Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 13
1.1 Основные виды швейных ниток на основе химических волокон и нитей, их свойства и применение 13
1.2 Особенности свойств полиэфирных нитей и швейных ниток 16
1.3 Методы изучения свойств швейных ниток 20
1.4 Изменение свойств полиэфирных нитей и ниток под воздействием активных сред 21
1.5 Изменение свойств полиэфирных нитей и ниток под воздействием микроорганизмов 30
1.5.1. Взаимодействие полиэфирных волокон с микроорганизмами 30
1.5.2 Влияние биоповреждений на структуру олиэфирных волокон и нитей 42
1.6 Методы испытаний полиэфирных нитей и ниток на устойчивость к воздействию микроорганизмов 44
1.7 Способы защиты текстильных материалов определенного назначения от микробиологической деструкции 47
Выводы 51
2 Объекты и методы исследования 53
2.1 Характеристика объектов исследования 53
2.2 Методы исследования 56
2.2.1 Методы изучения действия микроорганизмов на полиэфирные швейные нитки 56
2.2.2 Методы изучения механических свойств полиэфирных швейных ниток 57
2.2.3 Методы изучения физических свойств полиэфирных швейных ниток 59
2.2.4 Методы оценки биостойкости и изменений структуры полиэфирных швейных ниток 60
2.2.5 Биологические тесты 64
2.3 Обработка результатов исследования 65
Выводы 66
3 Изменение механических свойств полиэфирных швейных ниток под воздействием микроорганизмов 61
3.1 Разрывные характеристики полиэфирных швейных ниток 67
3.2 Устойчивость полиэфирных швейных ниток к истиранию 80
3.2.1 Устойчивость к истиранию о швейную иглу 80
3.2.2 Устойчивость к самоистиранию 90 Выводы 100
4 Изменение физических свойств полиэфирных швейных ниток под воздействием микроорганизмов 101
4.1 Электрические свойства 101
4.2 Оптические свойства 110
4.3 Устойчивость окраски полиэфирных швейных ниток к микробиологическим воздействиям в сравнении с устойчивостью окраски к физико-химическими воздействиям 117
Выводы 123
5 Исследование взаимодействия полиэфирных швейных ниток с микроорганизмами 125
5.1 Повреждение полиэфирных швейных ниток микроорганизмами 125
5.1.1 Оценка устойчивости швейных ниток к действию микроорганизмов 125
5.1.2 Структурные изменения полиэфирных волокон в нитках, повреждённых микроорганизмами 141
5.1.3 Определение корреляционных зависимостей между изменением свойств полиэфирных швейных ниток и показателем их биодеструкции 154
5.2 Изучение действия ниток и красителей на микроорганизмы 162
Выводы 177
Выводы и рекомендации по применению результатов работы 181
Библиографический список 186
- Особенности свойств полиэфирных нитей и швейных ниток
- Методы изучения действия микроорганизмов на полиэфирные швейные нитки
- Устойчивость полиэфирных швейных ниток к истиранию
- Оптические свойства
Введение к работе
Полиэфирные швейные нитки (ПЭФ ШН) выпускаются в объемах, превышающих выпуск швейных ниток из других текстильных волокон и нитей, что обусловлено рядом их ценных свойств, высокопроизводительной технологией получения, а также увеличением объема производства ПЭФ волокон.
Полиэфирные (ПЭФ) волокна и нити занимают лидирующее положение среди синтетических текстильных волокон и нитей по объёмам производства в мире. Их выпуск составляет около 80 % от мирового производства синтетических волокон и нитей [161]. Ожидается, что ежегодный темп прироста ПЭФ волокон и нитей до 2005 года будет составлять не менее 8% [1]. Главным производителем ПЭФ в мире в настоящее время является Азия. В частности в Китае в ближайшие пять лет ожидается существенное увеличение производства ПЭФ текстильных волокон на 34%, ПЭФ текстильных нитей — на 24% [159].
ШН можно рассматривать, как материал, использующийся в швейном; производстве, в то же время они являются составной частью готовых швейных изделий. В этой связи, анализируя свойства ШН, необходимо учитывать не только технологические требования изготовления швейных изделий, но и условия их эксплуатации, определяющиеся назначением. Условия эксплуатации некоторых видов изделий способствуют развитию на них микроорганизмов разных групп, вызывающих повреждение волокнистых материалов и тем самым снижающих их качество; развитие патогенных форм микроорганизмов может привести к заболеваниям человека.
Основные результаты в области исследований ПЭФ ШН связаны с разработкой ШН новых структур, изучением отдельных их свойств, преимущественно физико-механических, а также с усовершенствованием методов оценки поведения ПЭФ ШН в процессе пошива.
