Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Общий анализ факторов состава, стороения и потребительских свойств ткани 13
1.1 Строение целлюлозных волокон и их свойства 13
1.2 Особенности формирования потребительских свойств ткани 21
1.3 Придание текстильным материалам антимикробных свойств 23
Глава 2 Характеристика объектов и методов исследований 33
2.1 Объекты исследования 33
2.2 Выбор номенклатуры показателей потребительских свойств исследуемой ткани 35
2.3 Методы исследований 38
2.3.1 Метод обработки текстильного материала 38
2.3.2 Метод определения физико-механических показателей 39
2.3.3 Метод крашения образцов 41
2.3.4 Метод расчета координат цвета окрашенных образцов 42
2.3.5 Метод определения антимикробной активности текстильного материала 44
2.3.6 Статистические методы исследования 46
2.3.7 Метод расчета эффективности проекта 52
Глава 3 Исследование факторов обработки и отделки и их влияние на потребительские свойства ткани 59
3.1 Определение физико-механических показателей ткани до и после мерсеризации 59
3.2 Спектроколориметрические исследования 76
3.3 Определение антимикробной активности текстильных материалов и устойчивости антимикробной активности 83
3.4 Оценка эффективности проекта 97
Выводы по работе 104
Список литературы 106
Приложения 119
- Особенности формирования потребительских свойств ткани
- Придание текстильным материалам антимикробных свойств
- Выбор номенклатуры показателей потребительских свойств исследуемой ткани
- Определение антимикробной активности текстильных материалов и устойчивости антимикробной активности
Введение к работе
Актуальность темы. Жизненный цикл текстильных материалов объединяет реальные этапы их производства, сохранения, потребления и утилизации. Этапами, формирующими и сохраняющими потребительские свойства текстильных материалов и изделий, является их производство, хранение и потребление. В современном производстве текстильной продукции особое внимание уделяется рациональному использованию сырьевых ресурсов восстанавливаемого типа, к которым относится хлопковое волокно. Это волокно преимущественно состоит из целлюлозы, свойства которой определяют практическую ценность волокна.
Обобщение и углубление химии и физики такого волокнообразующего полимера в процессе превращения его в пряжу, а далее в ткань, способствует улучшению качества и расширению ассортимента текстильных материалов.
В формировании ассортимента и качества хлопчатобумажных тканей велика роль действующих внешних факторов, факторов производства и факторов эксплуатации.
Весьма значима оптимизация потребительских свойств хлопчатобумажных тканей и изделий через разработку рациональной технологической «цепочки».
Существующая технология обработки хлопчатобумажных тканей в щелочной ванне (мерсеризация) преследует ряд целей, в числе которых: облагораживание ткани, улучшение физико-механических свойств. Основные физико-механические свойства и отделочные операции позволяют оценить пригодность ткани к эксплуатации. В процессе отделочных операций улучшаются свойства ткани, а различные способы крашения способствуют многообразию ассортимента, выпускаемой продукции. На сегодняшний день наиболее перспективным является процесс крашения хлопчатобумажной ткани активными красителями. Активные красители обеспечивают достаточно
прочное их окрашивание, повышают устойчивость к воздействию агрессивной среды. Однако, наилучший эффект защиты достигается в том случае, когда целлюлозные ткани подвергаются специальной обработке антисептическими препаратами.
Фактические условия, в которых эксплуатируются и хранятся хлопчатобумажные материалы и изделия, определяют развитие тех или иных видов микроорганизмов, приводящих к микробиологическим повреждениям материалов, тем самым, предопределяя их физико-механические характеристики. Заметное влияние на скорость и степень микробиологического повреждения хлопчатобумажных материалов оказывают ингредиенты, входящие в их состав. Действие микроорганизмов на материалы связано с ферментативным разложением углеродсодержащих органических молекул и вовлечением полимера в гидролитические и окислительно-восстановительные реакции с образованием свободных радикалов. В процессе хранения и эксплуатации хлопчатобумажных материалов и изделий, нельзя исключить возможность их повреждения такими микроорганизмами.
В числе этих микроорганизмов имеются как нейтральные для здоровья людей, так и микроорганизмы потенциально опасные для здоровья человека.
Целлюлозолитическими свойствами обладают многие виды аспергиллов, которые осуществляют процесс деградации целлюлозы на этапах ее потребления и культивирования. Они обнаруживаются в почве и принимают участие в трансформации целлюлозосодержащих растительных субстратов, как вредители разрушают целлюлозосодержащее сырье, материалы и изделия.
