Nghiên cứu sử dụng chitosan Việt Nam như chất kháng khuẩn cho vải bông

- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LƯU THỊ THO NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHITOSAN VIỆT NAM NHƯ CHẤT KHÁNG KHUẨN CHO VẢI BÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT DỆT MAY Hà Nội – 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LƯU THỊ THO NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHITOSAN VIỆT NAM NHƯ CHẤT KHÁNG KHUẨN CHO VẢI BÔNG Chuyên ngành: Công nghệ dệt, may Mã số: 62540205 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT DỆT MAY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1.
- 12 1.1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới tính kháng khuẩn.
- 16 1.2.2.2 Ứng dụng của chitosan trong xử lý trước.
- 17 1.2.2.4 Ứng dụng của chitosan trong lĩnh vực xử lý nước thải nhuộm.
- 18 1.2.2.5 Ứng dụng của chitosan trong hoàn tất và hoàn tất kháng khuẩn cho vật liệu dệt.
- 30 1.3.1 Các tiến bộ ứng dụng xử lý chiếu xạ polyme.
- 32 1.3.2 Các ứng dụng chiếu xạ để xử lý vật liệu dệt may.
- 33 1.3.3 Nhận xét chung về ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ để cắt mạch chitosan...36 1.4 Các phƣơng pháp hoàn tất kháng khuẩn cho vải bông bằng chitosan.
- 37 1.5 Phƣơng pháp đánh giá khả năng kháng khuẩn và khả năng liên kết của chitosan với vật liệu dệt.
- 38 1.5.1 Phƣơng pháp đánh giá khả năng kháng khuẩn của vật liệu dệt.
- 40 1.5.2 Phƣơng pháp đánh giá khả năng liên kết của chitosan với vải bông Phương pháp so sánh khối lượng [41.
- 49 2.1.1 Vải bông.
- 52 2.2.2 Nghiên cứu sử dụng chitosan công nghiệp Việt Nam và các chế phẩm chitosan sau chiếu xạ từ chúng trong xử lý kháng khuẩn cho vải bông.
- 52 2.2.2.1 Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của khối lượng phân tử và nồng độ sử dụng của chitosan tới khả năng diệt khuẩn của vải bông được xử lý bằng chitosan.
- 52 2.2.2.2 Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của khối lượng phân tử của chitosan tới độ bền kháng khuẩn của vải bông được xử lý với chitosan sau các lần giặt.
- 53 2.2.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của chất liên kết ngang và khối lượng phân tử tới khả năng diệt khuẩn, độ bền kháng khuẩn và tính chất cơ lý của vải bông xử lý bằng chitosan.
- 55 2.3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu sử dụng chitosan công nghiệp Việt Nam và các chế phẩm chitosan sau chiếu xạ từ chúng trong xử lý kháng khuẩn cho vải bông.
- 59 2.3.2.2 Phương pháp đánh giá khả năng kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn của vải bông sau xử lý bằng chitosan.
- 61 2.3.2.3 Phương pháp phân tích hàm lượng nhóm amin và nitơ có trên vải bông.
- 66 2.3.2.4 Phương pháp đánh giá sự ảnh hưởng của chất liên kết ngang và MW của chitosan tới tính chất cơ lý của vải sau xử lý.
- 84 3.2 Nghiên cứu sử dụng chitosan công nghiệp Việt Nam và các chế phẩm chitosan sau chiếu xạ từ chúng trong xử lý kháng khuẩn cho vải bông.
- 85 3.2.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng phân tử và nồng độ sử dụng của chitosan tới khả năng diệt khuẩn của vải bông.
- 86 3.2.1.1 Ảnh hưởng của khối lượng phân tử chitosan tới khả năng diệt khuẩn của vải bông.
- 87 3.2.1.2 Ảnh hưởng của nồng độ sử dụng của chitosan tới khả năng diệt khuẩn của vải bông.
- 89 3.2.2 Ảnh hƣởng của khối lƣợng phân tử chitosan tới độ bền kháng khuẩn của vải bông đƣợc xử lý bằng chitosan.
- 91 3.2.2.1 Ảnh hưởng của khối lượng phân tử chitosan tới khả năng diệt khuẩn của vải sau các lần giặt.
- 92 3.2.2.2 Ảnh hưởng của số lần giặt tới khả năng diệt khuẩn của vải bông xử lý bằng chitosan.
- 93 3.2.2.3 Kết quả nghiên cứu phân tích hàm lượng nhóm amin và nitơ có trên vải bông.
