VŨ THỊ BÍCH NGỌC
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
Vũ Thị Bích Ngọc
CÔNG NGHỆ MÔI TRƢỜNG
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ MÀU NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM
BẰNG PHƢƠNG PHÁP OZON
QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH Ở LÀNG NGHỀ VẠN PHÚC
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Công nghệ môi trường
KHÓA: 2010B
Hà Nội – 2012
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
Vũ Thị Bích Ngọc
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ MÀU NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM
BẰNG PHƢƠNG PHÁP OZON
QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH Ở LÀNG NGHỀ VẠN PHÚC
Vũ Thị Bích Ngọc
Luận văn Thạc sĩ
Khóa 2010 - 2012
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học: "Nghiên cứu xử lý màu
nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp ozon quy mô hộ gia đình ở làng nghề
Vạn Phúc” là do tôi thực hiện với sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS.Trịnh Lê
Hùng. Đây không phải là bản sao chép của bất kỳ một cá nhân, tổ chức nào. Các số
liệu, nguồn thông tin trong luận văn là do tôi thực nghiệm, trích dẫn và tham khảo.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tôi đã trình bày
trong luận văn này.
Hà Nội, ngày 15 tháng 9 năm 2012.
Học viên
Vũ Thị Bích Ngọc
Luận văn Thạc sĩ
Khóa 2010 - 2012
COD
Chemical Oxygen Demand
Nhu cầu oxy hóa học
4
CI
Color Index
Chỉ số màu
5
CMC
Cacboxyl methyl cellulose
Cacboxyl methyl xenllulo
6
DFCP
Diflourchlopyrimidin
Difloclopyrimidin
Tổng cục thống kê Việt Nam
11
MCT
Monochlotriazin
Monoclotriazin
12
MFT
Monoflourtriazin
Monoflotriazin
13
Pt – Co
Platinum – Cobalt
Platin - Coban
14
TOC
Vinylsunfon
Khóa 2010 - 2012
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ
LÝ MÀU CỦA NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM ...................................................... 3
1.1. Ngành dệt và các vấn đề môi trƣờng do nƣớc thải dệt nhuộm ..................... 3
1.1.1. Sự phát triển của ngành dệt ở Việt Nam...................................................... 3
1.1.2. Đặc điểm làng nghề dệt nhuộm ở Việt Nam ............................................... 4
1.1.3. Hiện trạng môi trường do nước thải dệt nhuộm........................................... 5
1.2. Ô nhiễm màu môi trƣờng nƣớc do hoạt động dệt nhuộm ............................ 6
1.2.1. Công nghệ dệt nhuộm và nguồn phát sinh nước thải ................................... 6
1.2.1.1. Sản xuất sợi .......................................................................................... 7
1.2.1.2. Sản xuất vải .......................................................................................... 7
1.2.1.3. Quá trình nhuộm và hoàn thiện ............................................................ 9
1.2.2. Đặc điểm nước thải dệt nhuộm ................................................................. 12
1.2.3. Đặc điểm các chất màu sử dụng trong dệt nhuộm ..................................... 13
1.2.3.1. Khái quát về phẩm nhuộm ................................................................. 13
2.4. Các phƣơng pháp phân tích ......................................................................... 45
2.4.1. Xác định pH ............................................................................................. 45
2.4.2. Xác định độ màu ...................................................................................... 46
2.4.3. Xác định hàm lượng ozon trong nước ....................................................... 46
2.4.4. Xác định hàm lượng H2O2 ........................................................................ 47
2.4.5. Xác định nhu cầu oxi hóa hóa học (COD)................................................. 48
CHƢƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 49
3.1. Nghiên cứu khả năng xử lý màu của O3, các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu
suất quá trình oxi hóa bằng Ozon đối với mẫu phẩm nhuộm tự pha ............... 50
3.1.1. Đánh giá khả năng xử lý màu phẩm nhuộm của O3 ................................... 50
3.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý màu đối với mẫu phẩm nhuộm tự
pha bằng tác nhân Ozon ..................................................................................... 55
3.1.2.1. Nghiên cứu sự tiêu thụ và chuyển hóa Ozon trong quá trình Ozon ..... 55
3.1.2.2. Ảnh hưởng của pH và thời gian đến hiệu suất xử lý màu của phẩm
nhuộm trong quá trình oxi hóa bằng tác nhân Ozon ....................................... 58
