ИСЛЛЕДОВАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ

АННОТАЦИЯ

Исследования текстильных материалов с полифункциональными свойствами помогают разрабатывать новые материалы с улучшенными свойствами, что способствует повышению безопасности и комфорта людей. Материалы имеющие несколько свойств также находят широкое применение в медицинской сфере, спортивной индустрии и других отраслях.

Благодаря постоянному совершенствованию исследований в этой области, ученые и инженеры могут создавать все более эффективные и инновационные материалы, способные обеспечить высокий уровень защиты и безопасности. Такие материалы оказывают значительное влияние на общественное благополучие и способствуют снижению рисков различных опасностей.

ABSTRACT

Research on textile materials with multifunctional properties helps to develop new materials with improved properties, which contributes to improve people's safety and comfort. Materials with several properties are also widely used in the medical field, the sports industry and other industries.

Development of research in this area, scientists and engineers can create more and more effective and innovative materials capable of providing a high level of protection and safety. Such materials have a significant impact on public well-being and contribute to reducing the risks of various hazards.

Ключевые слова: Огнезащитные свойства; антибактериальные свойства; полифункциональные свойства; антипирен; текстильный материал.

Keywords: Flame retardant properties; antibacterial properties; multifunctional properties; retardants; textile material.

В современном мире текстильные материалы занимают особое место в нашей жизни. Они используются в одежде, мебели, автомобилях, спортивных товарах и многих других областях. Постоянно прогрессирующая текстильная промышленность старается усовершенствовать свою продукцию и предлагает новые материалы с различными свойствами.

Одним из важных вариантов текстильных материалов являются те, которые обладают огнезащитными свойствами.

Проблема придания огнезащитных свойств текстильным материалам различной природы и назначения в последние годы приобретает все большую актуальность. Это обусловлено тем, что они являются серьезным источником опасности во время пожаров, легко воспламеняется, способствует распространению пламени и при горении выделяют большое количество дыма и газов. Во многих странах мира законодательно запрещено применение изделий из легковоспламеняющихся волокнистых материалов (декоративные, обивочные, портьерные ткани, напольные покрытия, нетканые материалы и др.), поскольку они являются серьезным источником опасности во время пожаров – способствуют распространению пламени и при горении выделяют большое количество дыма и ядовитых газов [1].

Для улучшения огнестойкости целлюлозных материалов проведены обработки азот-фосфорсодержащими соединениями. Использование традиционных антипиренов, содержащих галогенов, особенно хлор и бром, постепенно сокращаются из - за их образования токсичных и агрессивных газов во время термической деградации.

В исследованиях профессора Таусаровой Б.Р. показан состав на основе силиката натрия, мочевины и гидрофосфата натрия, который придает целлюлозным материалам огнезащитных свойств. Данная композиция обеспечивает достижение высоких показателей огнестойкости [2]. 

По работе ученых из Цзинаньского Университета (Китай) модификация поверхности является наиболее часто используемым методом благодаря своей простоте и удобству эксплуатации как для синтетических, так и для натуральных тканей. Для придания текстильным изделиям хорошей огнестойкости используется широкий спектр антипиренов, в основном это неорганические или органические антипирены. Для эффективного повышения эффективности огнезащитных средств сочетание различных элементов с огнезащитными свойствами может обеспечить синергетический огнезащитный эффект и придать композитам дополнительную термическую стабильность и механические свойства.

Наряду с требованиями к уровню огнезащитных свойств текстильным материалам предъявляются также требования высокой гигиеничности, то есть придания им еще и антимикробных свойств.

Придание текстильным материалам антимикробных свойств преследует две основные цели: защиту от действия микроорганизмов и защиту от действия патогенной микрофлоры объектов, соприкасающихся с текстильными материалами. На сегодняшний день актуально для придания антибактериальных свойств использовать наночастицы. Наноматериалы обладают улучшенными каталитическими способностями из-за их сильно нагруженных поверхностных атомов, которые изменяются с использованием нано - размеров частиц, количество реактивных частиц на единицу площади чрезвычайно увеличилось. [3].