Исследований, касающихся взаимодействия ПЭФ ШН с микроорганизмами, изменений их свойств и структуры под влиянием микроорганизмов, исследований их безопасности и защиты от биоповреждений в литературе не обнаружено. Встречаются отдельные работы, в которых затрагиваются вопросы биостойкости полиэфирных текстильных материалов, однако они носят случайный характер.
Актуальность проблемы выпуска безопасной и экологически чистой продукции; подчеркивается в федеральном законе РФ «О техническом регулировании». Важность исследований в данной; области, недостаточное количество экспериментальных данных, отсутствие общепризнанных методов оценки безопасности отмечается рядом авторов [134,136,146,154]..
При исследованиях безопасности широкое распространение получили методы биологического тестирования различных материалов с применением микроорганизмов в качестве тест-объектов. Одним из направлений разработки новых и совершенствования существующих методов биотестирования является поиск чувствительных к объектам исследования микроорганизмов.
Одной из важных проблем является взаимодействие ТМ с микроорганизмами-деструкторами. Около 40% повреждений материалов связано с действием микроорганизмов [20], в результате существенно снижается качество материалов, изменяются их свойства. Постоянно ведётся поиск способов и средств защиты ТМ от биоповреждений. В качестве средств защиты ТМ от микроорганизмов рядом авторов [17, 45, 73, 122] предлагаются красители, обладающие высокими антимикробными свойствами. Наряду с этим, ведётся поиск микроорганизмов-деструкторов синтетических полимерных материалов с целью наиболее выгодной и безвредной для окружающей среды их утилизации.
Наиболее перспективным является поиск надежных и безопасных средств защиты текстильных материалов от повреждения микроорганизмами, он связан с использованием красителей, проявляющих антимикробное действие.
Наряду с этим, ведётся поиск микроорганизмов-деструкторов синтетических полимерных материалов с целью наиболее выгодной и безвредной для окружающей среды их утилизации.
В этой связи исследование устойчивости окрашенных ПЭФ ШН к воздействию микроорганизмов, оценка зависимости изменения свойств ПЭФ ШН от степени их биоповреждения, выявление микроорганизмов-деструкторов ПЭ ТМ, а также подбор чувствительных к окрашенным ПЭФ ШН: видов микроорганизмов для разработки методик биотестирования их безопасности приобретает особую актуальность, имеет теоретическое и практическое значение.
Диссертационная работа выполнялась по плану Всероссийской программы РАН фундаментальных исследований «Проблемы общей биологии и экологии; рациональное использование биологических ресурсов (1998-2005). Направление 12: Экологические проблемы биоповреждений», связана с основным научным; направлением кафедры экспертизы потребительских товаров СПГТЭИ.
Целью диссертации явилось изучение свойств окрашенных ПЭФ ШН и их изменений при воздействии микроорганизмов. Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
Исследовать характер взаимодействия ПЭФ ШН с микроорганизмами; оценить действие окрашенных и отбеленных: ниток на микроорганизмы разных групп и действие микроорганизмов на ПЭФ волокна, составляющие ШН.
Исследовать характер и степень повреждения ПЭФ ШН микроорганизмами.
Оценить влияние микробных повреждений на свойства окрашенных ПЭФ ШН.
Отобрать культуру бактерий для использования при тестировании свойств безопасности окрашенных ПЭФ ШН.
Методологической и научной основой диссертационной работы явились труды российских и зарубежных учёных. В работе использовались специально
разработанные и стандартные методы исследований. Обработка результатов испытаний проведена с использованием: персонального компьютера при помощи пакетов прикладных программ Microsoft EXEL 2000 и ORIGIN 6.1. с использованием методов математической статистики и корреляционного анализа.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- впервые проведено комплексное исследование изменений свойств ПЭФ ШН
при воздействии микроорганизмов;
впервые проведено исследование устойчивости ПЭФ ШН различных структур, стран-производителей, окрашенных разными марками дисперсных красителей, к действию микроорганизмов;
впервые выявлены и определены корреляционные зависимости между размерами изменений свойств окрашенных ПЭФ ШН; и показателем их биодеструкции;
разработаны: усовершенствованная методика оценки безопасности ШН с помощью тест-культуры бактерии Escherichia соІІ М-17, методика определения антимикробного действия текстильных красителей; проведена биоиндикация безопасности окрашенных ПЭФ ШН и дисперсных, красителей.
Практическая значимость работы заключается в оптимизации выбора видов дисперсных красителей для ПЭФ ШН с целью улучшения их свойств в процессе эксплуатации; в возможности использования её* результатов; при прогнозировании поведения окрашенных ПЭФ ШН, контактирующих с микроорганизмами разных групп.
