Bài giảng Vật liệu dệt - Phần 2: Xơ tự nhiên

0g len) (g/100g len) 
glycine 5-7 Serine 7-10 
alanine 3-5 Threonine 6-7 
Leucine 5-6 cystine 10-15 
Isoleucine 7-9 Methionine 0-1 
Proline 5-9 Arginine 8-11 
Phenylalanine 3-5 Histidine 2-4 
Tyrosine 4-7 Lysine 0-2 
Tryprophan 1-3 Aspartic acid 6-8 
 Glutamic acid 12-17 
 Amino Acid trong keratin của len 
 80 
Xơ len Tính chất cấu trúc xơ len (3) 
Đại phân tử keratin bao gồm 
- Liên kết disulfua khá mạnh (-SS-) bổ sung bằng các liên kết 
hydro yếu hơn giữa các nhóm -NH- và -CO- của các chuỗi keratin 
liền kề 
- Tương tác ion-ion giữa các nhóm amin (ở dạng cation của họ 
proton) và các nhóm axit cacboxylic (dạng anion của chúng) 
- Các liên kết kỵ nước giữa các chuỗi béo kỵ nước (hydrophobic 
aliphatic) liền kề. 
- Độ co giãn bất thường của xơ len được giải thích bởi các nếp gấp 
có sẵn trong keratin tự nhiên. 
 81 
Xơ len Tính chất cấu trúc xơ len (4) 
 Đại phân tử keratin 
 82 
Xơ len Tính chất cấu trúc xơ len (4) 
- Cấu trúc không đồng nhất. 
- Đặc trưng cấu trúc chính 
 của len bao gồm một lớp 
 biểu bì kỵ nước ngoài (lớp 
 vẩy) và bó thớ bền theo 
 định hướng được nhúng 
 trong các phần protein vô 
 định hình còn lại 
 83 
Xơ len Tính chất cấu trúc xơ len (5) 
• Cấu trúc protetin liên kết ngang nén chặt và liên kết với nhau để 
tạo thành các thớ (fibril) từ đó tạo nên các tế bào quay hình vỏ não 
tạo thành vỏ hoặc nội bên trong xơ 
• Lớp cortex được tạo thành nhờ các liên kết ortho và para của tế 
bào cortex. Cortex được bao quanh bởi một lớp vỏ ngoài của lớp 
hình vẩy hay lớp biểu bì, xuất hiện chạy dọc theo bề mặt xơ 
 84 
Xơ len Tính chất cấu trúc xơ len (5) 
 85 
Xơ len Tính chất cơ lý xơ len (1) 
- Sợi len có độ bền vừa phải với từ 1-2g/d (9-18 g/tex) khi khô và 
0,8-1.8 g/ngày (7-16 g/tex) khi ướt 
- Độ giãn đứt thay đổi từ 25% đến 40% khi khô và 25% đến 60% 
khi ẩm. Với độ giãn 2%, len phục hồi 99%, ngay cả ở độ giãn 20% 
lên vẫn có độ hồi phục cao tới 65% 
- Ngoại trừ ở điều kiện độ ẩm lớn, nói chung len có khả năng phục 
hồi tuyệt vời và phục hồi tốt sau biến dạng ngoại 
- Độ cứng của len khác nhau tùy theo nguồn và đường kính của 
từng xơ 
 86 
Xơ len Tính chất cơ lý xơ len (2) 
- Độ giữ ẩm của len rất cao, thay đổi từ 13% và 18% dưới điều kiện 
khác nhau, lên tới 40% ở 100% RH 
- Trọng lượng riêng khoảng 1.28-1.32. 
- Không hòa tan trong tất cả các dung môi ngoại trừ những chất có 
khả năng phá vỡ các liên kết ngang disulfide, nhưng bị trưởng nở 
trong dung môi phân cực. 
- Ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ lên đến 150°C 
- Có tính cách nhiệt do tính dẫn nhiệt thấp và độ xù xốp của xơ, 
cho phép giữ không khí trong các cấu trúc vải len 
- Tại độ ẩm trung bình, không tích tĩnh điện nhiều 87 
Xơ len Tính chất hóa học xơ len 
- Có khả năng kháng axit, nhưng rất dễ bị tấn công bởi base yếu, 
ngay cả ở độ nồng độ thấp, loãng 
- Bị hỏng không thể phục hồi và bị khử màu bằng chất tẩy trắng 
oxy hóa loãng như hypochlorite. Sử dụng chất khử trong điều kiện 
có kiểm soát để làm thẳng xơ len hoặc ổn định độ quăn của xơ len 
- Dễ bị tấn công bởi một số côn trùng hoặc con nhậy phải xử lý 
- Có khả năng kháng các tác nhân sinh học khác như nấm mốc 
- Bị tấn công bởi tia UV, làm len phân hủy chậm và ngả vàng 
- Khi gia nhiệt, len phân hủy và ngả vàng ở mức trên 150°C và hóa 
than ở 300°C 
 88 
Xơ len Tính chất sử dụng của xơ len (1) 
- Có độ bóng cao đến trung bình. 
- Vải len có cảm giác sờ tay mềm trung bình và có độ rủ tốt 
- Thấm hút cao và tính chất truyền ẩm rất tốt. Vì sao ? 
- Có độ bền thấp đến trung bình, nhưng độ co giãn và phục hồi tốt 
- Có khả năng chịu mài mòn, ít tạo vón hạt trên vải do độ bền 
không cao. Vì sao ? 
- Có khả năng kháng nhàu tốt, trừ khi dưới điều kiện nóng ẩm, khả 
năng giữ nếp quăn thấp trừ khi được ổn định bằng chất khử 
- Không bền với kiềm và chất tẩy trắng chứa clo 
- Bị ngả vàng, phá hủy mạnh dưới tia UV trong ánh sáng mặt trời 
 89 
Xơ len Tính chất sử dụng của xơ len (2) 
- Dễ nhuộm với độ bền màu tốt. 
- Do “tính tạo nỉ”, không thể giặt len trong nước nóng với khuấy 
trộn lớn, nhưng có thể được giặt khô, giặt nhẹ trong nước ấm với 
xà phòng nhẹ 
- Có ái lực cao với nước nên sấy rất lâu, có thể ủi len ở 150°C hoặc 
thấp hơn nhưng không có hơi nước. Vì sao? 
- Không bắt cháy, cháy rất chậm ngay cả khi tiếp xúc trực tiếp với 
ngọn lửa. 
- Sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng dệt may, nhờ sự thoải mái 
tiện nghị và thẩm mỹ, thường được sử dụng pha trộn với xơ 
cellulose và xơ nhân tạo. 90 
Các xơ từ lông thú khác 
 MOHAIR 
- Một giống dê (Angora) nguồn gốc từ Thổ Nhĩ Kỳ cho xơ dài 
bóng Mohair. 
- Thổ Nhĩ Kỳ, Nam Phi và Mỹ là các nơi sản xuất chủ yếu trên thế 
giới. 
- Dê được lấy lông hai lần/năm 1.8-2.3kg/con/xén lông. 
- Chất lượng lông thay đổi tùy theo điều kiện sống và được phân 
loại: tight lock, flat lock, fluffy lock. 
 • Tight lock: những chùm lông mịn, xoăn 
 • Flat lock: chất lượng xơ trung bình, gợn sóng 
 • Fluffy lock: chất lượng thấp nhất, xơ thô 91 
Các xơ từ lông thú khác 
 MOHAIR 
 - Xơ Mohair có nhiều tạp chất như len (mỡ tự 
 nhiên, bụi, cây cỏ) chiếm 1/3 khối lượng 
 nguyên liệu thô. 
 - Sau khi giặt xơ sẽ trắng và óng mượt như tơ 
 tằm. 
