Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp dệt may đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, với sản phẩm vải dệt kim được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như may mặc, y dược, trang trí nội thất, công nghiệp và nông nghiệp. Vải dệt kim có đặc tính mềm mại, đàn hồi, thoáng khí và hút ẩm tốt, phù hợp làm vật liệu chức năng y dược như tất y khoa, băng trợ lực, mạch máu nhân tạo. Trong bối cảnh phát triển công nghệ hiện đại, việc ứng dụng vi nang lên vải dệt kim nhằm tạo ra các sản phẩm chức năng có tính năng ưu việt đang là hướng nghiên cứu mới và thiết thực.

Luận văn tập trung đánh giá ảnh hưởng của việc đưa vi nang lên vải dệt kim đến các tính chất cơ lý và vệ sinh, đặc biệt phụ thuộc vào chiều dài vòng sợi của vải. Nghiên cứu khảo sát hai loại vải phổ biến là vải Single và vải Interlock với 5 mức chiều dài vòng sợi khác nhau, sử dụng vi nang kích thước khoảng 3-10 μm chứa hoạt chất kháng viêm. Mục tiêu nhằm xác định mức độ bám dính vi nang và ảnh hưởng của vi nang đến độ bền kéo, độ giãn, độ thoáng khí, độ hút nước của vải dệt kim, từ đó góp phần làm chủ công nghệ sản xuất vải chức năng y dược có giá trị gia tăng cao.

Phạm vi nghiên cứu thực hiện tại phòng thí nghiệm Hóa dệt, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội trong giai đoạn 2012-2014. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển sản phẩm dệt may chức năng, nâng cao chất lượng và hiệu quả sử dụng trong lĩnh vực y tế, đồng thời mở rộng ứng dụng công nghệ vi nang trong ngành dệt may.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về cấu trúc vải dệt kim, tính chất cơ lý và vệ sinh của vải, cũng như công nghệ vi nang trong dệt may:

  • Cấu trúc vải dệt kim: Vải được tạo thành từ các vòng sợi liên kết theo quy luật nhất định, gồm các kiểu dệt cơ bản như Single (một mặt phải), Rib (hai mặt phải), Interlock (đan kép). Chiều dài vòng sợi, mật độ vòng ngang và dọc, độ chứa đầy thể tích là các thông số kỹ thuật quan trọng ảnh hưởng đến tính chất vải.

  • Tính chất cơ lý của vải dệt kim: Bao gồm độ bền kéo, độ giãn ngang và dọc, độ co giãn đàn hồi, tính kém ổn định về kích thước (độ co), và tính quăn mép. Các đặc tính này phụ thuộc vào kiểu dệt, chiều dài vòng sợi và cấu trúc vải.

  • Tính chất vệ sinh của vải: Độ thoáng khí và độ hút nước là các chỉ tiêu quan trọng, ảnh hưởng đến sự thoải mái và an toàn khi sử dụng vải trong y dược.

  • Công nghệ vi nang: Vi nang là các hạt polyme kích thước nhỏ (3-10 μm) bao bọc hoạt chất kháng viêm, có khả năng bảo vệ hoạt chất, kiểm soát giải phóng và tăng hiệu quả sử dụng. Vi nang được đưa lên bề mặt vải bằng các phương pháp vật lý, hóa học và lý hóa nhằm cải thiện tính năng sản phẩm.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Sử dụng mẫu vải dệt kim Single và Interlock với 5 mức chiều dài vòng sợi khác nhau. Vi nang được sản xuất tại phòng thí nghiệm Polime, Đại học Claude Bernard Lyon 1, Pháp, chứa hoạt chất kháng viêm.

  • Phương pháp chọn mẫu: Lựa chọn mẫu vải phổ biến trong ngành dệt may chức năng y dược, đảm bảo đại diện cho các kiểu dệt và chiều dài vòng sợi khác nhau để đánh giá ảnh hưởng của vi nang.

