- Đây chính là lý do để thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xử lý kháng khuẩn cho vải bông sử dụng trong may mặc” 2. - Xây dựng qui trình công nghệ xử lý hoàn tất kháng khuẩn cho vải bông sử dụng trong may mặc bằng các tác nhân kháng khuẩn khác nhau đảm bảo các yêu cầu chất lượng của vải, trong đó chitosan sản xuất tại Việt Nam được sử dụng như một hóa chất kháng khuẩn để xử lý cho vải may mặc. - So sánh hiệu quả sử dụng chitosan sản xuất tại Việt Nam như một hóa chất kháng khuẩn cho vải bông với hai chế phẩm kháng khuẩn nhập ngoại là chế phẩm triclosan và chế phẩm amoni bậc bốn. - Chương 1: Tổng quan về sự xâm nhập của vi khuẩn qua vải và xử lý kháng khuẩn cho vải dệt - Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu - Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận - Kết luận chung của luận án Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN - Đã xây dựng được qui trình công nghệ xử lý hoàn tất kháng khuẩn cho vải bông bằng ba loại hóa chất kháng khuẩn là chitosan, triclosan và amoni bậc bốn đảm bảo tính kháng khuẩn của vải sau xử lý và độ bền kháng khuẩn của vải sau 20 lần giặt. - Đã sử dụng chitosan như một hóa chất kháng khuẩn để xử lý hoàn tất cho vải bông đảm bảo khả năng diệt khuẩn của vải sau 20 lần giặt. - Đã giải thích được bản chất kháng khuẩn của vải bông sau xử lý bằng chitosan và đề xuất cơ chế liên kết giữa chitosan với vải bông. - Đã kết hợp 3 phương pháp kiểm tra tính kháng khuẩn là phương pháp vi sinh vật, phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (FTIR) và phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) để giải thích khả năng kháng khuẩn của vải bông sau khi xử lý hoàn tất kháng khuẩn bằng chitosan. - Đã sử dụng nhiều thiết bị hiện đại để đánh giá tổng hợp chất lượng vải sau xử lý kháng khuẩn. - GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN - Đã tạo ra một loại vải bông may mặc có chức năng kháng khuẩn và tính kháng khuẩn của vải vẫn giữ được sau nhiều chu trình giặt. - Qui trình công nghệ xử lý hoàn tất vải bông kháng khuẩn bằng chitosan, chế phẩm triclosan và amoni bậc bốn của luận án có thể áp dụng vào thực tế sản xuất tại các công ty, doanh nghiệp dệt may trong nước. - Sử dụng thành công chitosan sản xuất tại Việt Nam như một hóa chất để xử lý hoàn tất kháng khuẩn cho vải bông may mặc. - Đã kết hợp 3 phương pháp kiểm tra tính kháng khuẩn là phương pháp vi sinh vật, phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (FTIR) và phương pháp chụp ảnh 3 hiển vi điện tử quét (SEM) để giải thích khả năng kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn của vải bông sau khi xử lý hoàn tất bằng chitosan. - Đã phân tích, đánh giá tổng hợp chất lượng của vải bông kháng khuẩn bằng chitosan và vải bông kháng khuẩn bằng hai chế phẩm nhập ngoại là triclosan và chế phẩm amoni bậc bốn. - Qua các nghiên cứu về xử lý kháng khuẩn cho vải dệt từ các tài liệu tham khảo [52-72] luận án rút ra các kết luận sau: KẾT LUẬN PHẦN TỔNG QUAN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN * Kết luận 1. - Phương pháp hóa lý sử dụng các hóa chất kháng khuẩn để xử lý cho vải đã khắc phục được những hạn chế của phương pháp “rào cản ” đó là có thể diệt được vi khuẩn khi chúng tiếp xúc với vải mà không