 - Chiều dài xơ thay đổi theo 
 tuổi. 10-15cm (6 tháng tuổi) 
 và 23-30cm (12 tháng tuổi). 
 92 
Các xơ từ lông thú khác 
 MOHAIR 
 - Bề mặt xơ Mohair giống len, có vẩy nhưng vẩy 
 bám chặt vào thân xơ hơn và số vảy ít hơn (1/2) so 
 với len. 
 - Các vẩy chồng lên nhau ít xơ có cảm giác trơn 
 láng và bóng (phản xạ ánh sáng). 
 - Xơ có mặt cắt ngang hình tròn. 
 - Khối lượng riêng tương đối – 1.32 
 - Dễ hấp thụ nước như len (điều kiện bình 
 thường). 
- Độ hồi ẩm 13%. 93 
Các xơ từ lông thú khác 
 MOHAIR 
- Các tính chất về nhiệt, ánh sáng, hóa học, dung môi hữu cơ, vi 
sinh vật, vi khuẩn đều tương tự như len. 
- Xơ Mohair được dùng trong các sản phẩm cần độ chống mài mòn 
cao. 
- Xơ nhuộm tốt và có độ bóng tự nhiên đẹp. 
- Dễ bị tấn công bởi nhậy (moth) và độ nỉ hóa ít hơn so với len. 
 94 
Các xơ từ lông thú khác 
 CASHMERE 
 - Chủ yếu được nuôi làm gia súc ở Trung 
 Quốc, Mông Cổ, Tây Tạng, A Phú Hãn 
 (Afghanistan). 
 - Một số ít ở Tân Tây Lan (New 
 Zealand), Úc và Ba Tư (Iran). 
- Xơ Cashmere gồm lớp lông ngoài (dài, thô) và lớp lông bên trong 
(mịn, mềm). 
- Lớp xơ bên trong cần được chải khỏi lớp xơ thô càng nhiều càng 
tốt vào mùa xuân. Mỗi con chỉ cho ít hơn 110g xơ mịn/năm. 
 95 
Các xơ từ lông thú khác 
 CASHMERE 
- Xơ thô dài 5-12cm trong khi xơ mịn dài 2.5-9cm. 
- Xơ có từ 5-7 vảy/100µm với cạnh hình răng cưa và nhô khỏi xơ 
 bề mặt xơ khác thường. 
- Xơ thường có màu xám, nâu sẫm hoặc trắng. 
 - Mặt cắt ngang xơ hình 
 tròn hoặc xoan (oval). 
 - Xơ rất mảnh (đường 
 kính 15µm) mịn hơn cả 
 lông cừu Merino. 
 96 
Các xơ từ lông thú khác 
 CASHMERE 
 97 
Các xơ từ lông thú khác 
 CASHMERE 
- Có tính chất hóa học tương tự len nhưng hấp thụ nước nhanh hơn 
len và nhạy cảm với hóa chất (độ mảnh cao). 
- Dễ bị phá hủy bởi sodium carbonate (Na2CO3) và tan hoàn toàn 
trong xút ăn da NaOH. 
- Vải từ xơ Cashmere ấm, dễ chịu và có độ rủ (drape) tốt. 
- Dùng cho sản phẩm cao cấp (khăn choàng/shawl, hàng dệt 
kim/hosiery). 
 98 
Các xơ từ lông thú khác 
 LÔNG LẠC ĐÀ/CAMEL HAIR 
- Lạc đà hai bướu là động vật quan trọng ở Tây Bắc Trung Quốc và 
Mông cổ. 
- Bên cạnh được dùng làm phương tiện vận chuyển lông lạc đà 
được dùng làm xơ dệt. 
 - Lông tự rụng và được thu 
 hoạch thủ công. Mỗi con lạc 
 đà cho ra 2.27kg lông/năm. 