  • Phương pháp phân tích: Thực hiện các thí nghiệm xác định độ bền kéo đứt, độ giãn đứt theo tiêu chuẩn TCVN 5795-1994; đo độ thoáng khí theo TCVN 5092-2009; xác định độ hút nước theo tiêu chuẩn GOST 3816-61. Sử dụng kính hiển vi điện tử quét để khảo sát mức độ bám dính vi nang trên bề mặt vải. Phân tích dữ liệu bằng phương pháp thống kê và phần mềm Excel để vẽ đồ thị minh họa.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành trong giai đoạn 2012-2014, bao gồm khảo sát tổng quan, chuẩn bị mẫu, thực nghiệm đo đạc, phân tích dữ liệu và thảo luận kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Mức độ bám dính vi nang trên vải: Vải Interlock có khả năng lưu giữ vi nang cao nhất so với vải Single, với mức độ bám dính vi nang tăng khoảng 15-20% so với vải Single. Điều này được giải thích do cấu trúc vải Interlock có độ chứa đầy thể tích lớn hơn, tạo nhiều khe hở giữ vi nang hiệu quả hơn.

  2. Ảnh hưởng đến độ bền kéo và độ giãn: Sau khi đưa vi nang lên vải, độ bền kéo đứt của vải Single giảm khoảng 5-7%, trong khi vải Interlock giảm nhẹ hơn, khoảng 3-5%. Độ giãn ngang của vải Single giảm trung bình 8%, còn vải Interlock giảm khoảng 4%. Sự giảm này do lớp vi nang phủ lên bề mặt làm thay đổi cấu trúc vòng sợi, ảnh hưởng đến khả năng đàn hồi và chịu lực của vải.

  3. Độ thoáng khí: Việc phủ vi nang làm giảm độ thoáng khí của cả hai loại vải, với mức giảm khoảng 12% ở vải Single và 9% ở vải Interlock. Mức giảm này vẫn nằm trong giới hạn cho phép để đảm bảo sự thoải mái khi sử dụng trong y dược.

  4. Độ hút nước: Độ hút nước của vải tăng sau khi đưa vi nang, với vải Single tăng khoảng 10%, vải Interlock tăng khoảng 7%. Vi nang chứa hoạt chất kháng viêm có khả năng giữ nước tốt hơn, góp phần cải thiện tính năng vệ sinh của vải.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy cấu trúc và chiều dài vòng sợi của vải ảnh hưởng rõ rệt đến khả năng bám dính vi nang và các tính chất cơ lý, vệ sinh của vải dệt kim. Vải Interlock với cấu trúc dày, độ chứa đầy thể tích cao hơn giúp giữ vi nang hiệu quả hơn, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực đến độ bền và độ giãn so với vải Single.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả phù hợp với báo cáo của ngành khi cho thấy vi nang làm tăng tính năng kháng khuẩn và chức năng y dược của vải, đồng thời ảnh hưởng nhẹ đến các tính chất cơ lý. Việc giảm độ thoáng khí và độ bền kéo là điều khó tránh khỏi do lớp phủ vi nang làm thay đổi cấu trúc bề mặt vải, tuy nhiên mức độ giảm vẫn đảm bảo phù hợp với yêu cầu sử dụng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ thể hiện mức độ bám dính vi nang, đồ thị so sánh độ bền kéo, độ giãn, độ thoáng khí và độ hút nước trước và sau khi phủ vi nang trên hai loại vải, giúp minh họa rõ ràng ảnh hưởng của vi nang theo từng chỉ tiêu.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tối ưu hóa quy trình phủ vi nang: Áp dụng phương pháp phủ vi nang với nồng độ keo và điều kiện xử lý phù hợp nhằm tăng khả năng bám dính vi nang trên vải Interlock, giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực đến độ bền và độ thoáng khí. Thời gian thực hiện trong 6-12 tháng, do phòng thí nghiệm và doanh nghiệp dệt may phối hợp.

  2. Phát triển sản phẩm vải chức năng y dược: Sử dụng vải Interlock phủ vi nang chứa hoạt chất kháng viêm để sản xuất các sản phẩm như tất y khoa, băng trợ lực, quần áo bảo hộ y tế, nhằm nâng cao hiệu quả điều trị và sự thoải mái cho người sử dụng. Thời gian triển khai 1-2 năm, chủ thể là doanh nghiệp dệt may và cơ sở y tế.

  3. Nghiên cứu bổ sung về tính bền vững và vệ sinh: Tiến hành các thử nghiệm kéo dài về độ bền cơ học và khả năng giữ vi nang sau nhiều lần giặt, nhằm đảm bảo tính ổn định và an toàn của sản phẩm trong thực tế sử dụng. Thời gian nghiên cứu 12 tháng, do các viện nghiên cứu và trường đại học thực hiện.

  4. Đào tạo và chuyển giao công nghệ: Tổ chức các khóa đào tạo kỹ thuật cho cán bộ kỹ thuật và công nhân trong ngành dệt may về công nghệ phủ vi nang và kiểm soát chất lượng sản phẩm vải chức năng. Thời gian đào tạo 3-6 tháng, do trường đại học và doanh nghiệp phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Doanh nghiệp dệt may chức năng: Nghiên cứu giúp cải tiến công nghệ sản xuất vải chức năng y dược, nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường.

  2. Các viện nghiên cứu và trường đại học: Cung cấp cơ sở lý thuyết và dữ liệu thực nghiệm để phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo về vật liệu dệt may và công nghệ vi nang.

  3. Ngành y tế và sản xuất thiết bị y tế: Áp dụng kết quả nghiên cứu để lựa chọn và phát triển vật liệu vải chức năng phù hợp cho các sản phẩm y tế như tất y khoa, băng trợ lực, vật liệu cấy ghép.

  4. Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách: Tham khảo để xây dựng các tiêu chuẩn kỹ thuật, quy định về chất lượng và an toàn sản phẩm dệt may chức năng trong lĩnh vực y tế.

Câu hỏi thường gặp

  1. Vi nang là gì và tại sao lại được sử dụng trên vải dệt kim?
    Vi nang là các hạt polyme kích thước nhỏ chứa hoạt chất bên trong, giúp bảo vệ và kiểm soát giải phóng hoạt chất. Khi đưa lên vải dệt kim, vi nang cải thiện tính năng kháng khuẩn, kháng viêm và các chức năng y dược khác, đồng thời tăng độ bền hoạt chất trong quá trình sử dụng.

  2. Chiều dài vòng sợi ảnh hưởng như thế nào đến khả năng bám dính vi nang?
    Chiều dài vòng sợi quyết định cấu trúc và độ chứa đầy thể tích của vải. Vải có chiều dài vòng sợi phù hợp sẽ tạo ra cấu trúc vải dày, nhiều khe hở giúp vi nang bám dính và lưu giữ tốt hơn, như vải Interlock có khả năng giữ vi nang cao hơn vải Single.

  3. Việc phủ vi nang có làm giảm độ bền và độ thoáng khí của vải không?
    Có, việc phủ vi nang làm giảm nhẹ độ bền kéo và độ thoáng khí do lớp phủ làm thay đổi cấu trúc bề mặt vải. Tuy nhiên, mức giảm này vẫn nằm trong giới hạn cho phép, không ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả sử dụng trong y dược.

  4. Phương pháp nào được sử dụng để đánh giá tính chất cơ lý của vải sau khi phủ vi nang?
    Các tiêu chuẩn TCVN 5795-1994 được áp dụng để đo độ bền kéo đứt và độ giãn đứt, TCVN 5092-2009 để đo độ thoáng khí, và tiêu chuẩn GOST 3816-61 để xác định độ hút nước. Kết quả được phân tích bằng phương pháp thống kê và trình bày qua đồ thị.

  5. Làm thế nào để tăng khả năng lưu giữ vi nang trên vải trong quá trình sản xuất?
    Có thể điều chỉnh nồng độ keo trong quá trình ngâm tẩm, sử dụng hợp chất kết dính phù hợp như polyuretan để tăng độ bám dính vi nang. Ngoài ra, lựa chọn loại vải có cấu trúc phù hợp như Interlock cũng giúp tăng khả năng lưu giữ vi nang hiệu quả.

Kết luận

  • Luận văn đã xác định được ảnh hưởng của việc đưa vi nang lên vải dệt kim đến các tính chất cơ lý và vệ sinh, với sự phụ thuộc rõ rệt vào chiều dài vòng sợi và kiểu dệt vải.

  • Vải Interlock có khả năng lưu giữ vi nang tốt hơn vải Single, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực đến độ bền kéo, độ giãn và độ thoáng khí.

  • Vi nang làm tăng độ hút nước và cải thiện tính năng vệ sinh của vải, phù hợp cho ứng dụng trong lĩnh vực y dược.

  • Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để phát triển công nghệ sản xuất vải chức năng y dược có giá trị gia tăng cao.

  • Các bước tiếp theo bao gồm tối ưu hóa quy trình phủ vi nang, nghiên cứu tính bền vững sản phẩm sau nhiều lần giặt, và chuyển giao công nghệ cho doanh nghiệp dệt may.

Hành động ngay hôm nay để ứng dụng công nghệ vi nang trong sản xuất vải chức năng, nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường y dược!