В связи с увеличивающимся антропогенным воздействием на геобиоценозы, заметно возрастает количество конидий в атмосфере, что представляет реальную опасность их попадания в организм человека и животных. Обычным источником заражения являются обильно содержащиеся в воздухе споры аспергиллов, которые попадают в воздух из различных субстратов -пораженных кормов, зерен, многочисленных видов промышленного сырья. При несоблюдении профилактических санитарно - гигиенических мероприятий
могут возникать профессиональные заболевания людей, связанные с работой с субстратами, пораженными аспергиллами.
При проведении экспериментальных исследований ставилась задача изучить степень воздействия микроорганизмов на хлопчатобумажную ткань на различных стадиях технологической «цепочки» и разработать рекомендации по обеспечению ее безопасности и сохраняемости. Все вышеперечисленное и определило актуальность выбранного направления исследований. Целью диссертационного исследования является анализ факторов, формирующих безопасность и сохраняемость хлопчатобумажной ткани через разработку специального аппретирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: -теоретически обосновать и экспериментально подтвердить оптимальность метода защиты хлопчатобумажной ткани от микробиологического повреждения;
-изучить устойчивость бактерицидной отделки к физико-механическим воздействиям;
-разработать способ аппретирования ткани артикула 262 антисептическим препаратом;
-научно обосновать и экспериментально подтвердить рациональность применения фунгицидного соединения, сохраняемость и безопасность хлопчатобумажной ткани;
- провести товароведную оценку качества ткани, бязь арт. 262, с антисептическими свойствами.
В качестве объекта исследования была использована суровая хлопчатобумажная ткань - бязь арт.262 (немерсеризованная и мерсеризованная). Для достижения поставленных целей предстояло провести следующие исследования:
-сравнить физико-механические характеристики немерсеризованной и мерсеризованной бязи арт.262; -установить взаимосвязь между особенностями волокнистых материалов и их
микробиологической стойкостью;
-выявить закономерности изменения волокнистых целлюлозных материалов под действием микроорганизмов;
-разработать способы защиты материалов от воздействия микроорганизмов с целью сохранения их потребительских свойств;
-научно обосновать принципы выбора антимикробного средства для обеспечения и поддержания условий при производстве и хранении; -исследовать возможность комплексной оценки безопасности.
Решение поставленных задач осуществлялось с использованием экспериментальных и теоретических методов исследований. Экспериментальные исследования выполнялись на базе лаборатории института биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К.Скрябина РАН « ИБФМ». Обработка экспериментальных данных проводилась с помощью прикладных компьютерных nporpaMMiWord; Excel; Photoshop; Power Paint; Internet Explorer.
Вклад автора в проведенное исследование. Автор принял
непосредственное участие в разработке и постановке целей и задач
исследования, проведении экспериментальных исследований, их
теоретическом анализе и обосновании результатов. Автором вьшолнена основная часть экспериментальной работы.
В качестве информационной базы исследований использовались законодательные и нормативные акты, государственные стандарты, материалы научно-исследовательских работ, публикации в периодической печати, монографии. Результаты теоретических и практических исследований, были получены с помощью методов системного анализа, экспертного, практического и измерительного.
В работе обобщены теоретические аспекты и экспериментально исследованы физико-механические свойства хлопчатобумажной ткани, обработанной едким высококонцентрированным натром. Осуществлено аппретирование сурового хлопчатобумажного материала антисептическим
препаратом, производным фурагина, который наносился на ткань до и после
процесса мерсеризации.
Внедрение результатов обработки хлопчатобумажных тканей производными
фурагина позволит получать целлюлозные текстильные материалы,
обладающие широким спектром антимикробного действия, которые могут быть
применены в медицинских учреждениях в лечебных целях и длительных
экспедициях с целью снижения возможности заболеваний.