- 94 3.2.2.4 Giải thích về khả năng diệt khuẩn và độ bền kháng của vải bông xử lý với chitosan sử dụng chất liên ngang CA.
- 98 3.2.3 Ảnh hưởng của chất liên kết ngang và khối lượng phân tử chitosan tới khả năng diệt khuẩn, độ bền kháng khuẩn và tính chất cơ lý của vải bông xử lý bằng chitosan.
- Ảnh hưởng của chất liên kết ngang và khối lượng phân tử chitosan tới khả năng diệt khuẩn của vải bông xử lý bằng chitosan.
- Ảnh hưởng của chất liên kết ngang và khối lượng phân tử chitosan tới độ bền kháng khuẩn của vải bông xử lý bằng chitosan.
- Kết quả phân tích hàm lượng nhóm amin và nitơ có trên vải bông Ảnh hưởng của chất liên kết ngang và khối lượng phân tử chitosan đến tính chất cơ lý của vải bông sau xử lý.
- Giải thích về khả năng diệt khuẩn và độ bền kháng khuẩn của vải bông xử lý với chitosan sử dụng chất liên ngang Arkofix NET.
- Lựa chọn loại chitosan và chất liên kết ngang để xử lý kháng khuẩn cho vải bông phù hợp với mục đích sử dụng.
- 136 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Sơ đồ tận trích thuốc nhuộm axit của vải bông trước và sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan Phụ lục 2: Kết quả thực nghiệm kiểm tra khả năng kháng khuẩn của vải bông trước và sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan Phụ lục 3: Kết quả phân tích hình ảnh sử dụng máy hiển vi điện tử quét FE-SEM của vải bông trước và sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan Phụ lục 4: Kết quả kiểm tra độ rủ của vải bông trước và sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan vi Phụ lục 5: Kết quả kiểm tra góc hồi nhàu của vải bông trước và sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan Phụ lục 6: Kết quả kiểm tra độ bền kéo đứt và độ giãn đứt của vải theo hướng sợi dọc và theo hướng sợi ngang Phụ lục 7: Kết quả kiểm tra độ thoáng khí của vải bông trước và sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan Phụ lục 8: Kết quả xác định độ ẩm của vải bông trước và sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan Phụ lục 9: Kết quả kiểm tra tính truyền nhiệt và truyền ẩm của vải bông trước và sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan Phụ lục 10: Kết quả kiểm tra độ trắng của vải bông trước và sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan Phụ lục 11: Kết quả kiểm tra đặc tính bề mặt của vải bông trước và sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan Phụ lục 12: Giấy xác nhận vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 60Co Nguồn Coban - 60 AATCC The American Association of Textile Chemists and Colorists - Hiệp hội các nhà hóa dệt và chất màu Mỹ ASTM American Society for Testing and Materials - Hiệp hội các thử nghiệm và vật liệu Mỹ BTCA 1,2,3,4 - Butanetetracarboxylic acid CA Citric acid - Axit Citric CFU Colonies forming unit - Số khuẩn lạc CNCX Công nghệ chiếu xạ CTS Chitosan CTS-PD1 CTS – PD2 Chitosan - phân đoạn 1 Chitosan - phân đoạn 2 CTS – PD3 Chitosan - phân đoạn 3 CTS – PD4 Chitosan - phân đoạn 4 CTS – PD5 Chitosan - phân đoạn 5 CTS – PD6 Chitosan - phân đoạn 6 Da Dalton - Đơn vị của khối lượng phân tử (g/mol) ĐC Mẫu đối chứng (mẫu chưa xử lý) DD Mức độ deacetyl hóa DMDHEU Dimethylol Dihydroxyl Ethylene Ure DP DK Mức độ polyme hóa Diệt khuẩn FTIR Fourier Transform Infra Red spectroscopy - Phổ hồng ngoại HMW Khối lượng phân tử cao H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân HPLC Sắc khí lỏng hiệu năng cao ISO Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế LB Luria bertain - Môi trường thạch LMW Khối lượng phân tử thấp LVN Chỉ số độ nhớt giới hạn MIU Giá trị trung bình hệ số ma sát MMD Mean deviation of the cofficient of friction - Độ lệch trung bình của hệ số ma sát MW Mn Khối lượng phân tử trung bình khối Khối lượng phân tử trung bình số NLNTVN Viện năng lượng nguyên tử quốc gia OD Optical density - Mật độ quang học owb On weight of bath - So với thể tích dung dịch owf On weigth of fabric - So với khối lượng vải PDI Chỉ số đa phân tán PLA Polylactic acid - Axit polylactic ppm Part per million - Một phần triệu SEM Scanning Electronic Microscopy - Kính hiển vi điện tử quét SHP Sodium hypophotsphite - Natri hypophotphit SMD Mean deviation of surface roughness - Độ lệch trung bình của độ nhám viii bề mặt TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TLTK Tài liệu tham khảo Tm Độ dày của mẫu vải dưới áp lực 50cN/cm2 TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn một thành viên To Thickness - Độ dày của mẫu vải dưới áp lực 0,5cN/cm2 UV Ultra violet - Tia cực tím UV-vis Thiết bị quang phổ tử ngoại khả kiến WPU Wet pick-up - Mức ép WT Tensile energy - Năng lượng kéo XL Xử lý XLKK Xử lý kháng khuẩn ix DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Cấu trúc hoá học của xenlulo, chitin và chitosan (nguồn: [69.
