Введение к работе
Актуальность темы. Постоянное повышение требований к качеству и товарному виду текстильной продукции обуславливает необходимость внедрения новых высокоэффективных химических препаратов, обеспечивающих придание текстильным материалам комплекса положительных свойств: антимикробных и гидрофобных. Наиболее эффективными препаратами для таких видов отделки являются кремнийорганические соединения. В настоящее время малая эффективность и высокая стоимость большинства этих соединений требует синтеза новых более эффективных и доступных кремнийорганических соединений и разработки простой технологии их применения.
Актуальность работы обусловлена необходимостью создания технологии получения текстильных материалов с антимикробными и гидрофобными свойствами с использованием новых кремнийорганических хлорпиридинсодержащих препаратов.
Разработка новой технологии антимикробной и гидрофобной отделки текстильных материалов кремнийорганическими хлорпиридинсодержащими препаратами позволит увеличить срок эксплуатации новых текстильных материалов, которые находят широкое применение в различных отраслях промышленности.
Работа выполнена в рамках тематических планов МГТУ им. А.Н. Косыгина, выполняемых по заданию Минобразования РФ №09-635-42 «Изучение механизмов фиксации функционально активных соединений на поверхности волокнистых материалов», №09-841-42 «Создание привитых функциональных наноструктур, синтезированных молекулярным наслаиванием на поверхность волокнистых материалов, и разработка методов включения и фиксации наночастиц металлов на поверхность модифицированных волокон, тканей, нетканых материалов, трикотажа», а также гранта РФФИ № 11-03-00577 «Дизайн органо-гибридных полимеров как основа регулирования свойств материалов», выполняемого в ИНЭОС им. А.Н. Несмеянова РАН.
Цели и задачи исследования. Целью диссертации является разработка технологии антимикробной и гидрофобной отделки текстильных материалов с использованием не описанных ранее новых хлорпиридинсодержащих кремнийорганических модификаторов, а также разработка новой технологии молекулярной сборки молекулярных и макромолекулярных органосилоксановых структур с устойчивыми антимикробными и гидрофобными свойствами на поверхности волокон текстильных материалов.
Для достижения поставленной цели были определены основные задачи:
- разработать технологию процесса антимикробной и гидрофобной отделки текстильных материалов из целлюлозных, целлюлозно-полиэфирных, шерстяных, полиамидных, полиэтилентерефталатных волокон с использованием синтезированных кремнийорганических модификаторов. Разработаны методы синтеза новых хлорпиридинсодержащих кремнийорганических модификаторов;
- разработать технологию модификации поверхности текстильных материалов из волокон различной природы полученными кремнийорганическими модификаторами, обеспечивающими антимикробные и гидрофобные свойства при сохранении оптимальных физико-химических и физико-механических характеристик;
- определить основные физико-химические константы синтезированных кремнийорганических модификаторов;
Объекты и методики проведения исследований. Объектами исследований в работе являются текстильные материалы различного волокнистого состава, а также синтезированные олигомеры. В работе использовались стандартные и нестандартные методики для исследования физико-механических, антимикробных и гидрофобных свойств текстильных материалов.
Для оценки физико-химических свойств модификаторов использовались методы ИК-спектроскопии, методы элементного анализа, гель-проникающей хроматографии.
Научная новизна. В работе впервые показана целесообразность использования новых кремнийорганических хлорпиридинсодержащих препаратов для получения антимикробных и гидрофобных текстильных материалов.
Наиболее существенные результаты в работе:
1. Разработана новая технология молекулярной сборки молекулярных и макромолекулярных органосилоксановых структур с антимикробными и гидрофобными свойствами на поверхности волокон различной природы с использованием миллимоль (110-3) или микромоль (110-6) на 1 м2 удельной поверхности текстильного материала исходных кремнийорганических и органических соединений.
2. Разработаны методы синтеза и впервые синтезированы не описанные ранее кремнийорганические модификаторы, придающие химическим, натуральным волокнам и текстильным материалам на их основе устойчивые антимикробные и гидрофобные свойства.
3. Изучены физико-химические свойства синтезированных нами новых кремнийорганических модификаторов и установлена зависимость физико-механических свойств химически модифицированных текстильных материалов от химического строения и физико-химических свойств синтезированных кремнийорганических модификаторов, применяемых для антимикробной и гидрофобной отделки.
4. По результатам проведенной работы получен патент РФ на изобретение №2417237 (2011), Бюл. №12.
Практическая значимость. На основании проведенных экспериментальных исследований разработаны технологии антимикробной и гидрофобной отделки целлюлозных, целлюлозно-полиэфирных, шерстяных, полиамидных, полиэтилентерефталатных текстильных материалов как химической модификацией их поверхности с использованием синтезированных кремнийорганических модификаторов, так и молекулярной сборкой молекулярных и макромолекулярных органосилоксановых структур с антимикробными и гидрофобными свойствами на поверхности волокон текстильных материалов из микроколичеств кремнийорганических и органических соединений.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 статей в научных журналах, включенных в перечень ВАК, тезисы 4 докладов и 1 патент.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции студентов и аспирантов «Дни Науки - 2009» (Санкт-Петербург, 2009), Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности», Поиск -2009 (Иваново, 2009), XIV Международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии - 2012» (Тула, Ясная Поляна, 2012).
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе, подтверждается применением современных информационных технологий, корректным использованием методов физико-химического анализа, апробацией основных положений диссертации в научной периодической печати, конференциях, учебном процессе.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 120 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, методической части, выводов, списка цитируемой литературы из 121 ссылки. Работа содержит 18 таблиц и 3 рисунка.
