TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA: HÓA HỌC
----------
TỔNG QUAN VỀ TƠ
Nhóm 4
Lớp : Tổng Hợp Hóa K38
Quy Nhơn , năm 2018
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
KHOA :HÓA HỌC
----------
TỔNG QUAN VỀ TƠ
Danh sách nhóm 4 :
Quy Nhơn , năm 2018
PHẦN 1 : MỞ ĐẦU
1/Lý do chọn đề tài
Khi nghiên cứu về thành phần hóa học ,cấu tạo phân tử người ta nhận thấy một số
nhóm chất được tạo nên bởi các nhóm giống nhau , liên kết với nhau bằng liên kết hóa
học tạo thành phân tử lớn , gọi là các hợp chất đại phân tử hay hợp chất cao phân tử.
Ở thời kì đầu , những nghiên cứu về hóa họ các hợp chất cao phân tử phần lớn là nghiên
cứu cấu tạo , tính chất và khả năng ứng dụng của các polyme thiên nhiên . Bước tiếp theo
là nghiên cứu tổng hợp những polyme thiên nhiên trên cơ sở các nguồn nguyên liệu dễ
kiếm .Từ đó , hàng loạt các nghành công nghiệp sane xuất cao su , tơ sợi tổng hợp , chất
dẻo , sơn phủ các loại ...ra đời .
Nhờ những tính chất cơ lí rất đăc trưng của các hợp chất cao phân tử đã trở thành những
vật liệu kết cấu không thể thay thế và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác của công
nghệ cũng như hoạt động con người .
Tuy nhiên , không phải ai cũng có thể hiểu rõ cấu tạo , tính chất , phân loại cũng như
ứng dụng của các hợp chất trên . Chính vì vậy tôi đã chọn đề tài " Tổng quan về tơ sợi "
để làm rõ hơn về tính chất , cách thức sản xuất và cách sử dụng tơ sợi trong sản xuất và
đời sống .
2/ Đôi tượng nghiên cứu
Tính chất , cách thức sản xuất và cách sử dụng tơ sợi .
3/ Phương pháp nghiên cứu
Sưu tầm và tổng hợp các tài liệu .
PHẦN 2 : NỘI DUNG
Chương 1 : Tổng quan về lý thuyết
1.1. Khái niệm :
Tơ là loại hợp chất thiên nhiên hoặc tổng hợp dạng sợi dài , nhỏ với độ bền nhất định
* Điều kiện của polyme dùng để sản xuất tơ :
- Có các mạch không phân nhánh ,sắp xếp song song với nhau .
- Có độ bền hóa học nhất định ( bền với nhiệt và các dung môi thông thường )
- Không độc hại và bền vững với vi khuẩn .
- Có thể kéo thành sợi bền , dễ uốn , có khả năng nhuộm màu .
1.2. Phân loại : Tơ được chia làm 2 loại :
- Tơ thiên nhiên ( sẵn có trong tự nhiên , được sử dụng trực tiếp ) như bông , len , tơ tằm .
- Tơ hóa học ( chế tạo bằng phương pháp hóa học ) : được chia thành 2 nhóm :
+ Tơ tổng hợp ( chế tạo từ các polyme tổng hợp) như các tơ poliamit ( nilon , capron ) ,
tơ vinylic ( nitron,vinilon), tơ lapsan ......
• Tùy theo phương pháp điều chế người ta chia tơ tổng hợp thành 2 nhóm
chính : tơ từ các polyme trùng ngưng và các tơ từ các polyme trùng hợp.
• Dựa vào mạch polyme người ta chia thành : Polyamit mạch C dị nguyên tố
chứa nhóm -CO-NH- , Polyeste mạch C chứa -CO-O- , các loại mạch C và
dị mạch khác .
+ Tơ bán tổng hợp hay tơ nhân tạo ( xuất phát từ polyme thiên nhiên nhưng được chế
biến thêm bằng phương pháp hóa học ) như tơ vicso , tơ xenlulozo axetat .....
1.3. Tính chất và đặc điểm của tơ
1.3.1. Tơ thiên nhiên :
Tơ thiên nhiên là những vật liệu polime lấy từ nguồn gốc động vật , thực vật hoặc khoáng
vật , có thể sử dụng trực tiếp làm tơ không cần phải chế biến thêm bằng phương pháp hóa
học .Trong số hơn 125 dạng tơ , nằm trong sự phân loại của dạng tơ thiên nhiên thì chỉ có
5 dạng có khả năng kéo thành sợi là bông , len , tơ tằm ,gai và amiang
Quan trọng nhất là bông , len , tơ tằm
Tơ thiên nhiên dễ bắt lửa khi cháy tạo thành tro , nhanh thấm nước , không độc , dễ bị xù
Chịu tác nhiệt kém và không bền trong axit , kiềm , chất oxi hóa và vi khuẩn .
