Использование полимерных волокон в текстильных материалах с уникальными свойствами

УДК 677.29.27.43

А. И. Салимова, С. В. Исаева

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ВОЛОКОН В ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛАХ

С УНИКАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Ключевые слова: полимерные материалы, волокна, текстиль, технологии и материалы будущего.

Рассмотрена специфика текстильных материалов, качество и назначение которых определяется продуктом, из которого они произведены. Одним из основных современных материалов являются полимеры, успешно применяемые в текстильных волокнах. Современные рыночные отношения и совершенствование технологий текстильного производства открывают более широкие перспективы для творчества дизайнера, способствует достижению качественно нового уровня их профессиональной компетентности, ориентированной на научно-техническое, социально-экономическое и дизайнерское развитие текстильной промышленности России.

Keywords: polymers, fibers, textiles, technology and materials of the future.

The specificity of textile materials, quality and purpose of which is determined by the product of which they are incurred. One of the major modern materials are polymers have been successfully applied to the textile fibers. The modern market economy and improving the technology of textile production open up wider opportunities for creative designer, contributes to the achievement of a qualitatively new level ofprofessional competence, focused on scientific, technical, socio-economic development of the textile and design industry in Russia.

Целью повышения квалификации преподавателей КНИТУ по тематике «Проектирование изделий легкой промышленности из полимерных материалов» в Международном институте моды MOD'ART (Франция, г.Париж) являлось повышение уровня компетентности и квалификации в области дизайн-образования с учётом компетентностно-деятельностного подхода и приоритетных направлений развития технологии получения новых полимерных материалов в области текстильной промышленности. В ходе мероприятия получены новые сведения в области легкой промышленности и технологии полимерных материалов: исследование и изучение свойств полимерных материалов для использования в производстве текстильных изделий; влияние формы полимера на свойства ткани, что учитывается при создании одежды определенного назначения. Улучшение качества и повышение

конкурентоспособности швейных изделий, обновление их ассортимента за счет применения полимерных материалов. Использование

полученных знаний необходимо при формировании профессиональных компетенций у бакалавров дизайна [1].

Все нижеперечисленные прогнозы, касающиеся волокон, текстиля, одежды и обуви, и вытекающие из этого технологии и материалы будущего, с которыми познакомились в процессе стажировки, имеют важное промышленное значение.

Волокна

Все природные и синтетические волокнообразующие полимеры классические и новые будут использоваться для производства наноразмерных по диаметру волокон, например по технологии электроформования. Последние будут находить применение практически во всех областях

науки и техники (защитный, технический, медицинский, спортивный, домашний текстиль); их производство из малотонажного перейдет в многотонажное.

Значительную долю вместо традиционных химических волокон из модифицированных природных и синтетических волокнообразующих полимеров составят волокна из тех же и вновь появившихся полимеров, наполненных

наночастицами различной природы (минеральные, неорганические, органические, нанотрубки из углерода и других веществ) [2]. Производство этих волокон тоже станет многотонажным, и они найдут очень широкое применение, особенно в технике в качестве наполнителей в композитных материалах.

Нановолокна из нетрадиционных волокнообразующих веществ: нановолокна углеродные и из других неорганических веществ.

Волокна традиционной толщины и наноразмерные по диаметру, получаемые с использованием бионики и генной инженерии: генномодифицированый паучий шелк и шелк шелкопряда; целлюлоза, полученная

микробиологически.

Волокна на основе новых волокнообразующих синтетических полимеров с изменяющимися фазовыми переходами и с памятью формы, реагирующие на изменения температуры окружающей среды (обогревающая и охлаждающая одежда).

Текстиль

Колористика:

- структурная изменяющаяся (радужная, беспигментая) окраска за счет наноструктур, на которых происходит интерференция, дифракция, преломление света (бионика: наподобие природной окраски насекомых, цветов, обитателей морей);

- текстиль на основе хромных красителей (термо-, фото-, механо-, электрохромия), реагирующий на различные внешние импульсы (новые колористические эффекты, маркировка, защита денежных знаков, сенсорный текстиль);

- универсальные красители по отношению к волокнам различной природы, самосборка красителя (пигмента) в структуре волокна (из неокрашенных наночастиц).

Гидрофобность / олефобность / гидрофильность

Текстиль с перестраивающимися противоположными поверхностными свойствами (водо-, маслоотталкивающие, смачиваемость) в зависимости от условий эксплуатации (атмосферное воздействие, стирка и др.) достигается за счет полимеров специальной структуры,

ориентирующихся на поверхности текстиля неполярными гидрофобными или полярными гидрофильными группами. Другое решение -создание на поверхности волокон наношероховатостей из гидрофобных или гидрофильных полимеров. Способность текстиля отталкивать воду и масла и дышать (управление транспортом паров и капель воды) достигается использованием мембранной технологии.

Создание комфортного климата в пододежном пространстве

Использование для покрытия текстиля полимеров с памятью формы или изменяющих фазовые состояние;

Одежда из дышащего текстиля 3Б-структуры, состоящего из полислоев, выполняющих разные теплоизоляционные, воздухопроницаемые и водонепроницаемые функции [3].

