Придание биоцидных свойств утеплительным материалам из льняных волокон

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, например, устойчивость к воздействию болезнетворных организмов.

Существуют различные способы создания текстильных материалов с биоцидными свойствами с применением антибактериальных препаратов:

– введение антибактериальных препаратов в полимерообразующее вещество;

– придание антимикробных свойств текстильным материалам на заключительных стадиях крашения и отделки;

– применение биоцидных веществ при стирке или чистке текстильных полотен и изделий.

В этом исследовании основное внимание уделяется обработке нетканых материалов на стадии эмульсирования или после формования холста методом распыления раствором антимикробных препаратов. Нетканые материалы с биоцидными свойствами используются в строительстве в качестве утеплительных материалов. Также имеются сведения по применению нетканых полотен с антимикробной активностью в качестве напольных покрытий в больницах, школах, санаториях, детских садах, гостиницах и других общественных учреждениях, а также и в быту.

Большое практическое значение имеют оберточные и упаковочные материалы с антимикробными свойствами. Они обеспечивают длительную сохранность упаковываемых предметов, что может найти большое применение в торговле, особенно внешней.

Материалы и методы исследований

Объекты исследования : нетканый материал из льняных волокони, антимикробные препараты (салициловая кислота и сульфат меди).

Условия проведения работ: температура воздуха 24 °С, относительная влажность воздуха в помещении 59 %.

Таблица 2. Питательные среды и реактивы

№ п/п	Наименование и кодировка питательных сред и реагентов	Производитель	Характеристика
1	Питательный агар	HiMedia, Индия	рН (при 25 °С) 7,4±0,2
2	Натрий хлористый	Михайловский завод реактивов, Россия	хч
3	Этанол	«Талгар Спирт», Казахстан	96 %

Тестовые штаммы микроорганизмов:

• >    Candida albicans ATCC 10231 -тест-культура для тестирования фунгицидов и контроля качества питательных сред. Тест-культура получена из Американской Коллекции Типовых Культур (АТСС), США;

• >    Candida albicans ATCC 2091 -тест-культура для тестирования фунгицидов и контроля качества питательных сред. Тест-культура получена из Американской Коллекции Типовых Культур (АТСС), США;

• >    Aspergilus braziliensis ATCC 16404 –тест-культура для тестирования фунгицидов. Тест-культура получена из Американской Коллекции Типовых Культур (АТСС), США.

Результаты и их обсуждение

Условия процесса антибактериальной отделки были следующими: водный раствор биоцидной композиции различной концентрации наносили методом распыления на поверхность материала, потом осуществляли сушку и термообработку при 180°С на термопрессе.

На производстве нетканых материалов обработку биоцидным составом можно совмещать с эмульсированием смеси волокон, либо проводить после формирования холста с последующей термообработкой и каландрированием.

В качестве компонентов композиции выбраны салициловая кислота и сульфат меди.

Предварительное изучение литературных источников по применению салициловой кислоты (СК) и сульфата меди (СМ) в различных отраслях позволило нам предположить об исследовании возможности использования в качестве компонентов композиции.

На основании предварительного эксперимента концентрацию салициловой кислоты варьировали в пределах 2 – 5 г/л, сульфат меди 1 – 3 г/л.

Волокнистый материал пропитывали методом распыления биоцидным раствором с последующей сушкой и термооб-работкой при 180 0С в течение 1 - 2 минут.

В работе для изучения фунгицидной активности обработанного материала были проведены микробиологические исследования. Выбранная методика исследования описана в рекомендациях и научных статьях [1, 2].По данной методике исследуется степень подавления роста испытуемых микроорганизмов (бактерий или грибов). Показатель эффективности - зона задержки роста не менее 4 мм. Определяемая зона задержки роста микроорганизмов вокруг образцов зависит от степени диффузии антимикробных препаратов в слой питательного агара.

Результаты испытаний фунгицидной активности обработанного материала салициловой кислотой (5 гл) и сульфатом меди (3 г/л)в отношении трех штаммов грибов C. Albicans ATCC 10231, C. Albicans ATCC 2091 и A. Braziliensis ATCC 16404 представлены в таблице 3 и на рисунках 1, 2, 3.

Таблица 3 – Результаты биостойкости нетканого материала, обработанного салициловой кислотой и сульфатом меди

Тест-штаммы	Зона подавления роста, мм			Среднее значение
	1-ый повтор	2-ой повтор	3-ий повтор
C. albicans ATCC 10231	5	6	6	5,6 ± 0,47
C. albicans ATCC 2091	10	11	11	10,6 ± 0,47
A .braziliensis ATCC 16404	14	13	15	14 ± 0,8

Рисунок 1 - Зона задержки роста тест-штамма C. Albicans ATCC 2091 (опытный и контрольный образец)

Рисунок 2 - Зона задержки роста тест-штамма A. Braziliensis ATCC 16404 (опытный и контрольный образец)

Рисунок 3 - Зона задержки роста тест-штамма C. Albicans ATCC 10231 (опытный и контрольный образец)

Из полученных данных видно, что исследуемый образец, пропитанный салициловой кислотой и сульфатом меди обладает выраженной противогрибковой активностью в отношении исследуемых A. Braziliensis ATCC 16404 (зона задержки составила 14 ± 0,8 мм), C. Albicans ATCC 2091 (10,6 ± 0,47 мм) и C.albicans ATCC 10231 (5,6 ± 0,47мм) тест-штаммов. Даже с проявленной активностью в

• 5,6 ± 0,47 мм в отношении C. Albicans ATCC 10231, нетканый материал проявляет фунгицидную активность.

Кроме того, для изучения механизма взаимодействия композиционного состава с макромолекулами волокна исследованы ИК-спектры образцов исходного и обработанного материалов.

Рисунок 4 – ИК-спектр необработанного нетканого материала

Рисунок 5 – ИК-спектр нетканого материала, обработанного салициловой кислотой и сульфатом меди

Исследования показывают (рис. 4,5), что все полосы поглощения, харак-терные для целлюлозы у обработанного нетканого материала сохраняются. Также из рисунка 5 видно, что в спектрах образца, обработанного салициловой кислотой и сульфатом меди появляются новые полосы поглощения в интервале частот 1100 – 1200 см-1, а также в области 1425 – 1525 см-1и 1593 – 1662 см-1, соответствующие колебаниям ароматического кольца.

Проведенные испытания на токсическое и кожнораздражающее действия нетканого материала, обработанного салициловой кислотой и сульфатом меди показали его безопасность для здоровья человека. Испытания проводилась в соответствии с требованиями Технического регламента Таможенного союза 017/2011 «О безопасности продукции легкой промышленности».

Заключение

Нетканый материал, пропитанный салициловой кислотой и сульфатом меди, обладает выраженной противогрибковой активностью в отношении исследуемых A.braziliensis ATCC16404, C.albicans ATCC 2091 и C.albicans ATCC 10231 тест-штаммов.

Также испытания на токсическое и кожнораздражающее действия нетканого материала, обработанного салициловой кислотой и сульфатом меди, показали его безопасность для здоровья человека.

Таким образом, предлагаемый нетканый материал с биоцидными свойствами можно использовать в строительстве в качестве утеплительных материалов.