 99 
Các xơ từ lông thú khác 
 LÔNG LẠC ĐÀ/CAMEL HAIR 
 - Bộ lông gồm lớp xơ ngoài thô, 
 dài đến 30cm hoặc hơn và lớp 
 xơ bên trong mảnh, mịn dài 2.5-
 15cm. 
 - Lớp xơ bên trong có giá trị cao 
 và độ mảnh tốt như lông cừu 
 Merino. Lớp xơ này được phân 
 tách nhờ quá trình chải. 
 100 
Các xơ từ lông thú khác 
 LÔNG LẠC ĐÀ/CAMEL HAIR 
 101 
Các xơ từ lông thú khác 
 LÔNG LẠC ĐÀ/CAMEL HAIR 
- Lông lạc đà thô hơn lông Cashmere, đường kính xơ 10-40µm. 
- Xơ có vảy nhưng không thể thấy bằng kính hiển vi thông thường 
và vảy có cạnh nằm nghiêng. 
- Các tính chất hóa học, ánh sáng, vi sinh vật, côn trùng, dung môi 
hữu cơ tương tự len. 
 102 
Các xơ từ lông thú khác 
 LÔNG LẠC ĐÀ/CAMEL HAIR 
 103 
Tơ tằm TƠ TẰM - SILK 
- Một trong số các xơ xưa nhất được loài người biết đến. 
- Sản xuất từ côn trùng thông qua kén (cocoon) và mạng lưới 
(web). 
- Nhiều loài cho tơ nhưng chỉ loài dâu tằm (mulberry) Bombyx 
Mori và một loài khác cùng giống được sản xuất công nghiệp. 
- Tơ từ các loài khác (chủ yếu họ nhện) dùng trong vũ khí và 
dấu chữ thập (crosshair) trong dụng cụ quang học (kính viễn 
vọng/telescope) tính thương mại thấp. 
 104 
Tơ tằm CÁC LOẠI TẰM 
- Gồm 5 loại chính có tính thương mại từ các loài tằm khác nhau. 
  Mulberry (dâu tằm) 
  Tasar 
  Oak tasar 
  Eri 
  Muga 
 105 
Tơ tằm CÁC LOẠI TẰM 
1 – Mulberry 
• Phần lớn sản lượng tằm thế giới từ loài này. 
• Xuất phát từ loài Bombyx Mori L., sống nhờ lá dâu tằm. 
• Được thuần hóa và nuôi hoàn toàn trong nhà. 
 106 
Tơ tằm CÁC LOẠI TẰM 
2 – Tasar (Tussah) 
• Một loại tơ tằm thô có màu đồng chủ yếu dùng cho vải bọc và vải 
trang trí nội thất, không bóng bằng tơ tằm ăn lá dâu. 
• Xuất phát từ loài Antheraea mylitta, sống nhờ lá Asan và Arjun. 
• Được nuôi trên cây để ngoài trời. 
 107 
Tơ tằm CÁC LOẠI TẰM 
3 – Oak Tasar 
• Là một loại tơ tằm tương tự tơ Tasar nhưng mảnh hơn. 
• Xuất phát từ loài Antheraea proyeli J, sống bằng lá cây sồi. 
 108 
Tơ tằm CÁC LOẠI TẰM 
4 – Eri 
• Còn gọi là endi hay errandi. Là giống tằm nhiều lứa, lấy tằm từ 
kén hở (khác các loại tằm khác). 
• Xuất phát từ giống tằm được thuần hóa Philosamia ricini, sống 
nhờ lá cây thầu dầu (castor). 
 109 
Tơ tằm CÁC LOẠI TẰM 
5 – Muga 
• Tơ tằm có màu vàng như của vàng. 
• Xuất phát từ loài Antheraea assamensis được nuôi bán thuần 
chủng trên các cây som hoặc soalu. 
• Đây là loại tơ tằm quý và đắt tiền của Ấn Độ. 
