Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm bộ điều khiển điện tử cho hệ thống phanh ô tô con

..

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

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM BỘ ĐIỀU
KHIỂN ĐIỆN TỬ CHO HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ CON

HỒ HỮU HÙNG

Hà Nội, 11/2009


1

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG I-TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC HÌNH THÁI, ĐẶC TRƯNG
CƠ LÝ CỦA XƠ BÔNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO CÁC
ĐẶC TRƯNG NÀY ................................................................ 10
1.1 Tình hình sử dụng xơ bơng trong cơng nghiệp Dệt May .................... 10
1.1.1 Tình hình sử dụng và sản xuất bông trên thế giới.................................. 10
1.1.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất bơng ở Việt Nam ............................. 12
1.2 Các vấn đề liên quan đến cấu trúc xơ bơng.......................................... 15
1.2.1 Nguồn gốc ............................................................................................. 15
1.2.2 Hình thái và cấu trúc vật lý của xơ bông. ............................................. 16
1.2.3 Thành phần hố học của xơ bơng. ......................................................... 23

1.2.4 Cấu trúc tinh thể của xenlulơ ................................................................. 29
1.2.4.1 Khái qt hình thái cấu trúc tinh thể của xenlulô-bông...................... 29
1.2.4.2 Cấu trúc tinh thể xenlulo nguyên bản ................................................. 32
1.2.5 Mối quan hệ giữa cấu trúc tinh thể và đặc trưng cơ lý của xơ bông...... 40
1.3 Phương pháp xác định cấu trúc tinh thể xơ bông................................ 41
1.3.1 Các phương pháp xác định cấu trúc xơ bông......................................... 41
1.3.2 Phương pháp đo nhiễu xạ tia X.............................................................. 43
1.3.1.3 Phương pháp nhiễu xạ tia X................................................................ 47
1.3.1.4 Ứng dụng của tia X trong nghiên cứu khoa học và Dệt May ............. 52
1.4 Phương pháp đo các tính chất cơ lý của xơ bông trên HVI............... 54
1.4.1 Các tính chất cơ lý của xơ bơng xác định trên HVI............................... 56
1.4.1 Phương pháp đo các đặc trưng cơ lý của xơ bông trên HVI.................. 59
1.3.2.4 Ứng dụng của thiết bị HVI trong nghiên cứu dệt may ....................... 64


2

CHƯƠNG II-NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............ 68
2.1 Mục đích của đề tài ................................................................................. 68
2.2 Đối tượng nghiên cứu.............................................................................. 69
2.3 Phương pháp nghiên cứu........................................................................ 70
2.3.1 Phương pháp xác định các đặc trưng cơ lý ............................................ 70
2.3.2 Phương pháp xác định các thông số cấu trúc tinh thể............................ 71
2.3.3 Xác định tương quan giữa các đặc trưng cơ lý và thông số cấu trúc của
xơ bông.................................................................................................. 79
2.3.3.1 Phương pháp hệ số tương quan và phương trình hồi qui.................... 79
2.3.3.2 Các bước tiến hành xử lý dữ liệu ........................................................ 82
2.3.3.3 Kết luận ............................................................................................... 84
NHẬN XÉT VÀ BIỆN LUẬN KẾT QUẢ .................................................. 85
3.1 Kết quả xác định các đặc trưng cơ lý của các mẫu xơ bông ............... 85

3.2 Kết quả nghiên cứu tỷ lệ tinh thể của các mẫu xơ bông...................... 87
3.2.1 Khoảng cách các mặt tinh thể và độ định hướng................................... 87
3.2.2 Tỷ lệ vùng tinh thể, vùng vô định hình và kích thước hạt ..................... 89
3.3 Tương quan giữa các đặc trưng cơ lý và cấu trúc tinh thể của bông
Việt Nam và Bông Mỹ nhập ngoại......................................................... 91
KẾT LUẬN CHUNG .................................................................................... 97
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 99


3

MỞ ĐẦU
Dệt may Việt Nam(VN) đã lọt vào top 10 nước xuất khẩu (XK) hàng dệt
may lớn nhất thế giới. Kim ngạch XK hàng dệt may luôn đứng ở vị trí nhóm
ngành hàng đứng đầu nhưng giá trị gia tăng còn thấp và vẫn phụ thuộc vào
nguyên liệu của nước ngồi. Trong đó, sản lượng bơng tại VN cũng chỉ mới
đáp ứng được khoảng 2% nhu cầu bông xơ cho ngành sợi. Theo thống kê, ở
thời điểm năm 2008-2009, diện tích trồng bơng trên cả nước trên khoảng
3.000 ha, năng suất trung bình đạt khoảng 400kg bơng xơ/ha. Ngành dệt sợi
của VN phải nhập khẩu gần 100% bông xơ từ nước ngoài. Tập đoàn Dệt May
Việt Nam (Vinatex) đang xây dựng chương trình phát triển cây bơng vải với
nhiều dự án sản xuất quy mơ trên diện tích rộng lớn như nông trường, trang
trại tại các tỉnh Tây Nguyên và vùng duyên hải miền Trung. Công ty CP Bông
Việt Nam cho biết, theo kế hoạch, diện tích trồng bơng vải trên cả nước trong
niên vụ 2009-2010 này sẽ tăng từ 3.000 ha lên 8.500 ha, sản lượng hạt bông
thu hoạch trong niên vụ 2009-2010 năm nay ước đạt khoảng 10.000 tấn. Hiện
nay, diện tích trồng bơng tại VN tập trung chủ yếu ở Tây Nguyên (42%),
vùng duyên hải miền Trung (33%), miền Bắc (20%) và Đơng Nam bộ (5%),
đó có 8 dự án phát triển cây bông của VinatexMart, Viện nghiên cứu bông
Nha Hố, Công ty CP Bông Tây Nguyên… được đầu tư quy mơ, tập trung ở

các tỉnh Bình Thuận, Ninh Thuận, Giai Lai, Đắc Lắc, Đắc Nông. Vinatex dự
kiến, đến năm 2020 diện tích trồng bơng tại VN sẽ tăng lên 76.000 ha. Sự phụ
thuộc quá lớn vào nguồn ngun liệu bơng nhập khẩu đó ảnh hưởng trực tiếp
đến ngành dệt may Việt Nam, bài toán đặt ra là làm thế nào để chọn tạo giống
và sản xuất được bông chất lượng xơ cao, chọn điều kiện chăm sóc và gieo
trồng tốt để cây bơng cho năng suất cao, chất lượng xơ tốt đáp ứng phần nào
nhu cầu của ngành Dệt May trong nước.