Методика оценки безопасности с помощью тест-культуры E.coli может применяться для биотестирования различных ТМ, содержащих отделочные препараты и красители. Методика оценки антимикробного действия текстильных красителей на микроорганизмы может быть использована как при выборе красителей с целью повышения биостойкости ПЭФ ТМ к микроорганизмам-деструкторам, так и при подборе наиболее безопасных
красителей, текстильно-вспомогательных веществ при выпуске экологически чистого текстиля.
Результаты исследований используются в учебном процессе и при проведении: научно-исследовательских работ в СПГТЭИ, Военной академии тыла и транспорта, а также в производстве швейных изделий о чем имеются соответствующие акты внедрения.
С ПЭФ ШН выделен в чистую культуру грибной штамм Aspergillus ustus, проведена оценка его активности по отношению к объектам исследования, на основании которой рекомендовано использование штамма при оценке биостойкости ПЭФ текстильных материалов.
Основные результаты работы докладывались и получили одобрение на научной конференции «Региональные проблемы развития торговли и общественного питания»; на научно-практическом семинаре, проводившемся в рамках северо-западной оптовой ярмарки «Текстиль и мода — в XXI век» (2000г.); на всероссийской научно-практической конференции «Экологические проблемы биодеградации промышленных, строительных материалов и отходов производств» - Пенза, 2000, на первой международной научной конференции «Современные проблемы органической химии, экологии и биотехнологии, июнь 2001, Луга, 2001; на международной научно-практической конференции «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг, 18-21 декабря 200 І г. Орёл, 2001 г; на V Международной научно-практической конференции «Современные проблемы; биологических повреждений материалов (Биоповреждения - 2002)», Пенза, 2002г.; на заседаниях комиссии по биоповреждениям Русского ботанического общества РАН; на ежегодных научных конференциях СПГТЭИ.
По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ.
Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав» выводов, библиографического списка и приложений, основной текст представлен на 185 страницах.
Основные положения, выносимые на защиту: Результаты исследований повреждения ПЭФ ШН микроорганизмами. Результаты влияния на свойства ПЭФ ШН степени повреждения их микроорганизмами.
Методика и результаты оценки безопасности ПЭФ ШН; и дисперсных красителей, используемых при их крашении. Методика оценки антимикробного действия красителей.
Особенности свойств полиэфирных нитей и швейных ниток
Свойства полиэфирных швейных ниток обусловлены прежде всего свойствами составляющих их полиэтилентерефталатных волокон и нитей.
Структура и свойства полиэфирных волокон исследованы достаточно полно. Сведения о строении и свойствах полиэтилентерефталата изложены в работах [2,99,100,102].. Подробный анализ структурной обусловленности уникальных свойств полиэфирных волокон с позиций современного физического и физико-химического материаловедения осуществлен Перепелкиным К.Е. в работе [100].
ПЭТФ является алифатически-ароматическим полимером, имеющим регулярную молекулярную структуру с незначительным количеством ее нарушений. Одной из важнейших особенностей структуры является наличие ароматических фениленовых циклов в его молекулярных цепях, которые повышают электронную плотность в соседних с ними сложноэфирных группах. Благодаря этому происходит снижение реакционной способности сложноэфирных групп в ПЭТФ [100].
Волокна ПЭТФ имеют фибриллярную аморфно-кристаллическую структуру со степенью кристалличности 0,5-0,6, а высокоориентированные волокна — 0,7-0,8. Структура кристаллических областей ПЭТФ характеризуется триклиннои элементарной ячейкой со следующими параметрами [100,102]:
Период идентичности- кристаллической структуры, 1,075 нм, что соответствует почти плоской конфигурации молекулярных цепей. Плотность ориентированных волокон на основе ПЭТФ составляет 1,38-1,39 г/см, плотность кристаллических и аморфных областей соответственно 1,455 и 1,355 г/см3 [100, 102].
Микроструктура ПЭФ волокон характеризуется высокой плотностью упаковки, малой пористостью и незначительной дефектностью. «Носителем свойств» ориентированных волокон в той мере, как они; определяются их надмолекулярной структурой, являются транс-конформаций макромолекул (в кристаллических областях содержатся только транс-конформации). Содержание большой доли выпрямленных конформаций молекулярных цепей (ПЭТФ можно отнести к полужесткоцепным полимерам) обуславливает более низкую деформативность ПЭТФ волокон и другие отличия их.механических свойств [100].