Научная новизна результатов исследований заключается в том, что:
-разработан оптимальный метод бактерицидного аппретирования бязи арт. 262,
который сохраняет существующую технологию отделки и обеспечивает
получение ткани с выраженными бактерицидными свойствами;
-показана высокая функциональная стабильность адсорбции фуразолидона на
поверхности ткани, обеспечивающая длительное подавление роста гриба
Aspergillus niqer и спорообразование грибковой культуры как при хранении
бязи арт.262 в условиях склада, так и после двух - трехкратных стирок
образцов ткани;
-механические испытания образцов ткани, аппретированные фуразолидоном и
хранившиеся в условиях складских помещений в течение 200 суток (17280000
секунд), подтвердили высокую сохраняемость исходных механических свойств
в части разрывной нагрузки по основе и утку ткани, которая превышает
значение прочности контрольных образцов в пределах 5-6%;
-нанесение на ткань антисептического препарата не влияет на процесс
крашения, результаты спектроколориметрической оценки устойчивости
хлопчатобумажной ткани (бязь арт.262), окрашенной активными красителями
(оценка цветового различия А Е), подтверждают высокую сорбционную
способность красителя на образцах мерсеризованной бязи;
-научно обоснована и экспериментально подтверждена рациональность
использования фуразолидона, как антисептика, защищающего
хлопчатобумажную ткань от разрушения.
Практическая ценность и реализация научно-технических результатов исследования:
-экспериментально подтверждена концентрация рабочего водного раствора
фуразолидона (7 г/дм ), который обеспечивает получение ткани с повышенной
безопасностью и сохраняемостью;
-оптимизирован метод бактерицидного аппретирования бязи артикула262, при
соблюдении существующей технологии обработки ткани;
-экономический эффект аппретированной бязи арт. 262, обработанной
фуразолидоном, в расчете на 1000 метров производимой ткани, составил 20748
рублей;
-аппретированная водным «раствором» ткань (немерсеризованная и
мерсеризованная) стабильно сохраняет исходную прочность, в течение 200
суток( 17280000 секунд) с момента нанесения бактерицидного препарата.
Апробация работы и результаты исследований доложены на: научно-практической конференции «Потребительская кооперация: социальная инициатива и ответственность» г. Сходня: ХФ МУПК,2003г.; научно-практической конференции «Молодежь и социальные задачи потребительской кооперации» г. Сходня: ХФ МУПК,2004г ; научной конференции молодых ученых-преподавателей, аспирантов «Идеология потребительской кооперации-идеология экономического созидания, социальной, солидарности, гражданской ответственности»^ Москва,МУПК,2004г.; международной научной конференции профессорско- преподавательского состава и аспирантов кооперативных ВУЗов стран СНГ ,февраль2005г. Москва, изд-во «Наука и кооперативное образование» МУПК,2005г,; научно-практической конференции «Социально- экономические и духовно-нравственные основы устойчивого развития потребительской кооперации» г. Казань ,2005г.; всероссийской научной конференции молодых ученых, преподавателей, аспирантов «Эффективность и рациональность по законам нравственности и духовности» МУПК, декабрь,2005г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ. Основной текст диссертации изложен на 119 страницах машинописного текста и включает в себя следующие разделы: введение;3 главы, состоящие из литературного обзора, объектов и методов исследований, экспериментальной части; выводов, библиографии (списка литературы) и приложений. Основная часть диссертации содержит 105 страниц машинописного текста, 8 рисунков, 29 таблиц.
Содержание работы. В литературном обзоре рассмотрены общие вопросы строения целлюлозных волокон и их свойства, способы повышения устойчивости окраски хлопчатобумажной ткани после мерсеризации, а также «крашения» производными фурагина.
В методической части дана характеристика объектов, способы обработки ткани и методы исследования.
Основные результаты исследований изложены и обсуждены в экспериментальной части. Эта часть представлена таблицами, графиками, материалами опытов, дана статистическая оценка данных и выявлена эффективность процесса. На основании экспериментальной части были сформулированы выводы и предложения.
Особенности формирования потребительских свойств ткани
Проблеме изучения потребительских свойств тканей посвящены многие работы российских и зарубежных ученых. К ним относятся труды Г.Н.Кукина и А.ИСоловьева, В.П.Склянникова и других [35,75].
Подавляющее большинство текстильных изделий удовлетворяют одновременно потребности как материального, так и нематериального (духовного, культурного) характера. Функционирование этих изделий возможно только в случае, если они удовлетворяют потребности в двух системах: материальные - в системе «человек - изделие - физическая среда» и нематериальные - в системе «человек - изделие - социальная среда» [97,100,101,102].