làm mất đi tính tiện nghi của vải đã và đang được quan tâm nghiên cứu của nhiều tác giả với nhiều nhóm tác nhân kháng khuẩn khác nhau. - Tuy nhiên khả năng kháng khuẩn của vải là một tính chất phụ thuộc vào rất nhiều điều kiện cụ thể như hóa chất kháng khuẩn, loại khuẩn được kiểm tra, phương pháp đánh giá… 5. - Với vải may mặc kháng khuẩn ngoài yêu cầu về tính kháng khuẩn của vải sau xử lý thì còn phải duy trì độ bền kháng khuẩn của vải trong quá trình sử dụng. - Việc sử dụng các hóa chất kháng khuẩn cũng phải quan tâm đến vấn đề an toàn cho người sử dụng và môi trường. - Nghiên cứu công nghệ xử lý hoàn tất kháng khuẩn cho vải bông bằng chitosan, chế phẩm triclosan và chế phẩm amoni bậc bốn đảm bảo độ bền kháng khuẩn sau các lần giặt. - So sánh đánh giá tổng hợp chất lượng của vải sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan với chất lượng vải sau xử lý kháng khuẩn bằng chế phẩm tricloan và chế phẩm amoni bậc bốn. - 2.2.1 Kỹ thuật hoàn tất gắn hóa chất kháng khuẩn lên vải Với ba loại hóa chất đã lựa chọn, trong nghiên cứu này sẽ sử dụng cùng kỹ thuật ngấm ép – sấy – gia nhiệt để đưa các hóa chất kháng khuẩn lên vải bông 2.2.2 Phương pháp kiểm tra tính kháng khuẩn của vải sau xử lý 2.2.2.1 Phương pháp trực tiếp Luận án sử dụng phương pháp lắc động theo tiêu chuẩn ASTM E2149-01 để kiểm tra khả năng kháng khuẩn của vải sau xử lý. - 2.3 Nội dung nghiên cứu 2.3.1 Nghiên cứu xử lý kháng khuẩn cho vải bông bằng chitosan 2.3.1.1 Nghiên cứu xây dựng qui trình công nghệ xử lý gắn chitosan lên vải bông 2.3.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ (nhiệt độ gia nhiệt, thời gian gia nhiệt, mức ép) đến tính kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn của vải bông xử lý với chitosan. - 2.3.1.3 Nghiên cứu lựa chọn phương án tối ưu cho chất lượng của vải kháng khuẩn, đảm bảo độ bền kháng khuẩn sau 20 lần giặt. - Nghiên cứu xử lý hoàn tất kháng khuẩn cho vải bông bằng ba loại hóa chất kháng khuẩn là chitosan sản xuất tại Việt Nam, hai chế phẩm nhập khẩu là triclosan và amoni bậc bốn cùng sử dụng kỹ thuật ngấm ép- sấy- gia nhiệt để gắn hóa chất kháng khuẩn lên vải bông. - Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ là nhiệt độ gia nhiệt, thời gian gia nhiệt và mức ép đến tính kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn của vải bông xử lý bằng chitosan. - Lựa chọn phương án công nghệ tốt nhất đảm bảo độ bền kháng khuẩn sau 20 lần giặt của vải bông xử lý với chitosan. - Ngoài tính kháng khuẩn của vải sau xử lý, các tính chất cơ lý, tiện nghi, sinh thái của vải bông sau xử lý kháng khuẩn với ba hóa chất kháng khuẩn trên cũng được kiểm tra. - Qua đó sẽ đánh giá tổng hợp chất lượng của vải sau xử lý kháng khuẩn. - CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 3.1 Kết quả nghiên cứu xử lý kháng khuẩn vải bông bằng chitosan 3.1.1 Qui trình công nghệ xử lý kháng khuẩn cho vải bông bằng chitosan Qui trình xử lý hoàn tất kháng khuẩn cho vải bông với chitosan được tiến hành theo 9 bước thể hiện trong hình 3.1 dưới đây: Hình 3.1: Qui trình công nghệ xử lý hoàn tất gắn chitosan lên vải bông Mẫu vải bông đã được tiền xử lý (Mẫu vải trước khi xử lý kháng khuẩn) Giặt nước cất Điều hòa mẫu ở điều kiện phòng TN (t= 25-300C, φ= 60-70%) Ngấm dung dịch có chứa chitosan và các hóa chất khác Ép mẫu vải đã ngấm dung dịch hóa chất ở mức ép đã lựa chọn (75-95%) Sấy mẫu (t= 850C, thời gian 5 phút) Gia nhiệt (t= 150-1800C, thời gian 1-3 phút) Giặt mẫu và sấy (phơi) khô Để hồi ẩm ở điều kiện chuẩn (t= 27+/-20C, φ= 65+/-4%) Cho vào bảo quản trong túi PE (Mẫu vải đã được xử lý kháng khuẩn) 7 3.1.