С улучшением условий жизни и развитием науки и техники в последние годы на рынке вырос спрос на многофункциональный текстиль. В частности, существует большой спрос на огнестойкий и антибактериальный текстиль в таких областях, как производство товаров для дома и медицинская защита. Огнестойкие и антибактериальные ткани двойного назначения обычно получают двухэтапным или одноэтапным методом. Двухэтапный метод обычно обеспечивает суперпозицию двойных функций путем поэтапного введения антипирена и бактериальных ингибиторов, что имеет преимущества простоты и широкой применимости. Функциональная отделка традиционного текстиля в основном делится на две стратегии. Один из них заключается в смешивании функциональных агентов с текстильным сырьем и подготовке функционального текстиля после процесса прядения. Преимущество этого метода заключается в хорошей стойкости к стирке, но его стоимость относительно высока и обычно оказывает значительное влияние на механические свойства текстильных волокон. Другой метод заключается в проведении обработки поверхности текстиля. В настоящее время технология модификации поверхности обычно используется для изготовления функциональных тканей, таких как огнестойкие, антибактериальные и гидрофобные ткани, что является простым, удобным и эффективным способом придания традиционным волокнам/тканям определенных функций. Вообще говоря, технология отделки волокон/тканей в основном включает в себя традиционные методы отделки, такие как нанесение покрытия погружением и методы распыления, а также некоторые новые стратегии отделки, включая модификацию химической прививки, послойное самосборка, золь-гель и осаждение на месте [4].

Ряд работ, посвященных приданию комплексных свойств текстильным материалам, подтверждают их эффективность при борьбе с пожаром, микроорганизмами, опасными для здоровья человека. Все методы обработки текстильных материалов осуществляются различными способами, основной целью которых является придание материалам антибактериальных, огнезащитных свойств.     

В исследовательских работах А.Д. Дмитревой (Ивановский государственный университет, Москва) посвящённые антимикробной пропитке текстильных материалов с помощью синтеза наночастиц серебра, стабилизированных синтетическими полиэлектролитами показали один из примеров успешного использования наночастиц серебра для придание антимикробных свойств текстильному материалу.  Для проведения исследовательских работ авторами приготовлены растворы нитрата серебра с восстановителем и стабилизатором, которую подвергали нагреванию до температуры 30-90 °C в течение 5-60 мин. В спектрах растворов, содержащих в качестве восстановителей использовали оксалат натрия, тиомочевину и аскорбиновую кислоту. По результату работы в присутствии этилового спирта проб показал, что размер синтезированных наночастиц серебра составляет 15 нм. Далее изучаемые препараты наносили на стерилизованный диск фильтровальной бумаги, помещали в стерилизованный чашки Петри, а затем засевали газоном. Посевы инкубировали в течение 24 ч в термостате при температуре 37 °С, результаты определяли по размерам зон подавления роста бактерий, где активности состава на основе наночастиц серебра показали достаточные антимикробные свойства [5].

Исследование безопасности таких материалов является важным этапом в процессе их разработки и производства. Она включает в себя анализ потенциальных воздействий на здоровье человека и окружающую среду, которые могут быть связаны с использованием данных материалов.  Результаты оценки безопасности позволяют определить, насколько безопасны текстильные материалы с комплексными свойствами для использования в различных сферах. Эта информация может быть использована разработчиками и производителями при создании и продвижении таких материалов на рынке.

Таким образом, исследование безопасности текстильных материалов с полифункциональными свойствами играет важную роль в обеспечении безопасности и удобства использования таких материалов как потребителей, так и для окружающей среды.

Список литературы:

1. Кричевский Г.Е., Все или почти все о текстиле: учебное пособие. – Москва: 2013. – 240 с
2. Таусарова Б.Р., Стасенко А.Ю. Придание огнезащитных свойств целлюлозным текстильным материалам с применением золь-гель технологии // Химия растительного сырья. - 2019. №4. - С. 365–372
3. Jin L., Ch. Ji., Sh. Chen Multifunctional Textiles with Flame Retardant and Antibacterial Properties // Molecules. – 2023. №28 (18)  – P.19-22
4. Антонова М.В., Красина И.В., Илюшина С.В. Методы придания антибактериальных свойств текстильным волокнам // Вестник технологического университета. - 2014. №17 (18) - С. 56-63
5. Дмитриева А.Д., Кузьменко В.А., Одинцова Л.С. Синтез и использование наночастиц серебра для придания текстильным материалам бактерицидных свойств // Химия и химическая технология. - 2015. №58 (8)- С. 67-70