Ассортимент продукции, выпускаемой текстильной и легкой отраслями достаточно широк, но проблемы его формирования, в настоящее время, изучены не достаточно ] .Появление новых видов сырья, внедрение новых видов оборудования и технологических процессов, научные открытия существенно влияют на разработку новых тканей и текстильных материалов. Хлопчатобумажная промышленность является ведущей отраслью текстильной промышленности; на ее долю приходится свыше 70% производства тканей в России. Хлопчатобумажные ткани используют как бытовые, технические, тарные, медицинские [129].Таким образом, формирование потребительских свойств ткани, обуславливается различными факторами. Потребительские свойства тканей, имеющие определенные качественные и количественные структуры в процессе потребления проявляются многогранно. Эти проявления реализуют качество через многостороннюю взаимосвязь предметов и конкретных потребителей в соответствующей социальной и климатической среде [6,8,70,100,101,102].
Для установления фактической структуры и формирования потребительских свойств ткани, необходимо знать специфические особенности условий их функционирования на этапах потребления. На практике производители тканей ориентируются на номенклатуру показателей, которая включает физико-механические показатели (ширина, разрывная нагрузка, разрывное удлинение) и отдельные показатели внешнего вида, эстетических свойств ( устойчивость окраски к свету)[70]. Окрашенным материалам необходимо сохранять интенсивность и яркость цвета в течение всего срока службы. Существует и другое мнение относительно интенсивности цветового окрашивания текстильных материалов [8]. Анализ научной литературы показал [8], что сами текстильные материалы из натуральных волокон не могут представлять опасности для человека, но компоненты красителей и специальных отделок, применяемых для изготовления тканей, могут оказать негативное воздействие на человека при эксплуатации [6,8,42,70].
Таким образом, помимо надежности, необходимо изучение показателей гигиенических свойств и свойств безопасности [6,8,70]. Безопасность не является явно выраженным свойством, которое можно проверить при покупке и доставке изделия. Следует отметить, что многие показатели, входящие в другие потребительские свойства при определенных условиях могут быть показателями безопасности. В ряде научных работ [8,92,95,99,104] описаны аллергические реакции, вызываемые тканями, изготовленными из химических волокон. Однако в научных работах [8,103,125,126,127] описано раздражающее действие, вызванное при длительной носке изделий из хлопчатобумажной ткани. В научных работах [8,103,125,126,127] описано раздражающее действие, вызванное при длительной носке изделий из хлопчатобумажной ткани. Кроме механических факторов общее разрушение тканей вызывают физико-химические воздействия: свет, повышенная температура, стирка, химические реагенты [75]. Стирка оказывает существенное влияние на долговечность белья [36,63]. Долговечность бельевых изделий зависит как от «интенсивности» использования, так и от условий ухода за изделиями. Для бельевых тканей это особенно характерно, так как при их выработке используется природное текстильное сырье - хлопок и лен.
Роль стирки значительно возрастает при снижении длительности использования изделий между очередными стирками. Особое значение стирка имеет для постельного белья, используемого в больницах, гостиницах, отелях, домах отдыха, на железнодорожном транспорте и др.[42]. Деструкцию целлюлозных материалов, в связи с воздействием факторов стирки, объясняют их окислением кислородом воздуха в щелочной среде или отбеливателями, не исключается возможность механических повреждений волокон [8,70].
В зависимости от рН среды и характера окислителя гидроксильные группы окисляются до карбонильных или карбоксильных групп. Соответственно образуются продукты окисления целлюлозы восстановительного (в кислой или нейтральной среде) или кислотного (в щелочной среде) типа. Замена даже небольших количеств первичных гидроксильных групп в элементарном звене макромолекулы целлюлозы на карбоксильные или альдегидные группы резко снижают устойчивость молекул к действию щелочи [55,61,63].
С увеличением продолжительности стирки количество фибрилл, отцепляющихся от поверхности волокна, возрастает [42]. К настоящему времени накоплен большой фактический материал, позволяющий ясно представлять физические и химические изменения, происходящие на разных стадиях обработки волокон и тканей в процессе отделки. Придание текстильным материалам антимикробных свойств преследует две основные цели: защиту волокон от биоразрушения и защиту человека от болезнетворных бактерий и грибов, обеспечения нормальной жизнедеятельности человека, сохранения его работоспособности на высоком уровне.
Противогнилостная обработка текстильных материалов известна давно. Она предназначена для защиты текстильных материалов, которые эксплуатируются при контакте с почвой, а также в условиях повышенной влажности и температуры. Это брезенты, палатки, тенты, канаты, рыболовные сети, упаковочные материалы и др. Систематические работы в этом направлении ведутся лишь с конца 60-х годов [42]. Такая обработка текстильных материалов еще называется антимикробной или бактерицидной отделкой. Существует также термин «гигиеническая отделка» [35,36,49,58,62], включающий и дезодорирующую обработку, т.е. устранение запаха пота, который появляется вследствие его биологического разложения.