4

Hơn nữa, cùng với sự phát triển của xã hội thì yêu cầu về chất lượng
của sản phẩm may mặc cũng ngày càng khắt khe. Người dân cũng ngày càng
yêu cầu những sản phẩm cao cấp, để làm được những sản phẩm cao cấp thì tất
nhiên ngun liệu phải có những đặc tính kỹ thuật và đặc trưng cơ lý tốt, mà
bản chất của đặc trưng này là cấu trúc của vật liệu. Vi cấu trúc của xơ dệt là
một vấn đề phức tạp, đây là một thông số chịu ảnh hưởng nhiều của nguyên
liệu và quá trình hình thành. Đối với các xơ thiên nhiên thực vật thì đó là
giống và điều kiện sinh trưởng (như thời tiết và điều kiện chăm bón). Để hiểu
về mối tương quan giữa tính chất cơ lý, vi cấu trúc của vật liệu nói chung và
các các giống bơng Việt Nam nói riêng, nhất là các giống bông mới lai tạo đạt
tiêu chuẩn quốc gia thì cần phải có nhiều nghiên cứu để làm sáng tỏ vấn đề
này, từ đó mới hiểu được phần nào bản chất của sự ảnh hưởng giữa cấu trúc
và đặc trưng cơ lý của vật liệu, để từ đó có phương pháp chọn giống, chế độ
chăm bón cũng như sử dụng vật liệu cho phù hợp. Tuy nhiên vì hạn chế thời
gian trong khn khổ một luận văn cao học, nên trong đề tài này chúng tôi chỉ
thực hiện khảo sát mối quan hệ giữa vi cấu trúc và đặc trưng cơ lý của xơ
bông Việt Nam, đây cũng chính là lý do thúc đẩy chúng tơi thực hiện đề tài: “
Khảo sát mối quan hệ giữa cấu trúc tinh thể và các đặc trưng cơ lý của
xơ bông”.

Đề tài này tiến hành khảo sát mối quan hệ giữa cấu trúc tinh thể một số
giống bông Việt Nam niên vụ 2007-2008 và bông Mỹ - ngoại nhập với các
đặc trưng cơ lý của chúng nhằm đánh giá mối quan hệ giữa cấu trúc và tính
chất (chất lượng) của vật liệu, cũng như ảnh hưởng điều kiện sinh trưởng và
phát triển của cây bông đến các đặc trưng này.
Mục đích của đề tài là:
- Xác định được các đặc trưng tinh thể của xơ bông: tỷ lệ tinh thể, kính thước
hạt, độ định hướng trong vi cấu trúc của xơ bông.


5

- Từ các thông số của vi cấu trúc liên hệ với các đặc trưng cơ lý xác định trên
thiết bị HVI để tìm ra được mối quan hệ giữa vi cấu trúc và đặc trưng cơ lý
của xơ bông Việt Nam, để từ đó làm rõ bản chất giữa cấu trúc và tính chất của
vật liệu cũng như ảnh hưởng của điều kiện sinh trưởng phát triển đến các yếu
tố trên của vật liệu đó.
Để đạt được mục tiêu này, đề tài được tiến hành theo các bước như sau:
1. Chương I: Tổng quan về cấu trúc hình thái, đặc trưng cơ lý của xơ bông và
các phương pháp đo.
2. Chương II: Nội dung và phương pháp nghiên cứu.
3. Chương III: Kết quả và bàn luận.
Luận văn này được thực hiện tại Khoa Công nghệ Dệt May và Thời trang của
trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, tại Viện Dệt May và Viện Khoa học Công
nghệ và Vật liệu Việt Nam.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới PGS. TS. Vũ Thị Hồng Khanh –
một nhà giáo tâm huyết – người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi trong suốt
q trình thực hiện đề tài. Xin được cảm ơn ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ
Dệt May và Thời trang, ban Lãnh đạo Viện Dệt May, Viện Khoa Học Vật
Liệu, các thầy cô giáo trong Khoa, Trung tâm Thí nghiệm Dệt May - Viện

Dệt May và các anh chị em cùng bạn bè đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ để
tơi có thể hồn thành bản luận văn này."


6

Các hình vẽ và bảng biểu
Bảng 1. 1 - Diễn biến tình hình sản xuất bơng của thế giới
Bảng 1.2 – Tình hình bơng nhập khẩu một vài năm gần đây
Bảng 1.3- Sự phân bố xenlulô và tạp chất ở xơ bông.
Bảng 1.4- Thành phần xơ bông theo thời gian sinh trưởng.
Bảng 1.5- Chu kỳ, góc và thể tích (V) của ô đơn vị mạng lưới tinh thể đối với
các loại xenlulo nguyên bản.
Bảng 1.6- Khoảng cách giữa các mặt phẳng và kích thước các tinh thể xenlulơ
ngun bản.
Bảng 1.7- Các giá trị chiều dài sóng đặc trưng của một số kim loại thường
dùng

làm

đối

catot

(anot)

trong

phân

tích

Rưntgen

Bảng1-8 Ảnh hưởng của các tính chất xơ đến quá trình kéo sợi và
sản phẩm.
Bảng 2.1- Cường độ nhiễu xạ pha tinh thể các mẫu bông Việt Nam
Bảng 2.2- Cường độ nhiễu xạ pha tinh thể các mẫu bông Mỹ
Bảng 2.3- Mối liên hệ cường nhiễu xạ giữa Ia và Ic
Bảng 2.4- Giá trị bề rộng ½ cường độ cực đại của các mẫu bông Việt Nam
Bảng 2.5- Giá trị bề rộng ½ cường độ cực đại của các mẫu bông Mỹ
Bảng 2.6 – Các cặp thông số đặc trưng cấu trúc và cơ lý tiến hành tìm tương
quan của bơng xơ Việt Nam
Bảng 2.7 – Các cặp thông số đặc trưng cấu trúc và cơ lý tiến hành tìm tương
quan của bơng xơ Mỹ
Bảng 3.1- Đặc trưng cơ lý của các mẫu xơ bông Việt Nam liên vụ 2007-2008
Bảng 3.2- Đặc trưng cơ lý của các mẫu xơ bông Mỹ
Bảng 3.3- Khoảng cách giữa các mặt tinh thể xenlulô bông Việt Nam
Bảng 3.4- Khoảng cách giữa các mặt tinh thể xenlulô và cường độ nhiễu xạ
bông Mỹ
Bảng 3.5- Tỷ lệ % vùng tinh thể và kích thước hạt các mẫu bông Việt Nam
Bảng 3.6- Tỷ lệ % vùng tinh thể và kích thước hạt các mẫu bông Mỹ


7

Bảng 3.7- Tương quan giữa các thông số cấu trúc và đặc trưng cơ lý của bông
Việt Nam
Bảng 3.8- Tương quan giữa các thông số cấu trúc và đặc trưng cơ lý bơng Mỹ
Hình 1.1-Biểu đồ nhập khẩu bơng một vài năm gần đây