1.3.2 Tơ hóa học :
Tơ hóa học dai , bền ( tơ capron, nilon 6,6 không thua dây thép , tơ xenlulozo axetat còn
bền hơn cả sợi dây thép ) .Có tơ có tính chất vô cung quý giá là không cháy như tơ clorin
Nhiều tơ sợi hóa học còn bền vững về mặt hóa học , ngay cả với axit , kiềm , chất oxy
hóa như tơ lapsan , tơ clorin .Tơ sợi hóa học bền với nước , không bị nước và các vi
khuẩn làm mục nát có thể thường xuyên sử dụng trong nước mà không sợ hư hỏng ( ví dụ
như lưới đánh cá ) . Một ưu điểm vượt trội của của tơ hóa học là nguyên liệu rẻ và phong
phú (khí thiên nhiên , dầu mỏ , tha đá , muối biển ,...)
Chương 2 : Một số loại tơ thông dụng
2.1.Tơ thiên nhiên
2.1.1 Xơ bông : Bông được dùng rất nhiều trong ngành dệt may .Cây bông thuộc họ
Malvacae là loại cây ưa nắng ấm và cần nhiều ánh sáng để phát triển .Quả bông có hình
dài dẹt , một đầu nhọn , đầu gắn hạt bông thì nhẵn phẳng .Xơ có nhiều nếp xoắn , độ xoắn
của xơ phụ thuộc vào độ chín.
Công thức chung của xơ bông như sau :[C6H7O2(OH)3]n
Ta thấy mạch phân tử của xơ bông được cấu tạo từ các gốc α-glucose liên kết với nhau
bằng liên kết 1-4 glucosid ( liên kết ether) , cứ hai gốc α-glucose tạo thành một khâu đơn
giản , số khâu đơn giản lặp lại trong mạch phân tử gọi là hệ số trùng hợp n của xơ.Xơ
bông có hệ số trùng hợp tương đối lớn n= 10000 đến 30000 nên phân tử lượng của nó
cũng lớn .Điều này sữ ảnh hưởng đến một số tính chất của xơ bông như độ mềm , độ bền
cơ học , độ nhớt ...
2.1.1.1.Đặc tính của xơ bông
2.1.1.1.1 Thành phần hóa học :
Thành phần hóa học xơ bông gồm có : xenlulozo 94% , các tạp chất khác 6%. Thành
phần tạp chất gồm : sáp bông , axit hữu cơ , pectin, đường , tro ....Như vậy , khi tiến hành
tiền xử lí xơ bông để loại bỏ hết những tạp chất này thì xơ bông chỉ còn lại thành phần
xenlulo. Tuy nhiên , do hệ số trùng hợp lúc này giảm xuống vài trăm , mặc dù các tính
chất hóa học vẫn như cũ nhưng các tính chất cơ học đã bị thay đổi đáng kể .
2.1.1.1.2. Tính chất hóa học của xơ bông :
- Tác dụng với axit :
Trong môi trường axit , các mối liên kết 1-4 glucosid bị thủy phân làm ngắn mạch phân
tử của xenlulo .Kết quả là xenlulo giảm bền .
[C6H7O2(OH)3]n
+
H
[C6H7O2(OH)3]n1 +[C6H7O2(OH)3]n2 + .......
Với n1, n2 << n
Xenlulo đặc biệt kém bền với tác dụng của axit vô cơ như H2SO4,HCl, HNO3 ....nồng độ
và nhiệt độ càng cao thì tốc độ thủy phân càng cao .Với những axit hữu cơ như
CH3COOH ,HCOOH thì tốc độ thủy phân chậm hơn .
Như vậy khi xử lý xơ bông trong môi trường axit cần đặc biệt chú ý đến nhiệt độ cũng
như nồng độ axit để tránh làm ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của xơ bông và nếu đã xử lý
bằng axit cần giặt kỹ trước khi qua công đoạn khác nhằm loại hết những ion H + còn nằm
trên vải .
- Tác dụng với kiềm :
Xenlulo thường bền với tác dụng của kiềm , nhưng nếu có mặt của oxygen và nhiệt độ thì
xenlulo bị giảm mạnh .Vì thế , khi xử lý bông trong môi trường kiềm cần thực hiện trong
các thiết bị kín , không có mặt oxygen không khí .
Trong môi trường kiềm xenlulo bị trương nở mạnh , các mạch phân tử xơ giãn ra xa nhau
, kết quả là cấu trúc xơ bị thay đổi làm cho xơ hút nước cũng như các hóa chất tốt hơn ,
làm xơ bông dễ nhuộm hơn .
- Tác dụng với chất oxy hóa :
Xenlulo rất nhạy cảm với chất oxy hóa .Khi bị oxy hóa , các chất nhóm -OH trong mạch
phân tử chuyển dần thành carbonyl -CHO rồi thành nhóm carboxyl -COOH .Kết quả là
đứt mạch phân tử , tạo thành các oxyde xenlulo , làm giảm bền xơ .
Do tính chất này mà khi tiến hành tẩy trắng xơ bông bằng các tác nhân oxy hóa như
NaClO , H2O2...ta cần khống chế công nghệ cho tốt để xenlulo ít bị oxy hóa nhất .