Температурные характеристики ПЭФ волокон существенно зависят от степени ориентации и кристалличности. В; работах [100, 102] приводятся: данные для ПЭТФ: % = 90-100 "С, =265-267 С, и для волокон из ПЭТФ: tj = 90-125 "С. ПЭТФ имеет высокую термохимическую стойкость - только при температуре выше температуры плавления наблюдается заметное протекание деструктивных процессов и существенное изменение его молекулярной структуры. Высокая температура стеклования ПЭФ волокон обусловлена определенной жесткостью молекулярных цепей при относительно небольшом межмолекулярном взаимодействии из-за отсутствия полярных функциональных групп, образующих локальные межмолекулярные связи [100].
ПЭФ волокна и нити можно разделить на две основные группы [100]: технические нити, имеющие высокоориентированную высококристаллическую структуру, характеризующуюся значительной долей выпрямленных цепей с транс-конформацией и относительно большой долей несущих нагрузку молекулярных цепей, имеющие высокую прочность и малую деформативность (относительно высокий модуль деформации и малое удлинение при разрыве); модуль деформации 12-16 ГПа, прочность 68-82 сН/текс, удлинение при разрыве 8-12%; технические нити характеризуются малой ползучестью. Деструктивные явления начинаются только при очень большой нагрузке, находящейся за пределами эксплуатационных услови - волокна и нити текстильного назначения, полученные при умеренной степени вытяжки, имеющие высокую кристалличность и умеренную ориентацию молекул; их механические свойства определяет значительная деформативность при малых нагрузках (несколько повышенный модуль деформации по сравнению с другими волокнами аналогичного назначения); модуль деформации 4-8 ГПа, прочность 36-48 сН/текс, удлинение при разрыве 30-55%; при незначительных механических напряжениях в волокнах не наблюдается заметных структурных изменений, после снятия; напряжения обратимость деформации очень высокая.
ПЭФ волокна обладают низкой энергией поверхностного взаимодействия с водой и малой способностью сорбировать низкомолекулярные вещества. При 20С и относительной влажности воздуха 65 и 98 % равновесная сорбция- влаги составляет 0,3-0,4 и 0,7-0,8% соответственно, набухание в воде 3-5% [100,102].
Малая гигроскопичность и незначительное снижение температуры стеклования при воздействии влаги позволяет ПЭФ волокнам сохранять форму длительное время и в мокром состоянии. Однако, если ПЭФ волокна растянуть или придать им изогнутую форму при температуре выше температуры стеклования и одновременном воздействии влаги, то происходят структурные изменения конформации и расположения молекул, состояние стабилизируется и сохраняется надолго [100].
ПЭТФ волокна и нити имеют ряд особенностей их физических свойств. ПЭТФ имеет сравнительно высокий показатель преломления — п — 1,64 -1,66 [ 102]. По показателю двойного лучепреломления ПЭФ волокна легко идентифицировать. Двойное лучепреломление высокоориентированных ПЭФ волокон составляет 0,17-0,23, тогда как у других волокон на основе гибкоцешшх полимеров оно не превышает 0,05-0,07. В видимой области спектра ПЭТФ полосы поглощения отсутствуют, что обеспечивает их высокую прозрачность и отсутствие окраски. Этому способствует мелкокристаллическая структура волокон, так как при размере
Методы изучения действия микроорганизмов на полиэфирные швейные нитки
Отбор проб для испытаний проводили в соответствии с ГОСТ 18321-73 [31]. Климатические условия кондиционирования, испытания проб, а также методы их определения соответствовали ГОСТ 10681-75 [40] J В работе использовались как стандартные методы испытаний, так и новые методики, адаптированные к объектам исследования. а) Определениегрибостойкости ПЭФШНпо ГОСТ9.802-84
Перед проведением испытаний образцы ПЭФ ШН: подвергались ультрафиолетовому облучению в течение 30 минут с каждой стороны с целью удаления с их поверхности спонтанной микрофлоры.. Традиционные методы стерилизации не использовались, т.к. их применение привело бы к изменению структуры исследуемых ПЭФ ШН.
