Разработка новой композиции для антимикробной отделки целлюлозного текстильного материала

Буркитбай А.1, Кутжанова А. Ж.2 , Таусарова Б. Р.3

1К.т.н., и.о.доцента, 2к.т.н, доцент, 3 д.х.н., профессор, кафедра «Технология текстильного производства», Алматинский технологический университет, Казахстан

РАЗРАБОТКА НОВОЙ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ АНТИМИКРОБНОЙ ОТДЕЛКИ ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ТЕКСТИЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

Аннотация

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

- разработан состав для антимикробной отделки целлюлозных текстильных материалов на основе поливинилпирролидона (ПВП), бензойной кислоты и сульфата меди;

- исследован механизм аппретирования хлопчатобумажной ткани полимерными композициями и предложены наиболее вероятная схема их взаимодействия с целлюлозным волокном.

Практическая значимость результатов работы заключается в совершенствовании технологического процесса заключительной отделки целлюлозного текстильного материала на основе разработки нового состава аппретирования, обеспечивающего улучшение биостойкости ткани.

Ключевые слова: текстиль, целлюлоза, аппретирование. Keywords: textile, cellulose, dressing

Текстильная и легкая промышленность - одна из основных отраслей экономики, формирующих бюджет во многих странах мира. Сырьевой базой текстильной промышленности Казахстана является хлопок. Казахстанская текстильная промышленность имеет большой потенциал для успешного развития отрасли, учитывая более низкие показатели затрат при производстве, близость к сырью и потенциальным рынкам сбыта производимой продукции, привлекательный инвестиционный климат, развитую транспортную инфраструктуру. Казахстан обладает хорошим масштабом рыночных возможностей, как для развития текстильной индустрии, так и отдельно взятого сектора хлопково-текстильной промышленности региона

Продукция текстильной и легкой промышленности по объективным обстоятельствам всегда имеет устойчивый спрос. Текстиль обеспечивает необходимые условия жизнедеятельности человека, используется для производства одежды и белья, оформления интерьера, для технических целей и т.д. Текстильные изделия нового поколения должны обладать многофункциональными и комфортными свойствами, комплиментарно поддерживать здоровье человека и повысить безопасность среды обитания [1].

Сочетание влажности, температуры, присутствие пыли, грязи и жирных пятен в текстильных изделиях создают благоприятную среду для размножения микроорганизмов. Неконтролируемое размножение микроорганизмов приводит к повышению биоопасности среды обитания человека и увеличению потенциального риска для его здоровья. Одним из наиболее простых способов, задерживающих рост микроорганизмов, является введение в текстильные материалы бактерицидных препаратов, придающих им самодезинфицирующие свойства [2, 3].

В связи с этим проведены исследования по применению поливинил-пирролидона (ПВП) в композиции с бензойной кислотой и сульфатом меди для аппретирования хлопчатобумажной ткани с целью улучшения антимикробных свойств целлюлозного текстильного материала [4]. Обработку хлопчатобумажной ткани осуществляли

аналогично с малосминаемой отделкой. Концентрацию ПВП варьировали в пределах 6 - 8 г/л, бензойной кислоты 2 - 4 г/л и сульфата меди 2,5 - 3,5 г/л. Антимикробные свойства хлопчатобумажной ткани проверялись на устойчивость к микробиологическому разрушению. По ГОСТ 9.060 - 75 ткань считается устойчивой к биоповреждениям при П > 80 %.

Как показано на рисунке 4 коэффициент устойчивости обработанной ткани к микробиологическому разрушению, по сравнению с необработанной увеличивается в 1,7 раза, о чем свидетельствует рост коэффициента устойчивости к биоразрушению до 99,5%. Ткани обрабатывали композицией, содержащей ПВП 8 г/л, бензойной кислоты 2 г/л, сульфата меди 2,5 г/л. Термообработка осуществлялся при 150 0С в течение 2 минут. Показатель биостойкости необработанной ткани и обработанной препаратом «Санитизед», используемый для антимикробной отделки целлюлозных текстильных материалов составляет 60 % и 98 % соответственно.

12а

1 - необработанная ткань;

2 — обработанная «Санихизедом»:

3 - обработанная композицией ПВП с БК и сульфатом меди

Рис. 1 - График коэффициента устойчивости микробиологическому разрушению хлопчатобумажной ткани обработанной антимикробной отделкой

Кроме того, микробиологические исследования по ВМУ №7.05.025-97, показали, что у обработанной ткани не обнаружены грибки (плесневые, дрожжи), также общее число роста МАФАМ в 10 раз меньше, чем у необработанной ткани.

Имеющиеся в литературе данные свидетельствуют о склонности ПВП к комплексообразованию с солями металлов и другими соединениями. В связи с этим для выяснения взаимодействия компонентов композиции с целлюлозой волокна в работе были исследованы ИК-спектры образцов исходных и обработанных тканей. В спектре образца, обработанного ПВП в сочетании с бензойной кислотой и сульфатом меди появляются новые полосы поглощения в интервале частот 1100 - 1200 см-1, характерные валентным колебаниям СN групп, а также в области 1425 - 1525 см-1 и 1593 - 1662 см-1, соответствующие колебаниям ароматического кольца. Полоса в области 3278 см-1 свидетельствует образованию комплекса меди с карбонильной группой бензойной кислоты. На основе ИК-спектроскопических исследований схему комплексообразования компонентов аппретирующего состава можно представить в следующем виде (1, 2):

о

СН2 СН2

I I

ОВС сн

I

СОО

о

или

сн2

I

сн2 I

с-°

"сни О^

сн2"сн2

I

Ч #сн2

N

сн сн

о

♦А

о^ он

2

Также образцы тканей исследовались с помощью электронного сканирующего микроскопа. Как видно из рисунка 5 разрушение волокна ткани после биодеструкции, обработанной предлагаемой композицией наименьшее по сравнению с необработанным образцом.

а б в

Рис. 2 - Электронно-микроскопические снимки хлопчатобумажной ткани после биоразрушения: а, б - необработанной ткани, в - ткани, обработанной ПВП, бензойной

кислотой и сульфатом меди

Таким образом, установлено, что аппретированная хлопчатобумажная ткань составом на основе ПВП, бензойной кислоты и сульфата меди имеет улучшенные антимикробные свойства, в результате чего не обрастает плесневыми грибками и не разрушается микроорганизмами в условиях эксплуатации.

Литература

1 Кричевский Г.Е. Роль химии в производстве текстиля. Эволюция и революции в текстильной химии // Рос. хим. ж. (Ж.Рос.об им. Менделеева Д.И.). - 2002. - Т. XLVI, №1. - С. 5 - 8.

2 Кричевский Г.Е. Химическая технология текстильных материалов. - М.: Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности, 2001. - Т. 3. - С. 11 - 12.

3 Мельников Б.Н., Захарова Т.Д. Современные способы заключительной отделки тканей из целлюлозных текстильных волокон. - М.: Легкая индустрия, 1975. - С. 4 - 5. 4 Энциклопедия полимеров. Ред.коллегия: гл.ред. В.А. Кабанов и др. - М.: «Советская Энциклопедия», 1977. - Т. 3. - 1152 с.