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

..

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

TRƢƠNG THANH GIANG

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT CƠ LÝ VẢI
POLYESTE/VISCO VÀ VẢI POLYESTE/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 sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là do tôi 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 tôi nghiên cứu, tự trình bày, khơng sao chép từ
các luận văn khác. Kết quả nghiên cứu của luận văn được chính tác giả thực
hiện tại Trung tâm thí nghiệm Vật liệu Dệt May-Viện Dệt may Da giầy và
Thời trang, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.

Tơi chịu trách nhiệm hồn tồn về những nội dung, hình ảnh cũng như
kết quả nghiên cứu trong luận văn.
Hà Nội, ngày

tháng năm 2017
Tác giả

Trương Thanh Giang

Trương Thanh Giang

1

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

LỜI CẢM ƠN
Trước hết em xin gửi lời cảm ơn tới 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 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-Viện Dệt may Da giầy và Thời trang, Trường
Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ em hồn thành thí nghiệm của luận
văn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Tác giả

Trương Thanh Giang

Trương Thanh Giang

2

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1

Pe/Co

Polyeste/Cotton

2

Pe/Vi

Polyeste/Visco

3

PET

Polyeste

Trương Thanh Giang

3

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Cấu trúc của xơpolyeste .............................................................. 11
Hình 1.2 Các hình dạng cắt ngang của xơ polyeste .................................... 12
Hình 1.3 . Cơng thức cấu tạo tổng quát ...................................................... 17
Hình 1.4. Cấu tạo của đại phân tử PET ....................................................... 17
Hình 1.5. Sản xuất sợi trên tồn thế giới ..................................................... 18
Hình 1.6. Cây bơng ..................................................................................... 20

Hình 1.7. Thu hoạch bơng ........................................................................... 20
Hình 1.8. Cấu trúc xơ bơng ......................................................................... 21
Hình 1.9. Cấu tạo xơ bơng .......................................................................... 21
Hình 1.10. Chỉ may ..................................................................................... 27
Hình 1.11. Ruột đệm ................................................................................... 27
Hình 1.12. Sản xuất xơ bơng thành vải ....................................................... 28
Hình 1.13. Một số hình ảnh vải visco ......................................................... 35
Hình 1.14. Làm rèm cửa ............................................................................. 36
Hình 1.15. Chỉ may bằng xơ visco .............................................................. 36
Hình 1.16. So sánh độ bền kéo đứt dọc đối với vải pha và vải bơng.......... 38
Hình 1.17. So sánh độ bền kéo đứt ngang đối với vải pha và vải bơng...... 38
Hình 1.18. So sánh độ bền dọc của vải với sợi dọc Pe/Co ......................... 39
Hình 1.19. Độ bền xé của vải có mật độ sợi là 20/1s................................. 42
Hình 1.20. Độ bền xé của vải có mật độ sợi là 24/1s................................. 42
Hình 1.21. Độ bền xé của vải có mật độ sợi là 18/1s................................. 43
Hình 2.1. Cân phân tích Mettler PM 6100 .................................................. 46
Hình 2.2. Dụng cụ soi mật độ sợi vải .......................................................... 48
Hình 2.3. Máy kéo đứt vạn năng TENSILON ............................................ 49
Hình 2.4. Thiết bị tự ghi lại kết quả lực tác dụng ....................................... 52
Hình 2.5. Cắt mẫu đo độ bền xé .................................................................. 52
Hình 2.6.Thiết bị xác định góc hồi nhàu ..................................................... 54
Hình 3.1. Độ bền kéo đứtdọc mẫu vải Pe/Co (khơ-ướt) ............................. 60