Hình 1.2- Hình thái cấu trúc của xơ bơng
Hình 1.3- Cấu trúc vi mơ của xơ bơng
Hình 1.4 a - vùng vơ định hình; b - vùng kết tinh nhưng không định hướng;
c - vùng định hướng và kết tinh
Hình 1.5 a, liên kết H nội phân tử do Hermans đưa ra; b, liên kết H nội phân
tử do Champetier đưa ra
Hình 1.6- Mơ hình mạng lưới tinh thể xenlulo
Hình 1.7- Hình chiếu bằng tinh thể cơ bản của xenlulơ thiên nhiên (I) xenlulơ
tái sinh (II)
Hình 1.8- Hình chiếu đứng tinh thể cơ bản của xenlulơ. Mạch trung tâm nằm
xen kẽ và song song với các mạch bên
Hình 1.9- Mơ hình mạch xenlulo
Hình 1.10- Hình chiếu của ô đơn vị mạng lưới tinh thể của Xenlulô I trên mặt
phẳng bc do Honjo và Vatanabe đề nghị.
Hình 1.11- Mơ hình cấu trúc xenlulo ngun bản
Hình 1.12- Hình ơ đơn vị mạng tinh thể của xenlulơ, sự kết bó các mạch.
Hình 1.13- Mơ hình xenlulơ Iα trong đó O- ngun tử Oxi và .. lưới liên kết
hydro
Hình 1.14- Mơ hình xenlulơ Iβ trong đó O-ngun tử và lưới liên kết hydro


8

Hình 1.15- Mối quan hệ giữa ơ đơn vị tinh thể xenlulo Iβ và Iα
Hình 1.16- Bước sóng của tia X
Hình 1.17- Phổ nhiễu xạ của xơ bơng
Hình 1.18- X-ray diffractometer D5000
Hình 1.19- Sơ đồ pha các tia X phản xạ trên tinh thể
Hình 1.20- Ghi lại hiện tượng nhiễu xạ
Hình 1.21- Nhiễu xạ tia X

Hình 1.22- Xác định cấu trúc tinh thể bằng phương pháp nhiễu xạ tia X
Hình 1.23- Hệ thống HVI
Hình 1-24 Nhập bơng- so sánh chi phí sản xuất, Ví dụ : sợi OE Ne20/1 ở Mỹ
Hình 1.25- Hiệu ứng lỗi sọc ngang trên vải dệt kim
Hình 2.1- Dạng đồ thị phổ pha tinh thể của xơ bơng X D5000 do hãng
SIEMENS
Hình 2.2- đồ thị tương quan giữa cường độ nhiễu xạ Ic và Ia bông VNTB
Hình 2.3- Đồ thị tương quan giữa cường độ nhiễu xạ Ic và Ia bơng Mỹ TB
Hình 3.1- Biểu đồ phổ nhiễu xạ tia X của một mẫu bơng
Hình 3.2- đồ thị tương quan tỷ lệ kết tinh và độ bền bơng VNTB
Hình 3.3- đồ thị tương quan tỷ lệ vơ định hình và độ bền bơng VNT
Hình 3.4- đồ thị tương quan tỷ lệ kết tinh và độ bền bơng Mỹ
Hình 3.5- đồ thị tương quan tỷ lệ vơ định hình và độ bền bơng Mỹ


9

Một số ký hiệu và ký tự viết tắt
Ký tự,
ký hiệu

Từ được viết tắt

Ký tự,
ký hiệu

Từ được viết tắt
Cường độ nhiễu xạ pha
tinh thể

SCI

Chỉ số khả năng kéo sợi

Ia

Mic

Chỉ số micronaire

Ic

Mat

Chỉ số độ chín

Xa

Tỷ lệ kết tinh

Len

Chiều dài trung bình nửa
trên

Xc

Cường độ nhiễu xạ pha
vơ định hình

Unf

Chỉ số độ đều

BM

Bề rộng ½ cường độ cực
đại

SFI

Tỉ lệ xơ ngắn

VN01

Str

Độ bền

VN35

Ký hiệu giống bông
Ký hiệu giống bông

Elg

Độ giãn

KN06

Ký hiệu giống bông

Moist

Độ ẩm

Rd

Độ phản xạ ánh sáng

+b

Sắc độ vàng

C Grade Phân cấp màu
Tr Cnt

Số điểm tạp

Tr Area

Diện tích tạp

Tr Grade Cấp tạp
UV

Độ phát huỳnh quang

Nep

Số điểm kết


10

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC HÌNH THÁI, ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ
CỦA XƠ BÔNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO CÁC ĐẶC TRƯNG NÀY
1.1 Tình hình sử dụng xơ bơng trong cơng nghiệp Dệt May
1.1.1 Tình hình sử dụng và sản xuất bơng trên thế giới
Hiện nay, trên thế giới có khoảng hơn 50 quốc gia sản xuất bông vải, tập
trung chủ yếu ở các nước có điều kiện khí hậu nhiệt đới và Á nhiệt đới, với
diện tích khoảng 30,4 triệu ha (2009/10) và dự kiến sản lượng khoảng 23,6 tấn
năm. Trong đó, các nước có diện tích trồng bơng đứng đầu thế giới là Ấn Độ,
Mỹ, Pakistan, Úc, Trung Quốc, Brazil, Uzbekistan, Thổ Nhĩ Kỳ, Hy Lạp,
Mexico… Khi nền kinh tế thế giới dần ổn định và triển vọng kinh tế cho năm
2010 cải thiện ở hầu hết các nước trên thế giới, thì tiêu thụ sản phẩm bơng và
sợi bơng sẽ dần hồi phục. Lượng xơ lơng tồn cầu sử dụng được dự báo sẽ
tăng trưởng 2% trong 2009-2010 lên 23.600.000 tấn. Sự gia tăng nhỏ này sẽ
được thúc đẩy bởi Châu Á, đặc biệt là Trung Quốc (Đại lục), Ấn Độ và
Pakistan, giúp cho lượng bông sử dụng trên thế giới tăng từ 76% đến 77%
trong năm 2009-2010.
Ấn Độ nước sản xuất bông lớn thứ 2 thế giới, có thể tăng gấp đơi trong
niên vụ 2009/10 bắt đầu từ tháng 10, bởi giá cao trên thị trường nội địa
khuyến khích người trồng bơng mở rộng diện tích trồng trọt, trong bối cảnh
thiếu cung trên thị trường thế giới. Tiêu thụ bông thế giới dự báo sẽ tăng trong
năm tới, bởi kinh tế ổn định trở lại. Hiệp hội Bông Ấn Độ dự báo xuất khẩu từ
nước này sẽ đạt 6,5 triệu kiện (mỗi kiện bằng 170 kg) so với 3,2 triệu kiện
trong vụ năm nay. Vụ 2008-2009, xuất khẩu bơng của Ấn Độ đó giảm 59% so
với năm trước, do chính sách trợ giá bơng của chính phủ nước này khiến bông