Придание текстильным материалам антимикробных свойств
Противогнилостная обработка текстильных материалов известна давно. Она предназначена для защиты текстильных материалов, которые эксплуатируются при контакте с почвой, а также в условиях повышенной влажности и температуры. Это брезенты, палатки, тенты, канаты, рыболовные сети, упаковочные материалы и др. Систематические работы в этом направлении ведутся лишь с конца 60-х годов [42]. Такая обработка текстильных материалов еще называется антимикробной или бактерицидной отделкой. Существует также термин «гигиеническая отделка» [35,36,49,58,62], включающий и дезодорирующую обработку, т.е. устранение запаха пота, который появляется вследствие его биологического разложения.
В ряде обзорных работ [49,58,62,66] между приданием текстильному материалу противогнилостных свойств и антимикробной активности не проводится четкой границы. Это связано с тем, что защита текстильных материалов от биоразрушения и придания им антимикробных свойств строятся в основном исходя из общих принципов (одни и те же препараты, один механизм их действия, методы нанесения на текстильный материал).
Однако к антимикробным материалам, предназначенным для защиты человека от действия микроорганизмов, предъявляются специальные более жесткие требования, чем к текстильным материалам с противогнилостной обработкой, которые применяются в основном для технических целей.
Антимикробные текстильные материалы должны удовлетворять следующим основным требованиям [42]: обеспечивать необходимый спектр антимикробного действия, сохраняющегося в течение всего периода эксплуатации изделия; не проявлять токсичного действия и не вызывать раздражения, воспаления и аллергии при контакте с кожей человека; не ухудшать комфортности и гигиенических свойств готовых изделий (капиллярности, воздухопроницаемости и др.); иметь необходимые физико-механические свойства.
В соответствии с задачами данного исследования базовый анализ литературных источников осуществлялся с целью выявления рационального аппретирования текстильного материала для придания ему антимикробных свойств и защиты человека от патогенных микроорганизмов. Далее под терминами «антимикробная обработка» и «антимикробная отделка», придание текстильным материалам антимикробных свойств будет подразумеваться только такая обработка.
Антимикробные свойства придаются как натуральным, так и химическим волокнам [34,35,36,103,110,111]. По мнению зарубежных исследователей [42], выпуск антимикробных текстильных материалов может составить больше половины общего выпуска текстильных материалов. Количество хлопчатобумажных тканей, подвергаются антимикробной обработке, могло бы составить около 70% общего выпуска таких тканей.
Текстильные материалы с антимикробными свойствами из натуральных целлюлозных волокон применяются для изготовления нательного и постельного белья, предметов личной гигиены, используются в больницах, родильных домах, поликлиниках, бактериологических лабораториях, а также как перевязочные материалы. Одежда из антимикробных тканей применяется не только там, где велика опасность заражения микроорганизмами, но и там, где трудно соблюдать правила личной гигиены (например, в длительных экспедициях, шахтах, горячих цехах) с целью снижения микробной обсемененности кожных покровов человека и самих материалов для предотвращения микробной инфекции. Накоплен опыт применения изделий из антимикробных целлюлозных текстильных материалов в медицинских учреждениях, длительных экспедициях, на промышленных объектах [34,36,37,46].
Кроме того, антимикробные текстильные материалы применяются для изготовления упаковки для хранения стерильных хирургических инструментов, для обеззараживания речной воды, стерилизации воздуха, подаваемого в технологическое оборудование при производстве антибиотиков, витаминов, пива, консервантов питьевой воды [49,66,114].Основные принципы антимикробной обработки текстильных материалов были сформулированы в работах [34,36,42]. Было доказано, что уничтожению микроорганизмов способствует лишь то антимикробное вещество, которое выделяется из текстильного материала. С другой стороны, необходимо закрепить антимикробное вещество на текстильном материале для сохранения антимикробного эффекта в процессе эксплуатации изделия. Таким образом, задача заключается в том, чтобы превратить текстильные материалы в микродозаторы антимикробного вещества. При прочих одинаковых условиях наибольшей активностью будут обладать волокна, содержащие сильно действующие антимикробные вещества.