 110 
Tơ tằm VI CẤU TRÚC (1) 
• Tơ tằm có hai thành phần chính Sericin (vỏ) và Fibroin (lõi) và 
thường ở dạng xơ kép. 
• Thành phần hóa học chính: 75-83 wt% fibroin, 25-17 wt% 
sericin, ~1.5 wt%sáp, và các chất khác chiếm 1 wt%. 
• Tơ tằm tự phân hủy sinh học (biodegradable), độ tinh thể cao (cấu 
trúc thẳng hàng). 
• Độ bền kéo > xơ thủy tinh (glass) hoặc xơ hữu cơ tổng hợp. 
• Độ co dãn (elasticity) và hồi phục tốt (resilience). 
• Ổn định nhiệt đến 1400C và bắt đầu phân hủy nhiệt ở 1500C. 
• Khối lượng riêng: 1320-1400kg/m3 (sericin) và 1300-1380kg/m3 
(không sericin). 111 
Tơ tằm VI CẤU TRÚC (2) 
 112 
Tơ tằm VI CẤU TRÚC (3) 
• Thân tơ từ dâu tằm trơn láng, các loại tơ còn lại có vân/sọc chạy 
suốt thân xơ. 
 • Mặt cắt ngang tơ 
 tằm khác nhau 
 (loại tằm) nhưng 
 chủ yếu dạng tam 
 giác đến tròn). 
 113 
Tơ tằm CẤU TRÚC TINH THỂ (1) 
• Hầu hết tơ tằm (cả nhện) có chứa cấu trúc tấm tinh thể gấp nếp 
beta song song ngược chiều (antiparallel β-pleated sheet 
crystalline). 
 114 
Tơ tằm CẤU TRÚC TINH THỂ (2) 
• Tơ tằm được cho là có cấu trúc bán tinh thể (semi-crystalline). 
• Tơ nhện 30 – 50% độ tinh thể, tơ dâu tằm 62 – 65% độ tinh thể, 
tơ tằm khác 50 – 63% độ tinh thể. 
• Thành phần cơ bản lặp lại của tấm tinh thể beta chính là cca1 
mono alanine hoặc glycine-alanine. 
• Tơ tằm có độ định hướng của các mắt xích peptide tương đối cao 
dọc trục xơ. 
• Cấu tạo xơ gồm hai pha tinh thể (crystalline) và vô định hình 
(amorphous). 
 115 
Tơ tằm CẤU TRÚC TINH THỂ (3) 
• Vùng tinh thể gồm các chuỗi polypeptide (glycine, alanine và 
serine). 
• Với các nhánh đơn giản các chuỗi được liên kết chặt chẽ với 
nhau. 
• Phần còn lại (tyrosine, praline, diamine và axít dicarboxylic) khá 
kềnh càng không thể liên kết chặt định hướng kém vùng 
vô định hình dễ phản ứng với các chất hóa học. 
 Chuỗi polypeptide của phân tử fibroin 
 116 
Tơ tằm THÀNH PHẦN AMINO AXÍT 
 117 
Tơ tằm TÍNH CHẤT VẬT LÝ (1) 
• Thường có màu hơi vàng và độ bóng cao. 
•Tơ tằm là xơ có độ bền cao 30.9-44.1 cN/tex (3.5-5.0 g/den). 
• Độ bền ướt giảm (chỉ còn 75-85% của độ bền khô). 
• Độ giãn đứt dưới điều kiện bình thường là 20-25%, với độ ẩm 
tương đối 100% thì đạt 33% 
• Khối lượng riêng tương đối (specific gravity/không thứ nguyên) 
của tơ tằm là 1.25 < giá trị của hơn bông, lanh, rayon hay len. 
• Tơ tằm hút ẩm nhanh (tương tự len), có thể hút một lượng nước 
bằng 1/3 khối lượng mà không tạo cảm giác ướt. 
• Độ hồi ẩm là 11% (ở 21±20C và độ ẩm tương đối 65%). 