- 34 Hình 1.8:Vùng hoạt động xung quanh mẫu vải (thạch trong, không có vi khuẩn phát triển) 39 Hình 1.9: Khối lượng tăng thêm của vải bông ở các nồng độ CMCH/CH khác nhau (nguồn: [41.
- 42 Hình 1.12: Phổ FTIR của chitosan (a) và carboxymethyl chitosan (b) (nguồn: [41.
- 43 Hình 1.13: Phổ FTIR của chitosan (nguồn: [43.
- 44 Hình 1.14: Phổ FTIR của xenlulo chiếu xạ xử lý với chitosan, CA và NaH2PO4(nguồn:[43]) 44 Hình 1.15: Phổ FTIR của chitosan (nguồn: [26.
- 60 Hình 2.11: Cân Sartorius.
- 64 Hình 2.22: Sơ đồ tận trích thuốc nhuộm axit và giặt mẫu sau nhuộm cho vải bông sau xử lý bằng CTS (2,6 kDa) tại 0,1.
- 81 Hình 3.5: Phân bố khối lượng phân tử của các phân đoạn chitosan khác nhau (PD1.
- 84 Hình 3.7: Phổ FTIR của các mẫu chitosan trước chiếu xạ 187 kDa (CTS02) và chitosan sau chiếu xạ 2,6kDa (CTS02-PD6).
- 86 Hình 3.8: Ảnh hưởng của khối lượng phân tử của chitosan tới khả năng diệt khuẩn của vải xử lý với chitosan tại 03 nồng độ sử dụng (0,1.
- 88 Hình 3.9: Ảnh hưởng của nồng độ sử dụng của chitosan tới khả năng diệt khuẩn của vải bông sau xử lý bằng 03 loại chitosan (2,6.
- 90 Hình 3.10: Ảnh hưởng của số lần giặt tới độ bền kháng khuẩn của vải bông xử lý bằng 0,1% chitosan [MW 50 kDa.
- 93 Hình 3.11: Ảnh hưởng của MW của chitosan tới độ bền kháng khuẩn của vải bông được xử lý tại nồng độ sử dụng 0,1% chitosan (o.w.f.
- 96 Hình 3.12: Lượng thuốc nhuộm liên kết với nhóm amin trên vải bông đã xử lý 0,1% chitosan.
- 96 Hình 3.13: Giá trị K/S của các mẫu vải bông sau xử lý 0,1% chitosan sau các lần giặt.
- 99 Hình 3.15: Ảnh hưởng của chất liên kết ngang tới độ bền kháng khuẩn của vải bông được xử lý (0,3% chitosan (o.w.f)) sau các lần giặt.
- 104 Hình 3.16: Lượng thuốc nhuộm hấp phụ trên vải bông được xử lý (0,3% chitosan (o.w.f)) sau các lần giặt.
- 104 Hình 3.17: Kết quả đo giá trị K/S của các mẫu vải bông sau xử lý với 0,3% chitosan sau các lần giặt.
- 106 Hình 3.19: Phổ EDX của mẫu vải bông trước xử lý kháng khuẩn.
- 108 Hình 3.20: Phổ EDX của mẫu vải bông sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan 2,6kDa với CA.
- 108 xi Hình 3.21: Phổ EDX của mẫu vải bông sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan 2,6kDa với Arkofix NET.
- 108 Hình 3.22: Phổ EDX của mẫu vải bông sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan 187kDa với CA.
