Использование интенсификаторов - биоцидов при крашении текстильных материалов дисперсными красителями
Автор: Самолазова Ю.А., Петрова-куминская С.В.
Журнал: Вестник Витебского государственного технологического университета @vestnik-vstu
Рубрика: Химическая технология
Статья в выпуске: 3 (46), 2023 года.
Бесплатный доступ
Развитие отделочного производства в направлении придания антибактериальных свойств текстильным материалам является целесообразным ввиду высокой востребованности данного вида продукции. Наиболее перспективным в этой связи является использование красителей или ТВВ, бактерицидность которых известна и достаточно исследована. Целью работы было исследование возможности использования известных бактерицидных препаратов в качестве интенсификаторов крашения гидрофобных материалов дисперсными красителями. Такие препараты, оставаясь в материале, могут оказывать пролонгированное действие на микроорганизмы, кроме того, позволят снизить температуру крашения, повысить интенсивность окраски, уменьшить расход красителя. Изучалось крашение трех видов тканей, различающихся плотностью строения волокон и доступностью диффузии в них красителей, - ацетатной, полиамидной и полиэфирной. В качестве интенсификаторов использовались биоциды: триклозан, гидрохинон, резорцин и β-нафтол. В работе ставились задачи: выбрать оптимальные условия крашения с использованием различных интенсификаторов, оценить малые цветовые различия окрашенных образцов, изучить кинетику крашения тканей в присутствии интенсификаторов. В результате проведенной работы были изучены: влияние природы и концентрации препаратов на цветовые характеристики тканей и кинетику крашения; выбраны наиболее предпочтительные интенсификаторы и их концентрации для каждого вида ткани, подобран оптимальный вариант использования триклозана при крашении. Полученные результаты свидетельствуют о возможности применения рассматриваемых представителей фенолов, обладающих антибактериальными свойствами, в качестве интенсификаторов крашения гидрофобных тканей. Это позволит повысить выбираемость красителей и одновременно придать тканям бактерицидность, следовательно, сократить стадии заключительной отделки.
Интенсификатор, крашение, цветовые различия, гидрофобные ткани, биоцид
Короткий адрес: https://sciup.org/142240291
IDR: 142240291 | УДК: 677.027.43 | DOI: 10.24412/2079-7958-2023-3-92-101
The use of intensifiers - biocides in the dyeing of textile materials with dispersed dyes
Endowing textile materials with antimicrobial properties aims to achieve two main goals: protection of the material from the effects of microorganisms and protection from the effects of pathogenic microflora of objects in contact with textile materials. The most promising approach in the finishing process is the use of dyes or textile auxiliaries, the bactericidal activity of which is known and sufficiently investigated. An analysis of modern preparations, known in medicine as bactericidal or antiseptic, shows that many of them are similar in structure and other characteristics to preparations widely used in textile chemistry as intensifiers of the dyeing process of synthetic fibrous materials. This work is devoted to the study of the processes of dyeing hydrophobic textile materials with dispersed dyes using preparations with antibacterial properties (triclosan, hydroquinone, resorcinol, β-naphthol) as intensifiers. As a result of the work carried out, the influence of the nature and concentration of preparations on the color characteristics of fabrics and the kinetics of dyeing processes was studied; the optimal method of processing materials with the strongest intensifier - triclosan - was selected. The obtained results indicate the possibility of using considered representatives of phenols, which have antibacterial properties, as intensifiers for dyeing polyester, polyamide and acetate fabrics. This will increase the selection of dyes, reduce the dyeing temperatures and at the same time impart biocidal properties to fabrics, thereby reducing the stages of final finishing.
Текст научной статьи Использование интенсификаторов - биоцидов при крашении текстильных материалов дисперсными красителями
Article info: received October 9, 2023.
С ростом осведомленности общественного здравоохранения о патогенных эффектах, неприятных запахах и пятнах, вызываемых микроорганизмами, возрастает потребность в антибактериальных материалах во многих областях применения, таких как медицинский инвентарь, здравоохранение, системы очистки воды, больницы, стоматологическое и хирургическое оборудование, текстиль, упаковка и хранение пищевых продуктов, пр.
Текстильные материалы, обладающие способностью противостоять болезнетворным и гнилостным бактериям, обеспечивающие защиту от вирусов и микробов давно завоевали прочное положение на мировом рынке [1]. В зависимости от области применения текстиля (в быту, спорте, технике, медицине и т. д.) используют различные биоциды, технологии и виды отделки [2].