- Tác dụng với muối và chất khử :
Muối tác dụng với xenlulo cũng giống như với kiềm và axit nhưng chậm hơn . Nghĩa là
nếu muối có tính axit hay kiềm thì nó phản ứng với xenlulo giống như với axit hay
kiềm .Xenlulo tương đối bền với tác dụng chất khử .
2.1.1.1.3: Các tính chất cơ lý :
- Khối lượng riêng : 1.52g/cm3
- Xenlulo là xơ nhiệt không dẻo , bị hóa vàng ở nhiệt độ 120oC và bắt đầu phá hủy ở nhiệt
độ 150oC
- Xơ bông rất dễ bắt lửa , khi cháy có mùi khét như giấy cháy , khi rút xơ ra khỏi lửa xơ
vẫn cháy
- Xơ bông có tính dẫn nhiệt trung bình .
- Xơ bông có độ bền cơ học tương đối cao (25-40 gf/tex) , độ giãn đứt ở trạng thái khô 68 % , trạng thái ướt 7-10%. Xơ bông là loại tơ có khả năng tăng bền trong trạng thái
ẩm .Xơ bông không bền với vi khuẩn và nấm , mốc .
Cây bông vải
2.1.1.2 Ứng dụng :
Trong may mặc xơ bông được dùng ở dạng nguyên chất hoặc pha trộn với xơ hóa học để
tạo ra những sản phẩm có tính năng và công dụng khác nhau .Xơ bông phần lớn được chế
thành các loại chế thành sợi dệt , còn một phần nhỏ và loại xơ ngắn được sử dụng để tạo
thành các loại chế phẩm khác nhau như : bông nén , bông y tế , chăn, đệm .....Ngoài ra ,
do tính thoáng mát mềm mại xơ bông được dùng để may các loại quần áo mùa hè , quần
áo trẻ em, người già , trang phục lao động và trang phục quân đội .
2.1.1.3. Qúa trình sản xuất :
Trong quá trình thu hoạch bông vải , chung được đóng lại dưới dạng những kiện bông thô
chứa các sợi bông có kích thước khác nhau cùng với tạp chất tự nhiên như hạt , bụi ,
đất ...Nguyên liệu bông thô sẽ được đánh tung , làm sạch và bông được thu dưới dạng các
tấm phẳng , đều . Các sợi bông tiếp tục được kéo sợi thô để tăng kích thước , độ bền và
được đánh thành từng ống .Sau khi được kéo thành sợi hoàn chỉnh sẽ đến quá trình hồ sợi
dọc , đây là quá trình sử dụng hồ tinh bột , tinh bột biến tính và một số hồ nhân tạo như
polyvinynalcol PVA , polyarcylat... để tạo màng hồ bao quanh sợi bông , tăng độ bền , độ
trơn bóng của sợi để tiến hành dệt vải .
Qui trình sản xuất sợi
2.1.2 Len : là một polipeptit hoặc poliamit phức tạp , trong phân tử chứa khoảng 20 αamino axit , chủ yếu là glyxin , lơxin, isolơxin, protein , xystin ,arginin ,axit glitamic
,thường được chế từ lông động vật như cừu , thỏ ....
2.1.2.1 Đặc tính của
2.1.2.1.1 Tính chất cơ
len .
lý :
Khối lượng riêng 1.30g/cm3
- Biến dạng thuận nghịch : sau khi kéo giãn xơ phục hồi ngay vị trí ban đầu .
- Biến dạng tạm thời : khi kéo giãn với sự có mặt của nước sôi hoặc hơi nước trong thời
gian ngắn xơ bị biến dạng , khi xử lý bằng nhiệt độ lơn hơn hoặc bằng lúc ban đầu xơ trở
lại vị trí ban đầu .
-Hiện tượng quá co : kéo giãn xơ len trong điều kiện hơi nước bão hòa trong thời gian rất
ngắn 1-2 phút , sau đó tiếp tục xử lý lần 2 bằng hơi nước bão hòa nhưng không kéo dãn .
Vật liệu sẽ co lại nhiều hơn so với trạng thái ban đầu .
2.1.2.1.2.Tính chất hóa lý :
- Tương đối bền nhiệt , 130-140oC len bị thoát ẩm giòn hơn , sau khi lấy lại nhiệt độ ẩm
len lấy lại độ bền . 300oC cháy xém , bắt lửa chậm , tro vón thành hạt đen mùi sừng cháy
- Bền với axit loãng ở thời gian dài axit đậm đặc làm tổn thương len .
- Kém bền kiềm , các liên kết amid (-NH-OH-) bị thủy phân , nếu ở nồng độ thấp làm len
vàng và thô cứng .
-Kém bền với chất oxy hóa , chất khử do cầu liên kết systine bị đứt , len giảm bền , độ
đàn hồi , cứng và giòn hơn .
- Hàm lượng ẩm lớn : 11-12% . Mạch có nhiều nhóm - NH2 , -COOH , -NH-CO- , có cấu
trúc mắt lưới không có vùng tinh thể nên len có thể hấp thụ 30-50% hơi nước .
- Dưới tác dụng của nước sôi trong nhiều giờ len giảm bền do các liên kết bị phá vỡ .