Ấn Độ không thể cạnh tranh được trên thị trường thế giới. Sản lượng bông Ấn


11

Độ vụ 2009-2010 dự kiến đạt 31,2 triệu kiện, tăng 6,7% so với 29,3 triệu kiện
niên vụ trước. Diện tích trồng bơng có thể đạt kỷ lục 10 triệu ha. Ấn Độ sẽ là
một trong số ít những quốc gia có sản lượng bơng tăng trong năm nay.
Sản lượng bơng thế giới niên vụ 2009-2010 dự báo giảm xuống 23,3 triệu
tấn, so với 23,4 triệu tấn niên về trước, do sản lượng giảm ở Trung Quốc nước sản xuất bông lớn nhất thế giới, Trung Á, Brazil, Thổ Nhĩ Kỳ và
Mexico. Sản lượng có thể sẽ tăng ở Ấn Độ, Mỹ, Pakistan và Australia. Ấn Độ
là một những quốc gia có phạm vị trồng và chế biến bơng lớn nhất thế giới,
thị phần của Ấn Độ tại thị trường bông thế giới ln ở vị trí hàng đầu. Trong
thế kỷ 20, bông càng trở nên quan trọng trong việc tạo ra biểu tượng cho quốc
gia này. Bước vào thế kỷ 21, với kỹ thuật ngày càng phát triển và sự tồn cầu
hố thị trường, Ấn Độ trở thành quốc gia không thể thiếu trên thị trường bông
quốc tế. Mặc dù đơi lần bị phủ bởi chiếc bóng của Trung Quốc (quốc gia sản
xuất, nhập khẩu và tiêu thụ bông lớn nhất thế giới), nhưng quốc gia Nam Á
vẫn luôn chứng tá mình là một trong những nước chủ chốt của thị trường
bông. Dệt là ngành lớn thứ 2 tại quốc gia này (sau ngành nông nghiệp) với
hơn 35 triệu lao động. Sự lớn mạnh của ngành dệt phải kể đến sự mở rộng
không ngừng của thị trường thế giới, đặc biệt là khi kết thúc Hiệp định WTO
về xơ vào cuối năm 2004. Ấn Độ dành nhiều đất cho trồng bông hơn bất cứ
quốc gia nào trên thế giới. Diện tích trồng bơng của Ân Độ chiếm 30,4% tổng
diện tích bông của thế giới trong vụ mùa 2008-2009. Trong khi đó con số của
Trung Quốc là 20,5% và Mỹ là 9,9%. Thậm chí Ấn Độ chỉ đứng sau Trung
Quốc về sản lượng bông trong vụ mùa 2008-2009 ở mức 17,8 triệu kiện
(trong khi Trung Quốc là 33,5 triệu kiện). Tuy vậy về năng suất, Ấn Độ vẫn
còn kém các nước khác. Năng suất trồng bông tại quốc gia Nam Á này là
523kg/ha, thấp hơn nhiều so với năng suất 1.331kg/ha của Trung Quốc và

mức trung bình của thế giới 766kg/ha. Mức tiêu thụ bông của Ấn Độ đã tăng


12

35% từ 13,5 triệu kiện năm 2003-2004 lên mức dự đoán 22,5 triệu kiện trong
vụ mùa năm nay. Ấn Độ là hiện là nhà xuất khẩu bông lớn thứ 3 tại Mỹ,
chiếm khoảng 10% thị phần nước này. Sự tăng trưởng kinh tế của Ấn Độ
trong thập kỷ vừa qua đã mở rộng phạm vi thị trường nội địa, dẫn theo sự lớn
mạnh của tiêu dùng quần áo và tạo ra nhiều sự lựa chọn cho người tiêu dùng
quốc gia này.
Với sự tăng trưởng kinh tế mạnh mẽ, lượng tiêu thụ bông của Ấn Độ
trong 1 thập kỷ qua đã tăng 35%. Tuy nhiên sức tiêu thụ nội địa này không
tăng nhanh bằng mức tăng 105% của sản lượng nên tồn tại một lượng bơng
dư thừa lớn. Chính vì lẽ đó, Ấn Độ đó trở thành một trong những nước xuất
khẩu bông thô hàng đầu thế giới. Những nước nhập khẩu bông lớn nhất của
Ấn Độ là Trung Quốc (hơn 70%), Pakistan, Bangladesh và Thái Lan.
Bảng 1. 1 - Diễn biến tình hình sản xuất bơng của thế giới
Niên vụ

Tổng sản lượng

Triệu tấn

Triệu kiện

2007/2008

26,39

121,2

2008/2009

23,1

106,0

2009/2010

23,6

108,0

(Nguồn: Ủy ban tư vấn bông quốc tế - ICAC, )

1.1.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất bơng ở Việt Nam
Ngành sợi VN hiện có 4 triệu cọc sợi - trung bình 1 cọc sợi cần khoảng
100kg bơng xơ/năm. Nếu tính như trên thì ngành sợi cần khoảng 400.000 tấn
nguyên liệu/năm cho sản xuất. Hiện nay, ngành sợi sử dụng 50% sợi bông và
50% sợi tổng hợp. Như vậy, bông xơ cần sử dụng khoảng 200.000 tấn/năm.
Khi tăng thêm diện tích trồng bơng lên 8.500 ha trong năm nay, với sản lượng
dự kiến thu hoạch được 10.000 tấn bơng hạt thì sản lượng bơng xơ cả năm chỉ


13

được khoảng 3.500-3.700 tấn - chỉ đáp ứng 2% nhu cầu. Bởi vậy nguồn
nguyên liệu bông gần như nhập khẩu hồn tồn.
Bảng 1.2 – Tình hình bơng nhập khẩu một vài năm gần đây

(đơn vị ngàn tấn)

Bông T1

T2

T3

T4

T5

T6

T7

T8

T9 T10 T11 T12 Tổng

2007 23,2 17,4 17,3 13,5 21,1 17,7 24,1 19,3 11,4 17 13,9 14 209,9
2008 28,5 19,7 24,5 29,1 21,8 22,7 23,9 24
2009 13,1