Придание текстильным материалам антимикробных свойств преследует две основные цели: защиту материала от действия микроорганизмов и защиту от действия патогенной микрофлоры объектов, соприкасающихся с текстильными материалами [3]. Развитие отделочного производства в направлении придания антибактериальных свойств текстильным материалам является целесообразным ввиду высокой востребованности данного вида продукции. В целом, потребность в противомикробной и гигиенической отделке, похоже, сохранится в обозримом будущем.
Наиболее перспективным в отделочном производстве является использование красителей или ТВВ, бактерицидность которых известна и достаточно исследована. Анализ современных препаратов, известных в медицине как бактерицидные и(или) антисептические, показы-
вает, что многие из них по своему строению и другим признакам подобны препаратам, широко применяющимся в текстильной химии как интенсификаторы процесса крашения синтетических волокнистых материалов.
Целью работы было исследование возможности использования бактерицидных препаратов с известным действием в двух направлениях: интенсификации процесса крашения гидрофобных материалов и параллельное придание им бактерицидных свойств. Такие препараты, оставаясь в материале, могут оказывать пролонгированное действие на микроорганизмы, кроме того, позволят снизить температуру крашения, повысить интенсивность окраски, уменьшить расход красителя [4].
В более ранних работах нами предложен в качестве интенсификатора крашения полиэфирных волокон триклозан – антибактериальный, противомикробный и противогрибковый препарат широкого спектра действия [5]. Окрашенные с его применением ткани приобретали высокую устойчивость к стафилококку и кишечной палочке, что подтверждено результатами санитарно-микробиологических исследований УЗ «Могилевского областного центра гигиены, эпидемиологии и общественного здоровья» (Пр. №4.627.1-5/148-152 от 02.06.2015 г.). Благодаря антибактериальным свойствам триклозан нашел широкое применение в различных потребительских товарах, включая зубные пасты, дезодоранты, мыло, полимеры и волокна [6].
В качестве интенсификаторов в данной работе наряду с триклозаном были выбраны биоциды: β -нафтол, гидрохинон и резорцин [7, 8].
Резорцин – классический противогрибковый препарат, гидрохинон обладает антисептиче-
|
Таблица 1 – Показатели малых цветовых различий ацетатной ткани |
|||||
|
Интенсификаторы |
Общие цветовые различия, ∆ Å |
Изменения светлоты, ∆ L |
Изменения тона, ∆ H |
Изменения чистоты, ∆ C |
|
|
Гидрохинон 2 г/л |
3,20 |
-2,82 |
1,04 |
-1,97 |
|
|
Гидрохинон 5 г/л |
6,39 |
-7,16 |
-2,67 |
0,14 |
|
|
Резорцин 2 г/л |
1,84 |
1,06 |
-1,04 |
1,23 |
|
|
Резорцин 5 г/л |
2,13 |
-2,36 |
-0,82 |
0,06 |
|
|
β -нафтол 2 г/л |
2,03 |
1,74 |
0,83 |
-1,06 |
|
|
β -нафтол 5 г/л |
6,95 |
-1,56 |
1,31 |
-6,69 |
|
|
Триклозан |
8,69 |
-5,75 |
-7,17 |
0,71 |
|
|
^ 1 г/л |
|||||
|
Таблица 2 – Показатели малых цветовых различий полиэфирной ткани |
|||||
|
Интенсификаторы |
Общие цветовые различия, ∆ Å |
Изменения светлоты, ∆ L |
Изменения тона, ∆ H |
Изменения чистоты, ∆ C |
|
|
Гидрохинон 2 г/л |
7,39 |
2,72 |
4,15 |
-5,77 |
|
|
Гидрохинон 5 г/л |
2,20 |
0,21 |
-0,21 |
-2,18 |
|
|
Резорцин 2 г/л |
1,28 |
-0,42 |
0,69 |
-1,00 |
|
|
Резорцин 5 г/л |
4,29 |
-1,92 |
3,01 |
-2,70 |
|
|
β -нафтол 2 г/л |
4,36 |
-4,27 |
-1,47 |
2,58 |
|
|
β -нафтол 5 г/л |
13,12 |
-14,35 |
-5,18 |
5,47 |
|
|
Триклозан |
14,84 |
-14,31 |
-8,95 |
5,03 |
|
|
^ 2 г/л |
|||||
|
Таблица 3 – Показатели малых цветовых различий полиамидной ткани |
|||||
|
Интенсификаторы |
Общие цветовые различия, ∆ Å |
Изменения светлоты, ∆ L |
Изменения тона, ∆ H |
Изменения чистоты, ∆ C |
|
|
Гидрохинон 2 г/л |
4,94 |
2,88 |
2,26 |
-3,83 |
|
|
Гидрохинон 5 г/л |
3,89 |
-0,81 |
2,88 |
-2,48 |
|
|
Резорцин 2 г/л |
2,72 |
-0,423 |
-2,24 |
1,50 |
|
|
Резорцин 5 г/л |
7,74 |
-4,03 |
-4,59 |
5,46 |
|
|
β -нафтол 2 г/л |
8,07 |
-7,34 |
1,75 |
5,59 |
|
|
β -нафтол 5 г/л |
14,77 |
-16,18 |
-0,25 |
8,26 |
|
|
Триклозан |
11,47 |
-11,84 |
-4,23 |
6,02 |
|
|
I 2 г/л |
|||||
Рисунок 1 – Зависимость оптической плотности (Д) от времени ( τ ) крашения ацетатной ткани
Рисунок 2 – Зависимостиь оптической плотности (Д) от времени ( τ ) крашения полиэфирной ткани
Рисунок 3 – Зависимость оптической плотности (Д) от времени ( τ ) крашения полиамидной ткани
нуждается в пластификации):
-
1) предварительная обработка ткани эмульсией триклозана и диспергатора с последующим отжимом и сушкой ткани перед крашением;
-
2) предварительная обработка эмульсией триклозана и диспергатора с последующим отжимом и крашением ткани без сушки;
-
3) введение триклозана в красильную ванну до погружения в нее ткани.