Образцы ПЭФ ШН помещали в стерильные эксикаторы так, чтобы исключить их соприкосновение, - инокулировали спорами микромицетов и выдерживали в термостате при температуре 28±2С и относительной влажности воздуха 90-100 % в течение 28 суток. Контролем служили ПЭФ ШН, не инокулированные спорами микроскопических грибов, выдерживаемые в аналогичных условиях. Образцы инфицированных и контрольных ПЭФ ШН по истечении времени воздействия промывали в стерильной воде, высушивали на воздухе до достижения кондиционной влажности и проводили оценку степени их поврежденности и изменений свойств. Испытание воздействия стандартного набора микроскопических; грибов на ПЭФ ШН проводилось в трех повторностях. б) Метод изучения воздействия на ПЭФ ШН спонтанной микрофлоры В реальных условиях использования текстильные материалы подвергаются воздействию со стороны комплекса микроорганизмов, включающего в себя как микромицеты, так и бактерии. Причем это действие адаптивных штаммов микроорганизмов, а не музейных культур. Поэтому в s настоящей работе, наряду с исследованием грибостоикости ШН, проводилось изучение влияния на объекты исследования микроорганизмов, развивающихся на них в условиях повышенной влажности и температуры. Выделение чистых культур микроорганизмов, их идентификация проводилась с использованием приемов микробиологических исследований, изложенных в [82,60]
Для этого образцы ПЭФ ШН помещались в стерильные чашки Петри на стерильную фильтровальную бумагу и; выдерживались в; термостате при температуре 28±2С и относительной влажности воздуха 90 - 100 % до 180 суток (6 месяцев). Влажность в чашках Петри поддерживалась с помощью увлажнения фильтровальной бумаги стерильной дистиллированной водой.
По истечении времени образцы ПЭФ ШН промывали в стерильной воде, высушивали на воздухе до достижения кондиционной влажности и оценивали: степень их поврежденности и изменение свойств. Для каждого исследуемого образца испытания проводили трижды. а) Определение разрывных характеристик ПЭФ ШН Определение прочности на разрыв ПЭФ ШН плоскими зажимами с применением прокладок по ГОСТ 6611.2-73 [33] при следующих условиях: - расстояние между зажимами разрывной машины (начальное) — 500 мм; - скорость опускания нижнего зажима — 450 мм/мин.. - время до разрыва одиночной нити - 20±2 секунды Необходимая точность измерений достигалась при проведении не менее 30 испытаний каждого исследуемого образца ПЭФ ШН. б) Испытание ПЭФШНна стойкость к истиранию в петле Определение стойкости ПЭФ ШН к самоистиранию проводилось на приборе ИПП путем истирания испытуемой нити различными своими участками друг по другу в месте перехвата. Испытания проводились в соответствии с методикой,, прилагаемой к прибору ИПП. Стойкость к истиранию оценивалась числом циклов истирания до разрыва. Параметры; испытания: амплитуда истирания — 30 мм, угол истирания - 90, частота истирания - 80 циклов/мин, рабочая величина нагружения — 108 сН. Необходимая точность измерений достигалась при проведении не менее 30 испытаний каждого исследуемого образца ПЭФ ШН. в) Испытание ПЭФ ШНна стойкость к истиранию о швейную иглу Стойкость ПЭФ ШН к истиранию о швейную иглу оценивалась числом циклов до разрыва на приборе ТКИ 5-27-1 2 «Мэтримпэкс» (Будапешт). Испытания проводились в соответствии с методикой, прилагаемой к прибору ТКИ 5-27-1 2. Параметры испытания: угол наклона игольницы к оси швейной нитки — 75, длина возвратно-поступательного хода игольницы — 10 мм, число ходов в минуту - 1000, номер швейной иглы —100. Истирание испытуемой пробы производилось отверстием швейной иглы, осуществляющей возвратно-поступательные движения и неподвижным металлическим стержнем, огибаемым ниткой. Натяжение швейной; нитки обеспечивалось грузом предварительного натяжения, закрепленным на нижней части пробы. Каждый исследуемый образец ПЭФ ШН подвергался не менее 30 испытаний.
Измерение напряженности электростатического поля проводилось с помощью измерителя ИНЭП-1 (Россия). Прибор предназначен для измерения величины, напряженности поля и определения знака электростатических зарядов различных химических электризующихся материалов.
Принцип работы измерителя основан на принципе «электростатического генератора». Заряд, наведенный на измерительной пластинке датчика измеряемым полем, периодически изменяется при экранировании измерительной пластины, заземленной вращающейся металлической пластиной. Это создает на выходе датчика переменный сигнал, который измеряется электронным устройством. Плотность зарядов с (Кл/м) определяется пересчетом показаний прибора по формуле (1): о = е-Е,. (1) где s — электрическая постоянная, є = 8,85 10" (Ф/м );: Е - показание прибора (В/см2) Проводили не менее 10 испытаний каждого исследуемого образца ПЭФ ШН. б) Методы определения оптических свойств ПЭФ ШН В работе определялись оптические характеристики ПЭФ ШН в видимой области спектра, определяющие цвет ШН по спектрам отражения исследуемых образцов, определяемых с помощью спектрофотометра СФ-14 (диапазон: 400 - 750 нм) с учетом требований ГОСТ Р ИСО 105-J01-99 [43]. Пробы для испытаний готовили путем плотного наматывания исследуемых ШН на картонную подложку, размером 50 х 50 мм двумя взаимно перпендикулярными слоями.