Защитный (в широком смысле) текстиль

Текстиль антибаллистический. Нано- или нанонаполненные волокна и полимерные покрытия текстиля, изменяющие под действием сильных деформационных нагрузок фазовое состояние. Использование полимеров с жидкокристаллической структурой, изменяющих ее при сильных деформационных нагрузках. Использованием в силовых структурах, в экстремальном спорте.

Антимикробный текстиль

Использование наноразмерных биоцидов селективного действия по отношению к микроорганизмам (только к патогенным); Использование природных механизмов защиты от вредных микробов (бионика).

Медицинский текстиль

Нательное белье с сенсорными свойствами следит (мониторинг) за состоянием организма (температура, давление, пульс, содержание сахара в крови и др.) и передает в медицинский центр, откуда поступает рекомендация по использованию лекарств или команда о введении лекарства через кожу из текстиля (депо). Текстиль выступает в роли диагностического прибора и капельницы;

Специальное лечебное белье, в которое вводятся различные лекарства, витамины, биологические активные препараты, добавки, контролируемо, по программе подающиеся в организм;

Раневые покрытия, реализующие механизм инженерии тканей (восстановительная медицина), имитирующий природные механизм лечения ран;

Широкий ассортимент имплантатов на текстильной основе различных органов (сосуды, сухожилия, мышцы, суставы, хрящи и др.);

Одежда медперсонала безопасная по отношению к физиологическим жидкостям больных (гидрофобные и антимикробные);

Внутрибольничный текстиль с

антивирусными свойствами для профилактики госпитальной инфекции.

Защитный текстиль от различных видов радиации

От солнечной радиации (УФ-составляющая вызывает рак кожи) с помощью эффективных частиц УФ-абсорберов наноразмеров (краситель, ТЮ2 и др.);

От а-, у- и рентгеновских лучей (самая трудная, но важная проблема, аварии на АЭС) с помощью введенных в текстиле «ловушек» излучения (соединения тяжелых металлов, специальные полимеры) [3].

Защита от химических вредных веществ

Введение детоксикаторов (ловушек-дендримеры, циклодекстрины) вредных токсичных веществ в структуру волокна или фиксация их на поверхности текстиля; многослойный 3Б текстиль.

Коммуникационный, Е-текстиль

Одежда выполняет роль

многофункционального компьютера, связанного с внешними приемниками и передатчиками (глобальная связь через Интернет, ориентация на местности и др.). В структуру волокон, ткани, одежды встроены датчики, актуаторы, антенны, различные гаджеты, дисплеи и т.д.

Камуфляжные (маскировочные) ткани и одежда

Маскировка в дневное время путем имитации окраски окружающей местности (зелень, пустыня, снег) с помощью окраски, изменяющей цвет по программе (электрохромные красители);

Маскировка в ночное время по отношению к приборам ночного видения:

Приборы на основе ИК-излучения. Красители со специфическим спектром отражения в ИК-области маскируют по отношению к приборам на основе ИК-излучения;

Метаматериалы («невидимки») со специальной наноструктурой («отрицательная» оптика) маскируют по отношению к радарам.

Огнезащищенный текстиль

Использование новых термо- и огнестойких волокнообразующих полимеров для производства волокон;

Использование углеродных нановолокон;

Введение в текстиль наноразмерных антипиренов [4].

Обувь нового поколения

Эргономическая обувь, учитывающая физиологические особенности нижних конечностей и опорного аппарата человека. «Умная» обувь, изменяющая свой объемный профиль;

Специальная обувь для верхолазов и альпинистов на основе механизма мгновенного прилипания и отлипания, как у ящерицы геккона (бионика);

Специальная обувь, обработанная наноразмерными биоцидами.

Литература

1. Муртазина, С.А. Педагогические условия формирования профессиональных компетенций у бакалавров полимерного профиля / С.А.Муртазина, Г.А.Гарифуллина // Вестник Казанского технологического университета.-2011.-№16-С. 309-314

2. Калимуллина, А.Р. Химическая технология полимерных волокон в текстильных материалах / А.Р.Калимуллина, Н.В.Романова // Вестник Казанского технологического университета.-2011.-№16-С. 141-143

3. Кричевский, Г.Е. «Нано-, био-, химические технологии и производство нового поколения волокон, текстиля и одежды» / Г.Е. Кричевский // М., «Известия». 2011 г., 526 с.

4. Фаткуллина, Р.Р. Предпроектный анализ при разработке спецодежды с использованием полимерных материалов / Р.Р.Фаткуллина, Д.Р.Зиятдинова, Л.Н.Абуталипова, А.Ш.Мухаметшина // Вестник Казан. технол. ун-та.-2011. - Т. 14, №16. -С. 154-157.

© А. И. Салимова - доц. каф. дизайна КНИТУ, salimova77@mail.ru; С. В. Исаева - доц. каф. дизайна КНИТУ.