9,8

24 21,3 25,1 24,7 289,3

10,8 24,9 25,1

Hình 1.1-Biểu đồ nhập khẩu bông một vài năm gần đây

Hiện nay, Chính phủ đã giao cho Vinatex làm đầu mối phục hồi phát
triển cây bơng, đi cùng với đó là các dự án phát triển thủy lợi phục vụ nước
tưới ở vùng trọng điểm trồng bơng. Ơng Nguyễn Hữu Bình, Chủ tịch Hội
đồng quản trị Công ty CP Bông Việt Nam cho biết, hiện nay đã có 8 dự án
phát triển cây bông của VinatexMart, Viện nghiên cứu bông Nha Hố, Công ty
CP Bông Tây Nguyên… được đầu tư quy mơ, trồng theo mơ hình trang trại,
nơng trường ở các tỉnh Tây Nguyên, duyên hải miền Trung trên diện tích
22.000 ha. Diện tích mỗi trang trại từ 1.000 ha đến 4.500 ha, tập trung ở các
tỉnh Bình Thuận, Ninh Thuận, Giai Lai, Đắc Lắc, Đắc Nông. Vinatex dự kiến,
đến năm 2020 diện tích trồng bơng tại VN sẽ tăng lên 76.000 ha. Tuy nhiên,
đây là việc đầu tư mang tính lâu dài, sẽ trải qua nhiều quá trình. Để chuẩn bị
trồng trên diện rộng, hiện các đơn vị đó tiến hành trồng thử nghiệm trên diện


14

tích nhỏ, ở 2 trung tâm giống tại Phan Rang (Ninh Thuận). Hiện nay, việc đầu
tư sản xuất cây bông vải chủ yếu là đầu tư liên kết sản xuất trong nông dân.
Theo kế hoạch của Công ty CP Bông VN, việc phục hồi phát triển cây bông
mới bắt đầu, hiện tại chỉ dừng lại ở việc duy trì sản xuất và chuẩn bị cho việc
mở rộng diện tích sau này. Giống cây trồng vẫn sử dụng nguồn giống cũ sẵn
trong nước. Trước áp lực giá bông thế giới giảm, để duy trì giá bơng và để đạt
được hiệu quả, ngành bông VN đã thành lập Quỹ ổn định sản xuất bông cho
người trồng. Hiện nay, các doanh nghiệp liên kết đầu tư sẽ cung cấp giống,
thuốc trừ sâu, kỹ thuật trồng miễn phí cho nơng dân. Giá thu mua tăng lên
9.000 đồng/kg bông hạt so với giá 7.000 đồng/kg thời điểm năm 2008. Dự
kiến diện tích trồng bơng trên cả nước trong niên vụ sau sẽ tăng lên khoảng
10.500 ha. Đây là thuận lợi cho việc nghiên cứu phát triển sản xuất bông ở

nước ta. Với những tiềm năng vốn có về đất đai, giống bơng, các biện pháp kỹ
thuật nhằm tăng năng suất, chúng ta cần phải có những giải pháp và định
hướng cụ thể trong thời gian tới để nâng cao năng suất và mở rộng diện tích.
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và sử các giống bông Việt Nam bắt đầu từ
những năm 1980 cho đến nay đã đạt được những thành tựu đáng kể, việc nhập
nội nhiều giống có nguồn gen quý giúp thay đổi khả năng của cây bông như
kháng sâu, kháng rầy, chất lượng xơ tốt... đã giúp cho công tác nghiên cứu
chọn tạo giống bơng ở nước ta có những bước đột phá mới. Thơng qua đó, từ
năm 2001 đến nay, nhiều giống lai mới lần lượt ra đời và ứng dụng vào sản
xuất, đáp ứng kịp thời nhu cầu đa dạng hoá bộ giống sản xuất trên nhiều vùng
sinh thái trồng bơng của Việt Nam, trong đó nổi bật nhất là các giống bông
lai: VN01, VN35, KN06 ... Các giống bông này bên cạnh khả năng cho năng
suất với ưu thế lai khá cao (20-30%), chúng cịn có khả năng kháng sâu xanh
tốt, trong đó giống VN01-2 bên cạnh khả năng kháng sâu xanh còn kết hợp
được khả năng kháng rầy xanh chích hút; giống VN02-2 kết hợp được khả


15

năng kháng sâu và chống chịu thuốc trừ cỏ. Sản xuất bơng nước ta trong
những năm qua có sự biến động lớn. Vụ 2008/2009 diện tích chỉ cịn 3.000 ha
với sản lượng 2.500 tấn. Sản lượng bông xơ sản xuất trong nước hiện chỉ mới
đảm bảo khoảng 2% nhu cầu của ngành Dệt.
Về nghiên cứu cấu trúc xơ bông cũng đã có tác giả nghiên cứu nhưng tác
giả tập trung xốy sâu vào thành phần hóa học, phân tích một số đặc điểm về
cấu trúc, cấu tạo và tính chất sử dụng, nhưng chưa đi vào nghiên cứu mối
quan hệ giữa cấu trúc tinh thể và các đặc trưng cơ lý của xơ bông, trong đề tài
này chúng tôi muốn tập trung vào khảo sát mối quan hệ này.
1.2 Các vấn đề liên quan đến cấu trúc xơ bông
1.2.1 Nguồn gốc

Bơng là xơ thiên nhiên có nguồn gốc thực vật, thu được từ quả cây bông,
được dựng phổ biến trong ngành dệt từ lâu đời. Theo các tài liệu khảo cổ học
thì bơng đó được sử dụng làm sợi dệt ở ấn Độ cách đây 5000 năm. Cây bông
thuộc họ Malvacae, là loại cây ưa nắng ấm và cần nhiều ánh sáng để phát
triển. Từ khi gieo hạt đến khi bơng chín tùy theo giống cây bơng cần từ 90
đến 200 ngày nắng ấm. Có hai lồi bơng thích hợp với kỹ thuật kéo sợi là
bông Hải đảo (Gossipium barbadence) và bơng lục địa (Gossipium hirsitum),
ngồi ra cịn có bơng cá (Gossipium arboreum)và bơng Gossipium herbaceum
Trong q trình sinh trưởng và phát triển sau khi trổ hoa và kết quả, xơ
bông non mọc từ hạt của quả, mỗi xơ bông là một tế bào hình ống có đầu
khép kín. Các chùm xơ mọc quanh hạt bông làm chức năng bảo vệ khi hạt còn
non và phát tán hạt theo chiều gió khi quả bơng đó chín, mảnh vỏ được mở ra.
Mỗi xơ bông dự dài hay ngắn đều chỉ cấu tạo từ một tế bào hình ống có thành
máng bên trong chứa đầy nguyên sinh chất và trải qua hai thời kỳ phát triển:
Thời kỳ đầu xơ phát triển theo chiều dài khoảng 20- 40 ngày; thời kỳ sau 2030 ngày phát triển bề dầy. Nguyên sinh chất làm chức năng phát triển các


16

mạch phân tử xenlulô vào bên trong làm cho thành xơ ngày càng dầy thêm
lên. Các tế bào (tức xơ bông) tuy cùng trên một hạt nhưng phát triển không
đều. Khi quả bơng chín, xơ có chiều dài và bề dầy khơng giống nhau, tuy đều
có dạng dải dẹt nhưng độ xoắn tự nhiên cũng khác nhau. Phần chất nguyên
sinh ở dạng lỏng có trong lõi xơ khi xơ chín, sẽ khô đi trở thành những rãnh
hẹp tạo cho xơ có độ xoắn tự nhiên. Xơ càng chín kỹ thì rãnh chứa chất
nguyên sinh càng hẹp, lượng chất nguyên sinh càng ít và thành xơ càng dầy.
Bởi vậy độ chín của xơ bơng thể hiện tỷ lệ giữa kích thước bề dầy của thành
xơ và đường kính xơ, cũng như độ xoắn tự nhiên của xơ nhiều hay ít.
Tùy theo giống và điều kiện trồng trọt mà chất lượng của xơ bơng có khác
nhau. Chẳng hạn bơng Hải đảo có chiều dài từ (25,4÷ 63,5) mm, độ mảnh rất

cao (0,13 ÷ 0,15 tex) độ bền đứt (30 ÷ 38CN/tex), còn bơng lục địa có chiều
dài chỉ từ (12,7÷33,3) mm, độ mảnh từ 0,16 ÷ 0,22 tex và độ bền đứt từ 25 ÷
30CN/tex. Độ giãn đứt trung bình của xơ bơng là 7÷ 8%, khối lượng riêng là
1,52÷1,53g/cm3. Ở điều kiện tiêu chuẩn (20 ± 20C, độ ẩm tương đối của
khơng khí là 65 ± 3%) hàm ẩm của xơ bơng là 8 ÷ 8,5%, trong khơng khí có
độ ẩm cao hơn thì chỉ tiêu này có thể đạt đến 11 ÷ 12% .
1.2.2 Hình thái và cấu trúc vật lý của xơ bơng.
Các cơng trình nghiên cứu về hình thái học và cấu trúc vật lý của xơ bông
khá phong phú. Trong các tài liệu các tác giả đều cho rằng mỗi xơ bơng là
một tế bào đơn, có hình dải dẹt, có nhiều nếp xoắn, đầu gắn với hạt nhẵn, cịn
đầu kia khép kín và nhọn. Tiết diện ngang của xơ có hình hạt đậu, trong lõi có
một rãnh nhỏ. Các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng của xơ bông là: độ dài, độ
đều hay độ đồng nhất, hàm lượng tạp chất và một vài chỉ tiêu khác nữa.
Những loại xơ bơng có độ dài cao thường có độ mảnh cao.
a- Xơ bơng chưa chín hay xơ chết, thành xơ máng
b- Xơ bơng chín vừa, tiết diện có hình hạt đậu


17

c- Xơ bơng chín kỹ, tiết diện gần trịn, thành dầy, rãnh trong lõi xơ nhỏ, nhiều
nếp xoắn.
d- Xơ bông với độ chín khác nhau.
e- Hình thái xoắn tự nhiên của xơ bông.
g- Mặt cắt ngang của xơ bông đã chín
h- Các đường xoắn ốc ngược chiều trong xơ bơng

e
d

g g

f

h

Hình 1.2- Hình thái cấu trúc của xơ bơng

Xơ bơng bao gồm lớp biểu bì, lớp thành thứ nhất, lớp thành thứ hai và
lumen, xơ phát triển đến gần hết chiều dài của nó ở dạng rãnh rỗng, sau đó lớp
thành thứ hai mới bắt đầu thành hình.
Lớp biểu bì là một lớp màng dạng sáp bao phủ lên lớp thành thứ nhất hay
lớp vỏ ngoài. Lớp thành thứ hai gồm rất nhiều lớp xenlulô, các lớp xenlulô
tạo thành vào ban đêm có mật độ khác với các lớp xenlulơ tạo thành ban
ngày, điều này làm xơ phát triển có hình dạng giống cái nhẫn, ta có thể nhìn
thấy trên mặt cắt ngang của xơ. Các lớp xenlulô bao gồm các thớ, đây chính
là các bó chuỗi xenlulơ được sắp xếp thành đường xoắn ốc, các đường xoắn
ốc này đôi khi ngược hướng nhau. Các đường xoắn ốc ngược chiều nhau tạo


18

cho xơ có những nếp cuộn, điều này ảnh hưởng đến độ phục hồi co giãn và độ
giãn dài của xơ. Những chỗ này cũng giảm bền khoảng 15 đến 30% so với
phần còn lại của lớp thành thứ hai. Xenlulơ được tạo thành hàng ngày trong
vịng từ 20 đến 30 ngày cho đến khi trong xơ chín, ống xơ hầu như đã rắn
chắc. Rãnh ở giữa là nơi chất dinh dưỡng được vận chuyển để nuôi dưỡng xơ.
Khi xơ chín, các chất dinh dưỡng trong rãnh giữa bị khơ đi và có thể biến
thành vùng mầu xẫm, vùng này có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi. Các nếp
cuộn có dạng xoắn như vỏ đỗ, đặc trưng cho bơng, khi xơ chín, quả nang mở

ra, chúng được khơ dần và ống ở giữa đổ xuống. Các đường xoắn ốc ngược
chiều ở lớp thành thứ hai tạo cho xơ có độ xoắn. Độ xoắn tạo cho xơ có độ
nhún tự nhiên, giúp xơ có thể bám vào các xơ khác. Do đó mặc dù có chiều
dài ngắn, nhưng bơng vẫn có thể được kéo thành sợi một cách dễ dàng. Tuy
nhiên các chỗ vặn có thể bắt bẩn, địi hỏi làm sạch tích cực mới khử được bẩn.
Bơng xơ dài có khoảng 300 lần xoắn/inch, bơng xơ ngắn có khoảng 200 lần
xoắn/ inch.
Nghiên cứu về cấu trúc vi mô của xơ bông các tác giả thống nhất rằng: trong
xơ các đại phân tử xenlulô (hay mạch xenlulô) không nằm riêng rẽ mà kết hợp
với nhau thành từng chùm, nhiều chùm hợp thành các thớ sợi. Theo tiết diện
ngang các thớ sợi nằm thành các lớp đồng tâm, các lớp này chính là các vịng
sinh trưởng của xơ có tới 40 vịng trưởng thành như vậy, ứng với q trình tổng
hợp xenlulơ và tăng dần bề dầy từ ngồi vào trong lõi xơ. Các lớp đại phân tử
xenlulô này khác nhau về độ dày, cách sắp xếp và độ định hướng dọc theo trục
xơ, và được chia làm hai thành: thành bậc nhất hay thành sơ cấp và thành bậc
hai hay thành thứ cấp.
Thành bậc nhất được tạo thành trước là mt lp mỏng (0,1 ữ 0,2àm) lm
nhim v che tr cho thân xơ. Đặc điểm của thành bậc nhất là các mạch
xenlulô sắp xếp kém trật tự, kém định hướng so với trục xơ, hàm lượng