- 109 Hình 3.23: Phổ EDX của mẫu vải bông sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan 187kDa với Arkofix NET.
- 109 Hình 3.24: Kết quả đo hệ số độ rủ của vải trước và sau khi xử lý kháng khuẩn với chitosan.
- 111 Hình 3.25: Kết quả đo góc hồi nhàu của vải trước và sau khi xử lý kháng khuẩn với chitosan 112 Hình 3.26: Kết quả đo độ bền kéo đứt và độ bền giãn đứt của vải trước và sau xử lý với chitosan.
- 113 Hình 3.27: Kết quả đo độ trắng của vải bông trước và sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan.
- 114 Hình 3.28: Kết quả độ thoáng khí của vải trước và sau khi xử lý kháng khuẩn với chitosan.
- 115 Hình 3.29: Kết quả xác định hàm ẩm của vải bông trước và sau xử lý bằng chitosan.
- 116 Hình 3.30: Kết quả đo nhiệt trở của vải.
- 117 Hình 3.31: Kết quả đo ẩm trở của vải.
- 117 Hình 3.32: Ảnh SEM của các mẫu vải bông trước và sau xử lý bằng 0,3% chitosan với các chất liên kết ngang (CA và NET.
- 15 Bảng 1.4: Sử dụng chitosan để xử lý kháng khuẩn cho vật liệu dệt.
- 36 Bảng 1.7: Các tiêu chuẩn phương pháp thử đánh giá khả năng kháng khuẩn của vật liệu dệt (nguồn: [19.
- 46 Bảng 2.1: Các chỉ tiêu kỹ thuật của vải bông.
- 50 Bảng 2.2: Chỉ tiêu kỹ thuật của chitosan sử dụng làm chất kháng khuẩn trong nghiên cứu.
- 86 Bảng 3.7: Ảnh hưởng của khối lượng phân tử tới khả năng diệt khuẩn của vải bông đã được xử lý với chitosan tại nồng độ 0,1% (o.w.f) (vi khuẩn đầu vào (1,5-3)105CFU/ml) [phụ lục 2.
- 87 Bảng 3.8: Ảnh hưởng của khối lượng phân tử tới khả năng diệt khuẩn của vải bông đã được xử lý với chitosan tại nồng độ 0,3% (o.w.f) (vi khuẩn đầu vào (1,5-3)105CFU/ml) [phụ lục 2.
- 87 Bảng 3.9: Ảnh hưởng của khối lượng phân tử tới khả năng diệt khuẩn của vải bông đã được xử lý với chitosan tại nồng độ 1,0% (o.w.f) (vi khuẩn đầu vào (1,5-3)105CFU/ml) [phụ lục 2.
- 88 Bảng 3.10: Ảnh hưởng của nồng độ sử dụng của chitosan tới khả năng diệt khuẩn của vải bông sau xử lý với chitosan MW2,6kDa (vi khuẩn đầu vào (1,5-3)105CFU/ml) [phụ lục 2] 89 Bảng 3.11: Ảnh hưởng của nồng độ sử dụng của chitosan tới khả năng diệt khuẩn của vải bông sau xử lý với chitosan MW 50kDa (vi khuẩn đầu vào (1,5-3)105CFU/ml) [phụ lục 2] 89 Bảng 3.12: Ảnh hưởng của nồng độ sử dụng của chitosan tới khả năng diệt khuẩn của vải bông sau xử lý với chitosan MW 187kDa (vi khuẩn đầu vào (1,5-3)105CFU/ml.
- 92 Bảng 3.14: Lượng thuốc nhuộm trong dung dịch và có trên vải bông đã xử lý với 0,1% chitosan sau các lần giặt.
- 94 Bảng 3.15: Lượng thuốc nhuộm liên kết với nhóm amin trên vải bông đã xử lý với 0,1% chitosan sau các lần giặt.
- 95 Bảng 3.16: Giá trị K/S của các mẫu vải bông sau xử lý 0,1% chitosan sau các lần giặt.
- 96 Bảng 3.17: Kết quả đo hàm lượng nitơ có trên vải bông trước và sau xử lý bằng chitosan với chất liên kết ngang CA.
- 98 xiii Bảng 3.18: Ảnh hưởng của chất liên kết ngang tới khả năng diệt khuẩn của vải bông xử lý với 0,3% (o.w.f) chitosan [phụ lục 2.
- sau các thời gian tiếp xúc với các mẫu vải sau xử lý và sau các lần giặt [phụ lục 2.
