Nghiên cứu công nghệ tạo màu móng tay giả thẩm mỹ từ latex cao su thiên nhiên

i LỜI CẢM ƠN Sau khi hoàn thành đề tài luận văn “Nghiên cứu công nghệ tạo màu móng tay giả thẩm mỹ từ latex cao su thiên nhiên”, với tình cảm chân thành, tôi xin bày tỏ lòng biết

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2019

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TẠO MÀU MÓNG TAY GIẢ THẨM MỸ TỪ LATEX CAO SU THIÊN

NHIÊN

GVHD: Nguyễn Hưng Thủy SVTH: Vũ Thị Hải Lam MSSV: 15128032

S K L 0 0 5 9 7 4

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

- -

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

MÃ SỐ KHÓA LUẬN: PO.19.04

MSSV: 15128032

Tp Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2019

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TẠO MÀU

MÓNG TAY GIẢ THẨM MỸ TỪ

LATEX CAO SU THIÊN NHIÊN

GVHD: Th.S NGUYỄN HƯNG THỦY SVTH: Vũ Thị Hải Lam

i

LỜI CẢM ƠN

Sau khi hoàn thành đề tài luận văn “Nghiên cứu công nghệ tạo màu móng tay giả thẩm mỹ từ latex cao su thiên nhiên”, với tình cảm chân thành, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới trường Đại học Sư phạm Kĩ thuật thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho tôi có môi trường học tập tốt trong suốt thời gian tôi học tập, nghiên cứu tại trường Khóa luận tốt nghiệp là một trải nghiệm thực tế trước khi hoàn thành công việc học tập tại trường Trong quá trình làm khóa luận tốt nghiệp tôi đã nhận được rất nhiều

sự giúp đỡ để hoàn tất luận văn

Trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và tri ân sâu sắc tới cô Nguyễn Hưng Thủy, người đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm và động viên tinh thần cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này Cô đã tạo mọi điều kiện để tôi có thể hoàn thành tốt khóa luận của mình

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy Huỳnh Nguyễn Anh Tuấn đã hỗ trợ và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm thí nghiệm và xin gửi lời cảm ơn đến tất cả thầy cô Khoa Công Nghệ Hóa Học, Trường Đại học Sư phạm Kĩ thuật thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho tôi nhiều kiến thức bổ ích trong thời gian học tập tại trường và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiên luận văn này

Sau cùng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và các bạn sinh viên lớp Công nghệ

Kĩ thuật hóa học đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn Cảm ơn bạn Huỳnh Như đồng hành và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua Đồng thời, xin gửi lời cám ơn đến các bạn đáp viên đã nhiệt tình tham gia trả lời câu hỏi khảo sát

Lời cuối cùng, tôi xin kính chúc tất cả mọi người nhiều sức khỏe, thành công trong công việc và gặp nhiều may mắn trong cuộc sống

Người viết

ii

Vũ Thị Hải Lam

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn khoa học của cô Nguyễn Hưng Thủy Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong luận văn này là trung thực và chưa công bố dưới bất kì hình thức nào trước đây

Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tôi thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các nghiên cứu khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc Nếu phát hiện có bất kì sự gian lận nào, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình

Người viết

Vũ Thị Hải Lam

iii

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu và thương mại của ngón tay giả thẩm mỹ 1

1.1.1 Nhu cầu của ngón tay giả thẩm mỹ 1

1.1.2 Các nghiên cứu về ngón tay giả thẩm mỹ 2

1.1.2.1 Trên thế giới 2

1.1.2.2 Tại Việt Nam 2

1.1.3 Sản phẩm thương mại của ngón tay giả thẩm mỹ 3

1.1.3.1 Trên thế giới 3

1.1.3.2 Tại Việt Nam 4

1.2 Tổng quan về latex cao su thiên nhiên 5

1.2.1 Định nghĩa latex cao su thiên nhiên 5

1.2.2 Thành phần hóa học của latex cao su thiên nhiên 6

1.2.2.1 Hydrocarbon cao su 6

1.2.2.2 Protein 7

1.2.2.3 Lipid 7

1.2.2.4 Glucid 8

1.2.2.5 Khoáng 8

1.2.3 Phân loại latex cao su thiên nhiên 8

1.2.4 Tính chất latex cao su thiên nhiên 9

1.3 Sự lưu hóa cao su 10

iv

1.3.1 Định nghĩa 10

1.3.2 Lưu hóa với lưu huỳnh 10

1.3.2.1 Cơ chế lưu hóa với lưu huỳnh 10

1.3.2.2 Đặc tính lưu hóa 12

1.3.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ lý của cao su lưu hóa 13

