Bài giảng Vật liệu dệt - Phần 2: Xơ tự nhiên (Natural Fibers)

Đại học Bách Khoa Tp.HCM

Khoa Cơ Khí

Bộ môn Kỹ Thuật Dệt May

VẬT LIỆU DỆT

TEXTILE MATERIAL

PHẦN 2

XƠ TỰ NHIÊN – NATURAL FIBERS

1

2.1. INTRODUCTION – GIỚI THIỆU

• Xơ dệt được dùng để tạo vải từ 4000 – 5000 năm qua.

• Các xơ được sử dụng nhiều nhất: lanh (flax), gai dầu (hemp), tơ

tằm (silk), len (wool) và bông (cotton).

• Vải từ xơ bông được sử dụng ở Trung Quốc, Ai

Cập và Peru cổ đại.

• Vải tìm thấy ở Ai Cập cho biết rằng bông đã được dùng ở đây từ

12000 năm trước Công Nguyên, trước khi lanh được phát hiện.

• Công nghiệp kéo sợi và dệt vải từ xơ bông bắt

đầu ở Ấn Độ. Vải bông chất lượng cao được tạo

ra vào đầu những năm 1500 trước Công Nguyên.

2

2.1. INTRODUCTION – GIỚI THIỆU

• Lanh là xơ lâu đời nhất của nhân loại.

• Mẫu lanh từ Çatal Hüyük (Thổ Nhĩ Kỳ) và Kerma

(Nubia, Sudan) được cho là có niên đại lần lượt 6500

và 2000 năm trước Công Nguyên.

• Vải quấn xác ướp bằng lanh trong mộ ở Ai Cập được cho là 5000

năm tuổi và các xơ này rất tốt, có thể tồn tại nguyên vẹn cho tới

thời đại ngày nay.

• Cừu là động vật được con người thuần hóa đầu tiên. Việc lai

giống để tăng lượng lông bắt đầu khoảng 100 năm sau Công

Nguyên.

3

2.1. INTRODUCTION – GIỚI THIỆU

• Người Tây Ban Nha phát triển việc nuôi

cừu Merino cho lông vào năm 1400 sau

Công Nguyên. Đây là tiền thân của nguyên

liệu lông cừu ngày nay.

• Tơ tằm là xơ thiên nhiên gốc protein. Người Trung Quốc là

chuyên gia đầu tiên về tơ tằm. Trong vòng 300 năm, người Trung

Quốc giữa kín bí quyết sản xuất tơ tằm.

• Tơ tằm chỉ bán cho Ba Tư và Ai Cập với giá

của vàng.

4

3.1. INTRODUCTION – GIỚI THIỆU

• Người Tây Ban Nha phát triển việc nuôi

cừu Merino cho lông vào năm 1400 sau

Công Nguyên. Đây là tiền thân của nguyên

liệu lông cừu ngày nay.

• Tơ tằm là xơ thiên nhiên gốc protein. Người Trung Quốc là

chuyên gia đầu tiên về tơ tằm. Trong vòng 300 năm, người Trung

Quốc giữa kín bí quyết sản xuất tơ tằm.

• Tơ tằm chỉ bán cho Ba Tư và Ai Cập với giá

của vàng.

5

3.2. CLASSIFICATION – PHÂN LOẠI

6

XƠ DỆT

Tự nhiên

Động vật

Nhân tạo

Polymer

Synthetic

Thực vật

tự nhiên

polymer

(nhiệ dẻo)

Visco rayon

Cotton

Tơ tằm

Nylon

Cupramonium

PA, PES,PP,PU

Acrylic (PAN)

Lông cừu

Bast fibres

Cellulose acetat,

tri acetate

Xơ Libe

Lông

động vật

Polynosic rayon

PVA,PVAL, PTFE

Miscellanio

us

vegetabble

Lyocell

Casein

Adhesive,

melamine

7

3.3. XƠ TỰ NHIÊN

 Xơ tự nhiên gốc thực vật

 Xơ tự nhiên gốc động vật

 Xơ tự nhiên gốc khoáng sản

asbestos

8

3.3.1. Xơ tự nhiên gốc thực vật

Xơ tự nhiên gốc cellulose

• Cellulose là hợp chất thiên nhiên, là chất cơ bản tạo thành của

các tế bào thực vật, trong đó có một số xơ dệt

• Là polymer tự nhiên, cơ sở nguyên liệu sản xuất các xơ nhân tạo

gốc cellulose như viscose, rayon, acetate

• Cellulose ở thể rắn là hợp chất cao phân tử nhóm polysaccharid,

đại phân tử có cấu trúc mạch thẳng với mắt xích [-C₆H₁₀O₅-]

9

Phân loại Xơ tự nhiên gốc cellulose

. Xơ từ thân cây ?

. Xơ từ lá cây ?