2.1.2.2. Ứng dung:
Len được dùng chủ yếu để sản xuất ra các sản phẩm thời trang như váy
áo , khăn quàng , mũ , găng tay , tất ... Người ta có thể sản xuất các
sản phẩm từ len theo hướng công nghiệp hoặc thủ công . Để tạo ra một
khối lượng lớn sản phẩm thời trang , chúng ta có các nhà máy dệt với
công suất lớn .Tại đây , len được dệt trên máy .
2.1.3 Tơ tằm : tương tự như len , là loại xơ protein
thiên nhiên , được cấu tạo từ những aminoaxit .Có 2
giống tằm chính : (i) Tơ kéo được từ kén con tằm
nuôi bằng lá dâu . (ii) Tằm dại do những con tằm hoang ăn lá cây sồi , lá sắn .. chủ yếu để
kéo sợi đũi
Tằm là loại côn trùng , vòng đời trải qua 4 giai đoạn : trứng , tằm , nhộng (kén ), ngài.
Về phương diện cấu tạo , tơ tằm là loại tơ có cấu trúc đơn giản .Sợi tơ được cấu tạo từ
hai sợi fibroin đơn rất dài kéo được từ kén tằm và liên kết với nhau từ keo serisin .Thành
phần fibroin của tơ chiếm khoảng từ 70-80% , thành phần keo serisin chiếm khoảng từ
20-30% .Ngoài ra sợi tơ tằm còn chứa một số khoáng chất và tạp chất .
Màu sắc của sợi tơ tằm biến đổi tùy theo giống tằm và tùy theo loại thức ăn con tằm , từ
màu kem nhạt , vàng nhạt đến xanh vàng hoặc nâu .
Về phương diện hóa học , thành phần fibroin của tơ tằm gồm 1 chuỗi polypeptit cấu tạo
bởi 18 chất aminoaxit , trong số đó các chất như alanin, glicin , serin , tirosin chiếm đến
93%
Tơ sống
Tơ tằm có độ bền cao , dẫn nhiệt kém , mềm mại , óng ả , bền vững với nhiệt nên hiện
nay vẫn đóng vai trò quan trọng trong kĩ nghệ dệt
Kén tằm
2.1.3.1. Đăc tính của tơ tằm .
2.1.3.1.1. Đặc tính vật lý :
- Tính bền đứt và độ độ dãn đứt : tơ tằm là vật liệu dệt tự nhiên có độ bền cao nhất , tuy
nhiên còn tùy thuộc vào giống tằm và kén tằm . Sợi tơ tằm ăn lá dâu có độ bền đứt
khoảng 2,5-5,0CN/tex .Nếu căn cứ vào độ mảnh của tơ sợi (1,5 -2,5 D ) , thì độ bền này
tương đương với các loại xơ sợi nhân tạo .
- Độ bóng và cảm giác sờ tay : sau khi chuội , tơ tằm có độ bóng rất đặc biệt .Độ bóng tơ
còn tùy thuộc vào tính chất của sợi tơ đơn và còn chịu ảnh hưởng của phương pháp xử lý
tơ tằm . Ngoài tính bóng tơ tằm còn có cảm giác sờ tay mềm mại .
- Tính hút ẩm - tính chịu nhiệt : tơ tằm là xơ protein nên tơ tằm có tính hút ẩm cao .
Trong điều kiện chuẩn (25oC-65% độ ẩm ) sợi tơ tằm hút được 11% ẩm . Như vậy cao
hơn cả sợi bông và thấp hơn sợi len . Ngoài ra sợi tơ tằm có thể hút được 30% độ ẩm mà
vẫn không cảm giác bị ẩm ướt . Tơ tằm có tính giữu nhiệt và đồng thời tỏa nhiệt tốt .
2.1.3.1.2. Đặc tính hóa học :
- Tác dụng với axit :
Trong phân tử tơ tằm có sự hiện diện của các nhóm amino tự do (-NH 2) , do đó sợi tơ tằm
có khả năng tạo phản ứng với các axit
Tuy nhiên khả năng phản ứng với axit của tơ tằm kém hẳn sợi len do số nhóm amino tự
do trong len cao hơn trong tơ tằm .Sợi tơ tằm tương đối không bền với axit vô cơ .Các
axit vô cơ đậm đặc như H2SO4 , HCl có thể cắt đứt cầu nối peptid và phá hủy tơ , đôi khi
có thể hòa tan tơ hoàn toàn .Với các axit vô cơ loãng , tơ tằm bị co rút .
- Tác dụng với kiềm :
Tơ tằm là loại tơ " lưỡng tính " . Trong cơ cấu , ngoài những nhóm amino tự do , còn có
sự hiện diện của những nhóm carboxyl tự do , nhờ đó sợi tơ tằm còn có khả năng tạo
phản ứng cộng với bazo .