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ gia nhiệt đến tính kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn ( tính kháng khuẩn sau 03 lần giặt) của vải bông xử lý với chitosan Bảng 3.1: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ gia nhiệt đến tính kháng khuẩn của vải xử lý với chitosan Số lượng vi khuẩn E.coli còn lại sau thời gian tiếp xúc với vải ( x 105) Tỷ lệ vi khuẩn giảm sau thời gian tiếp xúc với vải R. - Bảng 3.2: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ gia nhiệt đến độ bền kháng khuẩn (tính kháng khuẩn của vải sau 03 lần giặt) của vải xử lý với chitosan Số lượng vi khuẩn E.coli còn lại sau thời gian tiếp xúc với vải ( x 105) Tỷ lệ vi khuẩn giảm sau thời gian tiếp xúc với vải R. - Mẫu vải Nhiệt độ gia nhiệt (0C) Thời gian gia nhiệt (phút) Số lượng vi khuẩn E.coli ban đầu ( x 105) 2 phút 60 phút 2 phút 60 phút Hình 3.2 (A): Ảnh hưởng của nhiệt độ gia nhiệt đến tính kháng khuẩn và hình 3.3(B) ảnh hưởng của nhiệt độ gia nhiệt đến độ bền kháng khuẩn của vải bông xử lý với chitosan Sau 2 phút (0h) tiếp xúc với vi khuẩn (VK), các mẫu xử lý (XL) từ 150-1800C đều đã diệt được 40% VK. - mẫu ko XL không kháng khuẩn. - Sau 03 lần giặt, thấy rằng nhiệt độ tăng thì khả năng kháng khuẩn (KNKK) của mẫu cũng tăng từ 68 đến 84% Chứng tỏ nhiệt độ gia nhiệt có ảnh hưởng đến liên kết giữa chitosan (CTS) và vải bông. - Các mẫu 1 và 2 xử lý ở 150-1600C giảm 25-30%, trong khi mẫu 3,4 chỉ giảm 11-14%, trong đó mẫu 2 xử lý ở 1700C cho kết quả tốt nhất Ảnh hưởng của nhiệt độ gia nhiệt đến tính kháng khuẩn của vải xử lý với chitosan Nhiệt độ gia nhiệt (độ C)Tỷ lệ diệt khuẩn (%)0h1hẢnh hưởng của nhiệt độ gia nhiệt đến độ bền kháng khuẩn của vải xử lý với chitosan Nhiệt độ gia nhiệt (độ C)Tỷ lệ diệt khuẩn (%)0h1hAB 8 Để tìm hiểu bản chất kháng khuẩn của vải bông sau xử lý với chitosan, nghiên cứu phân tích phổ hồng ngoại FTIR của các mẫu vải sau xử lý và mẫu vải trước xử lý. - Sự xuất hiện của pick tại bước sóng 1582cm-1 tương ứng với nhóm amin bậc 2 của mẫu vải xử lý sau 03 lần giặt đã giải thích cho tính kháng khuẩn của vải sau xử lý cũng như vải xử lý sau 03 lần giặt. - 3.1.3 Ảnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến tính kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn ( tính kháng khuẩn sau 03 lần giặt) của vải bông xử lý với chitosan Bảng 3.3: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến tính kháng khuẩn của vải xử lý với chitosan. - Bảng 3.4: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến độ bền kháng khuẩn (tính kháng khuẩn của vải sau 03 lần giặt) của vải xử lý với chitosan. - DCMau G1Mau G2Mau G3Mau G Transmittance Wavenumbers (cm-1)Number of sample scans: 64Number of background scans: 64Resolution: 2.000Sample gain: 4.0Mirror velocity: 0.6329Aperture cm-1 1582cm-1 Hình 3.4: Ảnh phổ hồng ngoại của mẫu vải không xử lý (vị trí dưới cùng) và các mẫu vải đã xử