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

iii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN . i
LỜI CAM ĐOAN . ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT . vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ ix
DANH MỤC BẢNG BIỂU . xii
MỞ ĐẦU . 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN . 5
1.1 Giới thiệu chung về chitosan . 5
1.1.1 Cấu trúc hóa học 5
1.1.2 Điều chế chitosan . 6
1.1.3 Tính chất của chitosan 8
1.1.3.1 Độ hòa tan của chitosan .9
1.1.3.2 Đặc tính của Chitosan . 10
1.1.3.3 Tính chất dung dịch của chitosan 10
1.1.3.4 Biến đổi hóa học của chitosan . 10
1.1.4 Tác dụng diệt khuẩn . 11
1.1.4.1 Cơ chế 11
1.1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới tính kháng khuẩn . 11
1.2 Ứng dụng của chitosan 13
1.2.1 Ứng dụng của chitosan trong các ngành . 13
1.2.1.1 Trong nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm 14
1.2.1.2 Trong y học và mỹ phẩm 14
1.2.2 Ứng dụng của chitosan trong ngành dệt . 16
1.2.2.1 Ứng dụng của chitosan trong kéo sợi 16
1.2.2.2 Ứng dụng của chitosan trong xử lý trước 16
1.2.2.3 Ứng dụng của chitosan trong nhuộm màu . 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 kháng khuẩn cho vật liệu
dệt . 19
1.3 Ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ trong công nghiệp dệt . 30
1.3.1 Các tiến bộ ứng dụng xử lý chiếu xạ polyme 31
1.3.2 Xử lý chiếu xạ polyme thiên nhiên . 31
1.3.3 Các ứng dụng chiếu xạ để xử lý vật liệu dệt may 31
1.4 Các phương pháp hoàn tất kháng khuẩn cho vải bông bằng chitosan
32
1.4.1 Phương pháp tận trích . 32
1.4.2 Phương pháp ngấm ép 32
1.5 Phương pháp đánh giá khả năng kháng khuẩn và khả năng liên kết
của chitosan với vật liệu dệt 32
1.5.1 Phương pháp đánh giá khả năng kháng khuẩn của vật liệu dệt . 32
1.5.1.1 Phương pháp định lượng AATCC 100 - 2004 33
1.5.1.2 Phương pháp định tính AATCC 147 – 2004 . 33
1.5.1.3 Tiêu chuẩn ASTM E 2149-01 34
1.5.2 Phương pháp đánh giá khả năng liên kết của chitosan với vải
bông 35
1.5.2.1 Phương pháp so sánh khối lượng 35 iv
1.5.2.2 Phương pháp hình ảnh 36
1.5.2.3 Phương pháp phổ hồng ngoại FTIR 37
1.5.2.4 Phương pháp hóa học . 41
1.6 Kết luận phần tổng quan và hướng nghiên cứu của luận án . 41
1.6.1 Kết luận phần tổng quan 41
1.6.2 Hướng nghiên cứu của luận án 42
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU 44
2.1 Đối tượng nghiên cứu . 44
2.1.1 Vải bông 44
2.1.2 Chitosan Việt Nam 45
2.1.3 Các chất liên kết ngang 46
2.1.3.1 Axit Citric (C 6 H 8 O 7 ) . 47
2.1.3.2 Arkofix NET 47
2.2 Nội dung nghiên cứu . 48
2.2.1 Nghiên cứu cắt mạch chitosan bằng kỹ thuật chiếu xạ, tạo chế
phẩm dùng trong hoàn tất kháng khuẩn vật liệu dệt . 48
2.2.1.1 Nghiên cứu cắt mạch chitosan bằng kỹ thuật chiếu xạ tia
gamma 48
2.2.1.2 Tách các phân đoạn chitosan chiếu xạ . 48
2.2.1.3 Đặc tính tan của các phân đoạn 48
2.2.2 Nghiên cứu sử dụng chitosan Việt Nam trong xử lý kháng
khuẩn cho vải bông . 48
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 kháng khuẩn của vải bông
được xử lý bằng chitosan . 48
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 . 48
2.2.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của chất liên kết ngang và khối lượng
phân tử tới khả năng kháng khuẩn, độ bền kháng khuẩn và tính chất cơ
lý của vải bông xử lý bằng chitosan . 49
2.3 Phương pháp nghiên cứu 49