Trương Thanh Giang

4

Khóa 2015 - 2017

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

Hình 3.2. Độ bền kéo đứt ngang mẫu vải Pe/Co (khơ-ướt) ........................ 60
Hình 3.3.Độ bền kéo đứt dọc mẫu vải Pe/Vi (khơ-ướt) .............................. 62
Hình 3.4.Độ bền kéo đứt ngang mẫu vải Pe/Vi (khơ-ướt) .......................... 62
Hình 3.5. Độ giãn đứt dọc mẫu vải Pe/Co (khơ-ướt) .................................. 64
Hình 3.6. Độ giãn đứt ngang mẫu vải Pe/Co (khơ-ướt) .............................. 65
Hình 3.7. Độ giãn đứt dọc mẫu vải Pe/Vi (khơ-ướt) .................................. 67
Hình 3.8. Độ giãn đứt ngang mẫu vải Pe/Vi (khơ-ướt) .............................. 67
Hình 3.9. Độ bền xé dọc mẫu vải Pe/Co ..................................................... 69
Hình 3.10. Độ bền xé ngang mẫu vải Pe/Co ............................................... 70
Hình 3.11. Độ bền xé dọc mẫu vải Pe/Vi.................................................... 72
Hình 3.12. Độ bền xé ngang mẫu vải Pe/Vi ............................................... 72
Hình 3.13. Góc hồi nhàu, hệ số kháng nhàu mẫu vải Pe/Co và vải Pe/Vi .. 74

Trương Thanh Giang

5

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1.Tính chất cơ lý của xơ polyeste [7] ............................................. 14

Bảng 1.2. Độ bền kéo đứtvà hệ số biến sai của các mẫu vải ...................... 37
Bảng 1.3. Độ bền kéo đứt và hệ số biến sai của các mẫu vải ..................... 39
Bảng 1.4. Độ bền và độ kéo dài của xơ trong điều kiện khô và ướt[7] ...... 40
Bảng 1.5. Bảng mô tả các mẫu vải và chi số sợi......................................... 41
Bảng 2.1. Thành phần, thông số của vải Pe/Co, Pe/Vi ............................... 45
Bảng 3.1. Thông số mẫu vải Pe/Co và Pe/Vi .............................................. 58
Bảng 3.2. Độ bền kéo đứt vải Pe/Co (khô-ướt) .......................................... 59
Bảng 3.3. Độ bền kéo đứt vải Pe/Vi (trạng thái khô- ướt) .......................... 61
Bảng 3.4. Độ giãn đứt mẫu vải Pe/Co (trạng thái khô và ướt) ................... 63
Bảng 3.5. Độ giãn đứt mẫu vải Pe/Vi (khô và ướt) .................................... 66
Bảng 3.6. Độ bền xé mẫu vải Pe/Co (khô-ướt) ........................................... 68
Bảng 3.7. Độ bền xé mẫu vải Pe/Vi (trạng thái khô và ướt) ....................... 71
Bảng 3.8. Kết quả thí nghiệm góc hồi nhàu mẫu vải .................................. 73

Trương Thanh Giang

6

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................... 1
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................. 2
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT...................... 3
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .............................................................. 4

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ............................................................... 6
MỤC LỤC .................................................................................................... 7
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XƠ POLYESTE, XƠ BÔNG VÀ XƠ
VISCO ........................................................................................................ 11
1.1.Xơ polyeste ......................................................................................... 11
1.1.1.Khái niệm về xơ polyeste ............................................................ 11
1.1.2.Tính chất của xơpolyeste ............................................................. 11
1.1.3.Quy trình sản xuất xơ polyeste ( PET ) ....................................... 17
1.1.4.Ứng dụng của xơ polyeste ........................................................... 18
1.2.Xơ bông [2],[3] ................................................................................... 19
1.2.1.Khái niệm về xơ bông .................................................................. 19
1.2.2. Cấu tạo của xơ bơng ................................................................... 19
1.2.3.Thành phần hóa học ..................................................................... 22
1.2.4. Các tính chất cơ, lý, hóa chủ yếu của xơ bông[3,4] ................... 23
1.2.5. Ứng dụng xơ bông ...................................................................... 26
1.3. Xơ visco [3] ....................................................................................... 28
1.3.1. Khái niệm về xơ visco ................................................................ 28
1.3.2.Tính chất xơ visco ........................................................................ 29
1.3.3.Sản xuất xơ visco [ 3] .................................................................. 31
1.3.4.Ứng dụng xơ visco ....................................................................... 35
1.3.5. Một số cơng trình nghiên cứu ..................................................... 37
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 .......................................................................... 44
CHƢƠNG 2 NỘI DUNG, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ............................................................................................................ 45
Trương Thanh Giang