Во всех случаях при применении антимикробных волокон необходимым условием является присутствие влаги, поскольку она обуславливает отщепление и транспортировку антимикробных препаратов. Поэтому при прочих одинаковых условиях гидрофильные волокна проявляют большую активность, чем гидрофобные. Современные методы создания антимикробных волокон, а также придания им антимикробных свойств можно разделить на следующие группы: химическая модификация волокна, при которой антимикробные свойства присоединяются к макромолекулам волокон ионной, координационной или ковалентной связью, способной к гидролизу; введение антимикробного вещества в прядильный раствор или расплав; противогнилостная обработка [34,36,37,42,46], пропитка текстильных материалов раствором антимикробного вещества с последующим высушиванием (находит применение и для изделий медицинского назначения).
В настоящее время существует ассортимент целлюлозных текстильных материалов, обладающих антимикробными свойствами [46,55]. К ним относят перевязочные материалы, хирургические салфетки, марлю.
Антимикробная пропитка медицинских изделий осуществляется уже не одно столетие. Еще в конце прошлого столетия перевязочные материалы пропитывали растворами сулемы [42]. Во время второй Мировой войны для предупреждения вторичных инфекций после ранений обмундирование пропитывали антисептическим составом [42]. Перевязочные материалы пропитывали трифенилметановыми красителями - кристаллическим фиолетовым, малахитовым, зеленым, основным ярко-зеленым [42], которые наносили в виде 1%-ных водных растворов. Четвертичные аммониевые соединения применялись для пропитки перевязочных материалов и предметов личной гигиены у больных в ряде клиник для профилактики дерматитов [42]. Соли серебра и ртути [42]использовались для пропитки перевязочных материалов, которые способствовали очищению поверхности раны от гноя. Хирургические салфетки обрабатывали четвертичными аммониевыми соединениями. Марлю, предназначенную для наложения на свежие гнойные раны, пропитывали растворами пенициллина [42] .
Выбор номенклатуры показателей потребительских свойств исследуемой ткани
В настоящее время, более половины всех отечественных текстильных предприятий ориентируются на производство товаров изготовленных из натурального сырья. Основную долю выпуска отечественной текстильной продукции составляют хлопчатобумажные ткани.
Поэтому объектом исследования явилась разновидность хлопоксодержащей ткани - бязь арт.262., представляющая собой весьма распространенную группу тканей, из которых изготавливают постельное белье и ряд других вещей, используемых в обиходе, приложение 1. Текстильные материалы, выработанные из растительных волокон, плохо смачиваются, так как содержат различные растительные примеси, и эмульгаторы, наносимые в процессе прядения и ткачества. Чтобы разрушить и удалить из природных целлюлозных волокон все вещества, которые сопутствуют целлюлозе и которые были нанесены на изделие в процессе его изготовления, необходимо провести полный цикл подготовки текстильного материала. Полный цикл химической подготовки хлопчатобумажных тканей включает расшлихтовку, отварку, отбеливание и мерсеризацию. В свою очередь в каждой из названных стадий предусматривается выполнение ряда вспомогательных операций, так как большая часть нецеллюлозных примесей сосредоточена в первичной стенке хлопкового волокна. Азотосодержащие вещества находятся во внутреннем канале в виде остатков протоплазмы, лигнин попадает в хлопчатобумажную ткань и другие изделия из хлопка вместе с остатками семенных коробочек, листочков, стеблей. На поверхности коробочки хлопчатника и внутри нее сорбируются споры различных микроорганизмов, присутствующих в почве. Они обнаруживаются в почве и принимают участие в трансформации целлюлозосодержащих растительных субстратов, как вредители разрушают целлюлозосодержащее сырье, материалы и изделия [3,95]. В процессе, проведения эксперимента, перед нами стояла задача исследования поведения микроорганизмов на различных стадиях химической подготовки, крашения, обработки ткани антисептическим препаратом, а также выявить компонент, который дает питательную среду для их развития и расцвета. В качестве красящих веществ были выбраны: красители - активный ярко фиолетовый с индексом КТ, активный желтый с индексом Т и синий с индексом Т, антимикробное вещество нитрофуранового ряда - фуразолидон. Антимикробное вещество - фуразолидон (1-5 -нитро-2 -фурфулиден-3-амино 2-оксазолидон)
Обработка текстильного материала проводилась по технологии ОАО «Трехгорная мануфактура», принятой для бязи арт.262, включающей следующие операции: разбраковка суровья, отбор проб и физико-механические испытания, опаливание, отбеливание, мерсеризация, пропитывание, промывка, запаривание, кисловка (образец №1, №2).