. Xơ từ vỏ hạt và quả ?

. Xơ libe hay xơ từ thân cây, tạo nên các chùm có xơ trong vỏ

cây như lanh, đay, gai (flax,ramie,hemp,jute,kenaf).

. Xơ từ lá: chạy dọc theo lá của các cây thường là cây một lá

mầm như chuối sợi abaca,dứa sợi agave.

. Xơ từ vỏ hạt và quả như xơ bông, bông gạo

10

a. Bông/Cotton

• Dạng cellulose tinh khiết nhất, polymer dồi dào nhất của tự nhiên.

• Xơ libe/Bast fiber (lanh/flax, đay/jute, gai/ramie, dâm bụt

Ấn/kenaf) chỉ có ¾ cellulose so với bông.

• Xơ bông có khối lượng phân tử cao nhất, trật tự cấu trúc tốt nhất

(độ tinh thể, định hướng).

 Là xơ và sinh khối hàng đầu trong xơ dệt.

• Sau khi ra hoa  hình thành và phát triển quả bông (boll) chứa

các xơ.

11

a. Bông/Cotton

• Khi quả chín  nở và các xơ xuất hiện.

• Một quả bông có khoảng 30 hạt (seed), mỗi hạt chứa 2000 – 7000

xơ.

• Xơ bông có màu từ trắng kem đến vàng.

12

a. Bông/Cotton

Sự phát triến của xơ bông

• 5-6 tuần bắt đầu có hoa, sau 8-10 tuần hoa nở và rơi đi,để lại

quả bông. Xơ từ các hạt mang xơ phát triển trong quả bông

• 16-18 ngày, xơ phát triển theo đường kínhvà chiều dài

• 22-50 ngày, cellulose được bồi vào trong lỗ rỗng của xơ

• Khi quá trình bồi cellulose kết thúc, vỏ quả khô và nứt

13

a. Bông/Cotton

• Bông thương mại thuộc họ Gossipium gồm có 3 loại chính.

• Gossipium Hirsutum – 87%, trồng ở châu Mỹ, châu Á, châu Phi,

châu Úc, cao đến 2 mét.

• Gossipium Barbadense – 8%, trồng ở châu Mỹ, châu Á, châu Phi,

cao đến 2.5 mét, hoa vàng, xơ dài chất lượng tốt, xơ ngắn mảnh và

dài.

• Gossipium Arboreum – 5%, cây lâu năm ở Đông Phi, Đông Nam

Á cao đến 2 mét, bông đỏ, chất lượng xơ thấp.

• Ngoài ra còn 4 loại khác nhưng sản lượng không đáng kể.

14

a. Bông/Cotton

• Bông phát triển tốt ở các vùng cận nhiệt đới (subtropical) có khí

hậu ấm và ẩm.

• Cần 6 – 7 tháng trong điều kiện thời tiết ấm để phát triển.

• Bông được canh tác ở Nam + Bắc Mỹ, Trung Đông, Châu Phi, Ấn

Độ, Trung Quốc và Úc.

• Ở Châu Âu, bông được trồng ở các nước Địa Trung Hải như Hy

Lạp, Bulgaria.

15

a. Bông/Cotton

Xem mẫu xơ bông Việt Nam thu hoạch và cho biết:

- Trong bông thu hoạch có các thành phần gì ?

- Bông có màu gì ?

- Làm thế nào để làm sạch bông

- Chiều dài của bông có đồng đều không ?

- Độ mảnh của bông có đều không ?

16

a. Bông/Cotton

HỆ THỐNG POLYMER

• Bông là polymer cellulose tuyến tính.

• Monomer đơn vị là cellobiose, polymer bông có khoảng 5000 đơn

vị cellobiose (độ polymer hóa).

• Là một polymer tuyến tính, dài 5000nm và dày 0.8nm.

• Hệ thống polymer có 65-70% phần tinh thể và 35-30% vô định

hình.

17

a. Bông/Cotton

HỆ THỐNG POLYMER

• Nhóm chức quan trọng nhất  Hydroxyl (-OH).

• Còn có thể tồn tại ở dạng methylol (-CH₂OH).

• Sự phân cực của (-CH₂OH) làm tăng liên kết hydro giữa các

nhóm –OH của các polymer bông liền kề.

• Ngoài ra còn có liên kết Van der Walls nhưng không đáng kể.

18

a. Bông/Cotton

CẤU TRÚC

• Bông có cấu trúc đa lớp dạng thớ gồm: thành sơ cấp (primary

wall), thành thứ cấp (secondary wall) và lõi (lumen).

19

a. Bông/Cotton

CẤU TRÚC

a) Mặt cắt ngang xơ

bông. Các thành phần

tiêu biểu của xơ bông

chín, khô và thành

phần mỗi thớ cấu trúc.

b) Mô hình về

hình thái học

của xơ bông.

20