Sợi tơ tằm rất nhạy với chất kiềm : với các chất kiềm đậm đặc và ở nhiệt độ cao , sợi tơ
tằm bị phá hủy nhanh chóng . Với kiềm lỏng và ở nhiệt độ thường , thành phần fibroin
của tơ tằm tương đối bền . Các chất kiềm loãng tuy không gây thiệt hại nặng cho sợi tơ
tằm , nhưng vẫn làm giảm độ bóng , vẻ mềm mại của tơ , nhất là ở niệt độ cao .Do vậy ,
phải thận trọng khi xử lý tơ tằm với chất kiềm .
- Tác dụng với các chất oxy hóa :
Sợi tơ tằm rất nhạy cảm với các chất oxy hóa , dưới tác dụng của các chất oxy hóa mạnh
tơ sẽ bị phá hủy do bị đứt mạch phân tử . Các chất oxy hóa yếu tuy không gây đứt mạch
phân tử nhưng cũng làm thay đổi một số nhóm chức của mạch phân tử .Vì vậy, khi tẩy
trắng tơ tằm bằng các chất oxy hóa phải hết sức thận trọng.
- Tơ tằm tan tốt trong HCOOH 80%, HCl đđ , H 2SO4 ở 38oC , không tan trong phenol
90% , aceton ..
2.1.3.2.Ứng dụng :
Được sử dụng chủ yếu làm nguyên liệu cho may mặc , do chúng có các tính chất đáp ứng
được hầu hết về may mặc .Tơ tằm có thể may quần áo mát về mùa hè , ấm về mùa
đông .Đối với những tơ phế phẩm được đưa vào kéo sợi dệt kim , bít tất , đăng ten , hàng
trang trí
Một số sản phẩm từ tơ tằm
2.2 Tơ nhân tạo : Tơ nhân tạo là tơ có nguồn
gốc polyme được đem chế hóa bằng phương pháp
hóa học làm thay đổi cấu tạo của polyme thiên
nhiên , đồng thời làm xuất hiện những tính chất mới mà polyme thiên nhiên không có .
2.2.1 : Tơ visco :
2.2.1.1.Tính chất vật lý :
- Khối lượng riêng : 1.50-1.53 g/cm3
- Bền kéo trung bình ( kém hơn xơ bông ) , co lại khi ướt , độ bền ma sát giảm khi ướt .
- Hút ẩm tốt 12.5-13.5 % chỉ thua len ,cao hơn bông rất nhiều có cấu trúc xốp .
- Tính chịu nhiệt : visco chịu được nhiệt tới 125oC mà không bị cháy vàng hay tổn
thương , trên 125oC sẽ bị ảnh hưởng .
- Tính cháy : khi gần ngọn lửa visco không nóng chảy , khi tiếp xúc với lửa thì bốc
cháy tạo mùi giấy cháy , không chảy .
- Độ dẫn nhiệt : trung bình .
2.2.1.2.Tính chất hóa học :
Tính chất hóa học của tơ visco và bông giống nhau vì thành phần hóa học của chúng là
như nhau nhưng tơ visco dễ nhuộm hơn.
- Tác dụng với nước : độ bền của tơ visco bị giảm nhiều 40-50% khi ở trạng thái ướt .
- Tác dụng của bazo và axit : visco kém bền dưới tác dụng của bazo và axit .Tơ visco
tan trong dung dịch đồng amoniac , natrizincat , axit sunfuaric đặc .
2.2.1.3. Điều chế : tơ visco được điều chế từ xenlulozo .Cho xenlulozo tác dụng với
NaOH người ta thu được sản phẩm gọi là " xenlulozo kiềm " , đem chế hóa tiếp với
cacbon đisunfua sẽ thu được dung dịch xenlulozo xantogenat :
[ C6H7O2(OH)3]n →[ C6H7O2(OH)2ONa]n →[C6H7O2(OH)2O-CS2Na]n
(Xenlulozo)
( Xenlulozo kiềm )
( Xenlulozo xantogenat)
Xenlulozo xantogenat tan trong kiềm tạo thành dung dịch rất nhớt gọi là visco .Khi bơm
dung dịch nhớt này qua những ống có các lỗ rất nhỏ (ᵠ < 0.1 mm ) ngâm trong dung dịch
axit sunfuaric , xenlulozo xantogenat sẽ bị thủy phân cho ta xenlulozo hidrat ở dạng ống
nuột gọi là tơ visco :
C6H7O2(OH)2O-CS2Na]n +n/2 H2SO4 → [C6H7O2(OH)3]n + nCS2 + Na2SO4
(Zenlulozo xantogenat)
(Xenlulozo hidrat)
Xenlulozo hidrat có công thức hóa học tương tự xenlulozo , nhưng do quá trình chế biến
hóa học như trên , mạch polyme trở nên ngắn hơn , độ bền hóa học kém đi và hóa nước
hơn
Dưới đây
là mô hình sản
xuất tơ
visco
2.2.1.4.Ứng dụng :
Tơ visco có độ bền cơ học cao nên dùng làm vải bạt , làm sợi mành ...Có thể pha trộn với
loại nguyên liệu khác như polyamit , polyeste làm vải may quần áo mặc ngoài , cà vạt ,
chỉ thêu hoặc pha với len làm vải may quần áo dệt kim , với bông làm vải may quần áo
lót , áo nhẹ .