7

Khóa 2015 - 2017

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

2.1. Nội dung nghiên cứu ......................................................................... 45
2.2. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................ 45
2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................... 45
2.3.1. Phương pháp xác định thông số vải ............................................ 45
2.3.2. Xác định độ bền kéo đứt và độ giãn đứt của vải ........................ 49
2.3.3. Xác định độ bền xé của vải ......................................................... 51
2.3.4. Phương pháp xác định độ hồi nhàu của vải ................................ 53
2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu .......................................................... 55
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 .......................................................................... 57
CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN .................... 58
3.1. Kết quả xác định thông số vảiPe/Co và vải Pe/Vi ............................. 58
3.2. Kết quả độ bền kéo đứt vải Pe/Co và Pe/Vi ở trạng thái khô và ướt 58
3.3. Kết quả độ giãn đứt mẫu vải Pe/Co, Pe/Vi ở trạng thái khô và ướt . 63
3.4. Kết quả thí nghiệm độ bền xé mẫu vải Pe/Co và Pe/Vi .................... 68
3.5. Kết quả thí nghiệm góc hồi nhàu ....................................................... 73
KẾT LUẬN ................................................................................................ 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................ 77

Trương Thanh Giang

8

Khóa 2015 - 2017

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

LỜI NÓI ĐẦU
Ngành dệt may 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 là tiêu
biểu cho cái đẹp về thẩm mỹ, tâm hồn. Nó khơng dừng lại và luôn luôn phát
triển.
Cho đến nay, ngành dệt may 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 lá sức
mạnh tinh thần của mọi người.
Nền kinh tế càng phát triển, mức sống được nâng lên thì yêu cầu về
may mặc càng trở nên cần thiết vì vậy mỗi sinh viên trong khoa chúng ta phải
luôn luôn 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 q 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 năn gần đây đã tăng lên đáng kể.
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 top các nước xuất khẩu dệt may lớn nhất trên tồn thế giới.
Trương Thanh Giang

9

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

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 polyeste/visco và vải
polyeste/bông”. Đề tài tiến hành nhằm khảo sát cấu tạo và tính chất cơ lý của
vải visco, polyeste và vải bông giúp cho việc thiết kế và lựa chọn những loại
vải pha 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 Thanh Giang

10

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ XƠ POLYESTE, XƠ BÔNG VÀ XƠ VISCO
1.1.Xơ polyeste
1.1.1.Khái niệm về xơ polyeste
Xơ polyeste[1] được hình thành trên cơ sở của phản ứng este hóa giữa
axit hai chức (diacid) và rượu hai chức (dialcohoh). Ký hiệu chung theo quy
ước quốc tế của polyeste là PET. Mặc dù tồn tại nhiều polyeste được sản suất
ở cấp độ thương mại nhưng có mặt chủ yếu trên thị trường dệt may hiện nay
là chất dẻo PET, chiếm 90% khối lượng PET các loại.
Polyeste là một sợi mịn có đường kính khoảng 12-25 micromet. Các
sợi này là khoảng 35% tinh thể và 65% vơ định hình.
Cấu trúc của polyeste ( Hình 1.1)

Hình 1.1. Cấu trúc của xơpolyeste
1.1.2.Tính chất của xơpolyeste
Polyeste là loại polymer nhiệt dẻo, hình thành sợi theo phương pháp
nóng chảy nên tiết diện xơ rất đều và có biên dạng giống như biên dạng lỗ kéo
sợi (spinneret), thông thường chúng trịn, cấu trúc đồng nhất từ ngồi vào
trong, mặt ngồi dọc theo xơ trơn và bóng như hình 1.2, polyeste cịn có các
tên thương mại là Lapxan, Texil, Dacron, Diolen, Terilen, Tetoron…được sản
xuất dưới dạng bong mờ, tẩy trắng, màu, biến tính, tạo hình…
Trương Thanh Giang