Устойчивость полиэфирных швейных ниток к истиранию
Основными механическими факторами износа швейных ниток являются истирание о швейную иглу в процессе пошива и истирание нити; о нить в процессе образования шва и при эксплуатации швейного изделия.
Микроорганизмы оказывают деструктирующее воздействие на текстильные материалы, что может отражаться и на устойчивости этих материалов к истиранию.
В качестве воздействующей микрофлоры при исследовании влияния микроорганизмов на устойчивость ПЭФ ШН к истиранию использовали спонтанную микрофлору, развивающейся на объектах исследования в условиях повышенной температуры и влажности, стандартный набор микромицетов, применяющийся при испытаниях текстильных материалов на грибостойкость, а также микромицет Aspergillus ustus, выделенный с ПЭФ ШН (К).
Результаты исследований устойчивости исследуемых ШН к истиранию о швейную иглу представлены в таблицах 3.8 - 3.11.
Воздействие микроорганизмов на исследуемые ПЭФ ШН ведет к монотонному снижению устойчивости к истиранию с увеличением времени воздействия (рисунки 3.5-3.6). Снижение выносливости ПЭФ ШН к истиранию о швейную иглу после 6 месяцев взаимодействия с микроорганизмами, спонтанно развивающимися на них в условиях повышенной: температуры и влажности, колеблется для ПЭФ ШН (ЛЛ): от 17,31 % у суровых до 47,59 % у отбеленных оптическим отбеливателем «Хосталюкс»; для ПЭФ ШН (ЛШ) — от 23,51 % у ШН, окрашенных в черный цвет до 65,3 % у ШН, окрашенных дисперсными красителями в синий цвет. Ряды значений устойчивости ШН к истиранию после 6 месяцев развития спонтанной микрофлоры представляются следующим образом: суровые красные черные зеленые синие желтые белые - ПЭФ ШН (ЛЛ); черные красные зеленые белые желтые синие — ПЭФ ШН (ЛШ).
Кинетика устойчивости окрашенных ПЭФ ШН к истиранию о швейную иглу при воздействии спонтанной микрофлоры апроксимируется уравнением (5). красителей, используемых при их крашении (представлены в приложении Д).
Воздействие стандартного набора грибов (таблица 3.10) привело к снижению устойчивости к истиранию о швейную иглу исследуемых ПЭФ ШН (ЛЛ) в пределах от 3,12 % до 39,16 %. Наибольшее снижение показателя наблюдается у ШН, отбеленных оптическим; отбеливателем «Хосталюкс», наименьшее — у суровых. При расположении ПЭФ ШН (ЛЛ) по мере снижения устойчивости к истиранию, получается нисходящий ряд: белые черные зеленые красные синие желтые суровые, В контроле устойчивость к истиранию снижается на 1,72 % - 8,86 %.
Среди окрашенных ПЭФ ШН (ЛШ) наибольшей устойчивостью к истиранию характеризуются отбеленные нитки, а наименьшей - нитки, окрашенные дисперсными красителями в красный цвет (таблица 3.8).
Воздействие стандартного набора грибов (таблица ЗЛО) привело к снижению числа циклов истирания у исследуемых ПЭФ ШН (ЛЛ) в пределах от 3,12 % до 39,16 %. Наибольшее снижение показателя (рисунки 3.7, 3.8) наблюдается у отбеленных отбеливателем «Хосталюкс» ниток, наименьшее — у 6000
Снижение устойчивости к истиранию ПЭФ ШН (ЛШ) после воздействия микромицетов колеблется от 2,57 % до 34,18 % (таблица 3.11), наибольшее увеличение истираемости наблюдается у ниток, окрашенных в черный цвет наименьшее — у отбеленных. Нисходящий ряд значений устойчивости к истиранию ПЭФ ШН (ЛШ) после воздействия стандартного набора микромицетов следующий: белые красные желтые синие зеленые черные. В контрольных образцах также установлено снижение устойчивости к истиранию о швейную иглу, но в менее значительных размерах - от 1,45 % до 5,2 %.
Действие микромицета A. ustus на исследуемые ПЭФ ШН проявилось в снижении устойчивости к истиранию о швейную иглу на 18,54 — 43,96 % (таблицы 3.10 - 3.11). Для ПЭФ ШН (ЛЛ) нисходящий ряд значений устойчивости к истиранию ШН после воздействия микромицета A. ustus выглядит следующим образом: суровые красные черные желтые зеленые белые синие\ для ПЭФ ШН (К): красные белые черные зеленые синие желтые.