2.2.2 Tơ axetat :
Tơ axetat được điều chế từ hai este của Xenlulozo diaxetat và Xenlulozo triaxetat.
2.2.2.1 Tính chất vật lý , hóa học :
- Khối lương riêng : 1.3g/cm3
- Tác dụng của axit : tơ axetat bị phá hủy bởi axit mạnh .
- Với dung môi hưũ cơ : tơ bị tan.
- Tác dụng với bazo: dưới tác dụng của bazo tơ bị xà phòng hóa làm mất tính chất của tơ .
- Nhiệt dẻo nên chịu được nhiệt độ không quá 105oC.
- Kém bền kéo , kém ma sát hơn visco .
- Hút ẩm tốt , đàn hồi cao ,ít nhàu .
- Tích điện mạnh khi cọ sát cơ thể .
- Dễ bị ăn màu và bền ánh sáng .
- Bền với vi khuẩn , nấm mốc .
2.2.2.2 Điều chế :
Hòa tan xenlulozo axetat trong hỗn hợp axeton và etanol rồi bơm dung dịch thu được qua
những lỗ nhỏ thành chùn tia đồng thời không khí nóng (55-70oC ) qua chùm tia đó để làm
bay hơi axeton sẽ thu được những sợi mảnh gọi là tơ axetat.
2.2.2.3.Ứng dụng :
Thường được sử dụng để kéo sợi dệt vải may mặc và đẹt các mặt hàng dệt kim , vải trang
trí , sản phẩm cách điện . Tơ axetat và triaxetat có thể kéo sợi ở dạng nguyên chất hoặc
pha trộn với các loại tơ khác ( pha với len) để sản xuất ra các mặt hàng may mặc dùng
cho mùa đông và vải kĩ thuật .
2.2.3 Tơ đồng - amoniac :
Tơ đồng -amoniac được điều chế từ xenlulozo : Xenlulozo tan được trong dung dịch
Cu(OH)2 trong amoniac có tên là " nước Svayde" , trong đó Cu2+ tồn tại chủ yếu ở dạng
phức của xenlulozo với ion đồng ở dạng dung dịch nhớt .Nếu ta cũng bơm dung dịch
nhớt này đi qua ống có những lỗ rất nhỏ ngâm trong nước , phức chất sẽ bị thủy phân
thành xenlulozo hidrat ở dạng sợi .
2.3 Tơ tổng hợp
2.3.1 Tơ polyamit
Tơ polyamit được hình thành từ phản ứng ngưng tụ của một nhóm amin và axit
cacbonxylic hoặc nhóm axit clorua .Các nhóm amin và nhóm axit cacbonxylic có thể
được trên cùng một monome . Polyamit là mạch cacbon dị nguyên tố có nhóm chức
-CO-NH- trong phân tử.
- Khối lượng phân tử của poliamit khoảng 8000- 250000
- Poliamit khó tan , nóng chảy ở nhiệt độ cao 180-250oC .Nhiệt độ nóng chảy còn phụ
thuộc vào cấu trúc của mạch và hidro liên kết trong mạch đó.
2.3.1.1. Tính chất cơ lý :
- Tơ polyamit có độ bền cơ học cao , so với sợi visco thì cao hơn 2-2.5 lần . Khối lượng
riêng của sợi polyamit thấp hơn nhiều so với tất cả các sợi khác bằng 1,14g/cm 3.
- Có tính co giãn cao hơn cả và có khả năng giữ nếp cao .
- Polyamit là nhựa nhiệt dẻo , nên sợi polyamit bị biến dạng ở nhiệt cao .
2.3.1.2. Độ bền với tác nhân hóa học :
- Tương đối bền với kiềm tơ polyamit lại kém bền với axit mà đặc biệt là axit khoáng và
ở nhiệt độ cao tơ polyamit nhaỵ cảm với tác dụng của chất oxy hóa .
- Khi tiếp xúc với ngọn lửa thì tơ polyamit bị chảy mềm thành hạt trắng ,sau đó cháy
chậm , khi lấy ra ngọn lửa thì sợi không tiếp tục cháy nữa .
- Không thấm nước , tan trong xăng , dầu mỡ và các dung môi thông thường.
2.3.1.3. Một số loại thường gặp :
2.3.1.3.1.Tơ nilon 6-6: -[NH-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO]-n dược đa tụ từ
hexanetylendiamin và axit adipic
Tính chất của nilon 6-6 :
• Nhiệt độ nóng chảy :280oC ; nhiệt độ chuyển pha :50oC
• Khối lượng phân tử khoảng 12000-20000 g/mol
• Khối lượng riêng khoảng 1.09g/ cm3
• Có độ bền cơ học cao ; độ cứng lớn .
• ít bị ăn mòn hóa học , có độ bền dưới nhiệt độ thấp .
• Đặc tính về ma sát , chịu mài mòn tốt .
• Khả năng chống chịu hóa chất tốt .
• Cách nhiệt tốt . Qúa trình gia công xử lí nhanh .
