Производство инновационной продукции и ее место в народном хозяйстве

Пятьдесят пять лет своей истории нетканых материалов занимается исследованиями в области создания нетканых материалов на основе текстильных волокон и нитей.

Отраслевая принадлежность института к текстильной промышленности в прошлом наложила свой отпечаток на научную специализацию нашей деятельности в настоящем.

Научные направления деятельности института в последние годы обеспечиваются как за счет нового научного задела, так и рационального использования наработанного десятилетиями научного потенциала, постоянного совершенствования применяемых технологий и внедрением научных разработок на научно-производственной базе института и на промышленных предприятиях страны.

Поэтому научный поиск направлен на изучение потребностей потенциальных потребителей и улучшение качественных характеристик выпускаемой продукции, и расширение ее ассортимента при оптимальном соотношении цена/качество. Достигается это как за счет совершенствования известных технологических приемов, так и за счет создания новых технологических операций и отделки нетканых материалов новых структур и технических средств для их реализации. В соответствии с этим определяются и основные, наиболее значимые приоритетные направления исследований, что во многом способствует решению сложнейшей задачи сегодняшнего дня - импорт замещению.

Ведущим научным направлением в деятельности института по-прежнему является создание высокоэффективных фильтрующих и сорбционных нетканых материалов, в т.ч. для защиты от техногенных воздействий.

Фильтрующие нетканые материалы разрабатываются и подрабатываются для использования в различных отраслях промышленности, черной и цветной металлургии, металлообрабатывающей, деревообрабатывающей промышленности, на предприятиях по производству минеральных удобрений. Материалы предназначены для очистки воздуха, жидких суспензий и растворов, ГСМ, сточных вод, для улавливания аэрозолей кислот, щелочей и т.д. Ряд разработанных фильтровальных полотен предназначен для работ в экстремальных условиях совместного воздействия агрессивных сред и высоких температур.

При использовании теоретических основ процессов фильтрации на базе традиционных волокон и нитей создаются конкурентоспособные фильтрующие материалы с чистотой фильтрации до 5-10 мкм и термостойкостью до 2400 С.

На сегодняшний день в институте на опытно-экспериментальной базе выпускается более 50 позиций фильтрующих материалов, и находятся в разработке еще 8. На 5 видов материалов поддерживается патентная защита.

Для экологической защиты окружающей среды разрабатываются сорбционные материалы, предназначенные для сбора и удаления загрязнений нефтепродуктами с поверхности почвы и воды, для очистки бытовых, промышленных, сточных и ливневых вод.

Достигнутая сорбционная емкость данных материалов сегодня составляет10-25 кг/кг. Число циклов регенерации для повторного использования не менее 10, достигнуто уменьшение концентрации при доочистке сточных вод от нефтепродуктов – в 8 раз; взвешенных частиц – в 2 раза. Сорбционные материалы и изделия из них защищены тремя патентами на изобретения и свидетельством на товарный знак.

В рамках выполнения государственного заказа по Государственному контракту с Федеральным агентством по науке и инновациям разработан новый материал–носитель биомассы, обладающий высокой поглотительной способностью в отношении нефтепродуктов и устойчивостью к многократной механической регенерации. Сопоставление свойств нетканого бионосителя с разработками, определяющими мировой уровень, свидетельствуют о том, что биосорбент, разработанный нами, обладает более прочной адгезией биомассы к нетканому носителю, что позволяет расширить область применения таких материалов, особенно для условий очистки сточных вод в динамическом режиме.

По-прежнему важным научным направлением в работе института является разработка и освоение новых перевязочных и хирургических материалов и изделий санитарно-гигиенического назначения, в т.ч. для чрезвычайных ситуаций. Институтом разработан целый ассортиментный ряд нетканых полотен и изделий медицинского назначения, опытно промышленные партии которых выпускаются на экспериментальной базе института. К ним относятся: термос креплённые нетканые полотна для головных уборов, масок, бахил; гигроскопичные полотна для тампонов; холст прошивные влагопоглощающие полотна для специальной одежды; ароматичные материалы; нетканые материалы для изготовления лечебных одеял, применяемых при реабилитации пациентов. На выпускаемый ассортимент продукции разработаны технические режимы, научнотехническая документация; получены 3 патента.

В настоящее время специалисты института работают над созданием биологически активных материалов, в т.ч. с антимикробными свойствами. Исследования проводятся в направлении создания полифункциональных нетканых материалов для лечебно профилактических перевязочных изделий, обеспечивающих минимальную травматизацию раневой поверхности при наложении и снятии, обладающих антимикробными свойствами и высокой сорбционной емкостью. К сожалению, институту трудно конкурировать с огромным количеством современных дешевых медицинских материалов, ввозимых из-за рубежа. В этой связи особые надежды мы связываем с дальнейшей реализацией государственной программы импорт замещения в здравоохранении.