lý sau 03 lần giặt (thứ tự từ trên xuống lần lượt là mẫu Hình 3.5 (A): Ảnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến tính kháng khuẩn và hình 3.6 (B) ảnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến độ bền kháng khuẩn của vải bông xử lý với chitosan Sau 0h tiếp xúc với VK các mẫu có tốc độ diệt khuẩn cao, đạt 70%, mẫu 3 đạt 100%. - Có thể khi gia nhiệt ở 1800C thì ảnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến tính kháng khuẩn của vải không rõ ràng. - 3.1.4 Ảnh hưởng của mức ép đến tính kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn (tính kháng khuẩn sau 03 lần giặt) của vải bông xử lý với chitosan Ảnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến tính kháng khuẩn của vải xử lý với chitosan Thời gian gia nhiệt (phút)Tỷ lệ diệt khuẩn (%)0h1hẢnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến độ bền kháng khuẩn của vải xử lý với chitosan Thời gian gia nhiệt (phút)Tỷ lệ diệt khuẩn (%)0h1hA B Transmittance Wavenumbers (cm-1)Number of sample scans: 64Number of background scans: 64Resolution: 2.000Sample gain: 4.0Mirror velocity: 0.6329Aperture cm-1 1733cm-1 Hình 3.7: Ảnh phổ hồng ngoại của các mẫu vải đã xử lý kháng khuẩn với chitosan sau 03 lần giặt. - Từ trên xuống lần lượt là mẫu Bảng 3.5: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của mức ép đến tính kháng khuẩn của vải xử lý với chitosan. - Bảng 3.6: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của mức ép đến độ bền kháng khuẩn (tính kháng khuẩn của vải sau 03 lần giặt) của vải xử lý với chitosan Số lượng vi khuẩn E.coli còn lại sau thời gian tiếp xúc với vải ( x 105) Tỷ lệ vi khuẩn giảm sau thời gian tiếp xúc với vải R. - mẫu số 2 cho KQ tốt hơn mẫu 1 Ảnh hưởng của mức ép đến tính kháng khuẩn của vải xử lý với chitosan Mức ép (%)Tỷ lệ diệt khuẩn (%)0h1hẢnh hưởng của m ức ép đến độ bề n kháng khuẩn của vải xử lý với chitosan Mức ép (%)Tỷ lệ diệt khuẩn (%)0h1h A 11 Mối liên hệ giữa mức ép và KNKK của vải sau 03 lần giặt có thể giả thiết bởi 2 lý do. - Ảnh 2: Mẫu vải sau XL, xơ trơn mượt nhưng không rõ các vi thớ Ảnh 3: Bề mặt xơ có các tưa nhỏ, có thể màng CTS đã bị tổn thương sau các lần giặt Kết quả này phù hợp KQ kiểm tra tính KK theo phương pháp vi sinh vật, sau giặt các mẫu vẫn có tính kháng khuẩn tốt, nhưng tính KK cũng đã bị giảm xuống 3.1.5 Thông số công nghệ tối ưu xử lý kháng khuẩn cho vải bông với chitosan có độ bền kháng khuẩn sau 20 lần giặt Từ kết quả nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của vải sau xử lý và sau 03 lần giặt (bảng có thể thấy rằng với nhiệt độ gia nhiệt là 1700C, thời gian gia nhiệt là 2 phút và mức ép là 80% là các thông số công nghệ tốt nhất (tương đương phương án XL ở 1800C) cho khả năng kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn của vải bông xử lý với chitosan. - Hình 3.10a: Độ bền kéo đứt (A) và độ giãn đứt (B) của vải XLKK ở các mức nhiệt độ gia nhiệt khác nhau Độ bền của vải sau XLKK ở các mức nhiệt độ gia nhiệt Nhiệt độ gia nhiệt (độ C)Độ bền kéo đứt (N)DọcNgangA Độ giãn của vải sau XLKK ở các mức nhiệt độ gia nhiệt Nhiệt độ gia nhiệt (độ C)Độ giãn (mm)Dọc NgangB Hình 3.10: Hình ảnh SEM của bề mặt xơ bông của các mẫu vải: Mẫu trước khi xử lý (1), mẫu sau khi xử lý (2) và mẫu vải đã xử