Ảnh hưởng của pH đến khả năng nhuộm màu trên vật liệu dệt của dịch chiết từ vỏ quả măng cụt - ĐH Công nghiệp

Tạp chí Đại học Công nghiệp ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN KHẢ NĂNG NHUỘM MÀU TRÊN VẬT LIỆU DỆT CỦA DỊCH CHIẾT TỪ VỎ QUẢ MĂNG CỤT Phạm Thị Hồng Phượng*, Võ Thái Duy*, Trần Quốc Lợi**, Hoàng Minh Sơn**, Hoàng Thị Lĩnh*** TÓM TẮT Nghiên cứu quy trình nhuộm vải cotton, polyamide, tơ tằm và len với dịch chiết từ vỏ quả măng cụt. Khảo sát ảnh hưởng của pH trong khoảng từ 3-11 đến cường độ màu của loại vật liệu dệt được nhuộm bằng chiết dịch từ vỏ măng cụt tươi và vỏ măng cụt khô; dịch măng cụt được chiết bằng dung môi là nước với tỷ lệ bột măng cụt và nước là 1:5 ở 80oC, trong thời gian là 2 giờ. Kết quả đạt được cho sản phẩm nhuộm có ánh màu từ vàng nhạt đến màu nâu sẫm. Kết quả khảo sát cường độ màu tương đối cao và đạt các chỉ tiêu về độ bền màu với xử lý ướt. EFFECTS OF THE PH LEVEL ON THE COLOR FASTNESS OF THE EXTRACT FLUID FROM MANGOSTEEN PEEL ON TEXTILE MATERIALS SUMMARY Research on the process of dyeing on cotton, polyamide, silk and wool yarn with aqueous extract of mangosteen pericarp. Investigate the influence of pH in the range 3-10 to the colour strength of textile materials have been dyed with aqueous extract of dried and fresh mangosteen pericarp that were extracted with a water solution in a 1:5 ratio of mangosteen powder to solvent at 80oC for 2 hours. The products obtained color shade from light yellow to dark brown. The colour strength have been found to be very good in dyed samples and the wet fastness properties have also been evaluated and were found to be very good. KeyWords: natural dye, mangosteen, garnacia mangostana L., silk, wool, cotton 1. Giới thiệu Ngành dệt may hiện nay đang là một trong những ngành công nghiệp có tốc độ tăng trưởng rất nhanh, thuốc nhuộm và hóa chất sử dụng rất nhiều nhưng chi phí cho xử lý chất thải sau nhuộm lại chưa cao. Mặt khác, công nghệ nhuộm hiện nay tiến hành theo phương pháp cổ điển với các loại thuốc nhuộm tổng hợp, nhưng để đáp ứng nhu cầu chất lượng sản phẩm ngày càng cao đòi hỏi phải tăng cường sử dụng hóa chất, nhiệt lượng, nước, v.v… Như vậy, mức độ ô nhiễm của nước thải sau nhuộm lại tăng lên và giải pháp khắc phục ô nhiễm lại càng khó khăn. Trong khi đó, các loại hợp chất mang màu được nghiên cứu từ tự nhiên như mạc nưa, chàm, lá bàng, xà cừ, nhựa cánh kiến, vỏ quả măng cụt… lại có khả năng nhuộm vật liệu dệt rất hiệu quả. Trong đó, vỏ măng cụt đang được các nhà khoa học quan tâm nhiều vì ngoài những tính chất dược lý vô cùng quý giá, vỏ măng cụt còn có khả năng trở thành một loại thuốc nhuộm tự nhiên tuyệt vời. * ThS. Trung tâm Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM ** Lôùp Đại học Hữu cơ 3, Khoa Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM *** PGS.TS. Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 13 Ảnh hưởng của pH đến khả năng nhuộm màu….. Với lợi thế là măng cụt được trồng khá nhiều tại khu vực Đông Nam Bộ, Việt Nam và khu vực các nước Đông Nam Á, nên nguồn thiện với môi trường và sức khỏe con người, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của cuộc sống. Góp phần khẳng định sự lớn mạnh của thuốc nguyên liệu dồi dào và phong phú. Hơn nữa, nhuộm tự nhiên có thể thay thế dần thuốc việc khai thác măng cụt để làm thuốc nhuộm chỉ tận dụng phần vỏ là nguồn nguyên liệu phế thải trong đời sống hàng ngày, nhưng lại chiếm đến 68-70% trên cả quả, nên chắc chắn sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao. nhuộm tổng hợp gây ô nhiễm môi trường trong lĩnh vực dệt nhuộm. 3. Ñoái töôïng, noäi dung nghieân cöùu 3.1. Đối tượng nghiên cứu Một số nghiên cứu về khả năng nhuộm - Vật liệu dệt: vải cotton 100%, một số vật liệu dệt của dịch chiết từ vỏ măng cụt đã được công bố ở một vài bài báo của các trường đại học ở Thái Lan và Ấn Độ, nhưng vẫn chỉ mới là những nghiên cứu ban đầu. Trong tương lai, các nghiên cứu về khả năng ứng dụng trong công nghệ nhuộm màu tự nhiên của vỏ măng cụt này sẽ được quan tâm nhiều hơn và sẽ được ứng dụng trong công nghiệp như một nhu cầu thiết yếu. Chính vì thế, đề tài “Ảnh hưởng của pH đến khả năng nhuộm màu trên vật liệu dệt của dịch chiết từ vỏ quả măng cụt” là hết sức cần thiết. 