2.3.1 Phương pháp xử lý chiếu xạ cắt mạch chitosan . 49
2.3.1.1 Phương pháp xử lý cắt mạch chitosan bằng kỹ thuật chiếu xạ tia
gamma 49
2.3.1.2 Phương pháp tách phân đoạn của chitosan chiếu xạ 52
2.3.2 Phương pháp nghiên cứu sử dụng chế phẩm chitosan Việt
Nam trong hoàn tất kháng khuẩn cho vải bông 56
2.3.2.1 Quá trình thực nghiệm tạo mẫu vải kháng khuẩn và mẫu vải
kháng khuẩn sau các lần giặt 56
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 . 58
2.3.2.3 Phương pháp phân tích hàm lượng nhóm amin và Nitơ có trên
vải bông 63
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 . 70
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 75
3.1 Ảnh hưởng của xử lý chiếu xạ tia gamma đến đặc tính của chitosan 75 v
3.1.1 Ảnh hưởng của liều chiếu đến khối lượng phân tử của chitosan . 75
3.1.2 Ảnh hưởng của xử lý chiếu xạ đến mức độ deacetyl hoá của
chitosan 78
3.1.3 Tách các phân đoạn chitosan chiếu xạ 79
3.1.3.1 Đặc tính khối lượng phân tử của phân đoạn chitosan 79
3.1.3.2 Mức độ deaxetyl hóa của chitosan phân đoạn . 81
3.1.3.3 Tính tan của các phân đoạn chitosan . 81
3.2 Nghiên cứu sử dụng chitosan Việt Nam như chất kháng khuẩn cho vải
bông . 82
3.2.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng phân tử và
nồng độ sử dụng của chitosan tới khả năng kháng khuẩn của vải
bông sau xử lý . 83
3.2.1.1 Ảnh hưởng của khối lượng phân tử của chitosan tới khả năng
kháng khuẩn của vải bông sau xử lý . 84
3.2.1.2 Ảnh hưởng của nồng độ sử dụng của chitosan tới khả năng
kháng khuẩn của vải bông sau xử lý . 86
3.2.2 Ảnh hưởng của khối lượng phân tử của chitosan tới độ bền
kháng khuẩn của vải bông được xử lý bằng chitosan . 88
3.2.2.1 Ảnh hưởng của khối lượng phân tử của chitosan tới độ bền
kháng khuẩn của vải bông được xử lý bằng chitosan . 88
xử lý bằng chitosan . 89
3.2.2.2 Ảnh hưởng của số lần giặt tới độ bền kháng khuẩn của vải
bông xử lý bằng chitosan 88
3.2.2.3 Kết quả nghiên cứu phân tích hàm lượng nhóm amin và Nitơ có
trên vải bông . 90
3.2.2.4 Giải thích về khả năng kháng khuẩn và độ bền kháng của vải
bông xử lý với chitosan sử dụng chất liên ngang CA 95
3.2.3 Ảnh hưởng của chất liên kết ngang và khối lượng phân tử của
chitosan tới khả năng kháng khuẩn, độ bền kháng khuẩn và tính
chất cơ lý của vải bông xử lý bằng chitosan 97
3.2.3.1 Ảnh hưởng đồng thời của chất liên kết ngang và khối lượng
phân tử của chitosan tới khả năng kháng khuẩn của vải bông 97
3.2.3.2 Ảnh hưởng đồng thời của chất liên kết ngang và khối lượng
phân tử tới độ bền kháng khuẩn của vải bông xử lý bằng chitosan . 98
3.2.3.3 Kết quả nghiên cứu phân tích hàm lượng nhóm amin và Nitơ có
trên vải bông . 99
3.2.3.4 Ảnh hưởng đồng thời của chất liên kết ngang và khối lượng
phân tử của chitosan đến tính chất cơ lý của vải bông sau xử lý . 106
3.2.3.5 Giải thích về khả năng kháng khuẩn và độ bền kháng khuẩn của
vải bông xử lý với chitosan sử dụng chất liên ngang Arkofix NET . 117
3.2.3.6 Lựa chọn quy trình xử lý kháng khuẩn cho vải bông bằng
chitosan Việt nam phù hợp với mục đích sử dụng . 120
3.3 Kết luận chương 3 . 120
KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 122
TÀI LIỆU THAM KHẢO 123
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 130
Phụ lục 1 : Sơ độ 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
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