Исследование антимикробных свойств шерсти, обработанных композиционным составом
Автор: Буркитбай А., Битус Е.И.
Журнал: Вестник Алматинского технологического университета @vestnik-atu
Рубрика: Техника и технологии
Статья в выпуске: 5 (95), 2012 года.
Бесплатный доступ
Разработан состав из поливинилпирролидона, бензойной кислоты и ионов серебра для заключительной отделки шерсти с целью улучшения ее микробиологических свойств. Предложенный композиционный состав обеспечивает высокие показатели биостойкости шерсти, не снижает качественные показатели и отвечает экологическим требованиям, предъявляемым к аппретирующим соединениям. Просматривается перспектива использования композиционного состава в отечественных предприятиях текстильного производства.
Поливинилпирролидон, бензойная кислота, ионы серебра, заключительная отделка, водорастворимый полимер, аппретирующий состав, микробиологические свойства
Короткий адрес: https://sciup.org/140204970
IDR: 140204970
Текст научной статьи Исследование антимикробных свойств шерсти, обработанных композиционным составом
Современное развитие окружающей среды, увеличение техногенных ситуаций, экологических и биологических катастроф, рост аллергических заболеваний населения обусловливает необходимость создания нового поколения текстильно-вспомогательных веществ, обладающих комплексом защитных свойств. К тому же, условия жизни современного человека, создающие для большинства людей дефицит времени, диктуют новые требования к изделиям из текстиля и, прежде всего к одежде – минимальный по времени уход за ней. Следовательно, текстильные материалы должны обладать биостойкостью, формостойкостью, пониженной загрязняемостью и легкой отстиры-ваемостью [1 - 2].
Текстильные материалы из натуральных волокон при эксплуатации наиболее подвержены разрушающему воздействию свето-погоды и микроорганизмов. Повышение устойчивости волокнистого материала к такого рода воздействиям не только увеличивает срок службы тканей, но и делает их практически незаменимыми в определенных условиях эксплуатации [3].
Однако, проблема получения текстильных материалов, обладающих улучшенными эксплуатационными свойствами, при сохранении ее природных качеств доступными и экологичными способами, еще полностью не решена. Особенно актуальным является замена формальдегидсодержащих препаратов, а также снижение импортозамещения по готовым препаратам для отделки текстильных материалов за счет разработки и применения доступных полимерных композиций [4 - 6].
Объекты и методы исследования
Объектом исследования в работе явились: лента гребенная и композиционный состав из поливинилпирролидона, бензойной кислоты, раствора ионов серебра.
Антимикробные свойства шерсти проверялись с применением метода лабораторных испытаний на устойчивость к микробиологическому разрушению [ГОСТ 9.060– 75]. Сущность метода заключается в том, что образцы антисептированной и исходной ткани в определенных условиях подвергают длительному воздействию естественного комплекса почвенной микрофлоры путем нанесения ее на поверхность ткани, а затем определяют ее устойчивость к микробиологическому разрушению (П).
Коэффициент устойчивости к микробиологическому разрушению [П] в процентах вычисляют по формуле:
П = Р т ×100 / Р о , (1)
где: Р т – разрывная нагрузка испытуемой пробной полоски, г;
Р о – разрывная нагрузка исходной пробной полоски, г.
Кроме того, были проведены микробиологические исследования по ГОСТ 9.048-89.
Результаты и их обсуждение
Предварительное изучение литературных источников по применению поливинил-пирролидона, бензойной кислоты и ионов серебра в различных отраслях в качестве раз- об исследовании возможности использования их в качестве компонентов композиции.
На основании предварительного эксперимента концентрацию ПВП варьировали в пределах 4 – 8 г/л, раствора ионов серебра (ИС) 50 – 100 мл/г, бензойной кислоты (БК) 1 – 5 г/л.
Антимикробные свойства шерсти проверялись с применением метода лабораторных испытаний на устойчивость к микробиологическому разрушению (ГОСТ 9.060–75). По ГОСТ 9.060–75 ткань считается устойчивой к биоповреждениям при П ≥ 80%.
Показатели прочностных характеристик пучков шерсти определялись на штапельном динамометре ДШ-3М, данные представлены в таблицах 1, 2.
личных агентов позволило нам предположить
Таблица 1 – Влияние концентрации компонентов композиции на показатели разрывной нагрузки шерсти
№ |
Концентрация компонентов |
Разрывная нагрузка (до биоразрушения/ после биоразрушения), сН/текс |
||
ПВП, г/л |
ИС, мл/л |
БК, г/л |
||
Состав 1 |
8 |
100 |
5 |
12,11/12,18 |
Состав 2 |
4 |
100 |
5 |
12,7/12,3 |
Состав 3 |
8 |
50 |
1 |
12,7/11,9 |
Состав 4 |
4 |
50 |
5 |
13,0/11,3 |
Состав 5 |
8 |
100 |
1 |
13,20/11,87 |
Состав 6 |
4 |
100 |
1 |
13,35/11,56 |
Состав 7 |
8 |
50 |
5 |
13,8/11,7 |
Состав 8 |
4 |
50 |
1 |
13,7/10,7 |
Шерсть необработанная |
- |
- |
- |
13,35/10,4 |
Исследование прочностных свойств шерсти показало, что наблюдается снижение значения разрывной нагрузки у образцов шерсти, обработанных составами 3 – 7, что, вероятно, связано с соотношением концентрации компонентов указанных составов. По органолептическим свойствам характерны мягкость и приятный гриф на ощупь (таблица 1).