2. Mục đích nghiên cứu Với định hướng tìm ra quy trình nhuộm vật liệu dệt bằng nguồn nguyên liệu tự nhiên, thay thế nguồn thuốc nhuộm tổng hợp hiện nay, giải quyết phần nào bài toán về môi trường của ngành dệt nhuộm. Mục tiêu đặt ra của đề tài này là nghiên cứu khả năng gắn màu trên các loại vải cotton, len, tơ tằm và polyamide của dịch chiết từ vỏ quả măng cụt khô và vỏ quả măng cụt khô. Kết quả đạt được của đề tài sẽ giúp chúng ta tìm ra một công nghệ nhuộm mới, tận dụng được nguồn phế thải từ vỏ măng cụt, thân polyamide, tơ tằm và len. -Vỏ quả măng cụt: vỏ khô và vỏ tươi được nghiền nhỏ hoặc xay nhuyễn. -Hóa chất sử dụng: cồn, acid axetic, Na2CO3, Na2SO4, chất trợ nhuộm, chất giặt sau nhuộm… -Thiết bị và dụng cụ sử dụng: máy nhuộm mẫu, máy sấy mẫu, bếp điện, các loại dụng cụ thủy tinh cần thiết, máy đo độ hấp thu quang, máy đo màu Minolta CR 300 Japan 73180167. 3.2. Nội dung nghiên cứu 3.2.1. Chuẩn bị dịch chiết vỏ quả măng cụt khô và măng cụt tươi với nước Dung môi dùng để chiết là nước; vỏ măng cụt khô hoặc tươi sau khi xử lý sơ bộ, được nghiền nhỏ hoặc xay nhuyễn. Bột vỏ măng cụt được hòa tan trong nước với tỷ lệ 1:5. Sau đó gia nhiệt đến 80oC trong thời gian 2 giờ, cô cạn dung dịch còn khoảng 50% và cuối cùng đem lọc thu được dịch chiết từ vỏ măng cụt. Quy trình chiết dịch từ vỏ quả măng cụt được tiến hành như sau: 14 Tạp chí Đại học Công nghiệp Sơ đồ 1.1. Quy trình chiết dịch từ vỏ măng cụt 3.2.2. Quy trình nghiên cứu Đơn công nghệ khảo sát các loại vật liệu như sau: Polyamide và tơ tằm: bột măng cụt x% (Owf), acid acetic 1-3%, Na2CO3 1-3%, dung tỷ 1/40, thời gian nhuộm 60 phút, nhiệt độ nhuộm 60-80oC, pH 3-10, nhiệt độ sấy 50oC, thời gian sấy 15 phút. Len: bột măng cụt x% (Owf), acid acetic 1-3%, Na2SO4 0-2%, dung tỷ 1/40, thời gian nhuộm 45 phút, nhiệt độ nhuộm 60-90oC, pH 3-8, nhiệt độ sấy 50oC, thời gian sấy 15 phút. Cotton: bột măng cụt x% (Owf), Na2CO31-3%, Na2SO4 0-2%, dung tỷ 1/40, nhiệt độ nhuộm 60-90oC, thời gian nhuộm 45 phút, pH 6-10, nhiệt độ sấy 50oC, thời gian sấy 15 phút. Quy trình nghiên cứu được tiến hành như sau: 15 Ảnh hưởng của pH đến khả năng nhuộm màu….. Sơ đồ 1.2. Quy trình nghiên cứu khả năng nhuộm cotton, len, tơ tầm và polyamide của dịch chiết từ vỏ măng cụt Dịch chiết từ vỏ măng cụt được sử dụng nhuộm các loại vật liệu dệt: cotton, len, tơ tằm và polyamide. Tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng gắn màu của dịch chiết từ vỏ măng cụt như pH và nhiệt độ. Sau khi nhuộm xong, các mẫu sau nhuộm được đem đi kiểm tra và tính toán các thông số sau: L, a, b, C, ∆E trên máy đo màu Minolta CR 300. Cuối cùng các mẫu sau nhuộm được đem đi kiểm tra các tiêu chuẩn về độ bền ướt như mồ hôi, clo và giặt. Các chỉ tiêu độ bền clo, mồ hôi, bền giặt được kiểm tra theo các tiêu chuẩn TCVN 5234: 2002 – ISO 105 – E04:1994[8]; TCVN 5235: 2002 – ISO 105 – E04:1994 [9]; TCVN 4537: 2002 – ISO 105 – C01:1989 [10]. 16 Tạp chí Đại học Công nghiệp 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 3.2. Vỏ quả măng cụt và dịch chiết từ vỏ măng cụt Hình 1.1. Phổ IR bột măng cụt khô Kết quả phổ IR của bột măng cụt khô cho thấy rằng: ở tần số 3396,73 nm-1 hợp chất có chứa nhóm –OH của phenol; ở vùng tần số 2922,23 nm-1 dự đoán hợp chất có thể chứa nhóm –OH có lien kết nội phân tử hoặc –CO-CH3; ở tần số 1613,16 ÷ 1734,56 nm-1 dự đoán là –C=O và C=C liên hợp –C=O ; ở khoảng tần số 416,19 ÷ 1518,92 nm-1 dự đoán là nhân thơm thế, dao động biến dạng của anken δ-CH, liên kết –C–O–C,… Như vậy phổ IR của bột măng cụt khô chứa nhiều thành phần của xanhthones, trong đó phần lớn là các hợp chất mang màu như: α-mangostin;3-isomangostin; Garcinon D; BR-Xanthone A [5]. 17 ... - tailieumienphi.vn