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

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

pdf 9 trang yennguyen 3820
Bạn đang xem tài liệu "Ảnh hưởng của pH đến khả năng nhuộm màu trên vật liệu dệt của dịch chiết từ vỏ quả măng cụt", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Ảnh hưởng của pH đến khả năng nhuộm màu trên vật liệu dệt của dịch chiết từ vỏ quả măng cụt

Ảnh hưởng của pH đến khả năng nhuộm màu trên vật liệu dệt của dịch chiết từ vỏ quả măng cụt
Tạp chí Đại học Công nghiệp 
13 
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 
Ảnh hưởng của pH đến khả năng nhuộm màu.. 
14 
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 
nguyên liệu dồi dào và phong phú. Hơn nữa, 
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. 
Một số nghiên cứu về khả năng nhuộm 
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 
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 
nhuộm tự nhiên có thể thay thế dần thuốc 
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 
- Vật liệu dệt: vải cotton 100%, 
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: 
Tạp chí Đại học Công nghiệp 
15 
 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: 
Sơ đồ 1.1. Quy trình chiết dịch từ vỏ măng cụt 
Ảnh hưởng của pH đến khả năng nhuộm màu.. 
16 
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]. 
Sơ đồ 1.2. Quy trình nghiên cứu khả năng nhuộm cotton, len, tơ tầm và polyamide của 
dịch chiết từ vỏ măng cụt 
Tạp chí Đại học Công nghiệp 
17 
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]. 
Ảnh hưởng của pH đến khả năng nhuộm màu.. 
18 
Hình 1.2. Độ hấp thu quang của dịch chiết măng cụt tươi 
Hình 1.3. Độ hấp thu quang của dịch chiết măng cụt khô 
Từ độ hấp thu quang thu được từ dịch măng cụt khô và dịch măng cụt tươi ta nhận thấy, 
bước sóng cực đại của dịch măng cụt tươi và dịch măng cụt khô trong vùng khoảng 292÷340nm. 
Tạp chí Đại học Công nghiệp 
19 
3.3. Ảnh hưởng của pH lên cường độ màu của vải tơ tằm, polyamide, len và coton 
sau nhuộm bằng dịch măng cụt tươi và dịch măng cụt khô 
Kết quả kiểm tra cường độ màu sản 
phẩm tơ tằm, cotton, polyamide và len được 
nhuộm với dịch chiết từ vỏ măng cụt tươi có 
màu nâu sẫm, có sắc màu đậm hơn so với mẫu 
nhuộm với dịch chiết từ vỏ măng cụt khô, còn 
mẫu nhuộm với dịch măng cụt khô thì có màu 
vàng nâu. 
Với mẫu tơ tằm nhuộm với dịch chiết 
măng cụt tươi có cường độ cực đại là Cmax = 
25.29 ở pH = 6; dịch chiết từ vỏ măng cụt khô 
đạt cường độ cực đại Cmax = 19.33 ở pH = 5. 
Mẫu vải polyamide nhuộm với dịch chiết măng 
cụt tươi có cường độ cực đại Cmax = 26.92 ở pH 
= 4; dịch chiết từ vỏ măng cụt khô đạt Cmax = 
14.73 ở pH = 6. Tương tự, mẫu len nhuộm với 
dịch chiết măng cụt tươi có cường độ cực đại là 
Cmax = 8.53 ở pH = 7 và dịch chiết từ vỏ măng 
cụt khô đạt Cmax = 11.03 ở pH = 7. Với mẫu 
cotton nhuộm với dịch chiết măng cụt tươi có 
cường độ cực đại Cmax=24.89 ở pH=8; trong khi 
đó, mẫu nhuộm với dịch chiết từ vỏ măng cụt 
khô đạt Cmax=25.56 ở pH=8. 
Như vậy, cùng một tỷ lệ dịch chiết từ vỏ 
măng cụt sử dụng nhuộm vải tơ tằm, polyamide, 
len và cotton có ánh màu khác nhau và cường 
độ màu cũng lệch nhau nhưng không đáng kể. 
So sánh cường độ màu của các loại vật liệu sử 
dụng nhuộm, nhận thấy rằng cường độ màu của 
len kém hơn cotton, polyamide và tơ tằm; mặt 
khác, cường độ cực đại của các loại vật liệu đều 
đạt được tại các khoảng pH hoàn toàn phù hợp 
với các loại vật liệu đã nhuộm. 
Mặt khác các mẫu sau nhuộm được 
mang đi kiểm tra độ bền màu với giặt, cho và 
mồ hôi đều đạt độ bền màu cao, độ lệch màu 
trước và sau khi kiểm tra độ bền ∆E ≤ 1. 
Ảnh hưởng của pH đến khả năng nhuộm màu.. 
20 
4. Kết luận và đề nghị 
4.1. Kết luận 
Qua quá trình nghiên cứu khả năng gắn 
màu của dịch măng cụt tươi và khô trên bốn loại 
vật liệu tơ tằm, polyamide, len và cotton trên cơ 
sở khảo sát giá trị pH của dung dịch nhuộm có 
thể kết luận: dịch chiết từ vỏ măng cụt khô và 
tươi đều có khả năng gắn màu trên hầu hết các 
