Nghiên cứu sự biến đổi cấu trúc và các tính chất cơ lý của da cá sấu hoa cà trước và sau khi thuộc bằng muối crom

Nội dung text: Nghiên cứu sự biến đổi cấu trúc và các tính chất cơ lý của da cá sấu hoa cà trước và sau khi thuộc bằng muối crom

1. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Số 43B, 2020 NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA DA CÁ SẤU HOA CÀ TRƢỚC VÀ SAU KHI THUỘC BẰNG MUỐI CROM NGUYỄN THỊ THU HẰNG1, NGUYỄN NGỌC THẮNG,2 1 Khoa Công nghệ may – Thời trang - Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM; 2 Viện Dệt may – Da giầy & Thời trang, Đại học Bách Khoa Hà Nội; thang.nguyenngoc@hust.edu.vn Tóm tắt. Da cá sấu chiếm đến 80% giá trị của con cá sấu và là loại da có giá trị kinh tế rất cao so với các loại da nguyên liệu khác. Đây là loại da quý với sự khác biệt lớn về cấu trúc, hoa văn bề mặt trên các phân vùng khác nhau của con da. Điều này làm nên sự độc đáo riêng cho từng sản phẩm thời trang sản xuất từ da cá sấu. Da cá sấu có giá trị lớn nhƣng lại dễ bị hƣ hại, suy giảm giá trị trong quá trình chăn nuôi, bảo quản và chế biến. Do vậy, da tƣơi cần đƣợc thuộc để tăng độ bền, ổn định tính chất và chống sự phân hủy của vi sinh vật. Nghiên cứu này đánh giá sự biến đổi màu sắc, đặc điểm cấu trúc và xác định các tính chất cơ lý cơ bản của các vùng da chính trên con da cá sấu Hoa Cà 2 năm tuổi trƣớc và sau khi thuộc bằng muối crom. Từ khóa. Cá sấu Hoa Cà, thuộc da, thuộc muối crom, cấu trúc, tính chất cơ lý. EFFECTS OF CHROME-TANNING PROCESS ON STRUCTURAL CHARACTERISTICS AND PHYSICO-MECHANICAL PROPERTIES OF CROCODYLUS POROSUS LEATHER Abstract. Crocodile leather occupied about 80% of the crocodile's value, and has high economic value. Due to the different in the structure and texture of the crocodile leather, each fashion products made from it is highly unique. Because the crocodile leather could be easily damaged during the breeding, harvest and production process, the leather must be tanned to improve the durability and practicability of leather products and prevent putrefaction. This research will consider the change in color, surface patterns, structures and physic-mechanical properties of the different leather parts. The leather part has been investigated before and after the tanning process with a chromium salt. In this research, 2 years old Crocodylus porosus crocodile was studied. Keywords. Crocodylus porosus, Leather tanning, Chrome tanning, structure, Physico-mechanical properties. 