Наблюдается зависимость выносливости исследуемых ПЭФ ШН к истиранию от марки красителя, вида воздействующей микрофлоры, структуры ШН (рисунки 3.7,3.8). nt/n9-текущая относительная устойчивость к самоистиранию ПЭФ ШН, %; (п/ по)да - предельная относительная устойчивость к самоисистиранию, %; т - продолжительность воздействия спонтанной микрофлоры; Аь кт - коэффициенты, зависящие от особенностей ПЭФ ШН и вида красителей, используемых при их крашении.
Значения коэффициентов уравнения представлены в приложении Д. Воздействие стандартного набора грибов привело к снижению устойчивости к самоистиранию у исследуемых ПЭФ ШН (ЛЛ) (таблица 3,14) в пределах от 14,15 % до 30,48 %. Наибольшее снижение показателя наблюдается у ниток, окрашенных Дхиним 2 ПЭ, наименьшее - у суровых (рисунок 3,11).
При расположении ПЭФ ШН (ЛЛ) по мере снижения устойчивости к самоистиранию, получается нисходящий ряд: суровые красные белые зеленые желтые синие черные.Изменение устойчивости к истиранию контрольных образцов колеблется в пределах
Снижение устойчивости к истиранию ПЭФ ШН (ЛШ) после воздействия набора микромицетов колеблется от 14,6 % до 45,08 % (таблица 3.15), наибольшее увеличение истираемости наблюдается у ШН, окрашенных дисперсными красителями в черный цвет, наименьшее - у ниток, отбеленных оптическим отбеливателем (рисунок ЗЛ2). Нисходящий ряд значений устойчивости к истиранию ПЭФ ШН (ЛШ) после воздействия стандартного набора микромицетов следующий: белые зеленые красные синие желтые черные.
У контрольных образцов: также установлено снижение устойчивости к самоистиранию, но в менее значительных размерах — от 3,6 % до 11,42 %.
Действие микромицета A. ustus на исследуемые ПЭФ ШН проявилось в снижении устойчивости к самоистиранию на 7,7 — 45,08 % (таблицы 3.14-3.15). Для ПЭФ ШН (ЛЛ) нисходящий ряд снижения устойчивости к истиранию выглядит следующим образом: суровые зеленые красные желтые синие белые черные. Для ПЭФ ШН (ЛШ): красные белые черные зеленые синие желтые. Наибольшее снижение устойчивости к истиранию проявляют ПЭФ ШН (ЛШ), окрашенные дисперсными красителями в желтый цвет, наименьшее — суровые ПЭФ ШН (ЛЛ). В целом, ПЭФ ШН (ЛШ) характеризуются более значительным изменением устойчивости к самоистиранию в результате воздействия микроорганизмов, чем ПЭФ ШН (ЛЛ), что связано с различиями в структуре швейных ниток.
Наблюдается зависимость выносливости исследуемых, ПЭФ ШН к самоистиранию от марки красителя, вида воздействующей микрофлоры, структуры ШН:
Оптические свойства
При воздействии микроорганизмов-деструкторов на полиэфирные нити происходит изменение их структуры, и прежде всего - структуры поверхности, проявляющееся в скоплении на поверхности волокон продуктов метаболизма микроорганизмов,, обрастание гифами грибов, бактериальными клетками. Появляются новые трещины, или увеличиваются существующие, изменяется форма поперечного сечения волокна на отдельных участках, происходит послойное отщепление оболочки волокна и ее разрыв. Все это ведет к изменению оптических свойств ПЭФ волокон, например, к изменению отражения и поглощения световых лучей.
Измерение степени белизны суровых и отбеленных ШН показало её снижение в результате воздействия микроорганизмов (таблицы 4.3 - 4.5). На исследуемых образцах под воздействием микроорганизмов наблюдается появление желтоватого оттенка, интенсивность которого проявляется в различной степени.
Наблюдается зависимость снижения степени белизны от состава воздействующей микрофлоры и продолжительности воздействия. С увеличением продолжительности воздействия микроорганизмов степень белизны ПЭФ ШН снижается (рисунок 4.8).
В результате взаимодействия ШН с микроорганизмами, у суровых и отбеленных с применением оптических отбеливателей ПЭФ ШН наблюдается обрастание поверхности волокон микроорганизмами и продуктами их метаболизма (рисунки 4Л0-4.11).
На микрофотографиях волокон отбеленных ПЭФ ШН (ЛЛ), полученных с помощью электронного микроскопа видно, что в результате воздействия спонтанной микрофлоры более значительная площадь поверхности нитей покрыта продуктами метаболизма микроорганизмов по сравнению с нитями после инокуляции стандартным набором микромицетов (рисунки 4.10-4.11).