lý và sau 05 lần giặt Độ thoáng khí của vải sau XLKK với các m ức ép Mức ép (%)Độ thoáng khí (l/m2/s)Khả năng hồi nhàu của vải sau XLKK với các mức nhiệt độ gia nhiệt Nhiệt độ gia nhiệt (độ C)Góc phục hồi nhàu (độ )DọcNgang Hình 3.10b: Độ thoáng khí của vải sau xử lý kháng khuẩn với các mức ép khác nhau Hình 3.10c: Độ chống nhàu của vải sau xử lý kháng khuẩn ở các mức nhiệt độ gia nhiệt Từ các kết quả nghiên cứu hình 3.10a, 3.10b, 3.10c thấy rằng. - Các mẫu vải được xử lý với các thông số này sẽ được giặt tiếp và kiểm tra tính kháng khuẩn sau các lần giặt. - Kết quả về khả năng kháng khuẩn của vải xử lý bằng chitosan sau 10 lần giặt Bảng 3.7: Kết quả nghiên cứu tính kháng khuẩn của vải xử lý với chitosan sau 10 lần giặt Số lượng vi khuẩn E.coli còn lại sau thời gian tiếp xúc với vải ( x 105) Tỷ lệ vi khuẩn giảm sau thời gian tiếp xúc với vải R. - Số lượng vi khuẩn E.coli ban đầu ( x 105) 2 phút 60 phút 2 phút 60 phút ĐC XL Kết quả về khả năng kháng khuẩn của vải xử lý bằng chitosan sau 20 lần giặt Bảng 3.9: Kết quả nghiên cứu tính kháng khuẩn của vải xử lý với chitosan sau 20 lần giặt Số lượng vi khuẩn E.coli còn lại sau thời gian tiếp xúc với vải ( x 105) Tỷ lệ vi khuẩn giảm sau thời gian tiếp xúc với vải R. - Số lượng vi khuẩn E.coli ban đầu ( x 105) 2 phút 60 phút 2 phút 60 phút ĐC XL Từ bảng 3.8 và bảng 3.9 thấy rằng sau 15 và 20 lần giặt thì vải bông xử lý với chitosan vẫn giữ được tính kháng khuẩn mặc dù khả năng kháng khuẩn đã giảm đáng kể, lần lượt với tỷ lệ vi khuẩn giảm tương ứng là 63.63% và 56.52%. - Giả thiết màng chitosan bao bọc quanh xơ bông đã bị phá vỡ và mất đi một lượng chitosan thể hiện bằng khả năng kháng khuẩn của vải bị giảm đi đáng kể sau 20 lần giặt (bảng 3.9). - Do đó vải vẫn có tính kháng kháng khuẩn sau 20 chu trình giặt thể hiện qua bảng 3.9 và hình 3.13. - Trong miền nghiên cứu của luận án, nhiệt độ gia nhiệt 1700C, thời gian gia nhiệt là 2 phút, mức ép là 80% là các thông số công nghệ cho khả năng kháng khuẩn, độ bền kháng khuẩn của vải bông xử lý với chitosan sau 20 lần giặt. - Xử lý hoàn tất kháng khuẩn cho vải bông bằng chitosan đã đưa được một lượng chitosan lên vải bông. - Chính lượng chitosan có trên vải bông đã tạo cho vải có tính kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn sau nhiều lần giặt. - Sau nhiều chu trình giặt, một số liên kết giữa chitosan và xenlulo dần bị phá vỡ (hình 3.12 và 3.14) dẫn đến khả năng kháng khuẩn của vải bị giảm dần ( từ bảng 3.5, 3.6 đến bảng . - Tuy nhiên sau 20 chu trình giặt, vải bông xử lý với chitosan vẫn giữ được tính kháng khuẩn (bảng 3.9) chứng tỏ vẫn còn một lượng chitosan nhất định đã liên kết bền vững với xenlulo và không bị mất đi nên vẫn giữ cho vải có tính kháng khuẩn. - Để hiểu rõ hơn bản chất kháng khuẩn của vải sau xử lý và cơ chế liên kết của chitosan với vải bông sau xử lý, luận án đưa ra các phản ứng hóa học có thể xảy ra giữa chitosan, CA với vải bông trong quá trình xử lý, phân tích ảnh phổ hồng ngoại FTIR của vải bông không xử lý, vải bông chỉ xử lý với CA và vải bông xử lý với chitosan với sự có mặt của CA. - 3.1.6 Bản chất kháng khuẩn của vải sau xử lý và cơ chế liên kết giữa chitosan với vải bông Thứ nhất vì trong công thức cấu tạo hóa học của chitosan (hình 3.15-1) có