3.2. So sánh hiệu quả xử lý màu của quá trình oxi hóa bằng Ozon với quá trình
Peroxon và quá trình sinh học hiếu khí. ............................................................. 63
3.3. Đánh giá khả năng xử lý màu của quá trình Ozon đối với nƣớc thải thực tế
tại làng nghề Vạn Phúc. Khảo sát khả năng phân hủy sinh học của mẫu sau xử
lý bằng Ozon. ....................................................................................................... 66
3.3.1. Đánh giá khả năng xử lý màu của Ozon đối với nước thải sau công đoạn
nhuộm (mẫu thực tế) lấy tại làng nghề Vạn Phúc. .............................................. 66
3.3.2. Khảo sát khả năng phân hủy sinh học của nước thải dệt nhuộm sau quá
trình xử lý bằng Ozon với hệ injecter - ống dòng. ............................................... 73
KẾT LUẬN .......................................................................................................... 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 77
PHỤ LỤC
Luận văn Thạc sĩ
gian trong quá trình xử lý màu bằng Ozon ở các điều kiện pH khác nhau. ............. 60
Bảng 3.8. Kết quả so sánh khả năng xử lý màu của quá trình oxi hóa bằng Ozon …
với quá trình Peroxon và quá trình sinh học hiếu khí ............................................. 64
Bảng 3.9. Giá trị một số thông số của nước thải thực tế tại làng nghề Vạn Phúc .... 67
Bảng 3.10. Kết quả khảo sát hiệu quả xử lý màu đối với nước thải thực tế bằng
cách sục Ozon trực tiếp ......................................................................................... 68
Bảng 3.11. Kết quả khảo sát hiệu quả xử lý màu đối với nước thải thực tế bằng
cách cấp Ozon qua hệ injector ............................................................................... 70
Bảng 3.12. Kết quả một số thông số đánh giá chất lượng nước sau xử lý bằng Ozon ..74
Bảng 3.13. Kết quả đánh giá khả năng phân hủy sinh học của nước thải dệt nhuộm
sau xử lý bằng Ozon .............................................................................................. 74
Luận văn Thạc sĩ
Khóa 2010 - 2012
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cán cân xuất – nhập khẩu hàng dệt may Việt Nam 2007-10/2011 .......... 4
Hình 1. 2. Cấu tạo của ozon ................................................................................... 29
Hình 1.3. Hai đường đi phản ứng oxi hoá của ozon trong dung dịch nước ............ 32
Hình 1.4. Phản ứng của ozon với các liên kết không no ......................................... 32
Hình 1.5. Cơ chế Criegree ..................................................................................... 33
Hình 1.6. Mô tả phản ứng Electrophilic của ozon với các chất hữu cơ thơm .......... 33
Hình 1.7. Các nhóm chức hữu cơ có thể bị oxi hóa bởi ozon ................................. 34
Hình 1.8. Sơ đồ phản ứng ozon hóa các chất hữu cơ thơm ..................................... 35
Luận văn Thạc sĩ
Khóa 2010 - 2012
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
MỞ ĐẦU
Ở nước ta, ngành dệt nhuộm chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân,
được tổ chức sản xuất rộng rãi từ quy mô hộ gia đình, làng nghề, hợp tác xã đến các
nhà máy xí nghiệp. Tuy nhiên, với công nghệ lạc hậu, thiết bị không đồng bộ, chắp vá,
phần lớn nhập từ Trung Quốc, Đài Loan hoặc tự chế tạo gia công trong nước, không có
hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh. Trong quá trình sản xuất, ngành dệt nhuộm sản
sinh ra một lượng lớn nước thải. Thành phần nước thải rất phức tạp bao gồm nhiều loại
hóa chất, đặc biệt là các loại phẩm màu đều bền trong môi trường, khó phân hủy sinh
học làm giảm khả năng truyền ánh sáng vào nước; ảnh hưởng nghiêm trọng tới các loài
sinh vật thủy sinh, gây ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường nước.
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về xử lý nước thải dệt nhuộm đặc biệt là
nghiên cứu xử lý màu của chúng đã được tiến hành nhằm hạn chế ảnh hưởng tiêu cực
của nó tới môi trường. Các phương pháp xử lý thông thường được sử dụng như hóa lí
(hấp phụ, keo tụ, ….) và sinh học cho hiệu quả xử lý không cao, tốn nhiều thời gian và
không triệt để, phát sinh một lượng lớn bùn thải sau đó phải tiếp tục xử lý như xử lý
chất thải rắn nên đòi hỏi vốn đầu tư cao, hiệu quả kinh tế thấp. Vì vậy, cần nghiên cứu
áp dụng các phương pháp đạt hiệu quả nhanh hơn, cao hơn như: điện hóa, sử dụng các
tác nhân oxy hóa như H2O2, HOCl, O3, ... Trong đó, phải kể đến các quá trình oxy hóa
dựa trên cơ sở Ozon có những lợi thế nhất định như chỉ sử dụng nguồn điện, không
gây ô nhiễm thứ cấp và dễ sử dụng, ….