Процесс крашения проводили непрерывным способом крашения по схеме: плюсование- сушка - запаривание- промывка (образец №3, №4).
Антимикробная обработка образцов №1,№2 проводилась нанесением раствора препарата на ткань с последующим высушиванием в лабораторных условиях (образец № 5, №6), приложение 2.
Ткани являются одним из важных видов промышленной продукции, используемой для удовлетворения разнообразных потребностей, поэтому они должны обладать комплексом потребительских свойств, обусловливающих уровень их качества и назначения. В настоящее время существует значительное количество вариантов классификаций потребительских свойств текстильных товаров. Отличительной чертой этих вариантов является различие признаков и характеристик, которые использованы для классификации. С целью выбора классификации потребительских свойств ткани были изучены работы Г.Н.Кукина и А.Н.Соловьева [61,104 ]; В.П.Склянникова и других авторов [ 35,75].
В указанных работах используются различные принципы классификации свойств текстильных товаров. Наибольший интерес для нашей работы представляла классификация свойств, разработанных ВЛХСклянниковым [100,101,102].
Учитывая удовлетворяемые потребности, потребительские свойства текстильных материалов делят на три класса: свойства, удовлетворяющие материальные (утилитарные) потребности; -свойства, удовлетворяющие нематериальные (эстетические) потребности; -свойства надежности.
Утилитарные свойства текстильных материалов обусловливают назначение ткани и выполнение их основных функций, а именно долговечностью и надежностью. Долговечность является основным свойством, характеризующим надежность текстильного материала. В подкласс физической долговечности включают следующие свойства: стойкость к изменению размеров и форм; стойкость к изменению поверхности; стойкость к общему изменению. Каждая из этих групп делится на подгруппы в зависимости от воздействия факторов: -стойкость к механическим воздействиям; -стойкость к воздействию физических факторов; -стойкость к воздействию химических и биологических факторов; -стойкость к комплексным воздействиям всех значащих для данных условий эксперимента факторов.
Нет сомнений в том, что при любых нарушениях режимов хранения, аварийных ситуациях, преобладающим и завершающим является процесс биологического повреждения. Биоповреждения текстильных материалов, вызванные микроорганизмами и продуктами их жизнедеятельности, выражаются в окрашивании, изъянах, нарушении связей в волокнистых материалах, ухудшении механических свойств (снижение прочности на разрыв). Сильнейшими агрессивными метаболитами микроорганизмов являются органические кислоты. Они вызывают быструю и глубокую деструкцию промышленных материалов как органических, так и неорганических, включая металлы. Выделяемые микроорганизмами органические кислоты, ферменты, пигменты и некоторые другие метаболиты вызывают существенные изменения физико-механических, диэлектрических, оптических и других свойств материалов, резко ухудшают их технологические параметры [81,82]. Базовыми показателями, которые являются стартовыми для текстильного материала и при проектировании тканей [18,26,50] приняты показатели поверхностной плотности, показатели плотности ткани по основе и утку. Эти показатели применяют с целью контроля за поведением хлопчатобумажных тканей в технологическом цикле, а также для подтверждения процесса усадки, изменения физико-механических показателей. В работах [63,83,85,94,103] подтверждается заметное изменение плотности тканей по основе и утку при их «ширений», мерсеризации, стирке. Чередование деформации вытяжки, глажения и стирки [63,83,85,94,103] способствует изменению структуры ткани, что влияет на фактические значения показателей плотности ткани.
Определение антимикробной активности текстильных материалов и устойчивости антимикробной активности
Предотвращение потерь, сохранение качества и обеспечение биологической безопасности материалов на всех стадиях производства и последующего хранения является одним из приоритетных направлений. Известно, что повреждение сырья, материалов и тканей микроорганизмами приводит к снижению их потребительских свойств. Степень влияния микроорганизмов на ткани неодинакова и зависит от их структуры, сырьевого состава, времени, условий хранения. Следует отметить, что из всех микроорганизмов микроскопические грибы могут способствовать и механическому разрушению материалов, которое происходит за счет разрастания гиф мицелия гриба. Одним из видов вредного воздействия живых организмов на сырье, материалы и изделия является обрастание поверхности. Оно может сопровождаться химическим воздействием на материал или происходить их него. Введение антимикробных добавок в различные материалы не только предохраняет их от воздействия микроорганизмов в критических условиях эксплуатации, но и дает возможность придавать товарам антимикробные свойства.