11

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

Hình 1.2 Các hình dạng cắt ngang của xơ polyeste
Tính chất cơ học
- Độ bền kéo đứt tương đối khoảng 25 – 65 (cN/tex) trong điều kiện
tiêu chuẩn).
- Mô đun đàn hồi ban đầu là 2588 MPa cao nhất trong số xơ tổng hợp,
lớn hơn gấp 3 lần so với mơđun đàn hồi của xơ polyamid. Do đó, các sản
phẩm từ polyeste có khả năng giữ nếp định hình rất lâu sau nhiều lần ngâm
tẩm, giặt giũ.
- Khả năng chống nhàu, chống co tốt.
Độ giãn dài thể hiện khả năng của xơ polyeste bị kéo căng và dài ra. Độ
giãn dài thay đổi theo các điều kiện như là nhiệt độ và lượng nước có trong
xơ. Xơ có độ giãn dài tốt sẽ có xu hướng bền hơn xơ cứng. Vải được dệt từ xơ
polyeste có độ giãn dài tốt sẽ có độ bền xé tốt hơn vải từ xơ có độ giãn dài
thấp.
Trương Thanh Giang

12

Khóa 2015 - 2017

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

Độ mềm mại là khả năng bị uốn nhiều lần mà không bị đứt. Vải được
làm từ các xơ polyeste có độ mềm mại thấp bị cứng, khơng mềm rủ và mặc
khơng dễ chịu chút nào.
Xơ có độ bền mài mịn tốt sẽ có chống được tổn thương khi bị chà
xát. Xơ polyeste có độ bền mài mịn kém sẽ có xu hướng đứt, vụn ra từng
đoạn và vón lại, tạo ra ngoại quan sờn mòn trên vải.
Khả năng hút chất lỏng hay độ hồi ẩm là tỷ lệ phần trăm lượng ẩm mà
xơ khô sẽ hút vào từ không khí tại nhiệt độ và độ ẩm tương đối tiêu chuẩn.
Vải được dệt từ xơ có độ hồi ẩm tốt mặc rất dễ chịu, ấm và khơng bị tích điện
tĩnh. Xơ polyeste có khả năng hút ẩm tốt dễ nhuộm hơn và dễ giặt hơn xơ có
khả năng hút ẩm kém. Tuy nhiên, xơ khi hút ẩm lại khô chậm và dễ bị dây
bẩn.
Độ bền của một số loại xơ thay đổi khi chúng hút lượng ẩm cao. Bông
bền hơn khi ướt, trong khi rayon và len kém bền hơn khi chúng ướt. Vải từ
loại xơ polyeste bị giảm bền khi ướt phải được giặt rất cẩn thận. Đối với nhà
máy dệt, điều này đồng nghĩa với việc cần cải biến q trình nhuộm và xử lý
hồn tất.
Khả năng thốt hơi ẩm đôi khi bị nhầm với khả năng hút ẩm. Khả năng
thoát ẩm là khả năng xơ truyền hơi ẩm dọc theo bề mặt của xơ. Một số loại xơ
có khả năng hút ẩm cao và thốt ẩm tốt. Các loại xơ khác có khả năng hút ẩm
kém nhưng có khả năng thốt ẩm tuyệt vời.
Tính chất vật lý
- Khối lượng riêng : γ = 1,38 g/cm3
- Độ ẩm W = 0,4 – 0,5% ở điều kiện tiêu chuẩn
- Xơ polyeste chịu nhiệt cao, có thể nung nóng lâu không bị giảm bền

do trong mạch đại phân tử của polyeste có chứa nhân thơm ( mạch vịng ).
Sản phẩm có thể sử dụng phạm vi từ 70 ÷ 1600C, bị mềm ở nhiệt độ
175 ÷ 1850C và đến 2500C mạch đại phân tử của PET bắt đầu mất sự định
Trương Thanh Giang

