Влияние микроорганизмов на качество хлопчатобумажных ниток

Е. Л. Пехташева, А. Н. Неверов, Г. Е. Заиков,

С. Ю. Софьина, Н. Е. Темникова

ВЛИЯНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ НА КАЧЕСТВО ХЛОПЧАТОБУМАЖНЫХ НИТОК

Ключевые слова: микроорганизмы, нитки, хлопчатобумажные изделия, антисептики, устойчивость, старение, стабилизация.

Рассмотрены проблемы влияния микроорганизмов на качество хлопчатобумажных ниток. Наиболее устойчивыми оказались антисептированные нитки.

Keywords: microorganisms, threads, cotton products, antiseptics, stability, aging, stabilization

The problems of the influence of microorganisms on the quality of cotton threads are considered. The most stable were antiseptized threads.

Для исследования биостойкости хлопчатобумажных ниток и оценки степени влияния микроорганизмов на качество были выбраны хлопчатобумажные нитки производства комбината «Красная нить» одного номера (100 текс [1]) различного вида обработки - суровые, матовые, глянцевые и антисептированные.

В состав аппрета глянцевых ниток вводился стеарин, в состав аппрета матовых - жировые и крем-нийорганические вещества, а также для тех и других уменьшали содержание крахмала. Для придания антисептических свойств нитки обрабатывали пастой, в состав которой входит 8-оксинолят меди.

Наблюдали за динамикой развития спонтанной микрофлоры хлопковых волокон при инкубирования в течение 10, 25 и 40 суток при температуре 30°С и влажностях воздуха 65% и 100%. Степень биоповреждения хлопковых волокон оценивали с помощью показателя биодеструкции [1, 2, 3]. Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Микроскопическое наблюдение поверхности волокон в нитках показало, что у хлопковых волокон суровых ниток преобладают повреждения стенок. Наибольшее число повреждений наблюдали после 40 суток хранения при 100%-ой влажности. Показатель биодеструкции, равный 0,88 свидетельствует о нарушении структуры материала и о возможности снижения его функциональных свойств [2].

У волокон матовых хлопчатобумажных ниток в основном наблюдаются повреждения класса В. Наибольшее число повреждений в виде испещренности - на поверхности волокна глубокие продольные трещины, довольно много вздутий и поверхностных повреждений стенок. Наряду с сильно поврежденными, обнаружены волокна, не имеющие повреждений. Показатель биодеструкции 1,05 (при хранении в течение 40 суток при влажности 100%) свидетельствует о нарушении структуры волокна.

У волокон глянцевых хлопчатобумажных ниток имеются повреждения, аналогичные первым двум случаям. Показатель биодеструкции в самых жестких условиях хранения (К=0,89) также свидетельствует о нарушении их структуры.

У волокон антисептированных хлопчатобумажных ниток преобладают повреждения класса А в виде скопления биомассы по поверхности и слабой пятни-

стости. Показатель биодеструкции К=0,08 свидетельствует о начальных изменениях структуры волокна.

Несмотря на то, что степень повреждения исследуемых волокон в образцах ниток неодинакова, можно утверждать, что повреждения волокон возникли ещё до их переработки в нитки. Доказательством этого служит предпочтительное количество повреждений класса А в исходных образцах и преобладание повреждений класса В в образцах после развития спонтанной микрофлоры. В результате хранения в условиях повышенной влажности и температуры происходило усиление начальных повреждений.

Таблица 1 - Показатели биодеструкции хлопковых волокон в нитках под действием спонтанной микрофлоры в условиях экспозиции при Т=30°С, ф=65% и ф=100%

Результаты исследования физикомеханических свойств хлопчатобумажных ниток при воздействии спонтанной микрофлоры представлены в таблицах 2, 3 и на рисунке 1.

Образцы ниток Относительная влажность воздуха, % Показатель биодеструкции, К, ед.

Время инкубации, сутки

0 10 20 40

1. Суровые 65 0,07 0,16 0,51 0,65

100 0,07 0,26 0,73 0,88

2. Матовые 65 0,06 0,08 0,53 0,63

100 0,06 0,08 0,74 1,05

3. Глянцевые 65 0,08 0,16 0,61 0,83

100 0,08 0,19 0,78 0,89

4. Антисептированные 65 0,01 0,02 0,05 0,08

100 0,01 0,03 0,09 0,13

Таблица 2 - Физико-механические характеристики хлопчатобумажных ниток под действием спонтанной микрофлоры при Т=30°С и ф=65%