Для определения подавления и роста мицелиального гриба Aspergillus niger van Tieghem BKMF-1119 был выбран препарат нитрофуранового ряда -фуразолидон. Данный препарат отличается широким спектром антимикробного действия, низкой токсичностью и неопасен для человека. Соединения нитрофуранового ряда недороги, легкодоступны, хорошо подавляют действие болезнетворных микроорганизмов. В процессе разработки метода аппретирования хлопчатобумажной ткани бязь арт.262, с помощью фунгицидного соединения- фуразолидон , были составлены и апробированы 11 вариантов объемных концентраций водного раствора фуразолидона, при этом фиксировались : равномерность фиксации водного раствора фуразолидона на ткани и эффективность подавления роста Aspergillus niqer на образцах с соответствующей пропиткой. Равномерность фиксации водного раствора устанавливалась сенсорным методом (визуальной оценки), а интенсивность обрастания образцов ткани мицелием гриба определялась биотестированием образцов. При концентрации водного раствора фуразолидона в пределах 1-4 г/дм3 отмечалась тенденция низкой адсорбции на волокнах ткани, что внешне проявлялось неравномерностью желтого слабовыраженного окрашивания (оттенка), подавляемость мицелия просматривалась слабо (12-15%). Соренс А.В. Исследование стойкости текстильных целлюлозосодержащих материалов к действию плесневых грибов/А.В.Соренс, Е.В.Шеремет, Т.В.Минченко.-Витебск:ВГТУ,2006-с.66-68.
При повышении концентрации водного раствора, в пределах 5-8 г/дм3» интенсивность окрашивания ткани увеличивалась и приобретала достаточную равномерность, что подтверждалось визуальной оценкой. Данный антисептический препарат не вступает в химическую взаимосвязь с волокном, а лишь адсорбируется на его поверхности и прочно удерживается при последующем медленном переходе в окружающую среду (стирки), что обеспечивает достаточно устойчивое проявление антисептических свойств[42,81,82]. Для исследования были предоставлены следующие образцы ткани, обработанные фуразолидоном: немерсеризованная бязь (серия Н) - контроль и десять образцов той же ткани после десяти последовательных стирок (HI - НЮ, где цифра после индекса серии обозначает число стирок образца до проведения испытания на грибостойкость), ? мерсеризованная бязь (серия М) - контроль и десять образцов той же ткани после десяти последовательных стирок (Ml - Ml 0, где цифра после индекса серии обозначает число стирок образца до проведения испытания на грибостойкость), ? бязь (серия НМ) - образцы немерсеризованной ткани, обработанные фуразолидоном и опущенные в щелочную ванну - контроль и десять образцов той же ткани после десяти последовательных стирок (НМ1 - НМЮ, где цифра после индекса серии обозначает число стирок образца до проведения испытания на грибостойкость). Образцы ткани в трехкратной повторности (по 3 образца ткани на каждую чашку) раскладывали в чашки Петри, соблюдая стерильные условия. Затем все чашки помещали в холодильник на 24 часа для диффузии пропитывающего ткани компонента в питательную среду до начала роста культуры гриба. Через сутки посевы перемещали в термостат и инкубировали при + 30С в течение 2-х суток. Результаты исследований представлены в таблице 22, приложение 5. Из результатов исследований, представленных в таблице 22, видно, что контрольные образцы ткани серий Н и М подавляют как рост, так и спорообразование грибной культуры. Причем данный эффект не пропадает после первых 2-3 стирок. Напротив, после первой стирки зоны подавления спороношения кажутся даже более крупными. При этом у образцов серии Н зоны подавления спорообразования гриба после 2-х стирок примерно в 2 раза выше, чем у образцов серии М. После 3-4 стирки фунгастатический эффект ослабевает. Зоны подавления роста и спороношения исчезают, ткань начинает подвергаться воздействию грибов, на поверхности тканевых кусочков отчетливо виден рост гриба. Процесс нарастает по мере увеличения количества стирок и после 9-ой стирки уже практически 90-100% поверхности всех кусочков ткани покрыто грибным мицелием. Образцы серии НМ не обладали фунгистатическим эффектом изначально. Не было установлено какого-либо подавления роста гриба на всех представленных образцах этой серии, приложение 5. В таблице 23 представлены результаты средних значений, обрастания ткани мицелием гриба.