loại vật liệu, cường độ màu và ánh màu khác 
nhau tương ứng với mỗi khoảng pH khác nhau 
cho độ bền màu khá tốt. Khả năng gắn màu của 
dịch chiết từ vỏ măng cụt là do trong thành phần 
dịch chiết măng cụt có chứa các hợp chất 
xanthones mang màu như: gartanin, BR-
xanthone A, 3-isomangostin, α-mangostin, 
garcinon D [5]. Như vậy, ở mỗi pH và nhiệt độ 
khác nhau, mỗi xanthone sẽ có tác dụng gắn 
màu khác nhau. Ngoài ra, còn có sự có mặt của 
các hợp chất mang màu khác như họ 
anthocyanin, tannin. Mặt khác, theo cơ sở lý 
thuyết thì anthocyanin, xanthones và tannin đều 
có thể cho các gam màu khác nhau tùy theo giá 
trị pH. Điều này phù hợp với kết quả nghiên 
cứu; cụ thể là khi tăng giá trị pH từ 7 đến 11 
màu sáng dần, độ sâu màu giảm dần chuyển từ 
vàng cam sang hồng phấn đối với dịch chiết từ 
vỏ măng cụt tươi, và chuyển từ vàng đậm sang 
vàng nhạt đối với dịch chiết từ vỏ măng cụt khô. 
Ngược lại khi giảm giá trị pH từ 7 xuống 3 thì 
thang màu đậm dần, độ sâu màu tăng dần 
chuyển từ vàng cam sang đỏ cam đối với dịch 
chiết từ vỏ măng cụt tươi và từ vàng đậm sang 
nâu sẫm đối với dịch chiết từ vỏ măng cụt khô. 
4.2. Đề nghị 
Với hiệu quả đạt được của đề tài, nếu có 
thêm thời gian nghiên cứu và kinh phí đầu tư đề 
tài này sẽ định hướng xa hơn, mang tính khả thi 
và phát triển bền vững công nghệ nhuộm theo 
hướng sản xuất xanh và sạch hơn như sau: 
- Nghiên cứu quy trình chiết dịch từ vỏ 
quả măng cụt sao cho hiệu quả nhất, đạt cường 
độ màu cao nhất bằng các loại dung môi khác 
nhau theo nhiều phương pháp khác nhau, có thể 
có sự hỗ trợ của các điều kiện vi sóng và siêu 
âm. 
- Nghiên cứu quy trình thu gom vỏ 
măng cụt và điều kiện bảo quản dịch chiết được 
từ vỏ quả măng cụt để có thể ứng dụng trong 
sản xuất công nghiệp. 
- Nghiên cứu sâu hơn các yếu tố ảnh 
hưởng đến quá trình gắn màu trên từng loại vật 
liệu cụ thể: nhiệt độ nhuộm, thời gian nhuộm, 
các ion kim loại có mặt trong dung dịch nhuộm, 
tỷ lệ dịch chiết vỏ măng cụt so với vật liệu 
nhuộm, độ tận trích trong phương pháp nhuộm 
tận trích để đánh giá mức độ gắn màu của thành 
phần mang màu trong dịch chiết vỏ măng cụt. 
- Nghiên cứu các phương pháp nhuộm 
khác nhau đối với các loại vật liệu khác nhau. 
- Nghiên cứu thành phần mang màu có 
trong dịch chiết từ vỏ quả măng cụt nhờ các 
phương pháp phân tích phổ. Từ đó tìm ra cơ chế 
gắn màu của dịch chiết mặng cụt đối với từng 
loại vật liệu. 
Tạp chí Đại học Công nghiệp 
21 
TÀI LIEÄU THAM KHAÛO 
[1]. Cao Hữu Trượng, Hóa học thuốc nhuộm, NXB Khoa học và kỹ thuật 2002 
[2]. Nhiều tác giả, Kỹ thuật nhuộm – in hoa và hoàn tất vật liệu dệt, Viện kinh tế kỹ thuật dệt may 
– Tổng công ty dệt may Việt Nam 
[3]. Padma S Vankar “Dyeing of cotton and silk yarn with the extracted dye from the fruit hulls of 
mangosteen, Garcinia mangostana linn”, Volume 8, Number 6, 613-619, Fibers and 
Polymers 2007. 
[4]. M. Chairat, J.B. Jemner, K. Chantrapromma, “Dyeing cotton, silk and wool yarn with extract 
of Garcinia Mangostana Pericarp”, Volumn 6, Issue 1, Spring 2009. 
[5]. Đào Hùng Cường, Đỗ Thị Thúy Vân, “Nghiên cứu chiết tách và xác định Xanhthones từ vỏ 
quả măng cụt”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, số 5 (40), 2010. 
[6]. Jon Shore, Cellulose Dyeing, Society of dyers and colourist, 1994. 
[7]. Dr Padma S Vankar, Handbook on Natural Dyes for Industrial Applications (with Color 
Photographs), National Institute of Industrial Research. 
[8]. Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 5234: 2002 – ISO 105 – E04:1994, Phương pháp xác định độ 
bền màu với nước được khử trùng bằng clo, Hà Nội, (2002). 
[9]. Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 5235: 2002 – ISO 105 – E04:1994, Phương pháp xác định độ 
bền màu với mồ hôi, Hà Nội, (2002). 
[10]. Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 4537: 2002 – ISO 105 – C01:1989, Phương pháp xác định độ 
bền với giặt, Hà Nội, (2002). 

File đính kèm:

  • pdfanh_huong_cua_ph_den_kha_nang_nhuom_mau_tren_vat_lieu_det_cu.pdf