13

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

hướng, ở 2600C thì bị chảy lỏng, đến 2750C xơ bắt đầu bị phá hủy nên sản
phẩm xơ polyeste chỉ nên là ở nhiệt độ dưới 2350C. Ở nhiệt độ thấp độ bền
của xơ PET được tăng lên nhưng độ giãn lại bị giảm tương đối.
- Rất bền ánh sáng (chỉ đứng sau PAN).
- Cách điện tốt và tích điện mạnh khi ma sát.
Một số loại xơ hấp phụ (quá trình một chất khí hay chất lỏng bị hút trên
bền mặt của một chất khác) chất ẩm ngược lại với hút ẩm. Khi hơi nước trong
khơng khí được hấp phụ, nó được giữ lại trên bề mặt của xơ. Nếu xơ có khả
năng hấp thụ thấp nhưng có khả năng hấp phụ ẩm cao, vải sẽ khơ nhanh và ít
bị dây bẩn hơn.
Cách thức mà xơ phản ứng lại với nhiệt là tính chất quan trọng để xem
xét trong quá trình lựa chọn. Các sản phẩm dệt chịu tác dụng của nhiệt trong
q trình chăm sóc chung như giặt và là. Một số loại xơ tổng hợp có thể bị
mềm khi bị tác dụng của nhiệt. Ví dụ Olefin (chất trong xơ sợi tổng hợp) có
điểm nóng chảy tương đối thấp và có thể bị q trình là ủi làm tổn thương
nặng nề. Xơ xenlulo và xơ protein có thể bị cháy xém và ngả màu nâu.

Khả năng giữ nhiệt là khả năng mà xơ polyeste giữ hoặt cách nhiệt. Len
có khả năng giữ nhiệt tuyệt vời ( ví dụ: quần áo mùa đơng và các loại chăn).
Bảng 1.1.Tính chất cơ lý của xơ polyeste [7]
Tính chất (đơn vị)

Giá trị

Đường kính xơ (µm)

10 - 50

Độ bền đứt (MPa)
- Xơ dùng trong dệt may

450 – 750

- Xơ dùng trong kỹ thuật

850 - 1050

Độ giãn đứt (%)

10 - 50

Mô đun đàn hồi ban đầu (MPa)
- Xơ dùng trong dệt may

< 6000

Trương Thanh Giang

14

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

- Xơ dùng trong kỹ thuật

< 14500

Độ co ở 1600C
- Xơ dùng trong dệt may

5 – 15

- Xơ dùng trong kỹ thuật

2-5

Khối lượng riêng (g/cm3)
- Ở trạng thái nóng chảy

1,21

- Ở trạng thái vơ định hình
- Ở trạng thái kết tinh

1,33
1,44

Nhiệt độ chuyển thủy tinh thể (0C)
- Ở trạng thái vơ định hình

67

- Ở trạng thái kết tinh hoặc định hướng

125

Nhiệt độ tinh thể nóng chảy (0C)

265 - 275

Nhiệt dung riêng (J/kg/0C)
- Ở 25 0C

63

0

105

Nhiệt độ nóng chảy (KJ/kg)

120 - 140

- Ở 200 C

Độ dẫn nhiệt (W/m/0C)

0,14

Độ hồi ẩm ở 65% RH (%)

0,4

Độ thấm hút nước (%)

0,6

Tính chất hóa học
- Tương đối bền với axit song kém chịu đựng với axit nitric 66% và
axit sulfuric 96% ở nhiệt độ cao. Polyeste bị hịa tan trong H2SO4 98% nhưng
ít bị ảnh hưởng của H2SO4 có nồng độ nhỏ hơn 70%. Có thể dung đặc tính này
để xác định thành phần của polyeste trong sợi polyeste pha bông.
- Kém bền kiềm ( ứng dụng giảm trọng PET )
- Dùng kiềm 400C sẽ hịa tan được PET
- Bền với chất oxi hóa (nên dung H2O2 hơn dùng NaClO)
Trương Thanh Giang

