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.