Клетки микроорганизмов способствуют увеличению поглощения света поверхностью волокна. Следовательно, чем интенсивнее микробные клетки прикрепляются к волокну и взаимодействуют с ним, выделяя продукты метаболизма, тем сильнее снижается степень его белизны.
Бо льшее изменение степени белизны суровых ПЭФ ШН по сравнению с отбеленными нитками свидетельствует о более интенсивном прикреплении клеток микроорганизмов к поверхности суровых ПЭФ волокон (рисунок 4.9).
После 5-6 месяцев развития спонтанной микрофлоры на ПЭФ ШН изменение степени белизны происходит менее интенсивно, чем в предыдущие месяцы. Это можно объяснить тем, что по мере заполнения поверхности волокна клетками микроорганизмов и продуктами их метаболизма способность к адгезии живых микробных клеток у волокна снижается. Наряду с суровыми; и отбеленными ПЭФ ШН проведены измерения цветовых характеристик окрашенных; в различные цвета ПЭФ ШН, характеризующимися наибольшей степенью изменения свойств при микробиологических воздействиях; ШН (ЛШ), окрашенных дисперсными красителями в желтый цвет; ШН (ЛЛ), окрашенных Д.синим 2 ПЭ, а также ШН Ф (ЛЛ), окрашенных дисперсным красителем «Поликрон черный». Под воздействием микроорганизмов наблюдается изменение общего цветового различия (таблица. 4.6). С увеличением продолжительности микробного воздействия увеличивается значение общего цветового различия ПЭФ ШН по отношению к цветовым характеристикам ШН до взаимодействия с микроорганизмами (рисунок 4.12). Изменение общего цветового различия ПЭФ ШН во времени при воздействии спонтанной микрофлоры носит экспоненциальный характер.
Таблица 4.6 - Изменение цвета ПЭФ ШН в результате воздействия спонтанной Швейные нитки из полиэтилентерефталата используются при пошиве текстильных изделий, имеющих различные области применения, и должны удовлетворять требованиям эксплуатационной надежности, определяющимся спецификой текстильного изделия.
Устойчивость окраски к различным, воздействиям является одним из показателей надежности текстильных материалов вообще и швейных ниток в частности. Показатели устойчивости окраски играют важную роль в оценке экологических свойств и свойств безопасности для потребителя ТИ, т.к. вредные вещества, которыми признаны многие красители, могут мигрировать в окружающую природную среду, усугубляя экологический кризис, а также на кожные покровы потребителя ТИ и через них - внутрь организма, вызывая негативные последствия для здоровья.
Требования к показателям устойчивости окраски ТМ включены в перечень показателей, определяемых при проведении обязательной сертификации ТМ и изделий из них, а также регламентируются Эко-Текс стандартом — 100 [107]. Принимая во внимание сертификационные требования к устойчивости окраски ТМ и исследование весомости факторов воздействия на ТМ [23], в настоящей работе в качестве факторов физико-химического воздействия выбраны стирки № 1 и: № 4, действие искусственного раствора пота, сухое и мокрое трение, сухое, влажное глажение и глажение с запариванием, света в условиях искусственного освещения. Испытания проводились по стандартным методикам [35-39]. Среди видов воздействия, оказывающих деструктивное влияние на текстильные материалы на стадии эксплуатации, важное место занимают биологические воздействия [60, 76]. В литературе опубликованы данные, свидетельствующие об обесцвечивании красителей в результате взаимодействия с микроорганизмами [142, 146, 153]. В связи с этим проведены испытания устойчивости окраски полиэфирных швейных ниток к действию набора микромицетов, используемых при стандартных испытаниях грибостойкости ТМ, и к действию спонтанной микрофлоры, присутствующей на ШН и развивающейся на них в условиях повышенной влажности и температуры воздуха.
Оценка устойчивости окраски проводилась в соответствии с [34]. Кроме того, производилось измерение общего цветового различия АЕ в системе СШ Lab с помощью прибора «Спектротон».
Результаты исследований представлены в приложении Ж. Швейные нитки (ЛЛ), в целом характеризуются более высокой устойчивостью окраски к физико-химическим воздействиям по сравнению с нитками (ЛШ). Все исследованные ПЭФ ШН (ЛЛ) по показателям устойчивости окраски соответствуют требованиям ГОСТа 6309-93 [32] и Стандарта Эко-Текс-100 [107]. Из ПЭФ ШН (ЛШ) не соответствуют требованиям Эко-Текс-100 по устойчивости окраски к сухому трению ПЭФ ШН, окрашенные дисперсными красителями в красный и черный цвета.
Наблюдается зависимость устойчивости окраски от фактора воздействия (приложение Ж). К действию искусственного раствора пота и стирки №1 почти