19

xenlulô thấp (chỉ chiếm 54%), các tạp chất thiên nhiên như sáp bông, chất béo
và chất péctin nằm chủ yếu ở thành này.
Thành bậc hai nằm tiếp sau thành bậc nhất, là phần chính của thân xơ được
chia làm 3 lớp: lớp ngoài (S1), lớp giữa (S2) và lớp trong (S3). Lp ngoi
mỏng (0,2 ữ 0,3àm) nm tip giỏp vi thành bậc nhất, nhưng các chùm mạch
xenlulô nằm tương đối trật tự hơn theo kiểu xoắn ốc, góc nghiêng của các thớ
sợi so với trục xơ khoảng 20 – 350. Lớp giữa (S2) là lớp chủ yếu của thành

bậc hai với độ dày đến 1µm hoặc hơn nữa. ở lớp này các chùm đại phân tử
xenlulô sắp xếp tương đối trật tự và định hướng cao hơn các trục xơ, độ lệch
với trục xơ là 20 – 300. Hướng của các thớ sợi ở hai lớp này ngược chiều
nhau: hướng của lớp S1 đi theo hình chữ S, cịn hướng của lớp S2 đi theo hình
chữ Z. Lớp trong của thành bậc hai (S3) với độ dày chỉ đạt 0,1µm, có cấu trúc
tương tự như lớp S1, nằm tiếp xúc với rãnh của lõi xơ.
Phần rãnh (Lumen): Khi đang sinh trưởng và phát triển xơ bông bị căng ra
do áp lực của dung dịch chất dinh dưỡng và nguyên sinh chất bên trong lõi
xơ. Khi xơ già, chín và chế, dung dịch này khô đi để lại rãnh trống dọc theo
tâm xơ, rãnh này gọi là lumen. Kích thước của lumen phụ thuộc vào độ chín
của xơ. Xơ càng chín thì rãnh càng hẹp, lượng ngun sinh chất cịn lại càng
ít. Nghiên cứu về cấu trúc của xơ bơng người ta cịn thấy rằng xơ bơng chín có
thành bậc hai dầy và số nếp xoắn trên một đơn vị chiều dài cao hơn xơ chưa
chín. Xơ chưa chín là những xơ có thành bậc hai mỏng hơn do q trình sinh
trưởng của chúng bị hạn chế và được gọi chung là xơ chết, về cơ bản những xơ
này mới chỉ có thành bậc nhất. Do những xơ chết và xơ chưa chín có độ đàn
hồi cao hơn nên trong q trình kéo sợi và dệt chúng dễ tạo thành các chùm xơ
rối nhỏ, được gọi là điểm kết. Thành bậc hai của những xơ chết mỏng, làm cho
chúng mờ đục, có màu nhạt hơn khi nhuộm so với những xơ chín. Những xơ
chết gần như khơng nhuộm màu. Vì vậy những loại vải bông xấu chứa những


20

điểm kết nhuộm màu nhạt hơn trên mặt vải. Từ bản chất của hiện tượng này
cho thấy độ chín của xơ bông là một chỉ tiêu không kém phần quan trọng, ảnh
hưởng trực tiếp đến chất lượng cuối cùng của sản phẩm.
Bằng phương pháp hiển vi điện tử người ta đã đi đến kết luận rằng xơ bông
không phải là một khối đặc, mà ngược lại nó là vật liệu xốp. Giữa các chùm đại
phân tử xenlulô, các vi thớ và các thớ sợi là một hệ thống mao quản có đường

kính 1 ÷ 100nm. Thể tích các mao quản này chiếm tới 31 ÷ 41% thể tích chung
của xơ. Diện tích riêng của xơ bơng khơ là 19m2/g (bao gồm diện tích mặt
ngồi và diện tích các thành mao quản trong xơ), còn ở trạng thái ướt, khi xơ
trương nở mạnh thì diện tích này đạt tới 100 ÷ 200m2/g. Trong các mao quản
này chứa đầy khơng khí, khử phần khơng khí này ra khỏi xơ khơng dễ dàng, và
đây là một trong những nguyên nhân làm cho xơ bơng khó thấm nước và các
dung dịch hố chất.

a - Vịng phát triển của xơ; b, c - Vị trí của các thớ sợi ở thành bậc nhất
và các lớp của thành bậc hai; d - ảnh hiển vi điện tử của các thớ sợi ở xơ
bơng.
Hình 1.3- Cấu trúc vi mô của xơ bông


21

Hình ảnh qua kính hiển vi điện tử của lớp thành thứ hai cho thấy các thớ xơ
dầy khoảng 20 nm và rất bền với các tác động cơ học. Tuy nhiên có thể nhìn
thấy một số thớ được chia thành các thớ nhỏ hơn với bề dầy khoảng 5 nm. Sự
kết hợp nhau lại để tạo thành thớ lớn cũng xảy ra tạo nền các bó thớ xơ dầy
khoảng 200 nm, các bó thớ xơ này có thể nhìn thấy qua kính hiển vi thơng
thường, tuy nhiên chúng chỉ kết hợp với nhau nhờ lực yếu và rất dễ bị tách
rời.
Các xơ được sắp xếp thành nhóm tuỳ theo thành phần hố học của chúng.
Các xơ có thành phần hoá học tương tự nhau được xếp vào trong cùng một
nhóm đặc trưng. Các tính chất của xơ trong một nhóm đặc trưng sẽ khác so
với các xơ ở trong nhóm khác.
Xơ bao gồm hàng triệu chuỗi phân tử dài. Sự trùng hợp là quá trình liên kết
các phân tử nhỏ - phân tử đơn - hợp thành dạng chuỗi dài hay cịn gọi là
polymer hóa. Chiều dài của polymer phụ thuộc vào số lượng các phân tử liên

kết thành chuỗi. Chiều dài này được thể hiện là mức độ trùng hợp. Chuỗi
phân tử dài cho thấy mức độ trùng hợp cao và độ bền xơ cao. Chuỗi phân tử
rất nhỏ, ngay cả khi nhìn qua kính hiển vi cũng khó có thể nhìn thấy.
Chiều dài chuỗi phân tử cũng có thể được thể hiện bằng khối lượng phân
tử, đây là một trong những đặc trưng cấu trúc có ảnh hưởng đến tính chất của
xơ như độ bền và khả năng duỗi thẳng. Xơ có chuỗi dài hoặc khối lượng phân
tử lớn thì bền hơn và khó tách rời hơn là xơ có chuỗi phân tử ngắn hoặc khối
lượng phân tử thấp hơn.
Tuỳ thuộc vào từng loại xơ, chuỗi phân tử sẽ có hình dạng khác nhau. Nếu
chuỗi phân tử trong xơ được sắp xếp ngẫu nhiên không theo tổ chức thì chúng
thuộc dạng khơng định hình. Nếu các chuỗi phân tử được sắp xếp song song
có tổ chức với nhau, chúng ở dạng kết tinh. Các chuỗi phân tử song song với
nhau và với trục dọc của xơ thì được gọi là có định hướng theo chiều trục xơ.