Qúa trình tổng hợp tơ nilon 6-6:
2.3.1.3.2.Tơ nilon
6( tơ
capron) : -[NH-
(CH2)5-
CO]-n được tạo ra
từ caprolactam
Tính chất của tơ nilon 6:
• Nhiệt độ nóng chảy : 220oC ; nhiệt độ chuyển pha : 40-50o C
• Giới hạn khối lượng phân tử : khoảng 105 g/mol
• Có khả năng chịu tải tốt ở nhiệt độ cao .
• Có đặc tính hóa học và độ chịu mài mòn tốt .
• Hệ số ma sát nhỏ
• Có tính cứng và chịu va đập
Qúa trình tổng hợp tơ nilon 6:
2.3.1.3.3.Tơ nilon 7 ( tơ enang) được tổng hợp từ 7-amino heptanoic
Dưới đây là mô hình công nghệ sản xuất tơ polyamit :
2.3.1.4.Ứng dụng :
Được sử dụng rộng rãi để sản xuất
sợi dệt vải trong may mặc (vải dệt
kim -dệt bít tất , may áo bơi ; vải dệt
thoi - may áo lót , lót áo jacket ), vải
kĩ thuật (vải mành , vải lều , vải bạt ,
vải dù , lưới đánh cá ..) .Tơ polyamit
được kéo dãn nóng để giảm độ đàn
hồi làm chỉ khâu dép , túi , cặp ,vải giả da ,..)
2.3.2: Tơ polyester :
Là sợi tơ tổng hợp có nguồn gốc từ than đá , không khí , nước và dầu khí .Polyester
được hình thành từ một phản ứng hóa học giữa axit và rượu .
Khối lượng riêng : 1.38g/cm3
2.3.2.1.Độ bền cơ lý và ngoại quan :
- Có độ bền cơ học cao. Độ bền đứt tương đương với sợi polyamit cũng như đối với các
loại sợi tổng hợp khác phụ thuộc nhiều vào trọng lượng phân tử của polyme , điều kiện
tạo sợi và kéo căng .
- Do cấu tạo của polyme có hình ziczac giống cấu tạo của cao su nên sợi polyester có
khả năng đàn hồi lớn hơn , modul đàn hồi cao hơn ,ít nhàu , bền đẹp .
2.3.2.2. Độ bền với tác dụng của nhiệt và ánh sáng :
- Do trong phân tử có chứa nhân thơm nên khả năng bền nhiệt vượt xa các loại sợi
khác.
- Dưới tác dụng của ánh sáng cũng bị suy giảm độ bền nhất là khi chịu tia sáng có bước
sóng ngắn 300- 330 micromet.
2.3.2.3. Độ bền hóa học và vi sinh vật :
- Tương đối bền với axit ,hầu hết các axit vô cơ và hữu cơ ở nồng độ không cao ,ở nhiệt
độ thường đều không ảnh hưởng .
- Với các chất oxy hóa sợi polyester tương đối bền .Bền với tác dụng của dung môi
hữu cơ như : axeton , benzen .
2.3.2.4. Một số loại thường gặp :
2.3.2.4.1.Tơ lapsan :được tổng hợp từ axit tetraphtalic và etylglicol
Tính chất của tơ lapsan :
- Rất bền với về mặt cơ học , bền với nhiệt , axit , kiềm hơn nilon
- Được dùng để dệt vải may mặc .
2.3.2.5.Điều chế và ứng dụng:
Sợi
polyester
được
sản
xuất dưới 2 loại : loại
thường dùng trong sinh hoạt
và có độ bền cao dùng trong
kĩ thuật .Loại dùng trong
sinh hoạt chủ yếu sử dụng
trong may mặc như quần áo lót ,áo mặc ấm ,áo quần mùa hè .Vì sợi
polyester tuy có độ hút ẩm kém , nhưng nhờ tính mao dẫn sợi vẫn hút và
phân tách mồ hôi môi trường ra ngoài.
Nhờ tính cách nhiệt cao , sợi polyeste được dùng để nhồi vào gối , chăn
bông , áo bông .
Trong công nghiệp được sử dụng làm băng chuyền trong sản xuất giấy ,
băng tải trong dây chuyền tráng cao su ..làm vải lọc để tinh chế nước sông ,
nước thải làm sạch bằng phương pháp sinh hóa , dùng làm lưới đánh cá ,
dây neo tàu , ...
2.3.3 Tơ nitron ( hay olon ) thuộc loại tơ vinylic. Được tổng hợp từ vinyl xianua
( acrilonitrin) nên được gọi là poliacrilonitrin
2.3.3.1.Tín
h chất :
Tính chất của tơ phụ thuộc nhiều vào khối lượng phân tử và điều kiện hình thành và kéo
dãn xơ .
- Có độ đàn hồi tốt , tuy kém hơn so với polyeste nhưng cao hơn so với polyamit , tơ có
khả năng chống biến dạng và giữ nếp .
- Tương đối bền nhiệt . có khả năng chịu được nhiệt ở 180 oC trong một vài giờ ; ở nhiệt
độ 130oC trong thời gian dài , tính chất cơ lý của tơ chưa thay đổi , do là tơ nhiệt dẻo
nên ở nhiệt độ 220oC tơ chuyển sang trạng thái mềm .