các ion N+, đó là các cation tự nhiên của chitosan. - Mẫu vải không xử lý (1), sau 05 lần giặt (2), sau 10 lần giặt (3), sau 20 lần giặt (4. - Mẫu vải xử lý với chitosan (1A), sau 05 lần giặt (2A), sau 10 lần giặt (3A), sau 20 lần giặt (4A). - Từ các phân tích về kết quả phổ FTIR, ảnh SEM và các phản ứng hóa học nêu trên kết hợp với kết quả kiểm tra tính kháng khuẩn của vải sau xử lý với chitosan, tính kháng khuẩn của vải xử lý sau các lần giặt chứng tỏ đã xảy ra phản ứng este trong quá trình xử lý gắn chitosan lên vải bông và liên kết tạo được giữa chitosan với vải bông là liên kết khá bền vững. - Khi xử lý kháng khuẩn cho vải bông với chitosan đã xảy ra phản ứng ester hóa đồng thời giữa chitosan và CA, giữa CA và xenlulo (trường hợp 1, 2, 3) thì liên kết giữa chitosan và xenlulo trên vải bông để tạo cho vải bông xử lý với chitosan có tính kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn sau các lần giặt là sự kết hợp của cả liên kết hóa lý và liên kết hóa học. - Giả thiết này là có cơ sở vì nó phù hợp với kết quả kiểm tra độ bền kháng khuẩn của vải (bảng phổ hồng ngoại FTIR (hình 3.15a) và ảnh SEM (hình b). - Trong đó liên kết hóa học bền vững để vải xử lý với chitosan giữ được tính kháng khuẩn sau các lần giặt. - Chỉ những phân tử chitosan liên kết hóa học với vải bông mới bền vững sau 20 lần giặt thể hiện tính kháng khuẩn của vải bông xử lý bằng chitosan sau 20 lần giặt đạt 56.62% (bảng 3.9) và phổ hồng ngoại FTIR (hình 3.13, 3.15a) vẫn chỉ ra các pick có chứa nhóm imin NH tại bước sóng 1588cm-1 cũng phù hợp với đề xuất này. - Nhiệt độ gia nhiệt, thời gian gia nhiệt và mức ép là các thông số công nghệ có ảnh hưởng nhiều tới khả năng kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn của vải sau xử lý. - Trong phạm vi khảo sát, nghiên cứu đã lựa chọn các thông số công nghệ tốt nhất là nhiệt độ gia nhiệt 1700C, thời gian gia nhiệt 2 phút và mức ép là 80% để xử lý hoàn tất kháng khuẩn cho vải bông bằng chitosan. - Kết quả kiểm tra tính kháng khuẩn của vải theo phương án này cho khả năng diệt khuẩn của vải sau xử lý đạt gần 100% và độ bền kháng khuẩn sau 20 chu trình giặt đạt 56.52. - Kết hợp các kết quả nghiên cứu ảnh chụp bề mặt xơ của mẫu vải sau xử lý, sau giặt và kết quả kiểm tra bề mặt vải sau xử lý nhẵn hơn, phẳng hơn và cứng hơn vải trước khi xử lý có thể giả thiết quá trình xử lý kháng khuẩn đã tạo ra lớp màng chitosan trên bề mặt xơ của vải sau xử lý. - Bản chất kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn của vải bông sau xử lý hoàn tất với chitosan là do một lượng chitosan đã tạo được liên kết bền vững với xơ bông 19 không bị mất đi sau 20 lần giặt. - Kết luận này phù hợp với kết quả kiểm tra tính kháng khuẩn của các mẫu vải bằng phương pháp vi sinh vật theo tiêu chuẩn ASTM E2149-01 (bảng . - Chất lượng của vải bông sau khi xử lý hoàn tất kháng khuẩn bằng chitosan so với vải chưa xử lý cũng đã có sự thay đổi. - Sau xử lý hoàn tất kháng khuẩn với chitosan, các tính chất tiện nghi của vải bông sau xử lý như độ thoáng khí, độ thông hơi của vải bông sau xử lý đã được cải thiện. - Các kết quả nghiên cứu về đặc tính bề mặt, biến dạng kéo, biến dạng trượt và biến dạng nén của vải sau xử lý kháng khuẩn với chitosan so với vải trước xử lý phù hợp với kết quả kiểm tra các tính chất cơ học và tiện nghi của vải. - 3.2 Kết quả nghiên cứu xử lý kháng khuẩn cho vải bông bằng chế phẩm triclosan và chế phẩm amoni bậc bốn 3.2.1 Kết quả nghiên cứu xử lý hoàn tất vải bông kháng khuẩn bằng chế phẩm Triclosan 3.2.1.1 Qui trình công nghệ xử lý gắn chế phẩm triclosan lên vải bông Cũng tương tự như qui trình công nghệ để gắn chitosan lên vải bông (hình 3.1), nhưng khác các thông số công nghệ. - Nhiệt độ sấy: 1000C, thời gian sấy: 3 phút - Gia nhiệt 1600C, thời gian 30 giây 3.2.1.2 Tính kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn của vải bông xử lý hoàn tất với chế phẩm triclosan Số lượng vi khuẩn sau thời gian tiếp xúc với vải Tỷ lệ vi khuẩn giảm sau khi tiếp xúc với vải. - Số lần giặt Số lượng VK x 105 2 phút 60 phút 2 phút 60 phút Khả năng kháng khuẩn của mẫu sau xử lý là 100. - Sau các lần giặt khả năng kháng khuẩn cũng giảm tuy nhiên mức độ giảm ít. - Tốc độ diệt khuẩn rất nhanh, sau 2 phút tiếp xúc tốc độ diệt khuẩn của vải 0 lần giặt đã là 86.86% và sau 20 lần giặt là Kết quả nghiên cứu xử lý hoàn tất vải bông kháng khuẩn bằng chế phẩm amoni bậc bốn 3.2.2.1 Qui trình công nghệ xử lý gắn chế phẩm amoni bậc bốn lên vải bông 20 Đồ thị tổng hợp về tính kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn của vải xử lý với các tác nhân KK sau 2 phút tiếp xúc Số chu trình giặt (lần )Tỷ lệ diệt khuẩn (%)CTSTRSAEMĐồ thị tổng hợp về tính kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩncủa vải xử lý với các tác nhân KK sau 60 phút tiếp xúc Số chu trình giặt (lần)Tỷ lệ diệt khuẩn (%)CTSTRSAEMGiữ nguyên qui trình và các thông số công nghệ để gắn triclosan lên vải bông chỉ thay đổi nồng độ hóa chất kháng khuẩn đưa lên vải và thời gian gia nhiệt cho các mẫu vải, cụ thể là. - Gia nhiệt 1600C, thời gian 60 giây 3.2.2.2 Kết quả nghiên cứu tính kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn của vải bông xử lý hoàn tất với chế phẩm amoni bậc bốn (AEM 5772/5) Số lượng vi khuẩn sau thời gian tiếp xúc với vải (x 105) Tỷ lệ vi khuẩn giảm sau khi tiếp xúc với vải. - Tốc độ diệt khuẩn chậm, sau 2 phút tiếp xúc tốc độ diệt khuẩn của vải 0 lần giặt đã là 21.25% và sau 20 lần giặt là Tổng hợp chất lượng của vải bông sau xử lý với chitosan và vải bông sau xử lý với hai chế phẩm triclosan và amoni bậc bốn 3.3.1 Khả năng kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn của vải sau xử lý hoàn tất với ba hóa chất kháng khuẩn khác nhau Hình 3.18: Đồ thị tổng hợp về tính kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn của vải được xử lý với các hóa chất kháng khuẩn khác nhau Từ các kết quả nghiên cứu trên, luận án rút ra các kết luận sau. - Vải bông sau khi được xử lý hoàn tất với chitosan, chế phẩm amoni bậc bốn và chế phẩm triclosan đều có khả năng kháng khuẩn cao thể hiện ở tỷ lệ vi khuẩn giảm khi tiếp xúc với các mẫu đạt lần lượt là và 100. - Vải bông sau khi được xử lý hoàn tất với chitosan, chế phẩm amoni bậc bốn và triclosan vẫn giữ được tính kháng khuẩn sau 20 chu trình giặt. - Tính kháng khuẩn của vải xử lý hoàn tất với chitosan, chế phẩm amoni bậc bốn và triclosan đều bị giảm dần sau các chu trình giặt. - Tính kháng khuẩn của các mẫu vải sau 20 chu trình giặt xếp theo thứ tự tăng dần từ chitosan > chế