Анализ результатов крашения по трем вариантам проводился по цветовым характеристикам полученных образцов, а также по кинетике выбирания красителя из ванны в процессе кра-
шения.
Стандартные условия крашения по всем вариантам следующие: модуль ванны М = 60, температура крашения – 100 °С, концентрация диспергатора ТС С = 2 г/л, концентрация красителя дисперсного оранжевого С = 2 % от массы образца, концентрация интенсификатора трикло-зана С = 2 г/л.
По варианту 3 перед крашением в красильную ванну вводился триклозан в виде водной эмульсии с диспергатором.
Подготовка ткани перед крашением по варианту 1 и 2 включала: диспергатор ТС с трикло-
|
Таблица 4 – Коэффициенты выбираемости красителя |
|||||
|
Образцы ткани |
Значения коэффициента выбираемости, Квыб , % |
||||
|
Стандарт |
ГХ (5 г/л) |
β -нафтол (5 г/л) |
ТР (1 г/л) |
ТР (2 г/л) |
|
|
Ацетат |
33,0 |
48,0 |
62,8 |
51,5 |
- |
|
Полиэфир |
35,0 |
38,0 |
54,0 |
65,0 |
68,8 |
|
Полиамид |
37,9 |
45,6 |
63,0 |
66,0 |
69,6 |
|
Таблица 5 – Значение оптической плотности красильных растворов при крашении с применением интенсификатора триклозана (ТР) |
||||
|
Время, τ , мин |
Оптическая плотность (Д) |
|||
|
Стандарт |
ТР в ванне |
ТР, крашение сухого образца |
ТР, крашение мокрого образца |
|
|
5 |
0,37 |
0,32 |
0,5 |
0,53 |
|
10 |
0,34 |
0,25 |
0,45 |
0,38 |
|
20 |
0,33 |
0,19 |
0,34 |
0,30 |
|
30 |
0,32 |
0,17 |
0,32 |
0,27 |
|
40 |
0,30 |
0,15 |
0,29 |
0,24 |
|
50 |
0,27 |
0,14 |
0,22 |
0,22 |
|
60 |
0,25 |
0,12 |
0,19 |
0,20 |
|
70 |
0,24 |
0,10 |
0,14 |
0,19 |
|
80 |
0,24 |
0,10 |
0,14 |
0,19 |
|
Таблица 6 – Коэффициенты выбираемости красителя при крашении полиэфирной ткани с триклозаном |
|||
|
Значения коэффициента выбираемости, Квыб , % |
|||
|
Стандарт |
ТР в ванне |
ТР, крашение сухого образца |
ТР, крашение мокрого образца |
|
35,0 |
68,6 |
72,0 |
66,7 |
|
Таблица 7 – Показатели малых цветовых различий полиэфирной ткани, окрашенной с триклозаном |
|||||
|
Варианты крашения |
Общие цветовые различия, ∆ Å |
Изменения светлоты, ∆ L |
Изменения тона, ∆ H |
Изменения чистоты, ∆ C |
|
|
ТР в красильной ванне |
14,84 |
-14,31 |
-8,95 |
5,03 |
|
|
ТР, крашение сухого образца |
23,86 |
-16,67 |
-10,82 |
17,33 |
|
|
ТР, крашение мокрого образца |
14,71 |
-9,54 |
-3,30 |
10,70 |
|