1.4 Hóa chất phối trộn với latex cao su thiên nhiên 14

1.4.1 Chất lưu hóa 14

1.4.1.1 Lưu huỳnh 15

1.4.2 Chất xúc tiến 17

1.4.2.1 Định nghĩa và công dụng 17

1.4.2.2 Diethyl dithiocarbamate kẽm (EZ) 17

1.4.3 Chất trợ xúc tiến 18

1.4.3.1 Định nghĩa và công dụng 18

1.4.3.2 Oxide kẽm (ZnO) 19

1.4.3.3 Acid stearic 20

1.4.4 Chất phòng lão 21

1.4.4.1 Định nghĩa và công dụng 21

1.4.4.2 Butylated Hydroxy Toluene (BHT) 22

1.4.5 Chất làm đặc 22

1.4.5.1 Định nghĩa 22

1.4.5.2 Cenllulose Ether (HEC) 22

v

1.4.6 Chất màu sử dụng cho cao su 23

1.5 Màu sắc của cao su 24

1.6 Cấu tạo và màu sắc của móng tay người 24

1.6.1 Cấu tạo 24

1.6.2 Màu sắc 24

1.7 Qui trình gia công sản phẩm từ latex cao su thiên nhiên 26

1.7.1 Cân đong 26

1.7.2 Khuấy trộn 27

1.7.3 Định hình sản phẩm 27

1.7.4 Lưu hóa 27

1.7.5 Giải nhiệt 28

1.7.6 Hoàn tất- KCS 28

1.8 Các phương pháp đánh giá tính chất 28

1.8.1 Xác định tổng hàm lượng chất rắn của latex CSTN 28

1.8.1.1 Mục đích 28

1.8.1.2 Nguyên tắc 29

1.8.1.3 Thiết bị, dụng cụ 29

1.8.1.4 Cách chuẩn bị mẫu 29

1.8.2 Phương pháp đánh giá cơ tính 29

1.8.3 Phương pháp tồn trữ nhiệt 29

1.8.4 Phương pháp gia tốc thời tiết Q-UV 30

1.8.4.1 Mục đích sử dụng 30

vi

1.8.4.2 Nguyên lý hoạt động 30

1.8.4.3 Thiết bị phân tích 32

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1 Phương pháp thực nghiệm 33

2.1.1 Nguyên vật liệu và đơn phối liệu 33

2.1.1.1 Nguyên vật liệu 33

2.1.1.2 Đơn phối liệu 38

2.1.2 Thiết bị- dụng cụ thí nghiệm 39

2.1.3 Qui trình thực nghiệm 39

2.1.3.1 Cách tạo khuôn 40

2.1.3.2 Cách tạo huyền phù nguyên liệu 41

2.1.3.3 Phương pháp làm ngón tay giả 42

2.2 Nội dung nghiên cứu 43

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu 43

2.2.2 Chọn các yếu tố khảo sát 44

2.2.3 Khảo sát màu móng tay người 45

2.2.4 Khảo sát cách tạo móng của ngón tay giả thẩm mỹ 45

2.2.5 Khảo sát lớp ngoài của móng tay 48

2.2.6 Khảo sát màu lớp trong móng tay 49

2.2.7 Khảo sát độ bền màu móng tay 52

2.2.8 Khảo sát cơ tính 53

vii

2.2.9 Khảo sát tính ứng dụng 54

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 55

3.1 Kết quả khảo sát màu móng tay người 55

3.2 Kết quả khảo sát cách tạo móng của ngón tay giả thẩm mỹ 58

3.3 Kết quả khảo sát màu lớp ngoài móng tay 61

3.4 Kết quả khảo sát màu lớp trong móng tay 63

3.5 Kết quả khảo sát độ bền màu móng tay 65

3.6 Kết quả khảo sát cơ tính 67

3.7 Kết quả khảo sát tính ứng dụng 69

3.7.1.1 Giá thành 69

3.7.1.2 Sử dụng sơn móng tay 70

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

PHỤ LỤC 1

viii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tỉ lệ các thành phần của latex cao su thiên nhiên 6

Bảng 1.2 Bảng các nguyên tố khoáng có trong latex 8

Bảng 1.3 Chỉ tiêu chất lượng ZnO thường (AFIC) 19

Bảng 2.1 Đơn phối liệu của các huyền phù nguyên liệu 38

Bảng 2.2 Thành phần khối lượng và tỉ lệ phần trăm nguyên liệu 38

Bảng 2.3 Các phương pháp tạo móng tay 45

Bảng 2.4 Đơn phối liệu lớp ngoài của móng tay 48

Bảng 2.5 Công thức màu của lớp ngoài móng tay 49

Bảng 2.6 Đơn phối liệu màu của lớp trong móng tay 50

Bảng 2.7 Công thức màu của lớp trong móng tay 50

Bảng 2.8 Tên và kí hiệu các mẫu đo cơ tính 53

Bảng 3.1 Kết quả khảo sát màu móng tay người 55

Bảng 3.2 Kết quả khảo sát cách tạo móng của ngón tay giả thẩm mỹ 58

Bảng 3.3 Kết quả kiểm tra cơ tính của cao su lưu hóa hai lần 60

Bảng 3.4 Kết quả khảo sát màu lớp ngoài móng tay 61

Bảng 3.5 Kết quả Δ E trung bình của các mẫu 66

Bảng 3.6 Kết quả đo cơ tính 68

Bảng 3.7 Giá thành sản phẩm ngón tay giả 69

ix

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Ngón tay giả thẩm mỹ 1

Hình 1.2 Sản phẩm ngón tay giả của công ty Dianheht 3

Hình 1.3 Ngón tay giả thẩm mỹ bằng silicon 4

Hình 1.4 Công thức cấu tạo của isoprene 7

Hình 1.5 Công thức cấu tạo của polyisopren 7

Hình 1.6 Cơ chế lưu hóa cao su bằng lưu huỳnh 10

Hình 1.7 Ảnh hưởng của thời gian nung nóng tới cơ tính cao su lưu hóa 13

Hình 1.8 Ảnh hưởng của thời gian lưu hóa tới cơ tính cao su lưu hóa 13

Hình 1.9 Ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa tới cơ tính cao su lưu hóa 14

Hình 1.10 Ảnh hưởng của tỉ lệ lưu huỳnh tới cơ tính cao su lưu hóa 14

Hình 1.11 Công thức cấu tạo Diethyl dithiocarbamate kẽm 17

Hình 1.12 Công thức cấu tạo BHT 22

Hình 1.13 Cấu tạo móng tay người 25

Hình 1.14 Qui trình gia công sản phẩm từ latex cao su thiên nhiên 26

Hình 1.15 Mô hình CIE Lab 31

Hình 1.16 Máy kiểm tra độ lão hóa QUV-XHS340 32

Hình 1.17 Máy so màu X-rite Ci7500 32

Hình 2.1 Lưu huỳnh 33

Hình 2.2 Latex cao su 33

Hình 2.3 Kẽm oxit 34

x

Hình 2.4 EZ 34

Hình 2.5 Axit stearic 34

Hình 2.6 Chất trợ phân tán Tamol 34

Hình 2.7 Chất phá bọt 35

Hình 2.8 BHT 35

Hình 2.9 Chất làm đặc HEC 35

Hình 2.10 Bột màu Manganese Violet (màu tím) 37

Hình 2.11 Bột màu Reborn Soft Pink (màu hồng) 37

Hình 2.12 Bột màu Dark Translucent (màu nude) 37

Hình 2.13 Thạch cao vàng 37

Hình 2.14 Sơ đồ khối quy trình gia công tạo màu móng trên ngón tay giả 39

Hình 2.15 Khuôn ngón tay 41

Hình 2.16 Bàn khuôn móng tay 41

Hình 2.17 Huyền phù lưu huỳnh 42

Hình 2.18 Sản phẩm ngón tay giả bằng cao su latex (bao gồm phần móng) 43

Hình 2.19 Sơ đồ nội dung nghiên cứu 44

Hình 2.20 Sơ đồ nội dung nghiên cứu 44

Hình 2.21 Nửa khuôn mặt trên của ngón tay 46

Hình 2.22 Khuôn khuyết một mặt đốt đầu ngón tay 46

Hình 2.23 Bàn khuôn vẽ móng 47

Hình 2.24 Móng tay 47

xi

Hình 2.25 Cách vẽ móng tay lên khuôn 48

Hình 2.26 Móng tay mẫu 49

Hình 2.27 Biểu đồ khối lượng bột màu hồng và tím 52

Hình 2.28 Chuẩn bị mẫu đo QUV 53

Hình 3.1 Móng tay người màu Hồng nhạt 55

Hình 3.2 Móng tay người màu Hồng đậm 56

Hình 3.3 Móng tay người màu hồng trắng 56

Hình 3.4 Móng tay người màu hồng tím 56

Hình 3.5 Móng tay màu hồng đậm Hình 3.6 Móng tay màu hồng nhạt 57

Hình 3.7 Móng tay màu hồng trắng Hình 3.8 Móng tay màu hồng tím 57

Hình 3.9 Liềm móng ở các móng tay 58

Hình 3.10 Sản phẩm ghép nửa khuôn 59

Hình 3.11 Sản phẩm ghép khuôn đốt đầu ngón tay 59

Hình 3.12 Sản phẩm gắn móng tay đã lưu hóa lên khuôn 60

Hình 3.13 Sản phẩm vẽ móng lên ngón tay đã lưu hóa 60

Hình 3.14 Sản phẩm vẽ móng trên khuôn ngón tay thành công 60

Hình 3.15 Sản phẩm vẽ móng trên khuôn ngón tay bị lỗi 60

Hình 3.16 Mẫu có lớp ngoài không màu (MCS) 62

Hình 3.17 Mẫu không có lớp ngoài (KN) 62

Hình 3.18 Mẫu có lớp ngoài nude 1 (N1) 62

Hình 3.19 Mẫu có lớp ngoài nude 2 (N2) 62

xii

Hình 3.20 Kết quả khảo sát màu lớp trong móng tay 64

Hình 3.21 Mẫu T9 65

Hình 3.22 Mẫu móng tay người 65

Hình 3.23 Mẫu T9 (Q-UV) 65

Hình 3.24 Mẫu H9 (Q-UV) 66

Hình 3.25 Mẫu HT9 (Q-UV) 66

Hình 3.26 Đồ thị Δ E trung bình của các mẫu sau khi gia tốc thời tiết 67

Hình 3.27 Đồ thị biểu diễn cơ tính của vật liệu làm móng tay giả (CSLH1) 68

Hình 3.28 Đồ thị so sánh độ bền kéo của CSTN và Silicon 68

Hình 3.29 Đồ thị so sánh độ bền kéo của CSTN và Silicon 69

Hình 3.30 Móng tay có lớp sơn bóng 70

xiii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CSTN Cao su thiên nhiên

EZ Diethyl dithiocarbamate Zinc

BHT Butylated Hydroxy Toluen

HEC Cenllulose Ether

Tp.HCM Thành phố Hồ Chí Minh

KCS Bộ phận kiểm tra chất lượng sản phẩm

xiv

TÓM TẮT

Luận văn được thực hiện nhằm nghiên cứu kĩ thuật tạo ra màu móng tay giả thẩm mỹ từ latex cao su thiên nhiên có thể áp dụng vào thực tế sản xuất Hướng tới tạo ra ngón tay giả thẩm mỹ hoàn chỉnh với hình dạng, màu da và màu móng chân thực, phù hợp với người khuyết tật Việt Nam

Các khảo sát đã thực hiện là: khảo sát màu móng tay người thật, khảo sát công thức pha màu, cách gia công tạo màu cho móng tay giả thẩm mỹ bằng nguyên liệu latex cao

su thiên nhiên Sau khi tạo được móng tay thành phẩm, luận văn cũng tiến hành đánh giá tính chất cơ lí, độ bền màu, độ lão hóa của thành phẩm và so sánh với các sản phẩm thương mại đã có trên thị trường

Kết quả có được từ các khảo sát 50 người Việt Nam từ 18 đến 30 tuổi cho thấy móng tay người có các sắc hồng khác nhau; kết quả khảo sát công thức pha màu đã tạo được những màu cơ bản và tìm ra hướng điều chỉnh màu phù hợp với từng người cụ thể; cách gia công móng tay hiệu quả nhất là vẽ móng lên khuôn thạch cao của ngón tay sau đó mới tiến hành gia công ngón tay

Kết quả có được từ những phương pháp đánh giá móng tay thành phẩm cho thấy: các loại bột màu sử dụng để tạo màu móng trong đề tài này có độ bền màu tốt; móng tay

có thể bền màu sau một năm sử dụng Sản phẩm tránh tiếp xúc với nhiệt độ cao do có thể gây lão hóa làm giảm cơ tính và biến màu Giá thành sản phẩm thấp, phù hợp với người khuyết tật có thu nhập thấp

Trên thị trường, hầu hết các sản phẩm ngón tay giả thẩm mỹ chế tạo từ cao su silicone có giá thành cao Trong khi đó, các người lao động trẻ, vị thành niên không may mắn

bị tai nạn thường có hoàn cảnh gia đình khó khăn, thu nhập thấp, không ổn định Số người được các tổ chức nhân đạo hỗ trợ cho việc lắp tay chân giả là không nhiều Tại Việt Nam, cây cao su được trồng rộng rãi, khai thác tốt và là nguyên liệu có giá thành thấp Việc sử dụng nguyên liệu latex cao su thiên nhiên (với dung môi là nước) thay thế cao su silicone trong việc làm ngón tay giả thẩm mỹ là phù hợp, theo hướng thân thiện môi trường, hạn chế sử dụng nguyên liệu khai thác từ nguồn nguyên liệu khai thác dầu mỏ [1]

Như vậy, việc nghiên cứu sản phẩm ngón tay giả thẩm mỹ đi từ cao su thiên nhiên là thiết thực, mang ý nghĩa phát triển khoa học kỹ thuật bền vững và rất nhân văn Đề tài luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu công nghệ tạo màu móng tay giả thẩm mỹ từ latex cao su thiên nhiên” nhằm hướng đến tạo ra phần móng tay của ngón tay giả thẩm mỹ

có màu sắc gần giống móng tay người thật, góp phần hoàn thiện sản phẩm ngón tay giả thẩm mỹ với giá thành thấp dành cho người khuyết tật Việt Nam

Đề tài này có đối tượng và phạm vi nghiên cứu là:

 Đối tượng nghiên cứu: móng tay giả thẩm mỹ làm bằng latex cao su thiên nhiên

 Phạm vi nghiên cứu: thực hiện khảo sát màu sắc móng tay người thật; công thức pha màu, cách gia công tạo màu và độ bền màu của móng tay giả thẩm mỹ từ latex cao su thiên nhiên

1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu và thương mại của ngón tay giả thẩm mỹ

1.1.1 Nhu cầu của ngón tay giả thẩm mỹ

Ngón tay giả chủ yếu là các phần giả mang tính thẩm mỹ, được lắp trùm lên mỏm cụt ngón Ngón tay giả mềm, mỏng, ôm sát vào phần ngón-da thật nên tạo cảm giác dễ chịu, có tác dụng bảo vệ vùng da nhạy cảm ở đầu mỏm cụt, tránh các va chạm gây đau đớn đầu mỏm cụt sản phẩm này thường được làm theo độ cong tự nhiên của ngón, màu sắc gần nhất với màu da ngón thật thậm chí những nếp nhăn hay dấu vân tay Phần móng tay thường có màu hồng và độ bóng tạo cảm giác chân thực

Hình 1.1 Ngón tay giả thẩm mỹ

Ngón tay giả được gia công phụ thuộc vào mức độ thương tích và cấu tạo ngón tay của người khuyết tật cụ thể, cho nên không thể sản xuất hàng loạt Ngoài ra, ngón giả không thể sử dụng vĩnh viễn mà trung bình cứ 3 năm lại phải thay mới, và việc đó kéo dài trong suốt cuộc đời người khuyết tật Vì thế chi phí cho một người khuyết tật là khá lớn so với thu nhập bình quân của người lao động Việt Nam

Tại Việt Nam, người khuyết tật chiếm khoảng 10% dân số, tương đương 8,6 triệu người, trong đó khoảng 2 triệu là trẻ em Tỉ lệ khuyết tật dự kiến sẽ còn tiếp tục tăng

do những nguyên nhân xuất phát từ ảnh hưởng hệ quả của quá trình phát triển xã hội như tai nạn, ô nhiễm môi trường và do bom mìn còn sót lại sau chiến tranh Số lượng trẻ em tại Việt Nam được nhận trợ giúp phục hồi chức năng rất thấp, chỉ khoảng 1/5 trẻ khuyết tật được sử dụng tay giả, chân giả, chỉnh hình [2] Như vậy nhu cầu được gắn tay chân giả là rất lớn so với khả năng đáp ứng của các cơ sở chuyên môn

Cùng năm 2006, D Baldisserra, A Franco, D Maio và D Maltoni đã cho ra được công trình nhận biết ngón tay giả bằng mùi Một cảm biến mùi (mũi điện tử) được sử dụng

để lấy mẫu tín hiệu mùi và thuật toán đặc biệt cho phép phân biệt mùi da ngón tay với các vật liệu khác như latex, silicone hoặc gelatin- những vật liệu thường được sử dụng

để giả mạo dấu vân tay giả [5]

Năm 2014, hội nghị sinh trắc học được tổ chức tại Trung Quốc, các nhà khoa học đã tìm ra được thêm phương pháp nhận diện ra được ngón tay giả dựa trên nhận diện tĩnh mạch ngón tay, điều mà ngón tay giả hoàn toàn không có [6]

Năm 2014, nghiên cứu của Jean-François Mainguet và nhóm cộng sự đã tổng hợp về tình hình làm ngón tay giả hiện nay và các hướng nghiên cứu để nhận diện [7]

1.1.2.2 Tại Việt Nam

Năm 2005, Xưởng dụng cụ chỉnh hình của bệnh viện Phục hồi chức năng – Điều trị bệnh nghề nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu cách thức làm “ngón tay giả” thẩm mỹ bằng silicon Đề tài này của Bệnh viện Phục hồi chức năng – Điều trị

3

bệnh nghề nghiệp TPHCM đã tham gia giải thưởng “Chất lượng khám chữa bệnh năm 2016” [8]

Từ 2015, các nghiên cứu công nghệ làm ngón tay giả từ latex cao su thiên nhiên được

thực hiện và là tiền đề phát triển luận văn “Nghiên cứu công nghệ tạo màu móng tay giả thẩm mỹ từ latex cao su thiên nhiên", hướng đến mục tiêu tạo ra được ngón tay giả

thẩm mỹ hoàn chỉnh bằng latex cao su thiên nhiên:

 Năm 2015, Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

“Công nghệ sản xuất sản phẩm rỗng đi từ cao su latex” của Phan Thanh Nam

 Năm 2018, Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm TP.HCM

“Nghiên cứu công nghệ giả da trên nền cao su thiên nhiên” của Nguyễn Tấn Nghĩa

Nghiên cứu đã đưa ra cách tạo khuôn, tỷ lệ phối màu cho phần da ngón tay (không bao gồm phần móng), quy trình gia công sản phẩm, nhằm tạo ra sản phẩm ngón tay giả thẩm mỹ làm từ latex cao su thiên nhiên có độ thẩm mỹ cao và dễ sử dụng [9]

1.1.3 Sản phẩm thương mại của ngón tay giả thẩm mỹ

Hình 1.2 Sản phẩm ngón tay giả của công ty Dianheht

1.1.3.1 Trên thế giới

Trên thế giới, các sản phẩm ngón tay giả có thể làm bằng cao su silicon, keo, da thú, cao su tổng hợp Các sản phẩm được kinh doanh với mức giá khá cao so với thu nhập của người lao động Việt Nam:

 Nhật Bản là một thị trường đặc biệt với số lượng lớn người khuyết tật ngón tay út

và áp út Chi phí cho một ngón tay giả làm bằng silicone lên tới 2.400 USD [10, 11]

4

 Tại thị trường Âu mỹ, công ty Dianheht ngón tay giả thẩm mỹ có giá khoảng 700 USD Các sản phẩm này đều làm bằng cao su silicone với các đặc tính ưu việt của loại vật liệu này [12] [13]

1.1.3.2 Tại Việt Nam

Từ năm 2005 trở về trước, các bệnh viện thường giới thiệu bệnh nhân qua bệnh viện ở Thái Lan để làm ngón tay thẩm mỹ với chi phí vào khoảng 1000 USD/ngón tay hoặc lấy dấu tại Việt Nam sau đó gửi sang Pháp thực hiện với khoảng 10 triệu đồng/ngón [14]

Từ năm 2005, Xưởng dụng cụ chỉnh hình của bệnh viện Phục hồi chức năng – Điều trị bệnh nghề nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh làm ngón tay giả thẩm mỹ bằng silicone với mức giá khoảng 1,2- 1,5 triệu đồng/ ngón Xưởng chỉnh hình của BV Chỉnh hình

và phục hồi chức năng TPHCM làm ngón tay giả silicon với mức giá từ 1 đến 2 triệu đồng/ ngón (phụ lục)

Hiện nay, có nhiều công ty kinh doanh bằng cách tư vấn, thiết kế phù hợp với đặc điểm kích thước, màu sắc của từng khách hàng sau đó trực tiếp đặt hàng sản xuất đơn chiếc tại nước ngoài từ nguyên liệu silicon hoặc PVC [15] hoặc tự gia công sản phẩm [16]

Hình 1.3 Ngón tay giả thẩm mỹ bằng silicon

Như vậy, mặc dù sản phẩm ngón tay giả thẩm mỹ đã được chế tạo và bán rộng rãi, nhưng đa số làm bằng cao su silicone và có giá rất cao Chưa có sản phẩm ngón tay giả thẩm mỹ thương mại bằng cao su thiên nhiên tại thị trường Việt Nam và thế giới Tại

5

nước ngoài, không có công trình nghiên cứu ngón tay giả bằng latex cao su thiên nhiên được công bố Tại Việt Nam đã có các nghiên cứu ban đầu về ngón tay giả bằng latex cao su thiên nhiên, tạo được ngón tay có hình dạng và màu da giống với ngón tay người nhưng chưa tạo được màu móng cho sản phẩm

Đề tài nghiên cứu tạo ra một phần móng tay của ngón tay giả thẩm mỹ, hướng đến mục tiêu tạo ra được ngón tay giả thẩm mỹ hoàn chỉnh có giá thành thấp dành cho người khuyết tật Việt Nam, sử dụng nguyên liệu sẵn có của Việt Nam là latex cao su thiên nhiên; nhằm mang lại niềm vui trong cuộc sống cho những người lao động nghèo

ko may bị khuyết tật, giúp họ tự tin giao tiếp và cống hiến sức trẻ, đóng góp vào quá trình phát triển của đất nước Các thí nghiệm được tiến hành để xác định công thức pha màu, cách gia công tạo màu, cơ tính và độ bền màu của móng tay giả thẩm mỹ từ

latex cao su thiên nhiên

1.2 Tổng quan về latex cao su thiên nhiên

Latex cao su là một chất lỏng phức hợp, có thành phần và tính chất khác biệt nhau theo tùy loại Theo nguyên tắc ta có thể nói đó là một trạng thái nhũ tương của các hạt tử cao su hay thể giao trạng trong một serum lỏng Ở Việt Nam, cao su latex còn được gọi là mủ cao su dạng nước

Có hai loại cao su latex: latex cao su thiên nhiên và latex cao su tổng hợp Mỗi loại

Latex cao su sẽ có tính chất và đặc trưng riêng do sự khác nhau về cấu tạo và liên kết giữa các phẩn tử cấu thành nên chúng Gia công ngón tay giả sử dụng nguyên liệu latex cao su thiên nhiên

1.2.1 Định nghĩa latex cao su thiên nhiên

Latex cao su thiên nhiên (CSTN): là latex cao su Polyisoprence thiên nhiên thu hoạch từ cao su thiên nhiên, chủ yếu là loại Hevea Brasiliensis (thuộc họ Euphorbiaceae), bằng phương pháp cạo mủ Loại cao su thiên nhiên này rất thân thiện với môi trường nhờ khả năng phân hủy nhanh hơn so với loại cao su tổng hợp

6

1.2.2 Thành phần hóa học của latex cao su thiên nhiên

Trên phương diện kỹ thuật, trừ cao su ra, ta không thể biết tường tận tất cả thành phần nên cấu tạo latex, nhưng ta biết được thành phần latex như thế nào và những thay đổi của chúng có những ảnh hưởng gì tới tính chất cấu tạo của cao su và latex dùng trong công nghiệp chế biến sản phẩm cao su Các phân tích latex cao su thiên nhiên từ nhiều loại cây cao su khác nhau đưa ra tỉ lệ các thành phần như bảng sau:

Bảng 1.1 Tỉ lệ các thành phần của latex cao su thiên nhiên

Cao su thiên nhiên là polyisopren - polyme của isopren Mạch đại phân tử của cao su thiên nhiên được hình thành từ các mắt xích isopren đồng phân cis liên kết với nhau ở

vị trí 1,4

7

Hình 1.4 Công thức cấu tạo của isoprene

Hình 1.5 Công thức cấu tạo của polyisopren

Ngoài hydrocarbon cao su ra, latex còn chứa nhiều chất cấu tạo bao giờ cũng có trong mọi tế bào sống Đó là nước, các protein, acid béo, dẫn xuất của acid béo, sterol, glucid, heterosid, enzym, muối khoáng được gọi chung là thành phần phi cao su (môi trường phân tán)

1.2.2.2 Protein

Protein bình thường bám vào các hạt tử cao su giúp ổn định thể giao trạng và có tầm quan trọng cho quá trình chế biến cao su vì ảnh hưởng tới khả năng lưu hóa, sự lão hóa của cao sống, tính dẫn điện và nội phát nhiệt của cao su lưu hóa

Mủ cao su tự nhiên hoặc những sản phẩm từ cao su dễ gây ứng do protein [17] [18]

1.2.2.3 Lipid

Những chất này là những chất hoạt động bề mặt và chúng có tham gia vào tính ổn định thể giao trạng của latex tươi và của latex đã ly tâm Nếu dehydrate hóa phospholipid, sẽ thấy xuất hiện các protein kiềm như cholin và colamin có chức năng như là chất xúc tiến lưu hóa thiên nhiên [19]

Ngoài ra, lipid còn tham gia vào quá trình hòa tan oxide kẽm (chất trợ xúc tiến) Muối kẽm phản ứng với savon của acid béo cho ra một savon kẽm không tan khi gia nhiệt, phản ứng này quyết định đến quá trình gel hóa

8

1.2.2.4 Glucid

Glucid chiếm tỉ lệ khoảng 1% và không có ảnh hưởng lớn đến tính chất của latex Tỉ lệ này khi tăng lên trong một vài trường hợp đặc biệt, nhất là cao su có được từ đông đặc serum loại ra từ máy ly tâm sẽ có độ hút ẩm rất cao và bị vi khuẩn, nấm mốc tấn công mạnh

 Magnesium ảnh hưởng trực tiếp đến tính ổn định của latex tươi hay latex đã ly tâm

 Chức năng ái oxygen của đồng ảnh hưởng nhiều đến sự lão hóa của cao su hay latex

đã ly tâm [20]

1.2.3 Phân loại latex cao su thiên nhiên

Latex thường: là loại thu hoạch trực tiếp từ cây cao su qua sự cạo mủ Hàm lượng cao

su khô từ 25- 35% ở những cây trẻ và từ 35- 45% ở những cây già Được sử dụng cho

sơ chế cao su khô các loại, đôi khi dùng trực tiếp cho chế biến sản phẩm cao su tiêu dùng Các loại latex thường:

 Latex tươi: loại mới thu từ cây, được bảo quản ngắn hạn

 Latex cũ: loại đã để lâu, được bảo quản dài hạn

Latex đậm đặc thông thường: là latex thường được đậm đặc để loại trừ bớt nước ra để hàm lượng cao su tăng lên, còn được gọi là mủ kem Ta phân biệt qua các phương pháp đậm đặc hóa:

 Ly tâm: Hàm lượng cao su khô 60- 62%, hàm lượng chất thể đặc 61- 63%

9

 Kem hóa (phương pháp dùng hóa chất): tương tự loại ly tâm nếu sản phẩm đúng qui tắc

 Điện giải: tương tự như loại ly tâm

 Bốc hơi nước: hàm lượng thể đặc rất cao 60- 75% còn nguyên các chất cấu tạo latex phi cao su + các chất ổn định lúc thực hiện

 Ly tâm và kem hóa: Hàm lượng chất thể đặc 67- 68%, hàm lượng cao su khô 66- 67%

1.2.4 Tính chất latex cao su thiên nhiên

b) Tính chất sinh hóa

Vi khuẩn gây ra sự đông đặc latex do các enzym chúng tiết ra hoặc do chúng trực tiếp tác dụng làm hạ thấp pH latex Để chống lại tác dụng đông đặc hóa latex của vi khuẩn

và enzym ta cho vào latex chất sát khuẩn (phổ biến nhất là ammoniac)

1.3 Sự lưu hóa cao su

1.3.1 Định nghĩa

Lưu hóa là quá trình (phản ứng hóa học) mà qua đó các chuỗi cao su được liên kết với nhau bằng các liên kết hóa học để tạo thành mạng lưới, làm thay đổi vật liệu cao su từ trạng thái lỏng nhớt, thành trạng thái rắn có sự đàn hồi và dai

1.3.2 Lưu hóa với lưu huỳnh

1.3.2.1 Cơ chế lưu hóa với lưu huỳnh

Hình 1.6 Cơ chế lưu hóa cao su bằng lưu huỳnh [21]

Khi có sự hiện diện của lưu huỳnh ở cao su, một nguyên tử hydrogen của carbon methylene tự tách rời cho ra một gốc hydrocarbon và một gốc sulfhydryl:

α-11

Hai gốc này tiếp theo có thể phản ứng theo nhiều cách khác nhau Gốc hydrocarbon hợp với lưu huỳnh tạo thành một gốc sulfur:

Xuất phát từ gốc sulfur này có 3 loại phản ứng:

 Nhị trùng hợp: các gốc giống nhau hoặc giữa các gốc khác nhau, thành lập cầu disulfur, monosulfur hay carbon-carbon

 Phản ứng chuỗi gồm có gốc sulfur cộng vào nối đôi:

12

 Phản ứng chuỗi với sự lấy bớt một nguên tử hydrogen ở một phân tử khác để ra một thiol (mercaptan) Có lưu huỳnh hiện hữu, nó có thể tự sulfur hóa cho ra các nối disulfur hay polysulfur:

1.3.2.2 Đặc tính lưu hóa

Lưu hóa là một tiến trình lũy tiến và hỗn hợp cao su khi được nung nóng sẽ trải qua nhiều trạng thái nối tiếp nhau.Trong suốt quá trình thay đổi trạng thái đó, sức chịu kéo dãn của cao su cũng tăng lên, đạt tới một đỉnh cực đại gọi là “ độ lưu hóa tốt nhất” (optimum de vulcanisation)

Khoảng thời gian hỗn hợp cao su lưu hóa trước khi đạt tới “ Độ lưu hóa tốt nhất” hay “ vùng đồi” gọi là hỗn hợp lưu hóa chưa tới mức (sous vulcanisation) Khoảng thời gian vượt qua khỏi vùng đồi gọi là hỗn hợp lưu hóa quá mức (sur vulcanisation) Tính chất

cơ lí đều thấp trong cả hai trường hợp này

13

Hình 1.7 Ảnh hưởng của thời gian nung nóng tới cơ tính cao su lưu hóa

1.3.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ lý của cao su lưu hóa

Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất cơ lí (độ bền và độ đàn hồi) của cao su lưu hóa:

lượng lưu huỳnh hóa hợp, nhiệt độ, thời gian lưu hóa [22]

Hình 1.8 Ảnh hưởng của thời gian lưu hóa tới cơ tính cao su lưu hóa

14

Hình 1.9 Ảnh hưởng của nhiệt độ lưu hóa tới cơ tính cao su lưu hóa

Hình 1.10 Ảnh hưởng của tỉ lệ lưu huỳnh tới cơ tính cao su lưu hóa

Sự gia tốc lưu hóa: Vận tốc lưu hóa thay đổi theo nhiệt độ Việc dùng các chất xúc tiến lưu hóa có thể giúp thực hiện lưu hóa ở nhiệt độ và thời gian mà ta mong muốn

1.4 Hóa chất phối trộn với latex cao su thiên nhiên

1.4.1 Chất lưu hóa

Chất lưu hóa được thêm vào nguyên liệu cao su nhằm mục đích tạo ra mạng không gian ba chiều giữa các phân tử cao su làm cho cao su nguyên liệu sau khi lưu hóa có khả năng sử dụng ở trong một thang nhiệt độ rất rộng Loại chất tạo mạng thay đổi tùy theo loại cao su nguyên liệu đang sử dụng, tuy nhiên có thể phân loại các nhóm chất lưu hóa như sau:

15

 Nhóm lưu huỳnh và các chất tương tự

 Nhóm chức mang lưu huỳnh

 Nhóm lưu hóa không sử dụng lưu huỳnh

Những chất lưu hóa phổ biến: lưu huỳnh, selenium, disulfur tetramethyl thiuram Trong đó, lưu huỳnh là chất lưu hóa được sử dụng phổ biến nhất Do tính phổ biến và màu sắc của lưu huỳnh phù hợp với sản phẩm nên đề tài chọn lưu huỳnh để làm chất lưu hóa cho latex cao su thiên nhiên

1.4.1.1 Lưu huỳnh

a) Khái quát:

Tên khác: Lưu hoàng, diêm sanh, diêm sinh, soufre, sulfur Ký hiệu: S

Phân loại: trên thị trường có 4 thể chính- lưu huỳnh thỏi, lưu huỳnh thăng hoa, lưu huỳnh thăng hoa rửa lại, lưu huỳnh kết tủa

b) Tính chất:

Tính chất chung: Lưu huỳnh là chất màu vàng, tỉ trọng d=2,07, không mùi, không vị, không tan trong nước, tan ít trong cồn, ether, glicerine, tan nhiều trong carbon disulfide, chà sát phát sinh điện tích âm Ở trạng thái nguyên chất có phản ứng trung tính Độ dẫn điện và dẫn nhiệt kém

Trong chế biến sản phẩm cao su từ latex (mủ cao su nước), sử dụng lưu huỳnh thăng hoa rửa lại Lưu huỳnh thăng hoa rửa lại: là lưu huỳnh thăng hoa được xử lý với ammoniac loãng để khử acid sulfuric và sulfide arsenic Rửa tiếp với nước qua rây lược, khử kim, sấy khô ở nhiệt độ thấp Dạng bột mịn màu vàng nhạt, khô, không mùi, không vị, cơ phản ứng trung tính

Đối với trưởng hợp chế biến sản phẩm cao su lưu hóa từ latex, lưu huỳnh không thể hòa trộn ở trạng thái thương mại ban đầu mà cần phải xử lý biến đổi thành 1 trong 3 dạng sau:

16

 Dạng khô đã tẩm hóa chất khác: lưu huỳnh thương mại đem tán nghiền khô chung với “chất phân tán hóa” và “tẩm ướt hóa”, hai chất đặc biệt sử dụng cho latex này sẽ bao bọc các hạt tử lưu huỳnh, tạo cho chúng ở trạng thái cô lập, trộn vào latex sẽ không khó khăn Do hai loại chất nói trên rất đắt và khan hiếm ở nước ta nên phương pháp này không kinh tế

 Dạng thể giao trạng: lưu huỳnh thể giao trạng có được qua sự khuếch tán chẳng hạn

tử anhydride sulfuric và acid sulfuric Như thế nó sẽ rất mịn, nhưng cách này ít sử dụng do có tính acid

 Dạng khuếch tán " bùn”: lưu huỳnh khô được tán nghiền (hoặc cùng với các chất phụ gia khác) với nước liên tục nhiều giờ máy nghiền bi, có hiện diện của chất phân tán, tẩm ướt và chất kiềm Cách này được sử dụng rộng rãi

c) Tác dụng:

Lưu huỳnh được sử dụng là chất lưu hóa cho cao su và latex thiên nhiên, tổng hợp, ngoại trừ cao su chloroprene Lưu huỳnh có tác dụng lưu hóa qua sự thành lập cầu nối giữa các phân tử hydrocacbon cao su Nếu không có lưu huỳnh hay chất lưu hóa khác thỳ sự lưu hóa không xảy ra và cao su ở trạng thái sống

Hoạt tính lưu hóa của lưu huỳnh phụ thuộc vào sự có mặt của chất xúc tiến lưu hóa Nếu không có mặt chất xúc tiến lưu hóa: quá trình lưu hóa ở 1500C sẽ xảy ra quá trình phá vòng phân tử lưu huỳnh theo cơ chế gốc hoặc ion Các gốc ion hoạt tính cao sẽ tham gia vào phản ứng với mạch đại phân tử cao su tạo thành một số cầu nối giữa các mạch polysunfit và một số nhóm pesunfit có khả năng tham gia vào phản ứng khâu mạch đại phân tử, thường tạo thành các sunfit mạch vòng Như vậy nếu không có mặt xúc tiến lưu hóa thì quá trình lưu hóa xảy ra chậm, đòi hỏi nhiệt năng lớn cho lưu huỳnh

Lưu huỳnh chủ yếu tham gia vào phản ứng vòng hóa trong cùng một mạch đại phân tử

do đó mật độ mạng lưới không gian thưa thớt Nếu có mặt chất xúc tiến thì quá trình lưu hóa xảy ra nhanh hơn, nhiệt độ lưu hóa thấp, số liên kết ngang nhiều, số nguyên tử lưu huỳnh liên kết ngang ít, mật độ phân bố đều

17

d) Lượng dùng

Sự lưu hóa chỉ xảy ra khi có lượng lưu huỳnh hóa hợp 0.15% đối với trọng lượng cao

su Lượng dùng tổng quát cho cao su lưu hóa mềm và latex: dùng từ 0.5 - 3% đối với trọng lương cao su khô, có sử dụng chất gia tốc lưu hóa

1.4.2 Chất xúc tiến

1.4.2.1 Định nghĩa và công dụng

Chất gia tốc lưu hóa, còn gọi là chất xúc tiến, là chất hữu cơ có tác dụng tăng tốc độ lưu hóa cao su Được sử dụng với một lượng nhỏ, có khả năng làm giảm thời gian hay hạ nhiệt độ gia nhiệt, giảm tỷ lệ sử dụng chất lưu hóa và cải thiện chất lượng sản phẩm

Phân loại:

 Theo độ pH: bazơ, trung tính, acid

 Theo tốc độ lưu hóa: Gia tốc lưu hóa chậm, Gia tốc lưu hóa trung bình, Gia tốc lưu hóa nhanh, Gia tốc lưu hóa bán cực nhanh, Gia tốc lưu hóa cực nhanh

 Theo nhóm hóa học: Amine, Amino-alcol Thiourea và urea, Guanidine, Thiazole và Thiazoline, Sulfenamide, Thiuram, Dithiocarbamatetan không tan trong nước, Xanthate

1.4.2.2 Diethyl dithiocarbamate kẽm (EZ)

Hình 1.11 Công thức cấu tạo Diethyl dithiocarbamate kẽm

Trong chế biến sản phẩm cao su từ latex, cao su thiên nhiên, tổng hợp, diethyl dithiocarbamate kẽm thuộc nhóm dithiocarbamate không tan trong nước, trung tính