1897. Tuy nhiên mãi đến năm 1976, các sản phẩm dệt nhuộm mới bắt đầu được xuất
khẩu tới các nước thuộc khối Hội đồng tương trợ kinh tế với bạn hàng đầu tiên và quan
trọng nhất là Liên Xô cũ thông qua các hợp đồng gia công. Với các hợp đồng gia công
như vậy, ngành dệt may Việt Nam đã phát triển nhanh chóng trong các năm 1987 –
1990, các xí nghiệp dệt may được thành lập trên khắp cả nước. Quá trình đổi mới đã
tạo cho ngành công nghiệp dệt may bước sang một giai đoạn mới với sự hội nhập
Quốc tế rộng rãi [5]. Theo số liệu của trung tâm thương mại thế giới, Việt Nam đứng
trong danh sách 10 nước có kim ngạch xuất khẩu lớn nhất thế giới về hàng dệt may
trong giai đoạn 2007 – 2009 và đứng vị trí thứ 7 [6]. Giai đoạn 2006 đến tháng 10 năm
2011, ngành dệt may đóng góp trên 15% vào tổng kim ngạch xuất khẩu của cả nước.
Bảng 1.1. Kim ngạch xuất khẩu hàng dệt may
Nguồn: GSO,HBBS
Việt Nam xuất khẩu hàng dệt may đi 54 thị trường trên toàn thế giới, 9 tháng
đầu năm 2011, kim ngạch xuất khẩu hàng dệt may đến các thị trường này chiếm gần
89,5% tổng kim ngạch. Tính chung cho cả ngành dệt may, Việt Nam là một nước xuất
khẩu ròng. Tuy nhiên, do ngành dệt may phải nhập khẩu đầu vào cho ngành với giá trị
Luận văn Thạc sĩ
3
Khóa 2010 - 2012
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
rất lớn, chiếm bình quân khoảng 60% tổng kim ngạch xuất khẩu từ 2007 đến tháng 10
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
Tuy nhiên, hiện nay mô hình sản xuất tại các làng nghề dệt nhuộm truyền thống
vẫn còn tồn tại một số các vấn đề cần quan tâm như:
•
Công nghệ sản xuất cũ kỹ, không đồng bộ mang tính thủ công cao.
•
Cơ sở hạ tầng thiếu thốn, nghèo nàn và tự phát.
•
Các thiết bị phụ trợ xử lý, giảm thiểu ô nhiễm môi trường không được trang
bị.
1.1.3. Hiện trạng môi trƣờng do ngành dệt nhuộm
*
Hiện trạng môi trường do ngành dệt nhuộm nói chung:
Trong những năm gần đây, ngành dệt nhuộm – may mặc được sự quan tâm của
nhà nước và đầu tư của nước ngoài, một số nhà máy lớn đã đầu tư trang bị kỹ thuật,
công nghiệp hiện đại. Nhiều loại máy móc, thiết bị hiện đại đã được đầu tư chiều sâu,
như các máy văng sấy Monforts, máy nhuộm liên tục Monforts; các máy in lưới quay
Stork, máy in lưới phẳng Buser; các máy nhuộm “khí động lực” (Air- Thies). Tuy vậy,
theo đánh giá của các chuyên gia, công đoạn nhuộm với 30% máy móc thiết bị cần
khôi phục, hiện đại hóa do đã sử dụng trên 20 năm [8], công đoạn dệt nhuộm vẫn đang
là nguồn gây ô nhiễm môi trường khá mạnh cả về lượng cũng như chất. Đối với các
mương dẫn qua cầu cánh Tiên đổ vào ao Độc Lập rồi xả trực tiếp xuống sông Nhuệ.
Vào mùa hè, mùi hôi thối, hắc của nước thải bốc lên nồng nặc từ các mương dẫn ảnh
hưởng rất lớn đến vệ sinh môi trường và sức khỏe người dân xung quanh.