• Tơ tằm hấp thụ muối và tạp chất trong nước. 118 
Tơ tằm TÍNH CHẤT VẬT LÝ (2) 
• Tơ tằm đã chuội keo trương nở khi hấp thụ nước. 
• Mức độ trương nở của tơ tằm đã chuội keo phụ thuộc độ ẩm 
tương đối của không khí. 
• Tơ tằm chịu nhiệt tốt hơn len, bị gia nhiệt đến 1400C trong mọt 
khoảng thời gian dài vẫn không bị hỏng trong. Nhưng ở 1750C sẽ 
bị phân hủy rất nhanh. Khi cháy có mùi giống tóc cháy. 
• Bị ảnh hưởng bởi oxy trong không khí (ánh sáng mặt trời thúc 
đẩy oxy hóa tơ tằm) giảm bền. 
• Dẫn điện kém tạo tĩnh điện (gây khó khăn khi sản xuất nhưng 
dùng làm vật liệu cách điện tốt). 
 119 
Tơ tằm TÍNH CHẤT HÓA HỌC (1) 
• Không tan trong nước, chịu được nước sôi tốt hơn len nhưng nếu 
kéo dài giảm bền. 
• Hòa tan trong các dung dịch ZnCl, CaCl2, alkali thiocyanate. 
• Bị tấn công bởi các chất oxy hóa (thuốc tẩy H2O2/hydrogen 
peroxide, hypochlorite). 
• Tơ tằm hấp thụ axít rất dễ và rất khó loại khỏi tơ tằm. 
• Tương tự keratin của len, fibroin bị hòa tan bởi axít đặc các 
amino axít. Axít vừa có thể làm tơ tằm bị co lại hiệu ứng crêpe 
cho vải tơ tằm. 
• Axít loãng không gây tác dụng lên tơ tằm ở điều kiện thông 
thường. 120 
Tơ tằm TÍNH CHẤT HÓA HỌC (2) 
• Axít hữu cơ được dùng để tạo ra tiếng sột soạt (scroop) cho tơ 
tằm (do sự làm cứng bề mặt của filament). 
• Tơ tằm ít bị phá hủy bởi kiềm hơn so với len. 
• Kiềm yếu (xà phòng, hàn the, ammonia) không ảnh hưởng đáng 
kể đến tơ tằm. 
• Kiềm ăn mòn có nồng độ cao giảm bóng, giảm bền và tơ tằm 
tan hoàn toàn trong kiềm đậm đặc. 
 121 
 QUESTIONARE ! 
1.Phân loại xơ tự nhiên ? 
2.Phân loại xơ tự nhiên gốc thực vật ? 
3. Chia các xơ thực vật sau thành các họ xơ riêng: xơ dừa, 
xơ bông, xơ gòn, xơ dứa, xơ đay, xơ gai, xơ gai ramie, xơ 
abbaca ? 
4.Vẽ hình minh họa cấu trúc cơ bản của xơ bông và phân 
tích ? 
5. Hãy nêu tính chất hóa học xơ bông 
6. Hãy nêu những đặc tính chung của xơ bông và xơ lanh ? 
 122 
 QUESTIONARE ! 
7.Tơ tằm và xơ len có những đặc tính chung gì ? 
8.Phân tích cấu trúc xơ len ? 
9.Vì sao xơ mohair,cashmere là những xơ tự nhiên gốc động 
vật có giá trị cao ? 
10.Nêu các họ tằm chính dùng lấy tơ ? 
11. Nêu những tính chất đặc trưng của tơ tằm ? 
 123 
 BÀI TẬP 
Với mỗi họ xơ tự nhiên gốc thực vật (3 họ) và xơ tự nhiên 
gốc động vật (2 họ), chia thành các nhóm từ 3 đến 5 người, 
tìm hiểu về các xơ tự nhiên trong họ mà sinh viên tự tìm 
hiểu được ngoài những xơ đã nêu trong bài giảng ? 
 124