Не менее важным научным направлением является создание нетканых материалов, обеспечивающих комфортные условия жизнедеятельности человека, в т.ч. безопасные условия труда. В рамках данной проблемы разработана целая серия новых высокоэффективных видов нетканых материалов для средств профессиональной защиты персонала, работающего в экстремальных условиях. Наибольший интерес представляют:

• •    теплозащитные нетканые материалы, используемые при изготовлении боевой одежды пожарных и для работников Крайнего Севера;

• •    кислот защитные нетканые материалы, используемые при пошиве одежды для защиты от воздействия  минеральных кислот и

• сильнодействующих ядовитых веществ (паров хлора, аммиака,

фосфорсодержащих соединений, гидразин производных и др.) для изготовления респираторов, защищающих органы дыхания от воздействия фтористого водорода и др.;

• •    влагопоглощающие нетканые материалы, предназначенные для нательного белья, спортивных маек, костюмов и др.;

• •    многофункциональные нетканые материалы для обуви и обувной промышленности.

К важному научному направлению относится также разработка технологии нетканых материалов для изготовления высокоэффективных средств профессиональной защиты с использованием новых видов волокнистого сырья (новых ионообменных волокон, термостойких волокон, высокомодульных волокон и их отходов).

К числу требующих дальнейших исследований и реализации в промышленных масштабах относится технология, изначально ориентированная на переработку коротковолокнистых текстильных отходов с длиной волокон от 2 до 15мм, которая разработана на базе новой системы холст формирования.

Нетканые материалы, изготовленные по новой технологии, содержат в своей структуре от 80 до 95% коротких волокон. Материалы вследствие стохастического характера расположения волокон и вида их скрепления обладают уникальными свойствами по упругости и устойчивости к многократному сжатию. Степень упругого восстановления составляет 7389% при объемной плотности 32-70 кг/м3 и толщине до 50мм.

Разработанная необходимая конструкторская и нормативнотехническая документация для промышленного освоения данной технологии сегодня не востребована отечественными машиностроителями.

В последние годы в научных планах института появилась тематика, связанная с нано технологиями.

На наш взгляд, к перспективным направлениям можно отнести работы института по созданию нетканых материалов, наполненных нано размерными структурными компонентами. На сегодняшний день выполнены две работы, отличающиеся друг от друга по технологическому принципу введения и закрепления нано размерных функциональных частиц в структурах материалов.

Институт в рамках государственного заказа проводил исследования по нано модифицированию нетканых материалов нано размерными частицами металлов и их комплексными соединениями.

Наполнение структуры нетканого материала нано размерными функциональными частицами осуществляется посредством нано модификации волокон непосредственно в процессе их подготовки к переработке в нетканые материалы.

Разработан технологический способ нано модифицирования волокон с целью придания им антибактериальных свойств, который основан на совмещении процессов нано модифицирования и обработки волокон антистатическими препаратами перед чесанием, который защищен патентом Республика Узбекистан.

Для достижения широкого спектра антимикробной активности нетканых материалов исследованы различные композиции и найден препарат с нано частицами серебра, на который подана и зарегистрирована заявка на международный патент. К сожалению, институту не удалось продолжить исследования в этом направлении. Между тем, дальнейшие исследования могут привести к созданию не только материалов с антибактериальными свойствами, но и материалов с повышенной стойкостью к ультрафиолетовому облучению, возможностью связывания опасных токсичных веществ, устойчивостью к жестким излучениям.

Второе направление в области нано технологии требует создания нового технологического оборудования, поскольку специфика формирования новой структуры нетканого материала сорбционнофильтровального назначения, заполненной не волокнистыми компонентами повлекла за собой создание целого ряда новых технологических операций, неиспользуемых в текстиле.

В данной работе впервые реализуются технологические основы формирования структуры нового вида текстильного носителя активных частиц, в т.ч. нано размерных, разработанные на базе новой, созданной в институте технологии холст формирования и соответствующего оборудования. При этом введение частиц в структуру материала осуществляется в процессе его формирования.

Способ введения частиц, выстраивания и фиксации структурной композиции с равномерным и стабильным характером распределения компонентов по всему объему формируемого материала является ноу-хау нашего института. Пока работа по данному направлению по объективным и существенным причинам приостановлена.

Предполагается, что продолжение, развитие и реализация данных работ будет осуществляться в рамках проектов технологических платформ «Медицина будущего» и «Текстильная и легкая промышленность»

В заключение необходимо отметить, что для выполнения работ, имеющих социальную направленность (медицина, экология, санитария) необходимы консолидация усилий специалистов в области различных научных дисциплин и серьезные финансовые средства, в первую очередь бюджетные.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Характеристики полимерного раствора в значительной степени определяют геометрию и морфологию ультратонких волокон ПГБ, полученных методом ЭФ. Переход от капле-подобного продукта к фибриллярным структурам зависит от таких важных свойств формовочного раствора как электропроводность и вязкость. Для получения цилиндрических волокон в раствор ПГБ в хлороформе вводили ряд модифицирующих низкомолекулярных добавок, таких как ТБАИ и МК, увеличивающих электропроводность системы. Кроме того, возрастание вязкости растворов путем увеличения концентрации и/или ММ полимера также приводит к улучшению однородности волокон по толщине и влияет на диаметр и ширину распределения ультратонких волокон по диаметру. Модификация растворов ионогены электролитом (ТБАИ) и гидролитическим агентом (МК) снижает исходную ММ полимера и приводит к возрастанию вязкости системы как отклик на гидролитический процесс. Полученные волокна нашли свое применение в биомедицине.