1 GIỚI THIỆU Da cá sấu là một trong những loại da có giá trị kinh tế rất cao so với các loại da nguyên liệu khác [1-4]. Trong các sản phẩm từ cá sấu, da thuộc là sản phẩm mang lại lợi nhuận cao nhất, chiếm đến 80% giá trị con cá sấu. Da cá sấu có lớp vẩy và vân hoa đẹp nên thƣờng đƣợc dùng làm da nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm thời trang cao cấp nhƣ túi xách, giầy, ví, dây lƣng Da cá sấu có các đặc trƣng riêng biệt mà các loại da động vật khác không có nhƣ lớp biểu bì rất phát triển với lớp ngoài cùng hóa sừng, tạo thành vẩy sừng xếp kề nhau, chỉ có phần gốc dính liền; vẩy lƣng có chứa “xƣơng da” rất cứng; phần da tiếp giáp nối các vẩy mỏng, độ bền kém; độ dày và độ cứng tại các vị trí khác nhau trên con da không đồng đều; cấu trúc lồi lõm của con da do các phần xƣơng da và các nốt sần tạo nên Do cấu trúc đặc trƣng nhƣ vậy nên cần sử dụng công nghệ và thiết bị chuyên dụng để thuộc và hoàn tất loại da này. Các nƣớc có công nghệ thuộc da và hoàn thiện da cá sấu chất lƣợng cao bao gồm Cộng hòa Ý, Cộng hòa Liên bang Đức, Cộng hòa Séc, Hàn Quốc, Thái Lan Các sản phẩm da cá sấu thuộc của các quốc gia này có chất lƣợng và giá trị rất cao trên thị trƣờng. Các công nghệ thuộc da và hoàn thiện luôn đi kèm với các thiết bị chuyên dụng, phù hợp với yêu cầu nghiên cứu và sản xuất. Tuy nhiên, các tài liệu kỹ thuật thuộc và hoàn thiện da cá sấu của họ không đƣợc công bố. Một số nƣớc châu Phi nhƣ Kennia, Zambia, © 2020 Trƣờng Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
2. 26 NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA DA CÁ SẤU HOA CÀ TRƢỚC VÀ SAU KHI THUỘC BẰNG MUỐI CROM Nam Phi cũng nuôi và chế biến da cá sấu, tuy nhiên công nghệ sản xuất da cá sấu chƣa hoàn thiện. Các quốc gia này thƣờng sử dụng các loại thảo mộc có sẵn tại vùng miền để thuộc trên các thiết bị thô sơ, thủ công, nên da thành phẩm chƣa đáp ứng đƣợc các yêu cầu khắt khe trên thị trƣờng [5,6]. Ở nƣớc ta, nghề nuôi và chế biến da cá sấu xuất hiện từ năm 1987, tập trung ở khu vực miền Nam [2- 4]. Trong những năm trở lại đây, nghề nuôi và chế biến các sản phẩm từ cá sấu đang đƣợc phát triển do nhu cầu thị trƣờng tăng mạnh. Da cá sấu có giá trị lớn nhƣng lại dễ bị hƣ hại nên kỹ thuật thuộc da cá sấu để đảm bảo thu đƣợc sản phẩm da thuộc có chất lƣợng tốt, đáp ứng yêu cầu của thị trƣờng luôn là "bí kíp" riêng của từng cơ sở thuộc da cá sấu. Ở các cơ sở đào tạo và viện nghiên cứu về da giầy, trong những năm qua đã thực hiện nhiều đề tài nghiên cứu nhằm hoàn thiện công nghệ và thiết bị sản xuất da thuộc cá sấu [2-4]. Các đề tài bƣớc đầu đã đạt đƣợc những kết quả khả quan và đã đƣợc áp dụng tại một số đơn vị sản xuất. Tuy nhiên, hiện nay, nhiều hóa chất, chất trợ mới có hiệu năng cao đã đƣợc thƣơng mại và đƣợc một số cơ sở sản xuất cập nhật để đáp ứng yêu cầu của thị trƣờng. Trong một nghiên cứu đã công bố [7], nhóm tác giả đã xây dựng đƣợc quy trình công nghệ thuộc da cá sấu Hoa Cà (Crocodylus porosus) ở Việt Nam dựa trên điều kiện thực tế sản xuất của một cơ sở chế biến da cá sấu thƣơng phẩm uy tín tại TP. Hồ Chí Minh - cơ sở sản xuất da cá sấu Út Nghiêm. Vì các phân vùng khác nhau trên con da cá sấu có sự khác biệt rất lớn về hoa văn bề mặt và cấu trúc bên trong nên tính chất cơ lý của các vùng da sẽ có sự khác biệt. Những hoa văn trên con da cá sấu tạo nên sự độc đáo, duy nhất của loại da này, nhƣng cũng gây khó khăn trong việc thiết kế và sản xuất các sản phẩm thời trang. Do vậy cần có những nghiên cứu chuyên sâu đánh giá sự biến đổi cấu trúc, màu sắc và tính chất cơ lý của da cá sấu tại các phân vùng khác nhau trƣớc và sau quá trình thuộc và hoàn tất, góp phần sử dụng chúng phù hợp và hiệu quả hơn. (a) (b) Hình 1. Con da cá sấu Hoa cà (a) trƣớc và (b) sau khi thuộc bằng muối crom. 2 THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất và vật liệu Trong nghiên cứu này, tác giả lựa chọn các con da cá sấu Hoa Cà (Crocodylus porosus) tƣơi, hai năm tuổi, đƣợc lột mổ tại vị trí bụng. Các con da cá sấu sau khi mổ đã đƣợc loại bỏ bạc nhạc, hình 1a. Da cá sấu sau đó đƣợc thuộc bằng muối crom, hình 1b. Các hóa chất sử dụng cho quá trình thuộc da là các hóa chất công nghiệp bao gồm: NaCl, NaHS, Na2S, CaCO3, H2O2 (Interox-ST50), HCOOH, HCl, Cr2(SO4)3, NaHCO3, HCOONa, chất S-A, Unisol DA, Unixol G1 Liq., Unical KG, PMA. © 2020 Trƣờng Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
3. NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA DA CÁ SẤU HOA CÀ 27 TRƢỚC VÀ SAU KHI THUỘC BẰNG MUỐI CROM 2.2 Quy trình công nghệ thuộc da Quy trình công nghệ thuộc da cá sấu Hoa Cà Việt Nam đã đƣợc xây dựng dựa trên điều kiện thực tế sản xuất của cơ sở sản xuất da cá sấu Út Nghiêm, TP. Hồ Chí Minh, và đƣợc trình bày chi tiết trong một bài báo của nhóm tác giả [7]. Theo đó, quy trình công nghệ thuộc da cá sấu Hoa Cà bằng phƣơng pháp thuộc muối crom đƣợc sơ đồ hóa và trình bày trong hình 2. Hình 2. Sơ đồ quy trình công nghệ thuộc da cá sấu bằng muối crom. Các hóa chất tính cho 1kg da cá sấu tƣơi. 2.3 Thiết bị và phƣơng pháp phân tích - Phân tích cấu trúc: Sử dụng phƣơng pháp phân tích ảnh hiển vi điện tử quét SEM (Scanning Electron Microscope EVO18 (CARL ZEISS)), thực hiện tại Trung tâm Công nghệ sinh học TPHCM để quan sát sự thay đổi cấu trúc vật liệu trƣớc và sau thuộc da [7-12]. - Phân tích sự biến đổi màu sắc: Sự biến đổi màu sắc của da cá sấu trƣớc và sau khi thuộc bằng muối crom đƣợc đánh giá thông qua phƣơng pháp đo màu quang phổ trên thiết bị Ci7800 Benchtop Spectrophotometer của hãng X-rite, theo © 2020 Trƣờng Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
4. 28 NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA DA CÁ SẤU HOA CÀ TRƢỚC VÀ SAU KHI THUỘC BẰNG MUỐI CROM tiêu chuẩn ISO 105-J01: 1997, đƣợc thực hiện tại công ty TNHH Một Thành Viên Dệt Kim Đông Xuân (Doximex). - Phân tích tính chất cơ lý: + Độ bền đứt, độ giãn đứt (TCVN 7121:2014) và độ bền xé (TCVN 7122-1:2007) đƣợc thực hiện trên thiết bị Universal Testing Machine - Titan 4, tại Phân viện Dệt May TPHCM. + Độ hấp thụ hơi nƣớc (TCVN 10455:2014) đƣợc thực hiện trên thiết bị đo độ hấp thụ hơi nƣớc tại Phân viện Dệt May TPHCM. Tất cả các mẫu phân tích đều đƣợc lấy trên cùng một con da cá sấu Hoa Cà trƣớc và sau khi thuộc, tại 3 phân vùng chính là lƣng, cạnh sƣờn và bụng. 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Đặc trƣng cấu trúc của các phân vùng chính trên da cá sấu trƣớc và sau thuộc [8-12] (A) (B) (C) Hình 3. Ảnh SEM mặt cắt (A) da bụng, (B) da cạnh sƣờn và (C) da lƣng cá sấu Hoa Cà: (a) da tƣơi và (b) da thuộc muối crom với độ phóng đại 50 và 200 . a. Vùng da bụng Da bụng là vùng da lớn và có giá trị cao của da cá sấu. Vùng này đặc trƣng bởi bề mặt khá nhẵn, phẳng do đây là vùng chịu ma sát mạnh nhất trong quá trình sinh sống của cá sấu. Trên bề mặt da vùng bụng có các vẩy hình chữ nhật và hình vuông phân bố đều đặn theo hàng ngang và so le theo hàng dọc. Giữa các vẩy có các rãnh phân giới không rõ nét nhƣ ở các vùng da lƣng và da cạnh sƣờn. Vùng da này có độ dày nhỏ nhất trong toàn bộ con da. Do vùng da này diện tích lớn, khá mềm mại, bề mặt nhẵn nên đƣợc lựa chọn để thiết kế các sản phẩm may mặc thời trang. Quan sát ảnh chụp bằng kính hiển vi điện tử quét SEM mẫu cắt vùng bụng da tƣơi và da thuộc muối crom, hình 3A, cho thấy sự giảm mật độ chặt chẽ của xơ da từ lớp mặt cật đến lớp da váng trên cả da tƣơi và da thuộc. So sánh mặt cắt ngang của da tƣơi và da thuộc ta thấy cấu trúc xơ da thuộc rõ ràng hơn, đƣợc mở rộng, đan bện vào nhau lỏng lẻo hơn. Trong cấu trúc da tƣơi khó quan sát đƣợc một cách rõ ràng các xơ collagen liên kết với nhau do sự có mặt của các thành phần protein dễ hòa tan, mỡ và các hợp chất khác tồn tại trong da. © 2020 Trƣờng Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
5. NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA DA CÁ SẤU HOA CÀ 29 TRƢỚC VÀ SAU KHI THUỘC BẰNG MUỐI CROM b. Vùng da cạnh sườn Da vùng cạnh sƣờn là vùng nằm giữa phần da lƣng và phần da bụng. Vùng da cạnh sƣờn giáp vùng lƣng đƣợc đặc trƣng với một hàng vẩy có kích thƣớc nhỏ hơn vẩy lớn của vùng da lƣng và chạy dọc cạnh sƣờn, một hàng vẩy nhỏ hơn chạy song song. Đan xen với các vẩy có kích thƣớc lớn là các vẩy nhỏ có hình dạng gần nhƣ bán cầu. Giữa các vẩy là các rãnh phân tách tuy nhiên các rãnh này không rõ và sâu nhƣ rãnh ngang của vùng da lƣng. Vùng da cạnh sƣờn giáp vùng bụng đƣợc đặc trƣng với một hàng vẩy có kích thƣớc nhỏ và đều đặn, có hình dạng quả trám với phần nhô cao lƣợn tròn. Vùng da này có các vẩy nhỏ nhô cao có cấu trúc xơ collagen khá chặt chẽ, tuy nhiên thô ráp và không đồng đều. Quan sát ảnh chụp bằng kính hiển vi điện tử quét mặt cắt vùng cạnh sƣờn da tƣơi và da thuộc, hình 3B, cho thấy vùng da cạnh sƣờn có cấu trúc gần giống da bụng, có sự giảm mật độ chặt chẽ của xơ da từ lớp mặt cật đến lớp da váng. Tuy nhiên, cấu trúc xơ da ở vùng cạnh sƣờn có sự đan bện chặt chẽ hơn so với vùng da bụng. c. Vùng da lưng Vùng da lƣng cá sấu có vẩy lớn hình chữ nhật, nhô cao, nằm theo hàng song song từ cổ đến đuôi. Tại lớp dƣới bề mặt cật của mỗi vẩy là lớp xơ collagen chặt chẽ gần nhƣ có cấu trúc đặc, chứa một tấm xƣơng da thành phần chính là CaCO3 nằm ngang dƣới lớp biểu bì. Trên xƣơng da có một số khoang rỗng. Da cá sấu phát triển và sừng hóa theo độ tuổi của con vật. Theo thời gian, các tế bào phát triển, dày thêm và cứng thêm nhiều, đặc biệt là các vẩy lớn trên vùng lƣng và một số vẩy nhỏ hơn ở vùng cạnh sƣờn. Quan sát ảnh chụp bằng kính hiển vi điện tử quét mẫu cắt vùng lƣng da tƣơi và da thuộc, hình 3C, cho thấy cấu trúc xơ collagen rất chặt chẽ và đặc khít trong cả mẫu da trƣớc và sau thuộc muối crom. Đó là do chúng đƣợc cấu tạo từ các tế bào sừng chắc chắn và cứng, tạo sự vững chắc cho các vảy lớn bên trên vùng da này. Trên mặt cắt mẫu da ta còn quan sát thấy các lỗ rỗng và có kích thƣớc tỉ lệ thuận với độ lớn của vảy. Ở vùng da này, mặt cắt mẫu da thuộc vẫn cho cấu trúc xơ da chặt chẽ, đặc nhƣ da tƣơi cho thấy sự bền vững của các tế bào sừng với các tác động cơ lý hóa trong quá trình thuộc. Nhƣ vậy, quá trình thuộc muối crom đã giúp da thuộc ổn định cấu trúc, không bị vi sinh vật và nấm mốc phân hủy, thuận lợi cho quá trình nhuộm và hoàn tất tiếp theo. 3.2 Sự biến đổi màu sắc của các phân vùng chính trên da cá sấu trước và sau thuộc [8-10, 12] Bảng 1. Các giá trị L*, a*, b*, C*, h° của mẫu da cá sấu Hoa Cà trƣớc và sau thuộc crom tại các phân vùng khác nhau. Nguồn sáng D65 - góc quan sát 10° Phân vùng con da L* a* b* C* ho Hình ảnh mẫu da Da bụng tƣơi 79,93 -1,28 19,45 19,49 93,76 Da bụng thuộc 74,44 -5,55 2,80 6,22 153,21 © 2020 Trƣờng Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
6. 30 NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA DA CÁ SẤU HOA CÀ TRƢỚC VÀ SAU KHI THUỘC BẰNG MUỐI CROM Da cạnh sƣờn tƣơi 42,42 0,43 3,92 3,94 83,78 Da cạnh sườn 71,53 -5,06 3,87 6,37 142,58 thuộc Da lƣng tƣơi 29,90 1,72 5,90 6,15 73,74 Da lưng thuộc 72,04 -6,09 4,14 7,37 145,78 Để đánh giá sự biến đổi màu sắc của da cá sấu trƣớc và sau khi thuộc bằng muối crom, tác giả sử dụng pháp đo màu quang phổ theo tiêu chuẩn ISO 105-J01: 1997. Các giá trị quang phổ L*, a*, b*, C*, h° của các mẫu da trƣớc và sau thuộc tại các phân vùng khác nhau đƣợc trình bày trong bảng 1. Từ kết quả đo màu cho thấy các mẫu da tƣơi tại các vị trí bụng, cạnh sƣờn và lƣng có sự khác biệt về màu sắc rõ ràng. Vùng da bụng có giá trị độ sáng L cao nhất, tiếp theo là da cạnh sƣờn và da lƣng. Vùng da lƣng con cá sấu tƣơi có các đốm đen xen vàng đặc trƣng của loại cá sấu Hoa Cà đƣợc nuôi tại khu vực miền Tây Nam Bộ. Các giá trị màu của các phân vùng của da tƣơi tuy khác nhau, nhƣng sau quá trình thuộc muốn crom, các thông số màu tại các vùng da khác nhau không có sự chênh lệch nhiều và da có màu xám xanh. Đó là do trong quá trình thuộc, da cá sấu đã đƣợc tẩy trắng toàn bộ con da, làm phần lƣng và cạnh sƣờn của con da có giá trị độ sáng L tăng lên nhƣ của vùng da bụng. Thêm vào đó, quá trình axit hóa và thuộc muối crom đã làm con da hấp thụ chất thuộc muối crom có màu xanh đen nên da thuộc có giá trị màu nghiêng về ánh xanh xám và độ sáng gần nhƣ đồng nhất trên các phân vùng da đã khảo sát. 3.3 Các tính chất cơ lý của các phân vùng chính trên da cá sấu trƣớc và sau thuộc Các tính chất cơ lý của da cá sấu Hoa Cà trƣớc và sau thuộc muối crom tại các phân vùng khác nhau đƣợc đánh giá theo các tiêu chuẩn. Các mẫu da thực nghiệm đƣợc cắt theo 2 hƣớng dọc và ngang con da tại mỗi vị trí lƣng, bụng và cạnh sƣờn. Kết quả đƣợc trình bày trong bảng 2 và biểu đồ hóa trên hình 4. Bảng 2. Kết quả khảo sát tính chất cơ lý của da cá sấu Hoa Cà trƣớc và sau thuộc crom tại các phân vùng khác nhau. Hƣớng Đơn vị Kết quả Stt cắt mẫu tính Lƣng Sƣờn Bụng Độ bền đứt (TCVN 7121:2014) Da tươi 1 Dọc (N/mm2) 5,3 24,6 37,3 Ngang (N/mm2) 15,1 23,7 39,9 © 2020 Trƣờng Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
7. NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA DA CÁ SẤU HOA CÀ 31 TRƢỚC VÀ SAU KHI THUỘC BẰNG MUỐI CROM Da thuộc muối crom Dọc (N/mm2) 4,2 10,0 20,7 Ngang (N/mm2) 9,1 9,9 16,1 Độ giãn đứt (TCVN 7121:2014) Da tươi Dọc (%) 25,4 64,7 53,9 2 Ngang (%) 16,6 66,8 39,2 Da thuộc muối crom Dọc (%) 29,4 69,2 46,9 Ngang (%) 57,3 91,5 86,7 Độ bền xé (TCVN 7122-1:2007) Da tươi Dọc (N) 53,2 57,6 45 3 Ngang (N) 93,3 55,2 29,6 Da thuộc muối crom Dọc (N) 59,7 47,5 34,2 Ngang (N) 57,8 19,3 26,2 Độ hấp thụ hơi nƣớc (TCVN 10455:2014) Da tươi 2 4 AWV (mg/cm ) - 16,9 9,1 Da thuộc muối crom 2 AWV (mg/cm ) - 6,6 1,5 Hình 4. Biểu đồ (a) Độ bền đứt, (b) Độ giãn đứt, (c) Độ bền xé và (d) Độ hấp thụ hơi nƣớc của da cá sấu da tƣơi và da thuộc crom theo hƣớng dọc và hƣớng ngang. © 2020 Trƣờng Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
8. 32 NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA DA CÁ SẤU HOA CÀ TRƢỚC VÀ SAU KHI THUỘC BẰNG MUỐI CROM Kết quả khảo sát độ bền đứt theo hình 4a ta thấy độ bền đứt theo cả hƣớng dọc và hƣớng ngang của da thuộc ở ba phân vùng đều giảm tƣơng đối so với da cá sấu tƣơi là do trong quá trình thuộc, một số hợp chất protein, mỡ có trong da đã đƣợc loại bỏ làm cho các bó xơ collagen liên kết với nhau lỏng lẻo hơn so với da tƣơi, làm giảm độ bền đứt của vật liệu. Ngoài ra, da vùng bụng có độ bền đứt cao nhất, kế đến là phần da sƣờn và sau cùng là phần da lƣng. Điều này cho thấy ảnh hƣởng lớn của các rãnh giữa các vảy trên da cá sấu, là khu vực dễ bị phá hủy nhất khi tác động lực cơ học lên mẫu da. Vùng da lƣng có các vảy lớn xen kẽ là các rãnh sâu, cấu trúc không đồng đều nhƣ vùng da bụng nên chịu lực tác động kéo đứt kém hơn mẫu da bụng. So với da cá sấu tƣơi, độ giãn đứt của da thuộc có xu hƣớng tăng, đặc biệt theo hƣớng ngang, hình 4b. Hơn nữa, ở các vùng da khác nhau, dù ở nhóm da tƣơi hay đã thuộc, theo hƣớng ngang hoặc dọc, đều có chung một quy luật đó là vùng da sƣờn có độ giãn đứt cao nhất, kế đến là vùng da bụng, sau cùng là vùng da lƣng. Một số hợp chất trong da tƣơi đã đƣợc loại bỏ và muối crom tạo phức với protein trong xơ collagen làm các bó xơ đan bện ít chặt chẽ hơn so với da tƣơi dẫn đến tăng độ giãn đứt, phù hợp với các quan sát trên ảnh chụp SEM các mẫu da trƣớc và sau thuộc. Ảnh SEM chụp mặt cắt các vùng da cho thấy cấu trúc xơ da ở vùng cạnh sƣờn có sự đan bện chặt chẽ hơn so với vùng da bụng và không bó chặt nhƣ vùng da lƣng. Điều này cùng với độ định hƣớng các sợi collagen dẫn đến giá trị độ giãn đứt của vùng da sƣờn cao nhất. Quan sát hình 4c ta thấy độ bền xé của da sau thuộc giảm tƣơng đối theo cả hƣớng dọc và hƣớng ngang. Độ bền xé các vùng da giảm dần theo thứ tự từ vùng da lƣng, đến da sƣờn và da bụng. Khi so sánh với độ bền đứt của vật liệu này ta thấy độ bền đứt và độ bền xé tỉ lệ nghịch với nhau. Một điều cần chú ý khi thực hiện các đánh giá tính chất cơ học với các vùng da ca sấu, nhất là khi xác định độ bền xé, thì việc chuẩn bị mẫu và chọn vị trí xé mẫu là rất quan trọng do đặc trƣng của loại da này có các vảy và rãnh phân bố không đồng nhất ngay cả trên cùng một phân vùng. Độ hấp thụ hơi nƣớc của vật liệu da cá sấu sau thuộc có ý nghĩa quan trọng cho việc hấp thụ thuốc nhuộm và các hóa chất hoàn tất trong các công đoạn tiếp theo. Kết quả khảo sát độ hấp thu hơi nƣớc đƣợc trình bày ở hình 4d cho thấy độ hấp thụ hơi nƣớc của da cá sấu da tƣơi cao hơn nhiều so với da thuộc crôm theo cả hƣớng dọc và hƣớng ngang. Đó là do trong cấu trúc da tƣơi có chứa một lƣợng muối ăn ngấm vào trong quá trình bảo quản da bằng phƣơng pháp ƣớp muối, cho dù mẫu da đã đƣợc rửa sạch và sấy khô trƣớc khi thí nghiệm. Các tinh thể muối NaCl có khả năng hấp thụ lƣợng nƣớc lớn hơn so với xơ da dẫn đến độ hấp thụ hơi nƣớc qua da tƣơi sẽ cao hơn. So sánh giữa các vùng da sƣờn và da bụng cho thấy độ hấp thụ hơi nƣớc của da sƣờn cao hơn ngay cả sau khi thuộc. Điều này có thể giải thích là do vùng da sƣờn có mật độ xơ collagen cao hơn, làm tăng độ xốp của vật liệu so với vùng da bụng và không quá chặt chẽ nhƣ da lƣng nên khả năng hấp thụ ẩm và trữ ẩm tốt hơn. 4 KẾT LUẬN Nghiên cứu đã khảo sát đánh giá sự thay đổi màu sắc, đặc điểm cấu trúc và các tính chất cơ lý cơ bản của các phân vùng chính trên con da cá sấu Hoa Cà (Crocodylus porosus) trƣớc và sau khi thuộc muối crom. Kết quả cho thấy sau quá trình thuộc muối crom, màu sắc da thuộc đồng đều ở tất cả các phân vùng, cấu trúc xơ da lỏng lẻo hơn do các protein dễ hòa tan, mỡ và các hợp chất khác đã đƣợc loại bỏ. Độ bền đứt, độ bền xé và độ hấp thụ hơi nƣớc của da thuộc theo cả hƣớng dọc và hƣớng ngang có xu hƣớng giảm, trong khi độ giãn đứt có xu hƣớng tăng so với da cá sấu tƣơi. Nhƣ vậy, quá trình thuộc muối crom đã giúp da cá sấu Hoa Cà đồng đều màu sắc, ổn định cấu trúc, bền hơn trong quá trình sử dụng, không bị vi sinh vật và nấm mốc phân hủy và giúp mở rộng phạm vi sử dụng cho da. Kết quả của nghiên cứu này là cơ sở cho các nhà công nghệ và thiết kế lựa chọn phù hợp và hiệu quả các phân vùng da trong quá trình sản xuất các sản phẩm da giầy, may mặc thời trang. LỜI CẢM ƠN Nhóm tác giả xin cảm ơn sự hỗ trợ kinh phí từ Trƣờng Đại học Công nghiệp TP.HCM thông qua đề tài cấp Trƣờng 181.MTT01. Đồng thời cảm ơn các thầy cô Bộ môn Vật liệu & CN Hóa dệt, Viện Dệt may - Da giầy và Thời trang – Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, Phân viện Dệt may TP. Hồ Chí Minh, Trung © 2020 Trƣờng Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
9. NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA DA CÁ SẤU HOA CÀ 33 TRƢỚC VÀ SAU KHI THUỘC BẰNG MUỐI CROM tâm Công nghệ sinh học TP. Hồ Chí Minh đã hỗ trợ để chúng tôi hoàn thành nghiên cứu này. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sổ tay kỹ thuật thuộc da, Viện nghiên cứu Da giầy, Hà Nội, 2001. [2] Lê Văn Kha. Nghiên cứu công nghệ thuộc và hoàn thiện nhằm nâng cao chất lƣợng sản phẩm và khai thác tối ƣu nguồn da nguyên liệu cá sấu trong nƣớc, Viện Nghiên cứu Da - Giầy, 2009. [3] Nguyễn Hữu Cung. Nghiên cứu thực trạng chăn nuôi và chế biến sản phẩm từ da cá sấu, đà điểu và đề xuất mô hình khai thác tối ƣu nguồn cá sấu, đà điểu trong nƣớc, Viện NCDG, 2008. [4] Hoàng Mạnh Hùng. Nghiên cứu công nghệ thuộc và trau chuốt da cá sấu, đà điễu, da trăn để làm các mặt hàng da cao cấp phục vụ tiêu dùng trong nƣớc và xuất khẩu, Viện Nghiên cứu Da - Giầy, 2005. [5] A.A. Aguirre and R. Sukumar. Tropical Conservation: Perspectives on Local and Global Priorities, Chapter 21: Successes and failures of crocodile harvesting strategies in the Asia Pacific Region, Oxford University Press, New York, 2016, 345-362. [6] P. B. Walsh. Crocodile leather techniques in Italy, Chipping Norton, 2005. [7] Nguyễn Ngọc Thắng, Nguyễn Thị Thu Hằng. Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ thuộc da cá sấu Hoa cà Việt Nam, Kỷ yếu hội nghị khoa học toàn quốc về Dệt May- Da Giầy lần thứ 1, 2018. [8] Bùi Văn Huấn, Phạm Minh Phụng. Nghiên cứu khảo sát đặc trƣng cấu trúc và đánh giá các tính chất cơ lý cơ bản của da cá sấu Việt Nam. Tạp chí cơ khí Việt Nam, 10/2016, 64-70. [9] Bùi Văn Huấn, Nguyễn Gia Phong, Nguyễn Thị Thu Luyện. Nghiên cứu khảo sát cấu trúc và tính chất của da từ xơ vi mảnh (microfber leather) để làm mũ giầy. Tạp chí cơ khí Việt Nam, 10/2016, 54-59. [10] Đoàn Anh Vũ, Dƣơng Thị Hoàn. Nghiên cứu khảo sát khả năng phân tách phế liệu da thuộc của sản xuất giầy thành vật liệu có cấu trúc dạng xơ. Tạp chí Khoa học và Công nghệ các trƣờng đại học, 116, 2017. [11] Francesca Monticellia, Cecilia Goraccia, Marco Ferrari. Micromorphology of the fiber post-resin core unit: a scanning electron microscopy evaluation. Dental Materials, 20, 2004, 176-183. [12] Jianzhong Ma, Xiujuan Lv, Dangge Gao, Yun Li, Bin Lv, Jing Zhang. Nanocomposite-based green tanning process of suede leather to enhance chromium uptake. Journal of Cleaner Production. 72, 2014, 120-126. Ngày nhận bài: 24/05/2019 Ngày chấp nhận đăng: 20/09/2019 © 2020 Trƣờng Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh