi ướt có các loại xơ
nguồn gốc xenlulơ tái sinh sau :
Visco thường: đây chính là loại vải visco đầu tiên được sản xuất theo
quy trình visco bằng phương pháp kéo sợi ướt . Nguyên liệu chính để sản xuất
là xơ bơng phế liệu hoặc bột gỗ có hàm lượng α xenlulô lớn hơn 90%. Dung
môi sử dụng trong quá trình sản xuất có độc tính cao gây hại cho mơi trường
(50% carbon disulfide được sử dụng trong q trình sản suất sẽ phân tán vào
trong khơng khí). Thực chất visco là xơ xenlulơ tái sinh nhưng có hệ số trùng
hợp thấp hơn nhiều so với các xơ xenlulô tự nhiên. Độ bền cơ học của xơ
visco thấp hơn xơ bông, bị giảm bền mạnh trong môi trường nước. Vải visco
thường có độ sáng bóng, tính linh hoạt cao nhất, thông dụng và giá thành thấp
nhất so với các loại vải từ xơ xenlulô tái sinh khác. Tuy nhiên, một số vấn đề
như tính ổn định của cấu trúc vải, sổ lông, hiệu ứng màu sắc không đồng đều
sau khi nhuộm và in vẫn có thể xảy ra trong quá trình sản xuất vải visco.
Modal: là thế hệ xơ visco thứ hai. Để sản xuất xơ modal , người ta
dùng nhiều phương pháp khác nhau như: bỏ hẳn quá trình làm chín xơ bộ và
giảm bớt nồng độ xút trong dung dịch visco; thêm vào dung dịch kéo sợi có
nồng H2SO4 thấp nồng độ ZnSO4 thì cao hơn so với bể kéo sợi visco . Xơ
modal là loại xơ- sợi có cấu trúc phân tử rất bền, tính chất cơ lý gần giống
như xơ bông , hệ số trùng hợp từ 450÷550, sợi chịu được nước và kiềm, ít
giảm bền khi ướt (25%), độ giãn đứt gần như xơ bông.
Lyocell/Tencel: xơ lyocell là một thế hệ xơ visco mới nhất được sản
xuất theo quá trình lyocell- kéo sợi trực tiếp bằng dung mơi khơng qua

Trương Thiên Quốc Chun

21

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

xanthate hóa và tái tạo xenlulơ. Để sản xuất lyocell, gỗ tinh chất được hòa tan
trực tiếp trong n-methyi morpholine n- oxide ở nhiệt và áp xuất cao. Quy trình
sản xuất lyocell không sử dụng carbon disulfide mà thay vào đó là amine
oxide trong một hệ thống sản xuất khép kín ở đó hầu hết dung mơi được thu
hồi hồn tồn. Đây là q trình sản xuất hiệu quả và thân thiện với mơi trường
mặc dù chi phí sản xuất cao hơn xơ visco. Nguyên liệu chính để sản xuất xơ
lyocell chỉ lấy từ cây sồi hoặc bạch đàn. Xơ lyocell có tất cả những ưu điểm
của xơ visco, và trong nhiều khía cạnh thì tốt hơn. Vải lyocell có độ bền tốt ở
cả hai trạng thái khô và ướt, có khả năng hút ẩm cao hơn bơng (11,5%), hệ số
trùng hợp cao (550-600), độ co thấp, độ bền ma sát khi khơ tốt, dễ nhuộm
màu, tích điện thấp,…. Xơ lyocell có thể dùng để pha trong kéo sợi với các
loại xơ khác như: PES, len, tơ tằm, lanh, cotton, hay visco thường. Sản phẩm
dệt từ xơ lyocell thường có tính mềm mại và cho hiệu ứng “Peach skin”
Cuprammonium (cupro, B.B): được sản xuất theo quy trình
Cuprammonium dựa trên khả năng hịa tan của xenlulơ trong dung dịch đồng
amoniac. Dung dịch hịa tan xenlulơ trong q trình này gồm có: amonia,
sufate đồng và kiềm NaOH dẫn đến sự hình thành các cuprammonium
xenlulơ. Xơ cupro có những tính chất hóa học và độ bền cơ lý gần như xơ
visco nhưng có độ mảnh cao hơn xơ visco. Độ bền giãn đứt của
cuprammonium thấp hơn sợi visco thường (10+16%). Quy trình sản xuất
Cuprammonium ít gây độc hại tới mơi trường hơn so với quy trình sản xuất
sợi visco tuy nhiên giá thành sợi cao hơn do sử dụng kim loại quý (đồng)
trong quá trình sản xuất.