Прочностные характеристики

Разрывная нагрузка, Н

Относительное удлинение, %

Время инкубации, сутки

0

10

20

40

10

20

40

Образцы ниток

Суро-

вые

20.4

20.4 20,3 20,1

7.1 7,7 8,3

8.1

Мато- Глян-

вые цевые

22,3 21,9

21,9 21,9

21,4 21,9

19,2 19,5

6,2 3,5

7,0 4,0

10,2 7,5

8,8 6,8

Анти-

септи-ро-

ванные

20,8

20,6

20,6

20,5

7,2

7,8

11,0

9,7

Таблица 3 - Физико-механические характеристики хлопчатобумажных ниток до и после воздействия спонтанной микрофлоры при Т=30°С и ф=100%

Прочностные харак-тери-стики Образцы ниток

Время инкубации, сутки Суро- вые Мато- вые Глян- цевые Анти- септи- рован- ные

0 20,4 22,3 21,9 20,8

Разрывная 10 19,0 20,3 19,7 19,6

нагрузка, Н 20 18,9 20,1 18,6 19,1

40 15,6 15,9 14,9 17,8

0 7,1 6,2 3,5 7,2

Относительное удлинение, % 10 7,5 7,4 5,2 8,1

20 7,5 7,6 5,7 9,2

40 7,1 5,5 3,1 7,46

На рисунке 1 приведена зависимость величины относительной разрывной нагрузки образцов ниток различных видов от длительности их инкубации в условиях воздействия спонтанной микрофлоры при температуре 30°С и влажности 100%. Как следует из приведенных графических данных в результате воздействия микрофлоры наблюдается монотонное (практически линейное) снижение прочности нитей с увеличением времени действия микроорганизмов.

В наибольшей степени подвержены воздействию микроорганизмов глянцевые и матовые нитки, для которых снижение прочности после 40 дней инкубации дости-

гает соответственно 32 и 28%, а скорость снижения прочностных характеристик равна 0,8 и 0,7% в сутки.

Это можно объяснить тем, что эти нитки в процессе производства подвергаются дополнительной обработке органическими веществами, которые стимулируют жизнедеятельность микроорганизмов на волокне и служат дополнительным источником питания, тогда как суровые нитки аппретов не содержат и, соответственно, они отличаются большей микробиологической стойкостью [4-7].

—«—1-С]ровые

2 - Штвые

“Й"— 3 - Гшцрвые

)( 4-Мтсепт-рованные

Рис. 1 - Зависимость относительной разрывной нагрузки хлопчатобумажных ниток от времени действия спонтанной микрофлоры при температуре 30°С и 65% влажности воздуха

За время 40 суточной экспозиции прочностные характеристики суровых ниток снизились на 24%, а скорость снижения этого показателя составила 0,6% в сутки.

Наиболее устойчивыми оказались, как и следовало ожидать, антисептированные нитки, у которых снижение прочности в результате 40 суточной экспозиции составило всего 14%, при общей скорости снижения этого показателя 0,35% в сутки.

Литература

1. Ермилова И. А. Теоретические и практические основы микробиологической деструкции химических волокон. - М.: Наука, 1991. - 248 с.

2. Ермилова И. А. Теоретические и практические основы микробиологической деструкции текстильных волокон и способов их защиты от воздействия микроорганизмов: Дисс. ... д-ра техн. наук // Л.: ЛИТЛП им. С.М.Кирова, 1982. - 470 с.

3. Пехташева Е.Л. Биостойкость природоокрашенных хлопковых волокон / Пехташева Е.Л., Нестеров А.Н., Заиков Г.Е., Софьина С.Ю.// Вестник Казан. технол. ун-та. - 2012. - Т. 15, № 5. - С. 110-113.

4. N.M. Emanuel, A.L. Buchachenko “Chemical physics of degradation and stabilization of polymers”, VSP International Science Publ., Utrecht, 1982, 354 pp.

5. G.E. Zaikov, A.L. Buchachenko, V.B. Ivanov “Aging of polymers, polymer blends and polymer composites”, New York, Nova Science Publ., 2002, Vol. 1, 258 pp.

6. G.E. Zaikov, A.L. Buchachenko, V.B. Ivanov “Aging of polymers, polymer blends and polymer composites”, New York, Nova Science Publ., 2002, Vol. 2, 253 pp.

7. G.E. Zaikov, A.L. Buchachenko, V.B. Ivanov “Polymer aging at the cutting adge”, New York, Nova Science Publ., 2002, 176 pp.

© Е. Л. Пехташева - Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова, г.Москва, pekhtashevael@mail.ru; А. Н. Неверов - Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова, г.Москва, pekhtashevael@mail.ru; Г. Е. Заиков -д-р хим. наук, проф. Института биохимической физики РАН, chembio@sky.chph.ras.ru; С. Ю. Софьина - канд. хим. наук, доцент каф. технологии пластических масс КНИТУ; Н. Е. Темникова - асп. той же кафедры.

0