- 102 Bảng 3.20: Lượng thuốc nhuộm hấp phụ trên vải bông đã xử lý với 0,3% chitosan sau các lần giặt.
- 103 Bảng 3.21: Kết quả đo giá trị K/S của các mẫu vải bông sau xử lý với 0,3% chitosan sau các lần giặt.
- 103 Bảng 3.22: Kết quả đo hàm lượng nitơ có trên các mẫu vải bông trước và sau xử lý với 0,3% chitosan sau các lần giặt.
- 107 Bảng 3.23: Kết quả đo thành phần nitơ có trên vải bông trước và sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan [phụ lục 3.
- 109 Bảng 3.24: Kết quả đo hệ số độ rủ của vải trước và sau khi xử lý kháng khuẩn với chitosan [phụ lục 4.
- 110 Bảng 3.25: Kết quả đo góc hồi nhàu của vải trước và sau khi xử lý kháng khuẩn với chitosan [phụ lục 5.
- 111 Bảng 3.26: Kết quả đo độ bền kéo đứt và độ bền giãn đứt của vải trước và sau xử lý với chitosan [phụ lục 6.
- 113 Bảng 3.27: Kết quả đo độ trắng của vải bông trước và sau xử lý kháng khuẩn bằng chitosan.
- 114 Bảng 3.28: Kết quả độ thoáng khí của vải trước và sau khi xử lý kháng khuẩn với chitosan [phụ lục 7.
- 115 Bảng 3.29: Kết quả xác định hàm ẩm của vải bông trước và sau xử lý bằng chitosan [phụ lục 8.
- 116 Bảng 3.31 : Kết quả nghiên cứu đặc tính bề mặt của vải trước và sau khi xử lý với chitosan [phụ lục 11] 118 1 MỞ ĐẦU Công nghiệp dệt bao gồm một chuỗi các công đoạn xử lý vật liệu từ khâu kéo sợi, dệt vải, xử lý hóa học kết hợp với xử lý cơ học để tạo ra vải thành phẩm.
- Vải sau xử lý có màu sắc mong muốn, có các tính chất giá trị gia tăng cao như chống nhàu, chống cháy, chống thấm nước, tính kháng khuẩn...Để có được các tính năng trên, vải mộc thường được xử lý trước để loại bỏ các tạp chất không mong muốn và nhận được vải bán thành phẩm có các tính năng đáp ứng yêu cầu cho các công đoạn tiếp theo như nhuộm màu hoặc in hoa và các xử lý hoàn tất để cho vải thành phẩm có các tính chất mong muốn.
- Các nghiên cứu ứng dụng chitosan trong dệt may bao gồm một dãy rộng các lĩnh vực: kéo sợi chitosan, ứng dụng chitosan trong xử lý trước, trong nhuộm, trong xử lý hoàn tất, trong xử lý nước thải và một trong những ứng dụng được quan tâm nhiều là hoàn tất kháng khuẩn cho các vật liệu dệt, nhất là cho vải bông.
- Việc sử dụng chitosan trong xử lý hoàn tất không chỉ tạo thêm đặc tính chức năng kháng khuẩn cho vật liệu dệt mà còn có ý nghĩa tốt về mặt sinh thái môi trường.
- Để có thể sử dụng trong các xử lý vật liệu dệt, đạt được các tính năng mong muốn, chitosan thường được cắt mạch thành các phân đoạn có khối lượng phân tử thấp hơn.
- Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ để tạo ra chế phẩm chitosan có khối lượng phân tử phù hợp để sử dụng trong xử lý kháng khuẩn vật liệu dệt là một trong các hướng đi mới, có ý nghĩa thực tiễn đối với ngành dệt may Việt Nam.
- Đây cũng chính là lý do luận án này lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu sử dụng chitosan Việt Nam như chất kháng khuẩn cho vải bông.
- Luận án này tập trung nghiên cứu xác định khả năng sử dụng chitosan Việt nam dạng công nghiệp và chitosan sau cắt mạch từ chúng bằng phương pháp chiếu xạ để xử lý kháng khuẩn cho vải bông.
- So sánh khả năng kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn của vải xử lý bằng chitosan trước và sau cắt mạch.
- Luận án cũng nghiên cứu ảnh hưởng của chất liên kết ngang và khối lượng phân tử chitosan tới độ bền kháng khuẩn và các tính chất cơ lý của vải sau xử lý

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt