Tơ nitron là tơ gì? Khám phá loại sợi nhân tạo đa năng và bền bỉ

Là một trong những loại sợi tổng hợp quen thuộc trong nhiều sản phẩm quần áo và đồ gia dụng - tơ nitron từ lâu được xem như một loại “len nhân tạo” của ngành dệt may hiện đại.

Ảnh: LinkedIn.

Trong bối cảnh ngành vật liệu dệt may liên tục đổi mới, tơ nhân tạo và tơ tổng hợp ngày càng khẳng định vị thế của mình, mang đến những lựa chọn đa dạng và hiệu quả hơn. Trong số đó, tơ nitron nổi bật lên như một giải pháp thay thế hiệu quả cho len tự nhiên, bởi nó không chỉ sở hữu những đặc tính tương đồng mà còn khắc phục một số nhược điểm cố hữu của sợi len.

Tơ nitron là tơ gì?

Tơ nitron là một loại sợi tổng hợp quan trọng nhất, được làm từ một loại polymer gọi là acrylonitrile. Trên thị trường, nó còn có nhiều tên thương mại khác như tơ olon, acrilan, courtelle, hay được biết tới với tên quốc tế là sợi acrylic. Trong nhiều tài liệu hóa học, tơ nitron được mô tả là sản phẩm từ nhiên liệu hóa thạch, với sự kết hợp giữa than đá, không khí, nước, dầu mỏ và đá vôi. Từ các nguyên liệu thô ban đầu, ngành hóa dầu đã biến đổi chúng qua nhiều công đoạn để tạo ra acrylonitrile, rồi trùng hợp thành polymer PAN là nguyên liệu chính để kéo sợi nitron.

Nhờ vào cấu trúc polymer với nhiều nhóm cyano (-CN), nó có được những tính chất vật lý và cơ học vượt trội, tạo nên sự khác biệt so với nhiều loại sợi tổng hợp khác. Một số ưu điểm tiêu biểu có thể kể đến là:

• Khả năng giữ ấm xuất sắc: Với cấu trúc xốp và khả năng giữ không khí tốt, tơ nitron hoạt động như một lớp cách nhiệt hiệu quả, giúp giữ ấm cơ thể, do đó thường được gọi là "len nhân tạo".
• Độ bền và chống mài mòn cao: Sợi acrylic có độ bền cao và khả năng chống mài mòn vượt trội, giúp các sản phẩm từ loại sợi này bền lâu theo thời gian.
• Nhẹ và mềm mại: Trọng lượng riêng thấp khiến sợi nitron nhẹ hơn len, mang lại cảm giác thoải mái khi sử dụng.
• Khả năng lên màu tốt: Khả năng hấp thụ thuốc nhuộm hiệu quả giúp tạo ra màu sắc rực rỡ và sợi tơ olon bền màu theo thời gian.
• Chống chịu hóa chất và côn trùng: Không bị ảnh hưởng bởi nấm mốc, côn trùng hay các hóa chất tẩy rửa thông thường, làm tăng tuổi thọ và độ bền của sản phẩm.

Tơ nitron dễ hấp thụ màu từ thuốc nhuộm. Ảnh: North Shore Crafts.

Tuy vậy, vật liệu này cũng có những nhược điểm nhất định. Cụ thể, nó có khả năng hút ẩm kém nên dễ gây cảm giác nóng và bí khi mặc lâu, đồng thời lại chịu nhiệt kém, dễ biến dạng hoặc chảy khi gặp nhiệt độ cao. Độ co giãn của sợi cũng hạn chế, khiến sản phẩm dễ nhăn hoặc mất form nếu giặt không đúng cách. Ngoài ra, do có nguồn gốc từ hóa dầu nên tơ nitron khó phân hủy sinh học, tạo áp lực lên môi trường.

Tơ nitron được sản xuất như thế nào?

Trong công nghiệp, quá trình sản xuất loại “len nhân tạo” này diễn ra qua ba giai đoạn chính gồm:

• Trùng hợp: Monome acrylonitrile (CH₂ = CH – CN) được trùng hợp hóa học để tạo thành polyacrylonitrile (PAN).
• Hòa tan: Loại polymer tổng hợp này sau đó được hòa tan trong các dung môi chuyên dụng để tạo thành dung dịch nhựa ở dạng nhớt.
• Kéo sợi: Dung dịch nhựa sau đó được kéo sợi bằng phương pháp ướt hoặc khô, với các dụng cụ chuyên dụng gọi là ống kéo sợi có các lỗ với kích thước và hình dạng nhất định, tạo ra các đặc tính mong muốn. Trong phương pháp kéo sợi khô, polymer sau khi được hòa tan sẽ được ép qua lỗ phun vào luồng không khí ấm, tại đây dung môi bay hơi và sợi được hình thành. Còn với phương pháp kéo sợi ướt, dung dịch polymer được ép vào bể chứa dung dịch đông tụ, sau đó sợi được rửa và làm khô. Sau đó, sợi acrylic được rửa sạch, sấy khô và cắt thành sợi dài hoặc ngắn, sẵn sàng để được dệt thành vải.

Mặc dù sợi acrylic có thể chứa một lượng nhỏ các hợp chất tổng hợp khác, nhưng loại sợi này phải chứa ít nhất 85% acrylonitrile mới được coi là “chính hãng”.