15

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

- Đa số dung mơi hữu cơ khơng có tác dụng với xơ polyeste. Khi đun
nóng, các chất phenol, o-clorphenol, tricresol, rượu benzilic, nitrobenzene và
một số hỗn hợp phenol hòa tan được xơ polyeste.
Kết hợp polyeste và bông.
+ Chống nếp nhăn.
+ Chống lại các vết bẩn.
+ Giữ lại hình dạng
Kết hợp polyeste và len : chống nhăn, tăng độ bền
Ở nhiệt độ cao, PET mất độ bền trong các axit mạnh. Axit mạnh như
axit sulfuric và depolymerize PET Alkalies. Dung mơi hữu cơ sợi PET nói
chung là khơng hịa tan trong các dung mơi hữu cơ.
Tính chất khác
Bền với vi khuẩn.
Khả năng ăn màu kém do độ kết tinh phân tử cao và trong thành phần
hóa học thiếu các nhóm có khả năng phản ứng với thuốc nhuộm. Do đó,
người ta thường nhuộm polyeste ở nhiệt độ và áp suất cao hoặc nhuộm khối
(tức nhuộm dung dịch nóng chảy trước khi kéo sợi).
Khả năng nhuộm màu của polyeste do polyeste chứa ít nhóm ưa nước,
lại có cấu trúc chặt chẽ do đó xơ polyeste có hàm ẩm thấp, làm cho polyeste
có khả năng cách điện cao, dễ tích điện gây khó khăn trong q trình dệt.
Mạch đại phân tử của polyeste thể hiện tính bất đối xứng cao giữa
chiều ngang và chiều dọc, các nhóm (– CO – C6H4 – CO –) kém linh động,
khó quay tự do, các nhóm ester cịn 16 tổng hợp với nhân thơm nên có độ
phân cực lớn. Những đặc điểm trên làm cho polyeste rất đều đặn, ít gấp khúc,
khơng phân nhánh và có độ định hướng cao, làm cho xơ khó nhuộm hoặc
những loại thuốc nhuộm có tính chất tương tự ở nhiệt độ cao. Xơ polyeste
khơng chứa nhóm bazơ cũng chẳng chứa nhóm acid mạnh, bởi vậy khơng thể

kết hợp các loại thuốc nhuộm cation hay anion để nhuộm chúng.
Trương Thanh Giang

16

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

1.1.3.Quy trình sản xuất xơ polyeste ( PET )
Quy trình tiêu biểu dùng để sản xuất xơ polyete ( PET ) bao gồm 3 giai
đoạn cơ bản : tổng hợp polyethylene terephthalate và tạo nhịp, hình thành sợi
polyeste (PET) bằng phương pháp nóng chảy, hồn thiện sợi bằng các phương
pháp cơ lý.
PET có cơng thức hóa học tổng qt là ( C10H8O4 )n và cấu tạo của phân
tử như hình1.3 và hình 1.4.

Hình 1.3 . Cơng thức cấu tạo tổng qt

Hình 1.4. Cấu tạo của đại phân tử PET
Trong cơng nghiệp, người ta tổng hợp Dimethyl Terephathalate (DMT)
với Ethylene Glycol (EG) theo phản ứng trùng ngưng. Quá trình hình thành
PET xảy ra ngay sau đó nhờ các chất xúc tác, nhiệt độ và áp xuất mơi trường
thích hợp, phản ứng có thuận nghịch nên người ta cho tiến hành ở bể ester hóa
và nhiệt độ khống chế ở mức 200 – 2200C.
Để xơ sợi polyeste có các phẩm chất cần thiết của một loại vật liệu dệt
may thì chúng phải được xử lý hoàn tất. Đối với loại xơ cắt ngắn hay xơ

Trương Thanh Giang

17

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

stapen, người ta xử lý hoàn tấtchúng bằng cách kéo giãn, tạo nếp sóng nhăn,
tẩm nhũ tương và cắt ngắn, sau đó ép kiện thành phẩm.
Polyeste (aka Terylene) là một loại polymer có chứa các nhóm chức
este trong chuỗi chính của họ. Polyeste có chuỗi dài gồm hóa của ít nhất 85%
khối lượng của một este và một rượu và terephthalic axit dihydric polyeste
“đề cập đến mối liên kết của nhiều đơn phân (este) trong sợi. Sản lượng một
số loại xơ trên toàn thế giới sản xuất được thể hiện trênHình 1.5 theo đơn vị
ngàn tấn.

Hình 1.5. Sản xuất sợi trên toàn thế giới
1.1.4.Ứng dụng của xơ polyeste
Polyeste được dùng nhiều trong may mặc và trong kĩ thuật. Trong lĩnh
vực không dệt chúng được dùng làm chất cách ly (nhiệt - âm) dùng làm chất
liên kết, vải nông nghiệp, thảm, vải bọc ghế xe hơi, các loại sản phẩm
composite.
Polyeste được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp để sản xuất các
loại sản phẩm như quần áo, đồ nội thất gia dụng, vải cơng nghiệp, vật liệu
cách điện…xơ polyeste có nhiều ưu thế hơn khi so sánh với các loại sợi

truyền thống là khơng hút ẩm, nhưng hấp thụ dầu. Chính những đặc tính này
Trương Thanh Giang

18

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

làm cho polyeste trở thành một loại vải hoàn hảo đối với những ứng dụng
chống nước, chống bụi và chống cháy. Khả năng hấp thụ thấp của xơ
polyeste giúp nó tự chống lại các vết bẩn một cách tự nhiên. Vải polyeste
không bị co khi giặt, chống nhăn và chống kéo dãn. Nó cũng dễ dàng được
nhuộm màu và khơng bị hủy hoại bởi nấm mốc. Vải polyeste là vật liệu cách
nhiệt hiệu quả, do đó nó được dùng để sản xuất gối, chăn, áo khốc ngồi và
túi ngủ.
1.2.Xơ bơng [2],[3]
1.2.1.Khái niệm về xơ bông
Xơ bông là một loại xơ thiên nhiên có nguồn gốc xenlulo, có đặc tính
thẩm thấu tốt, mịn, cầm màu, dễ nhuộm dễ giặt, độ rủ tốt và phù hợp môi
trường sinh thái.
1.2.2. Cấu tạo của xơ bông
Xơ bông là một tế bào thực vật lấy từ quả cây bơng, được hình thành
ngay từ lúc các cánh hoa rụng, tế bào này mọc từ cây bông hình 1.5 và bị tách
ra cán nên một đầu rách khơng đều, cịn đầu kia nhọn và khép kín. Thành
phần chủ yếu của xơ bơng là xenlulo chiếm 94%, cịn lại là sáp bông 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 miền trồng bông phương pháp thu hoạch ( bằng tay hình 1.6) mà tạp chất
sẽ nhiều hay ít.
Xơ bơng (cotton) có dạng tế bào hình ống, đầu khép kín, thành mỏng
chứa đầy chất nguyến sinh, độ xoắn tự nhiên. Chứa khoảng 93-94%
cenllulose là thành phần chính và quyết định tính chất của xơ bơng. Cấu trúc
xơ ảnh hưởng.

Trương Thanh Giang

19

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

Hình 1.6. Cây bơng
Xơ bơng thu hoạch từ quả của cây bông. Khối lượng riêng của xơ bông
là 1,53 g/cm3. Ở điều kiện tiêu chuẩn xơ bơng có hàm ẩm là 8 – 8,5%.

Hình 1.7. Thu hoạch bơng
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 xenlulo là: (C6H10O5)n

hoặc

[C6H7O2(OH)3]n có cấu trúc như trên hình 1.8.

Trương Thanh Giang

20

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

Hình 1.8. Cấu trúc xơ bơng
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 vơ định
hình. Nhiều nghiên cứu cho thấy tỷ lệ giữa vùng kết tinh và vùng vô 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.
Thông thường mỗi xơ bơng có kích thước dài từ 18cm, bề dày từ 12
20µm, có nghĩa chiều dài gấp 1000 đến 4000 lần so 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 [4], phân
tích xơ bơng trên kính hiển vi, cấu tạo mỗi tiết diện xơ có bốn phần rõ rệt:
Biểu bì, thành sơ cấp, thành thứ cấp và rãnh như mô tả ở hình 1.9.
Biểu bì
Lớp chuyển tiếp

Rãnh xơ

Thành xơ cấp
Thành thứ cấp

Hình 1.9. Cấu tạo xơ bơng

Trương Thanh Giang

21

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ Vật liệu Dệt May

Bên ngồi cùng của lớp xơ là lớp biểu bì chứa sáp, spectin, protein và
các chất không phải là xenlulo 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
ngồi.
Thành sơ 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 vòng này được
tạo nên trong quá trình tổng hợp xenlulo, bồi dần từ ngồi 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 ni xơ. Khi xơ chín, thành thứ

cấp cịn mỏng, rãnh rộng, tiết diện xơ dẹt, xoắn theo chiều dài, nếu để khơ 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.
1.2.3.Thành phần hóa học
Sau khi cán, làm sạch, xơ bơng nguyên liệu chứa 95%

97% xenlulô.

Sau khi xử lý để loại bỏ các chất không xenlulô, hàm lượng xenlulô của
xơ bông 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:
- Sáp bơng: 0,1

1% (so với khối lượng khô của xơ) nằm chủ yếu trong

thành sơ 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 quy trình xử lý hóa học. Sáp được khử đi ở chế độ nấu tẩy
bình thường.

Trương Thanh Giang

22

Khóa 2015 - 2017

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

- Pectin: 0,7

Công nghệ Vật liệu Dệt May

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

cấp của xơ, được khử đi ở chế độ nấu tẩy bình thường.
Tro: là các muối vô 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.
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 = 160220 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 bông cỏ: cịn gọi là xơ bơng ngắn, xơ thơ và ngắn, chất lượng kém:
Chiều dài nhỏ hơn 20mm, độ mảnh thơ 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 lƣợng của xơ bơng: Có 5 chỉ tiêu chất lượng chính để
đánh giá xơ bơng.
* Chiều dài (L) * Độ chín (Z)
* Tỷ lệ % tạp chất * Độ mảnh (T)
*Màu sắc và độ bóng của xơ.
1.2.4. Các tính chất cơ, lý, hóa chủ yếu của xơ bơng[3,4]
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.
Tính chất cơ học
Xơ bơng là một loại xơ mảnh có độ bền tốt.
Trương Thanh Giang

23

Khóa 2015 - 2017


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Công nghệ 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 dãn 2% thì phục hồi đến 74%; kéo dãn 5% thì phục
hồi 45%.
Tính chất cơ lý
Khối lượng riêng: γ

1,56 g/cm3.Độ ẩm ở điều kiện chuẩn:

1,52

W = 8,5 %
Độ bền nhiệt: Xenlulo có độ bền nhiệt tốt. Ở 120 1300C xơ bơng trở
nên vàng. Nhưng vượt quá nhiệt độ này bắt đầu có sự thay đổi và đặc biệt sau
1600C thì q trình phá hủy nhanh hơn. Sau 1800 quá trình phá hủy diễn ra rất
mạnh. Trạng thái ướt 120oC xơ bắt đầu giảm bền, 220- 400oC bị phân hủy
mạnh.
Khả năng hút ẩm và hịa tan :
+ Khơng tan trong nước, hàm ẩm 8- 8,5% làm vật liệu dễ hút ẩm, thấm
mồ hơi, vệ sinh, giúp loại trừ sự tích tụ tĩnh điện.
+ Khô chậm do nước liên kết với xơ khá chặt, rất dễ nhiễm bẩn do tính
háu nước.
+ Trong nước trương nở nhưng lấy lại hình dạng ban đầu khi khô, trong
nước tăng độ bền từ 10- 20%.
+ Tan trong đồng amoni [Cu(NH3)4].
Khả năng nhuộm: Do có nhiều nhóm (-OH) nên xơ bơng có thể nhuộm
bằng thuốc nhuộm trực tiếp, hoạt tính, hồn ngun hay lưu huỳnh.
Tính dễ nhàu: Do chứa nhiều nhóm có cực nên lực tương tác giữa các
mạnh, dễ tái hợp lại ở vị trí mới ngăn cản vật liệu phục hồi biến dạng. Do
bông dễ hút ẩm, trương nở trong nước nên dễ bị biến dạng.
Độ bền ánh sáng: chịu ánh sáng tốt nhưng nếu để kéo dài bơng sẽ vàng.

Trương Thanh Giang

24

Khóa 2015 - 2017