Таблица 2 – Значения коэффициента устойчивости шерсти к микробиологическому разрушению, П (%)
№ состава |
Концентрация компонентов |
Устойчивость к микробиологическому разрушению, П, % |
||
ПВП, г/л |
ИС, мл/л |
БК, г/л |
||
Состав 1 |
8 |
100 |
5 |
91,2 |
Состав 2 |
8 |
100 |
1 |
92,3 |
Состав 3 |
8 |
50 |
5 |
89,2 |
Состав 4 |
8 |
50 |
1 |
84,3 |
Состав 5 |
4 |
100 |
5 |
88,9 |
Состав 6 |
4 |
100 |
1 |
86,6 |
Состав 7 |
4 |
50 |
5 |
87,9 |
Состав 8 |
4 |
50 |
1 |
80,5 |
Шерсть необработанная |
78 |
Из таблицы 2 следует, что устойчивость обработанной шерсти к микробиологическому разрушению, по сравнению с необработанной увеличивается в 1,2 раза, о чем свидетельствует рост данного показателя до 92,3 %. В данном случае обработку предлагаемой композицией антимикробной отделки проводили при концентрации: ПВП 8 г/л, ИС – 100 мл/л, БК 1 г/л. Термообработка осуществлялась при 1000С в течение 10 минут.
Проведены также микробиологические исследования по ГОСТ 9.048-89.
Для исследования были представлены образцы шерсти:
-
1. В качестве опытных образцов – шерсть, обработанная антимикробным составом;
-
2. В качестве контрольных образцов – шерсть необработанная.
Для проверки на грибостойкость в качестве тест-культур использовали грибы Aspergillus niger, Pennicillium brevi и Trichoderma viride. Перед испытаниями были проведены высевы тест-культур на свежую среду Чапека для определения их жизнеспособности. Полученные варианты обрабатывали суспензией грибов и помещали в чашки Петри, которые, в свою очередь, были помещены в эксикатор с водой для создания необходимой влажности. Инкубацию прово- дили при температуре 300С в течение 28 дней (рисунок 1).
Результаты показали, что через пять суток наблюдался рост гриба Aspergillus niger на необработанном контрольном образце шерсти. Интенсивность прорастания гриба составила 5 баллов (невооруженным глазом отчетливо видно развитие грибов, покрывающих более 25% испытуемой поверхности). В остальных образцах роста грибов не отмечалось.
Через 28 суток во всех контрольных образцах наблюдался рост всех испытуемых грибов. При этом рост грибов Aspergillus niger и Pennicillium brevi в контрольных образцах был оценен на 5 баллов, а Trichoder-ma viride – на 4 балла (невооруженным глазом отчетливо видно развитие грибов, покрывающих менее 25 % испытуемой поверхности).
На опытных образцах шерсти рост испытуемых грибов не наблюдался.
Таким образом, установлено что, предлагаемый антимикробный состав эффективен по отношению к грибам Aspergillus niger, Pennicillium brevi и Trichoderma viride.
Тест-культур
Trichoderma viride
Контрольные образцы
Опытные образцы
Pennicillium brevi
Aspergillus niger





Trichoderma viride

Рисунок 1 – Образцы шерсти, зараженные водной суспензией спор грибов.
Заключение
Впервые разработан состав из поливи-нилпирролидона, раствора ионов серебра и бензойной кислоты для антимикробной отделки шерсти. Изучены антимикробные свойства обработанной шерсти с применением метода лабораторных испытаний на устойчивость к микробиологическому разрушению. Устойчивость обработанных образцов к биоразрушению, по сравнению с необработанной увеличивается в 1,2 раза, о чем свидетельствует рост данного показателя до 92,3 %.
Кроме того, микробиологическими исследованиями выявлено, что у обработанных образцов шерсти не обнаружен рост грибов (Aspergillus niger, Pennicillium brevi и Trichoderma viride).
Установлено, что образцы шерсти, обработанные составом на основе ПВП, раствора ионов серебра и бензойной кислоты имеют улучшенные антимикробные свойства, в результате чего не обрастают плесневыми грибками и не разрушаются микроорганизмами в условиях эксплуатации, а также качественные показатели шерсти после обработки не ухудшаются. Шерсть приобретает мягкость и приятный гриф на ощупь.
Список литературы Исследование антимикробных свойств шерсти, обработанных композиционным составом
- Кричевский Г.Е. Химическая технология текстильных материалов. -М.: Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности, 2001. -Т. 3. -С. 11 -12.
- Сафонов В.В. Химическая технология отделочного производства. -М.: РИО МГТУ, 2002. -280 с.
- Олтаржевская Н.Д., Коровина М.А., Савилова Л.Б. Текстиль и медицина. Перевязочные материалы с пролонгированным лечебным дейсвием//Рос.хим.ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), -2002. -Т. XLVI, №1. -С. 133 -141.
- Пат. 644169 РФ. Способ придания фунгицидных свойств целлюлозным текстильным материалам/Воронков М.Г., Макарская В.М., Байгожин А., Березниковская Л.В., Аркадьева Л.Н.; опубл 10.01.97, Бюл. № 25/2002. -2 с.
- Пат. 2114229 РФ. Способ антимикотической отделки текстильных изделий, содержащих хлопковое волокно/Ломакина Т.Н., Хозова Л.М., Школа Н.Н., Суколин Г.И.; опубл 27.06.98, Бюл. № 200532. -2 с.
- Кутжанова А.Ж., Таусарова Б.Р., Буркитбай А. Придание антимикробных свойств целлюлозным текстильным материалам//Матер. междунар. науч.-технич. конф. «Пищевая и легкая промышленность в стратегии вхождения Республики Казахстан в число 50-ти наиболее конкурентоспособных стран мира». -Алматы: АТУ, 2007. -С. 216 -218.