Tơ nitron được tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch thông qua một quá trình hóa học phức tạp. Ảnh: Natural Clothing.

Ứng dụng thực tiễn của tơ nitron trong đời sống

Với các đặc tính tuyệt vời như mềm mại, ấm áp và chống ánh sáng, nhờ đó loại sợi này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Trong đó, nổi bật nhất là:

Ngành dệt may

Đây là lĩnh vực ứng dụng phổ biến nhất của. Nhờ đặc tính thoáng khí kém, loại sợi được mệnh danh là “len nhân tạo” này đặc biệt thích hợp cho các sản phẩm giữ nhiệt. Nó thường được dùng để sản xuất quần áo thể thao như áo hoodie, quần jogger, áo khoác,… cũng như nhiều trang phục mùa lạnh khác như áo len, khăn choàng, găng tay, tất, mũ và đồ trượt tuyết,… hoặc các sản phẩm dệt kim như vải lông cừu, lông thú giả, sợi thủ công, vải bọc, thảm,...

Với khả năng chịu ánh sáng mặt trời tốt, tơ nitron cũng được ứng dụng trong các sản phẩm ngoài trời như bạt che ô tô, lều và mái hiên.

Đồ gia dụng

Khả năng giữ nhiệt và chống mài mòn khiến tơ nitron thích hợp cho vỏ gối, chăn, thảm, rèm cửa và các vật dụng nội thất khác.

Trong công nghiệp

Nhờ khả năng kháng hóa chất và chịu nhiệt ở mức nhất định, nó còn được ứng dụng để chế tạo các bộ lọc khí, lọc bụi trong nhà máy xi măng, luyện kim, hóa chất, hoặc lọc dung dịch trong ngành nhuộm, mạ điện và xử lý nước thải.

Ngoài ra, lợi sợi tổng hợp này cũng được dùng để sản xuất túi lọc bụi chịu nhiệt trong hệ thống thông gió, hay xuất hiện trong màng ngăn của pin và acquy, vật liệu cách nhiệt cho động cơ và thiết bị điện, cũng như trong sợi kỹ thuật phục vụ ngành ô tô và hàng không.

Trong thực tế, tơ nitron thường được pha trộn với len, bông hoặc các loại sợi tự nhiên khác để cải thiện độ bền, độ đàn hồi đồng thời giảm chi phí sản xuất.

Tương lai của tơ nitron trong bối cảnh phát triển bền vững

Do có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch, tơ nitron có khả năng phân hủy sinh học rất thấp, không thể tự tiêu hủy trong môi trường tự nhiên và góp phần gây ô nhiễm. Cùng với đó, nhận thức ngày càng tăng về vấn đề ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm rác thải nhựa đại dương. Trước thách thức này, ngành công nghiệp đang nỗ lực cải tiến quy trình sản xuất sợi acrylic theo hướng bền vững hơn.

Các mảnh sợi tổng hợp được phát hiện trong đại dương có liên quan trực tiếp đến tình trạng ô nhiễm vi nhựa biển. Ảnh: eXXpedition.

Hạn chế ô nhiễm từ sợi tổng hợp

Tơ nitron, giống như các loại sợi tổng hợp khác, không có khả năng phân hủy sinh học. Khi các sản phẩm dệt may từ tơ nitron bị vứt bỏ hoặc phân rã, chúng tạo ra các hạt vi nhựa (microplastics) có thể trôi dạt ra biển. Những hạt vi nhựa này gây hại nghiêm trọng cho hệ sinh thái biển, ảnh hưởng đến sinh vật biển và chuỗi thức ăn.

Giải pháp và xu hướng bền vững

Để giải quyết thách thức này, ngành công nghiệp đang tập trung vào ba hướng chính:

• Tái chế sợi acrylic: Phát triển công nghệ tái chế hiệu quả để biến quần áo và vải tơ nitron cũ thành nguyên liệu thô mới. Việc này giúp giảm lượng rác thải dệt may đổ ra bãi rác và đại dương.
• Pha trộn với sợi tự nhiên: Thay vì sử dụng tơ nitron 100%, các nhà sản xuất đang kết hợp nó với các loại sợi tự nhiên và có khả năng phân hủy sinh học như len, bông hữu cơ, hoặc sợi tre. Điều này vừa giữ được ưu điểm của tơ nitron (độ bền, giữ ấm) vừa giảm thiểu tác động môi trường.
• Cải tiến quy trình sản xuất: Áp dụng các công nghệ sản xuất “xanh” hơn, sử dụng dung môi thân thiện môi trường và giảm lượng khí thải, nước thải trong quá trình sản xuất.

Kết luận

Tơ nitron là một minh chứng rõ nét cho sự tiến bộ của ngành hóa học polymer. Mặc dù vẫn tồn tại một số hạn chế về môi trường, nhưng với khả năng giữ ấm, độ bền và tính đa dụng, tơ nitron vẫn sẽ tiếp tục giữ vị trí quan trọng trong ngành dệt may hiện đại. Những nỗ lực nghiên cứu và phát triển theo hướng bền vững sẽ giúp loại "len nhân tạo" này ngày càng hoàn thiện, thân thiện hơn với người tiêu dùng và hành tinh của chúng ta.