Текстиль материалдар асиетіне золь-гель композициясыны серін зерттеу

Кіріспе

Тоқыма өнеркәсібі өнімінің сапасы, олардын эксплуатациялык касиеттер!, сипат-тамалары, келбетi, сонFы ендеу технология-ларына байланысты болып келедi.

Коршаган ортанын цазiргi дамуы, тех-ногендік жағдайлардың өсуі, биологиялық апаттар, халыцта аллергиялыц аурулар саны-ның артуы күрделі қорғаныш қасиеттері бар тоцыма ешмдершщ жана буынын жасау ца-жеттілігін тудырады. Мақта маталары тамаша гигиеналыц цасиеттерге ие болFанымен, олар-Fа кеп кен^л белудi талап етедi.

Сонымен қатар, табиғи талшықтардан туратын (жYн, адресе жiбек) тоцыма матала-рын тұтыну барысында зиянды әсерлерге, сілтілерге және микроағзаларға өте сезімтал болып келеді. Осындай әсерлерге талшықты маталардың тұрақтылығын арттыру матаны қолдану мерзімін ұзартып қана қоймайды, сонымен қатар белгілі бір эксплуатациялық жаFдайда да оларFа тажiрибе жYзiнде де цай-таланбайтын цасиет бередi [1].

МаталарFа осындай цасиет беру мац-сатында нанотехнология Fылымы алFа даму-да. Нанотехнологиянын заманауи баFыттары-нын бiрi золь-гель технологиясы болып табы-лады. Золь-гель технологиясы текстиль сала-сында арнайы ендеуге баFытталFан. Золь-гель әдісімен текстиль материалына әртүрлі қасиет беру мYмкiншiлiгi бар: гидро- жане олеофоб-тыц; оптикалыц, антимикробтыц; отца тезiм-дiлiк; антистатикалыц жэне т.б [2,3].

Текстиль материалынын антимикробтыц цасиет олардын микроаFзалар мен саны-рауцулацтар, бактериялар 9серiне турацтылы-Fын сипаттайды. МикроаFзалар текстиль ма-териалын, адресе табиFи талшыцты мате-риалдардын бузылуына жане жарамсызда-нуына алып келедi. ТабиFи талшыцты мате-риалдарды микроаFзалардан цорFау жолдары-ның сан алуан түрлері бар. Бірақ олардың адам ағзасына және қоршаған ортаға зиянсыз деуге болмайды. Текстиль материалына анти-микробтық қасиет беру үшін антимикробты реагенттер ретінде металл тұздарын қолданы-лады. Одан бөлек олар адам терісіне улан-дырғыш және тітіркендіргіш болмауы, соны-мен қатар антибактериалдық қасиетін көп уақыт бойы жуу кезеңдерде жоғалтпау секілді талаптарға сай болуы қажет [4,5]. Осы мақ-сатта текстиль материалына золь-гель техно-логиясы көмегімен антимикробтық қасиет беру және оны зерттеу жұмыстары жүргізілді.

Зерттеу нысаны және әдістері

Жұмыстың зерттеу объектісі ретінде артикулы – 1030 бөз мақта матасы алынды. Антимикробтық өңдеу тетроэтоксисиланның сулы-спиртті ерітіндісіне мыс және мырыш ацетаты нанобөлшектерінің қоспасы арқылы жүзеге асты. Мыс және мырыш ацетатты тұз-дарының концентрациясы 3 - 10 г/л, термоөң-деу температурасы 100-150°С алынды. Өң-делген текстиль материалының физика-химиялық және физика-механикалық қасиет-тері зерттелді.

Нәтижелері және оларды талдау

Текстиль талшығын сканерлік микроскоп көмегімен зерттеу барысында алынған нәтижелерді салыстыру кезінде өнделмеген үлгіге (сурет 1,а) қарағанда мырыш ацетаты (сурет 1,б) және мыс ацетаты (сурет 1,в) өң-делген үлгінің морфологиялық беткі қабаты-ның өзгергені байқалды. Зерттеу барысында талшық бетінде 0,211-1,610 µm өлшемдегі мыс және мырыш ацетатының нанобөлшек-терінің бар екені анықталды (2- сурет).

а)                                               б)

в)

Сурет 1 – Целлюлозалық талшық бетінің микросуреті

• а) өңделмеген талшық; б) мырыш ацетаты тұздарымен өңделген талшық; в) ацетатты мыс тұздарымен өңделген талшық;

  
  
  

Сурет 2 – Өңделген талшық бетінің микросуреті

Золь-гель технологиясы көмегімен өңдеу целлюлозалық талшық бетінде мыс және мы-рыш ацетаты нанобөлшектерінің бекітілуін қамтамасыз етеді. Бұл өңдеу арқылы текстиль материалына антимикробтық қасиет берілді. Текстиль материалдарын полимер композиция-сымен аппреттеу кезінде материалдың қасиет-тері өзгеретіні белгілі, осыған байланысты текстиль материалының үзілу жүктемесі, ауа өткізгіштігі, қыртыстанбау қасиеті мен ка-пиллярлық көрсеткіштері анықталды.

Ауа өткізгіштік қасиеті мыс және мы-рыш ацетаты тұздарының 3 г/л; 6 г/л; 10 г/л концентрациялары мен термоөңдеу темпера- турасы 100⁰С; 125⁰С; 1500С өнделген мате-риалдарда тексерілді.

Матаның ауа өткізгіштік қасиетін сы-нау барысында, мынадай нәтижелерге қол жеткізілді. Өңделген мата үлгілерінің ауа өткізу қабілеті төмендейді: концентрация жо-ғарылаған сайын, термоөңдеу температурасы артқан сайын (1–кесте). Полимер жабынды-сының кеуектілігіне байланысты ауа өткізгіш-тік қасиетті айтарлықтай төмендемейді. Ауа өткізгіштік коэффициенті 165,1-170,2 дм3/(м2*с) аралығында болды, яғни қойылатын талаптар нормасына сәйкес деп тұжырамдауға болады.

1 кесте – Мақта матасының химиялық компоненттердің концентрациясына байланысты ауа өткізгіштік көрсеткіштері

Химиялық компоненттердің концентрациясы, (г/л)	Термоө ң деу температурасы, 0С	Ауа өткізгіштігі, дм3/(м2* с)	Вариациялау коэффициенті,%;
Ө ң делмеген мата		170,9	S = 0.65 c = 0.38
Мырыш ацетаты концентрациясы, (г/л)
3	125	168,3	S =0,16 c =0,095
6		166,4	S =0,071 c =0,043
10		165,1	S =0,071 c =0,043
Мыс ацетаты концентрациясы, (г/л)
3	125	170,1	S =0,071 c =0,042
6		168,3	S =0,071 c =0,042
10		167,2	S =0,1 c =0,59

Матаның аз қыртыстануға қабілеттілігі өңделмеген үлгінің көрсеткіштеріне қараған-да жоғары, яғни өңделген матаның аз қыртыс-тану қабілеттілігі айтарлықтай жақсарған. Матадағы мырыш ацетаты концентрациясы- ның жоғарлауына байланысты қыртыстанбау қабілеті жоғарлайды (2-кесте). Термоөндеу температурасы жоғарлаған сайын қыртыс-танбау қабілеті жоғарлайды. Қыртыстанбау коэффициенті 2% өседі.

2 кесте – Химиялық компонент концентрациясына байланысты матаның қыртыстану көрсеткіші

Химиялық компоненттердің концентрациясы, (г/л)	Термоөңдеу температурасы, 0С	Қыртыстануы, град
		Негіз, град	Арқау, град	Ашылу бұрыш. қосындысы
Ө ң делмеген мата		55	69	124
Мырыш ацетаты концентрациясы, (г/л)
3	125	70	68	138
6		69	65	134
10		60	72	132

Мыс ацетаты концентрациясы, (г/л)

3	125	71	70	141
6		62	80	142
10		71	61	132

Текстиль материалының капиллярлығы химиялық компоненттің концентрациясы арт-қан сайын төмендейді (3-кесте). Өңделмеген текстиль материалының капиллярлығынан

қарағанда төмен. Капиллярлық көрсеткіш 2-5 пайызға дейін төмендейді. Текстиль матери-алының капиллярлығы термоөңдеу темпера-турасы артқан сайын төмендейді.

• 3 кесте - Текстиль материалының компонеттер концентрациясына байланысты капиллярлық көрсеткіші

  Капиллярлық көрсеткіш, h, см
  Уақыт, t, мин	Өңделмеген мата	3	6	10	3	6	10
  		Мырыш	Мырыш	Мырыш	Мыс	Мыс	Мыс
  10	8,2	5,3	4	3	3,8	4	3,2
  20	9,3	6,2	4,8	3,8	4,5	4,3	3,6
  30	9,8	7,5	5,3	4,2	4,8	4,6	3,8
  40	10	7,9	5,3	4,2	4,8	5	3,8
  50	10,3	7,9	5,8	4,2	4,8	5	3,8
  60	10,5	7,9	5,8	4,2	4,8	5	3,8

Химиялық компоненттер концентра- кесте). Термоөңдеу температурасына байла-циясы артқан сайын үзу жүктемесінің мәні нысты температура неғұрлым көтерілсе, со-артады, ал абсолютті үзілу ұзаруы кемиді (4- ғұрлым үзу жүктемесі төмендейді.

4 кесте – Химиялық компоненттер концентрациясына байланысты матаның созу көрсеткіші

Химиялық компонент-тердің концентра-циясы, (г/л)	Термо өңдеу темпера-турасы, 0С	Негіз бойынша			А	рқауы бойынша
		Үзу күші F, кгс	Абс.үзілу ұзаруы L, мм	Вариа-циялау коэф-ті,%	Үзу күші F, кгс	Абс. үзілу ұзаруы L, мм	Вариация-лау коэф-ті,%
Ө ң делмеген мата		F=21.986	L=27,38		F=14.51	L=38,74
мырыш ацетаты
3	125	F=15.153	L=29.02	S=4.2 C=2.7	F=15.04	L=37.03	S=9.8 C=6.5
6		F=21.316	L=24.74	S=1 C=0.4	F=17.71	L=50.81	S=8.6 C=4.8
10		F=26.098	L=37.67	S=6,4 C=4	F=19,62	L=34,06	S=2,2 C=1,1
мыс ацетаты
3	125	F=21.797	L=24.29	S=1.58 C=0.7	F=12.43	L=40.63	S=8.5 C=5.5
6		F=23.948	L=26.8	S=6.2 C=2.9	F=15.97	L=34.21	S=9.6 C=5.8
10		F=24.828	L=24.50	S=3.8 C=2.9	F=14,79	L=35,58	S=9.5 C=5.5

Микроағзалар әсеріне ұшыраған текстиль материалдары өзге үлгілермен салысты-рылды. Текстиль материалының үзілу жүкте-месінің мәні төмендегідей болды. Бірақ көп көрсеткіштер мәні аса өзгерістерге ұшыра-маған. Бұл жерде де концентрация артқан сайын үзу жүктемесінің көрсеткіші арттады. Текстиль материалының биотұрақтылығын анықтау мақсатында биотұрақтылық коэффи-циентті есептелінді. Текстиль материалының биотұрақтылық көрсеткіштері (5-кесте).

Кесте 5 – Текстиль материалының биотұрақтылық көрсеткіштері

Химиялық компоненттер концентрациясы, г/л	Термоөңдеу температурасы, 0С	Биотұрақтылық коэф-ті, %
		Негіз бойынша	Арқау бойынша
Өңделмеген мата		68	78
мырыш ацетаты
6                      1	125              1	88	92
мыс ацетаты
6                      1	125              1	98	91

Қорытынды

• 1.    Золь-гель технологиясы көмегімен өңдеу целлюлозалық талшық бетінде мыс жә-не мырыш ацетаты нанобөлшектерінің бекі-тілуін қамтамасыз етеді. Бұл технология ар-қылы текстиль материалына антимикробтық қасиет берілді.

• 2.    Текстиль материалдарын полимер композициясымен аппреттеу кезінде мате-риалдың қасиеттері өзгеретіні белгілі, осыған байланысты текстиль материалының үзілу жүктемесі мен ауа өткізгіштік көрсеткіштері анықталды.

• 3.    Зерттеу барысында өңделмеген текстиль материалының үзу жүктемесі – 21,986 кгс, өнделген текстиль материалының үзу жүк-темесі – 26,098 кгс. Ауа өткізгіштігі өңдел-меген текстиль материалы – 170,9 дм³ /м²с, өңделген текстиль материалы - 165,1 дм³/(м²*с) аралығында болды, яғни қойылатын талаптар нормасына сәйкес деп тұжырамдауға болады.

ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

• 1.    Кричевский Г.Е. Химическая технология текстильных материалов (в 3-томах). Том 3. Заключительная отделка текстильных материалов. -М., 2001. - 455 с.

• 2.    Свидиненко Ю.Г. Нанотехнологии в текстиле. Современные достижения // Рынок легкой промышленности. – 2005. - №42. – С. 345.

• 3.    Шабанова Н.А., Саркисов П.Д. Золь-гель технологии. Нанодисперсный кремнезем – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. – 328 с.

• 4.    Дюсенбиева К.Ж, Таусарова Б.Р, Кутжанова А.Ж., Разработка целлюлозных материалов с антибактериальными свойствами, полученных золь-гель методом. // Химический журнал Казахстана, 2(50) апрель-июнь 2015 г, -С. 95-99.

• 5.    Дюсенбиева К.Ж., Таусарова Б.Р., Кутжанова А.Ж. Модификация целлюлозного текстильного материала на основе золь-гель технологии для придания антимикробных свойств // Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности. - 2015. - № 3 (357). - С 19-23.