Hàm lượng oxy hóa học COD trong các công đoạn tẩy, giũ hồ dao động trong
khoảng 400 – 1300 mg/l (vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 3-8 lần);
Độ màu của nguồn nước thải chung 650 - 750 Pt-Co, sau công đoạn nhuộm và
tẩy nhuộm độ màu thường rất cao, có lúc lên tới trên 10.000 Pt - Co.
Các chỉ tiêu khác của nguồn nước thải chung còn rất cao (như TSS có thể lên
tới 2.000mg/l, pH = 9 – 12, các ion vô cơ và hữu cơ, ….) chưa được xử lý đã thải trực
tiếp ra hệ thống ao, sông.
Ngoài ô nhiễm do nước thải còn ô nhiễm khí thải, rác thải và tiếng ồn. Rác thải
ở các làng nghề dệt Hà Đông chủ yếu là xơ nhộng, vụn bông, tơ vụn. Tiếng ồn phát
sinh ra do vận hành máy dệt, quấn sợi và do sự va chạm của thoi trong khi dệt, guồng
sợi. Khí thải sinh ra từ các phân xưởng dệt, lò hơi và các lò nấu tẩy nhỏ có dùng than
phục vụ quá trình giặt nóng, nấu, sấy, nhuộm.
1.2. Ô nhiễm màu môi trƣờng nƣớc do hoạt động dệt nhuộm
1.2.1. Công nghệ dệt nhuộm và nguồn phát sinh nƣớc thải
Ngành dệt là ngành công nghiệp có dây chuyền công nghệ phức tạp, áp dụng
nhiều loại hình công nghệ khác nhau. Đồng thời trong quá trình sản xuất sử dụng nhiều
Luận văn Thạc sĩ
6
Khóa 2010 - 2012
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
1.2.1.2. Sản xuất vải
Xơ và sợi là nguyên liệu sản xuất vải. Các loại vải được sản xuất gồm: vải dệt
thoi, vải dệt kim, vải không dệt, các công đoạn trong sản xuất vải bao gồm:
Xử lý vải: Các công đoạn chính trong giai đoạn này bao gồm: xử lý sơ bộ (giũ
hồ, nấu chuội, kiềm bóng, tẩy trắng); nhuộm và in hoa; hoàn tất.
* Giũ hồ: là quy trình loại bỏ các chất hồ (có 3 loại chất hồ: chất hồ tự nhiên
chất hồ tổng hợp và chất hồ hỗn hợp. Đối với vải tổng hợp, vải mộc thường có chứa
các chất hồ tổng hợp tan được trong nước và đất như polyvinyl alcohol - PVA,
carboxyl methyl cellulose - CMC và polyacrylytes. Để tách các chất hồ bám trên vải
Luận văn Thạc sĩ
7
Khóa 2010 - 2012
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
có thể sử dụng phương pháp enzyme (1% enzyme, muối và các chất ngấm) hoặc axit
(dung dịch H2SO4 0,5%). Trong công đoạn giũ hồ, 90% các chất thải được thải ra theo
nguồn nước thải – chứa các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học cao, khiến cho
dòng thải có độ ô nhiễm rất lớn. Dòng thải từ công đoạn giũ hồ có tải lượng BOD và
COD rất cao khoảng 600.000 mg/l. Các chất hồ tổng hợp khó phân hủy hoặc không
phân hủy sinh học có thể thoát ra qua hệ thống xử lý và gây độc hại cho nguồn nước
tiếp nhận.
* Nấu vải: Quá trình nấu được thực hiện để loại trừ phần hồ còn lại và các tạp
chất thiên nhiên của xơ như sáp, axit béo, dầu, … có trong vải. Quy trình này bao gồm
các bước sau:
Luận văn Thạc sĩ
8
Khóa 2010 - 2012
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
•
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
Chất điều chỉnh pH /chất mang: Gồm các hợp chất polyphosphate hoạt động
với tác dụng điều chỉnh pH, vận chuyển chất bẩn và cũng là chất tạo phức.
Các chất này làm tăng tải lượng photpho trong dòng thải.
•
Chất ổn định tẩy trắng: gồm EDTA, DTPA, axit gluconic và axit
phosphoric.
•
Các chất hoạt động bề mặt: thường là hỗn hợp chất anion như alkyl sulphate
và alkyl sulphonate, các hợp chất không điện li như alkylphenol ethoxylate
hoặc chất béo có thể phân hủy sinh học được như alcohol ethoxylate.