- Độ ẩm thấp nên khó nhuộm màu , dễ phát sinh tĩnh điện khi ma sát , khó trương nở
trong nước .
- Có độ bền cao dưới ánh sáng mặt trời , vượt hơn tất cả các loại tơ khác do vậy tơ
không bị nấm mốc và vi sinh vật phá hủy .
- Độ bền hóa học cao , bền trước tác dụng của axit , chất oxy hóa và các dung môi hữu
cơ trừ axit foocmic .Tuy nhiên kém bền vững trước tác dụng của kiềm , khi gia công
với dung dịch kiềm đặc tơ bị phá hủy .Tơ tương đối cứng , ít bền vững khi mài mòn và
chịu tác dụng của hóa chất .
2.3.3.2.Ứng dụng :
Trong quá trình sản xuất người ta dùng tơ nguyên chất hoặc pha trộn với len thiên nhiên
và các tơ hóa học khác để kéo sợi , hình thành nên những sản phẩm dệt trong dệt thoi và
dệt kim , đăc biệt là dùng vào lĩnh vực may mặc sản phẩm mùa đông như áo , quần , mũ
, tất . găng tay , ủng để giảm giá thành sản phẩm ...Ngoài ra tơ còn được dùng để sản
xuất các mặt hàng như chăn , thảm trải nhà , vải kỹ thuật ...
Chương 3 :Tiềm năng phát triển
Cùng với nhu cầu ăn ở thì may mặc là một trong những nhu cầu thiết yếu của con
người và nhu cầu đó không ngừng gia tăng .Do đó , các nguồn nguyên liệu từ các loại tơ
sợi tự nhiên như bông , gai , ... không đủ đáp ứng nhu cầu may mặc về số lượng cũng như
chất lượng . Hơn nữa , ở những vùng kinh tế khó khăn , nhiều người đặc biệt là trẻ em
phải trải qua cái đói , cái rét mà không có đủ quần áo để mặc .Còn ở những quốc gia phát
triển , nhu cầu về thời trang ngày càng đa dạng , con người không chỉ mặc đủ , mặc ấm
mà còn mặc đẹp và hợp thời trang . Để đáp ừng tất cả các nhu cầu đó , người ta đã sản
xuất ra tơ sợi hóa học ( tơ nhân tạo và tơ tổng hợp ) so với tơ tư nhiên ( sợi bông , tằm ,
gai ) có nhiều ưu điểm nổi bật : dai , đàn hồi , ít thấm ướt , mềm mại , nhẹ , xốp và rẻ . Và
để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người , thì ngày càng có nhiều công trình
nghiên cứu tổng hợp các loại tơ , sợi mới có tính năng phong phú , đa dạng và rẻ . Bên
cạnh đó , con người không ngừng tìm tòi , nghiên cứu các thiết bị , quy trình sản xuất
mới , hiện đại nhằm tạo ra những sản phẩm vượt trội hơn . Điều đó thúc đẩy quá trình
phát triển khoa học công nghệ vượt trội .
Không chỉ dừng lại ở đó , tơ sợi còn đem lại nguồn lợi về kinh tế lớn cho người dân
bằng việc sản xuất và xuất khẩu các mặt hàng về tơ , sợi đặc biệt là tơ tằm .Nước ta hằng
năm chế biến khoảng 1800 tấn tơ các loại , dệt 1.5 triệu mét lụa , kim ngạch xuất khẩu đạt
gần 30 triệu USD . Sản phẩm tơ lụa được xuất sang nhiều nước trên thế giới như : Nhật
Bản , Mỹ , Hàn Quốc ,Thái Lan , Ấn Độ ....Nhờ trồng dâu nuôi tằm , ươn tơ , dệt lụa
hàng chục nghìn người dân có việc làm ổn định , đời sống phát triển .
Không những đáp ứng nhu cầu về may mặc , tơ sợi cong được ứng dụng rộng rãi
trong các lĩnh vực khác như quốc phòng, thể thao , sinh học và y học : dệt lụa cách điện ,
lót bao máy bay , áo chống độc , chỉ khâu mổ xẻ , áo chống đạn , các thiết bị hổ trợ điều
trị chấn thương cột sống , thay thế các dây thần kinh .Một nghiên cứu mới về tơ nhện ( có
khả năng chịu lực gấp 4 lần so với thép , độ co dãn gấp 3 lần , có khả năng chịu nhiệt cao
và không bị nấm hoặc vi khuẩn phá hoại . Được ứng dung trong xây dựng , y khoa và
quân đội ).
Điều đó cho thấy tiềm năng phát triển của tơ sợi là rất lớn có thể nói là vô tận .
PHẦN 3 : KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu làm đề tài " Tổng quan về tơ sợi" chúng tôi thu được một số
kết quả sau :
- Tổng quan lý thuyết về tơ
- Tìm hiểu thành phần và cách sản xuất các loại tơ sợi .
- Tìm năng phát triền của tơ sợi .