Trong những năm gần đây, để năng cao một số tính chất của xơ sợi
visco trong sử dụng như cường lực, độ giãn dài, độ co, khả năng nhuộm…
người ta sản xuất ra các loại xơ visco mới có độ bền cao và phân tử cao mà
trong thương mại thường gặp hai loại chính là xơ visco mô đun ướt cao HWM
(High Wet Modulus) và xơ visco độ bền cao HT (High Tenacity) [3]

Trương Thiên Quốc Chuyên

22

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

Xơ visco mô đun ướt cao (High Wet Modulus): lLà loại xơ visco có
độ bền ướt cao, được điều chế như xơ visco nhưng có sự thay đổi trong q
trình ngưng tụ cũng như trong quá trình hấp dung dịch. Điều này làm cho xơ
sợi có cấu trúc tinh thể nhỏ, ít bị co khi ướt, độ giãn dài và cường lực cao hơn
visco (E=11+15%), có tính chất giống xơ bông nhiều hơn xơ visco. Loại xơ
này thường dùng để pha trộn với xơ polyeste hay xơ bông trong quá trình kéo
sợi nhằm tạo nên một loại sợi có độ bóng và ổn định tốt khi giặt và làm bóng.
Xơ visco độ bền cao (High Tenacy): là loại xơ visco biến tính có độ
bền cao vượt trội (gấp 2 lần so với độ bền của xơ HWM), có khả năng ổn định
kích thước. Xơ visco độ bền cao được được xử lý hoàn tất và tráng phủ để
bảo vệ và tăng độ bền.
1.2.3.1. Các tính chất cơ, lý, hóa chủ yếu của xơ visco
a. Tính chất cơ lý

- Khối lượng riêng (g/cm3): 1,50+1,53
- Độ mảnh (Den): 1,52
- Độ bền nhiệt: xơ chịu được nhiệt độ tới 130oC. Xơ visco không có
tính nhiệt dẻo, vì vậy ở nhiệt độ 100-200oC độ bền của visco khơng những
khơng bị giảm mà cịn tăng lên do một phần độ ẩm bị khử ra khỏi xơ làm cho
liên kết giữa các đại phân tử trong xơ thêm chặt chẽ hơn. Dưới tác dụng của
nhiệt độ>=130oC trong thời gian dài, độ bền xơ visco bị giảm nghiêm trọng.
- Khả năng hút ẩm: Wc=6-14%. Trong nước, xơ visco bị trương nở tới
hơn 45% và có thể hấp thụ một lượng nước từ 80-120%. Do trong mạch đại
phân tử của visco có nhiều nhóm Hydroxyl là nhóm chức ưa nước có cực nên
xơ visco có khả năng hút ẩm cao.
- Độ bền kéo đứt: độ bền kéo đứt khi ướt của xơ visco bị giảm từ 4050% so với khi khô
- Cường lực tương đối (cN/tex): khi khô 16-70; khi ướt 2-54
- Độ giãn dài tương đối (%): khi khơ 16-24; khi ướt 21-29

Trương Thiên Quốc Chun

23

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

CN Vật Liệu Dệt - May

- Độ kháng nhàu: kém
- Độ bóng: có thể sản xuất với độ bóng tùy ý
- Khả năng tĩnh điện: khơng tĩnh điện
- Khả năng chống mài mịn: kém

- Tính đàn hồi: kém
- Tính tiện nghi đối với da: rất xốp nhẹ, mềm rủ, tính tiện nghi rất cao
- Tính chống cháy: rhả năng bắt lửa và cháy như xơ bơng
- Tính cách nhiệt: vải dệt từ visco filament có độ mỏng như tơ tằm và
chiếm một tỷ lệ không khí trong vải tương đối thấp. Đối với xơ stapen visco
và modal, người ta có thể tạo ra các loại vải có độ dày khác nhau.
b. Tính chất hóa học
- Tác dụng của axit: visco kém bền với axit đặc biệt là axit mạnh. Visco
thường không bền với axit vô cơ dù ở thể đặc hay loãng. Các axit như: axit
suphoric, axit hydrochloric làm cho mối liên hệ giữa glucozit sẽ bị thủy phân,
gẫy mạch đại phân tử xenlulô của xơ visco và sản xuất ra hydro xenlulô.
Dung dịch axit lạnh tác dụng trong thời gian ngắn không làm tổn hại visco.
Dưới tác dụng của axit đậm đặc ở nhiệt độ thường và các dung dịch axit
khống lỗng ở nhiệt độ cao hoặc chịu tác dụng trong thời gian dài, xơ visco
sẽ bị phá hủy nhanh và hoàn toàn hơn xơ bông.
- Tác dụng của kiềm: kém bền với dung dịch kiềm đặc lạnh hay lỗng
nóng, dung dịch NAOH 10÷12% ở nhiệt độ cao có thể hịa tan visco. Dưới tác
dụng của dung dịch kiềm loãng ở nhiệt độ cao và khi có mặt khơng khí thì xơ
visco bị phá hủy nghiêm trọng. Kiềm loãng ở nhiệt độ thường chỉ làm cho xơ
visco bị trương nở mạnh và giảm bền.
- Tác dụng của dung môi: bền với dung môi hữu cơ, xơ visco bị hịa tan
nhanh chóng trong dung dịch đồng amoniac.
- Tác dụng của nước: độ bền của xơ visco bị giảm nhiều 40÷50% khi ở
trạng thái ướt. Xơ visco khơng bị hịa tan trong nước, khi ngâm trong nước nó

Trương Thiên Quốc Chuyên

24

Khóa 2015 - 2017