•
Các chất trắng quang học: Sử dụng các chất này có thể đạt được độ trắng mà
Axít
Len, lụa, rayon
Chứa phức kim loại Len, nylon
Độ tận trích
Lƣợng có trong
nƣớc thải
~98%
~ 2%
95 - 98 %
2-5%
95 - 98%
2-5%
Trực tiếp
Cotton, viscose
~ 80%
~ 20%
Cotton, viscose
~ 60%
~ 40%
Hoạt tính
Cotton, viscose
50 - 95%
5 - 40 %
Quy trình nhuộm tận trích có thể chia làm 3 giai đoạn:
•
Giai đoạn nhuộm (tận trích và hấp phụ): diễn ra sự khuếch tán của phẩm
nhuộm vào trong sợi vải.
•
Giai đoạn cân bằng: Là giai đoạn mà khi đó nồng độ phẩm nhuộm trên sợi
vải đạt đến gần hiệu suất phẩm nhuộm.
•
Giai đoạn gắn màu phẩm nhuộm: Mức độ gắn màu lên vải khi nhuộm thay
đổi tùy theo loại phẩm nhuộm và loại vải được nhuộm. Do đó, nồng độ
phẩm nhuộm trong nước thải cũng thay đổi tương ứng. Tỷ lệ màu gắn vào
Thời gian nhuộm
20 -200 phút
0,6 - 2 phút
Chất trợ trong quá trình nhuộm: Dự tính sử dụng lượng chất trợ nhuộm bằng 60
– 70% lượng phẩm nhuộm được sử dụng [9]. Các chất trợ trong nhuộm bao gồm các
loại chính sau:
Chất trợ phân tán: Sản phẩm chứa formaldehyde và các hợp chất tương tự, các
hoạt chất bề mặt đều có thể sử dụng làm chất phân tán.
Luận văn Thạc sĩ
10
Khóa 2010 - 2012
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
Chất làm đều màu: Có 3 nhóm chất làm đều màu: Chất xúc tác nhuộm, các sản
phẩm chứa ethoxylate, các hỗn hợp ancol, este hoặc xeton mạch trung bình.
Chất thấm ướt: Có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch nhuộm.
Chất tạo phức: EDTA và các chất tác nhân tạo phức liên quan DTPA, NTA và
dẫn xuất của axit phosphoric.
Chất điều chỉnh độ pH: Muối phosphate, axit acetic.
Các chất khử: có 3 nhóm gồm các chất khử chứa lưu huỳnh, các hợp chất hữu
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
1.2.2. Đặc điểm nƣớc thải dệt nhuộm
Quá trình sản xuất hàng dệt gây ra nhiều vấn đề lớn về môi trường. Dạng ô
nhiễm đáng chú ý nhất là nước thải, sau đó là khí thải và các chất thải rắn.
Nước thải: Nước được sử dụng rất nhiều trong quá trình xử lý vải ướt. Lượng
nước sử dụng thay đổi theo từng công đoạn và mặt hàng xử lý.
Có khoảng 88% nước sử dụng được thải ra dưới dạng nước thải và 12% thoát ra
do bay hơi. Nhìn chung, nước thải ngành dệt có pH kiềm tính, nhiệt độ cao, độ dẫn
điện lớn và tỷ lệ BOD : COD thấp. Giá trị đặc thù của tỉ lệ BOD : COD nằm trong
khoảng 1:12 tới 1:5. Ô nhiễm hữu cơ của nước thải chủ yếu được sinh ra từ quá trình
tiền xử lý bằng hóa chất. Dòng thải bao gồm nước thải chủ yếu từ các công đoạn sản
xuất sợi, dệt vải, nhuộm và hoàn tất.
Thành phần của nước thải phụ thuộc nhiều vào đặc tính của vật liệu được
nhuộm, phẩm nhuộm, phụ gia và các hóa chất khác được sử dụng.
Bảng 1.4. Các chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải ngành dệt nhuộm [2]
Công đoạn Chất ô nhiễm trong nƣớc thải
Giũ hồ
Tinh bột, glucose, caboxy metyl
BOD cao (chiếm 35% – 50%
xenlulo, polyvinyl ancol, nhựa chất béo
tổng BOD)
và sáp ,….
Nấu tẩy
NaOH, chất sáp, tro, soda, silicat natri
và xơ sợi vụn
kim loại, axit, …
cao
Vết tinh bột, mỡ động vật và muối
Luận văn Thạc sĩ
12
Kiềm nhẹ, BOD thấp
Khóa 2010 - 2012
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
1.2.3. Đặc điểm các chất màu sử dụng trong dệt nhuộm
1.2.3.1. Khái quát về phẩm nhuộm [1]
Phẩm nhuộm có thể có nguồn gốc thiên nhiên hoặc tổng hợp. Đặc điểm nổi bật
của các loại phẩm nhuộm là có độ bền màu – tính chất không bị phân hủy bởi những
điều kiện tác động khác nhau của môi trường. Màu sắc của phẩm nhuộm có được là do
cấu trúc hóa học của nó: Cấu trúc phẩm nhuộm bao gồm nhóm mang màu và nhóm trợ
màu. Nhóm mang màu là những nhóm chứa các nối đôi liên hợp với hệ điện tử π linh
động như >C=C<, >C=N-, >C=O, -N=N- ... nhóm trợ màu là những nhóm thế cho
hoặc nhận điện tử.
* Thuốc nhuộm Inđigoit: loại thuốc nhuộm này trước đây có nguồn gốc từ thực
vật, có màu xanh sẫm được chiết ra từ lá cây chàm nên được gọi là thuốc nhuộm màu
chàm. Cho tới năm 1900 thì bột chàm tự nhiên vẫn là nguồn thuốc nhuộm duy nhất.
Khi hóa học thuốc nhuộm phát triển, dựa trên gốc thuốc nhuộm Inđigo có trong lá
-
Thuốc nhuộm nhóm diaryl metan và triaryl metan: là dẫn xuất của metan mà
trong đó nguyên tử C trung tâm sẽ tham gia liên kết vào mạch liên kết của hệ mang
màu:
Diaryl metan
Triaryl metan
Đây là họ phẩm nhuộm phổ biến thứ 3 và chiếm 3% tổng số lượng phẩm nhuộm.
- Phẩm nhuộm phtaloxianin: Hệ mang màu trong phân tử của chúng là hệ liên
hợp khép kín. Họ phẩm nhuộm này có độ bền màu với ánh sáng rất cao, chiếm khoảng
2% tổng số lượng phẩm nhuộm.
* Phân loại theo đặc tính áp dụng: phân loại các loại phẩm nhuộm đã được
thống nhất trên toàn cầu và liệt kê trong bộ đại từ điển về phẩm nhuộm (Color Index –
CI). Và chia thành các nhóm phẩm nhuộm sau:
- Phẩm nhuộm hoàn nguyên: chiếm gần 80%, thuộc nhóm antraquinon, bao
gồm các loại:
Luận văn Thạc sĩ
14
Khóa 2010 - 2012
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
dạng không tan ban đầu.
- Phẩm nhuộm lưu hóa: chứa nhóm disunfua đặc trưng (D-S-S-D, trong đó D là
nhóm mang màu có thể chuyển về dạng tan (layco: D-S-) qua quá trình khử. Giống
như phẩm nhuộm hoàn nguyên, phẩm nhuộm lưu hóa dùng để nhuộm vật liệu xenlullo
qua 3 giai đoạn: hòa tan, hấp phụ vào xơ sợi và oxi hóa trở lại.
- Phẩm nhuộm phân tán: là loại phẩm nhuộm hòa tan rất ít trong nước. Xét về
mặt hóa học có đến 59% phẩm nhuộm phân tán thuộc cấu trúc azo, 32% thuộc cấu trúc
antraquinon, còn lại thuộc các lớp hóa học khác.
- Phẩm nhuộm bazơ – cation: Các phẩm nhuộm bazơ là các muối clorua, oxalat
hoặc muối kép của bazơ hữu cơ. Chúng dễ tan trong nước cho cation mang màu. Các
phẩm nhuộm bazơ biến tính – phân tử được đặc trưng bởi một điện tích dương không
định vị - gọi là phẩm nhuộm cation dùng để nhuộm xơ acrylic. Trong các màu phẩm
nhuộm bazơ, các lớp hóa học được phân bố: Azo (43%), metin (17%), triazylmetan
(11%), arcrydin (7%), antraquinon (5%) và 17% các loại khác [10].
- Phẩm nhuộm axit: Là muối của axit mạnh và bazơ mạnh, xét về cấu tạo hóa học
có 79% phẩm nhuộm axit azo, 10% là antraquinon, 5% triarylmetan và 6% các loại
khác.
Luận văn Thạc sĩ
15
Khóa 2010 - 2012
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
* Phẩm nhuộm trực tiếp: hay còn gọi là phẩm nhuộm tự bắt màu, là những hợp
có dạng tổng quát:
Luận văn Thạc sĩ
16
Khóa 2010 - 2012
Copyright: Tài liệu đại học ©