22

Nhiều tài liệu nghiên cứu về xơ bông cho biết xơ bơng có cấu trúc hai pha:
pha tinh thể và pha vơ định hình. Dựa vào ảnh nhiễu xạ tia X người ta đã xác
định được các vùng tinh thể của xơ bơng có kích thước 50nm. Cịn khi nghiên
cứu ảnh chụp bằng hiển vi điện tử người ta khẳng định rằng kích thước trung
bình của các vùng tinh thể của xơ bông là 40nm. Mặt khác khi nghiên cứu ảnh
chụp bằng tia X cịn cho thấy có khoảng 30% các mạch xenlulô không nằm
trong miền tinh thể, nghĩa là có khoảng 30% thể tích của xơ có cấu trúc vơ
định hình. Vì mạch đại phân tử của xenlulơ bơng khá dài nên mỗi đại phân tử
có thể vừa nằm trong miền tinh thể, lại vừa nằm trong miền vô định hình.
Ở những vùng các mạch đại phân tử xenlulơ của xơ bơng sắp xếp trật tự, nằm
kết bó chặt với nhau và có độ định hướng cao với trục xơ, ngồi việc hình thành
cấu trúc tinh thể, các mối liên kết hydro cũng có điều kiện thực hiện, làm cho độ
bền của xơ tăng lên. Bằng nghiên cứu quang phổ hồng ngoại người ta đã xác định

rằng ở những vùng các mạch xenlulo sắp xếp trật tự có 58÷60% các nhóm
hydroxyl của mỗi mạch tham gia vào liên kết hydro với các mạch bên cạnh.
Hình 1.4 a - vùng vơ định hình; b - vùng kết tinh nhưng khơng định hướng;
c - vùng định hướng và kết tinh

Việc có tỷ lệ tinh thể cao (gần 70%) làm cho xơ bơng có độ bền cơ lý cao,
tuy nhiên xơ sẽ cứng hơn và khó thấm nước. Để làm cho xơ mềm mại, dễ
thấm nước, và dễ nhuộm màu hơn, trước khi nhuộm màu, vải bông mộc phải


23

qua giai đoạn tiền xử lý nhằm làm cho vải sạch tạp chất và nở đều, giảm tỷ lệ
tinh thể, tăng tỷ lệ vơ định hình, tăng tỷ lệ các nhóm hydroxyl tự do trong xơ.
1.2.3 Thành phần hố học của xơ bông.
Theo những số liệu nghiên cứu đã được cơng bố thì thành phần chủ yếu của
xơ bơng là α-xenlulơ chiếm từ 93 ÷ 95% khối lượng xơ (tính theo lượng chất
khơ tuyệt đối), cịn nếu tính theo xơ khơ khơng khí, nghĩa là có chứa ẩm thì
hàm lượng xenlulơ chỉ khoảng 85 – 88%; Phần cịn lại là tạp chất thiên nhiên
của xơ. Tuỳ thuộc vào giống bông, điều kiện trồng trọt và thời gian thu hoạch
mà thành phần xơ bơng có thay đổi.
Bảng 1.3- Sự phân bố xenlulơ và tạp chất ở xơ bơng.
Thành phần hố học

Tính chung cho cả xơ
(%)

Tính riêng cho thành
bậc nhất (%)

α xenlulơ

94

54

Sáp, mỡ

0,6

8

Protein

1,3

14

Pectin

1,2

9

Tro (muối khoáng)

1,2

3

Các chất khác

1,7

12

Qua đây cho thấy, hàm lượng xenlulô ở thành bậc nhất của xơ thấp hơn
nhiều so với hàm lượng xenlulơ chung của cả xơ, cịn các tạp chất thiên nhiên
của xơ bơng thì tập trung chủ yếu ở thành bậc nhất.
Thành phần hoá học của xơ bơng thay đổi theo độ chín nghĩa là theo thời
gian sinh trưởng cũng được một số tác giả nghiên cứu và cho biết số liệu như
sau:


24

Bảng 1.4- Thành phần xơ bông theo thời gian sinh trưởng.

Tro (muối khống)

Độ dầy của xơ (µm)

Các chất tan trong nước

2,9

5,8

4,4

40,8

4,3

0,77

61,5

35

77,9

1,5

3,4

2,3

11,9

3,09

3,0

25,8

45

78,6

1,1

2,5

1,6

-

2,6

4,5

22,4

60

85,8

1,07

1,5

1,01

9,8

1,8

4,82

15,3

80

93,9

1,02

0,9

0,6

3,3

1,12

5,73

6,1

Protein

40,2

Pentơzan

25

Xenlulơ

Sáp, dầu

Thời gian sinh trưởng (ngày)

Hàm lượng các chất tính ra (%)
Tổn thất
khối lượng
khi xử lý
với NaOH
2% ở nhiệt
độ sôi (%)

Khi thời gian sinh trưởng của xơ càng tăng, nghĩa là xơ càng già và chín thì
hàm lượng xenlulơ sẽ tăng dần, khi xơ chín hồn tồn thì chỉ tiêu này đạt
93,9%, cịn các thành phần tạp chất thì giảm dần. Ngồi ra theo thời gian
trưởng thành thì độ dày của xơ cũng tăng dần, còn hàm lượng của những chất
có thể hồ tan trong dung dịch xút 2% thì giảm dần do mạch đại phân tử của
xenlulô đến khi xơ chín đã phát triển đến mức hồn chỉnh, khơng hồ tan
trong dung dịch kiềm này nữa.
Xenlulơ là thành phần chính của các tế bào thực vật, tạo cho thực vật có độ
bền cơ học nhất định. Trong các loại gỗ xenlulơ chiếm từ 50,5 ÷ 55%; trong
vỏ cây lanh, gai, đay chiếm 60 ÷ 70%, cịn trong xơ bơng hàm lượng xenlulô