phẩm amoni bậc bốn >chế phẩm triclosan. - Hiệu quả kháng khuẩn của vải bông xử lý hoàn tất với chế phẩm triclosan là tốt nhất sau đó đến chế phẩm amoni bậc bốn và chitosan. - Hình 3.22: Biều đồ so sánh đặc tính bề mặt và các biến dạng kéo, trượt, nén của các mẫu vải sau xử lý kháng khuẩn SO SÁNH CÁC ĐẶC TRƯNG KAWABATA CỦA CÁC MẪU VẢI VỚI MẪU ĐC Tác nhân KK sử dụng Hệ số ma sát Độ nhám bề mặt Năng lượng kéo Khả năng phục hồi các biến dạng Chitosan Triclosan Amoni bậc bốn Kết luận. - Đây cũng là lý do các nghiên cứu sử dụng triclosan để xử lý kháng khuẩn cho vải đã giảm trong thời gian gần đây. - Nếu tiếp tục nghiên cứu quan hệ giữa các đặc tính của chitosan như (khối lượng phân tử, mức độ deaxetyl hóa…) với khả năng kháng khuẩn của vải sau xử lý cũng như các điều kiện công nghệ khác để chitosan dễ dàng liên kết với vải hơn, từ đó sẽ tạo ra nhiều hơn các phân tử chitosan liên kết hóa học với vải bông thì chitosan sẽ là hóa chất rất phù hợp trong điều kiện Việt Nam để xử lý kháng khuẩn cho vải bông sử dụng trong may mặc đáp ứng các tính kháng khuẩn, tiện nghi và sinh thái. - Đã xây dựng được qui trình công nghệ xử lý hoàn tất vải bông kháng khuẩn bằng chitosan sản xuất tại Việt Nam và hai chế phẩm kháng khuẩn là triclosan và amoni bậc bốn đảm bảo vải sau xử lý có khả năng diệt khuẩn cao và độ bền kháng khuẩn lần lượt đạt sau 20 chu trình giặt. - Các yếu tố công nghệ như nhiệt độ gia nhiệt, thời gian gia nhiệt và mức ép đều ảnh hưởng rõ rệt đến tính kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn của vải bông xử lý với chitosan. - Đã tìm ra thông số công nghệ cho xử lý vải bông kháng khuẩn bằng chitosan đảm bảo độ bền kháng khuẩn của vải sau 20 lần giặt là nhiệt độ gia nhiệt 1700C, thời gian gia nhiệt 2 phút, mức ép 80. - Từ đây có thể thấy rằng bản chất kháng khuẩn của vải sau xử lý cũng như sau các lần giặt chính là sự có mặt của chitosan trên vải bông với cơ chế diệt khuẩn đã được làm rõ. - Vải bông kháng khuẩn bằng chitosan phù hợp với mục đích sử dụng làm vải may mặc bởi vải có độ bền kháng khuẩn cao, các tính chất tiện nghi sinh lý nhiệt tốt, khả năng chống nhàu cao, bề mặt vải nhẵn. - So sánh tổng hợp chất lượng vải bông sau xử lý kháng khuẩn với ba tác nhân kháng khuẩn khác nhau cho thấy. - Về độ bền cơ học thì vải bông xử lý kháng khuẩn bằng chitosan có độ bền cơ học kém hơn vải bông xử lý kháng khuẩn bằng amoni bậc bốn và vải bông xử lý kháng khuẩn bằng triclosan. - Các tính chất tiện nghi sinh lý nhiệt, tính chất bề mặt và khả năng kháng nhàu của vải bông xử lý kháng khuẩn bằng chitosan tốt hơn vải bông xử lý kháng khuẩn bằng hai chế phẩm là triclosan và amoni bậc bốn. - Các kết quả nghiên cứu bước đầu góp phần khẳng định khả năng sử dụng chitosan sản xuất tại Việt Nam như một hóa chất hoàn tất kháng khuẩn cho vải bông đảm bảo các yếu tố chất lượng vải, phù hợp với điều kiện sản xuất của ngành dệt Việt Nam thỏa mãn các yếu tố về kinh tế, xã hội và môi trường. - Tiếp tục nghiên cứu để khẳng định khả năng kháng khuẩn của vải bông xử lý bằng chitosan với các loại vi khuẩn khác. - Nghiên cứu xác định các đặc tính kỹ thuật của chitosan để tìm ra loại chitosan xử lý kháng khuẩn cho vải bông có hiệu quả nhất
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt