CC BY
39
УДК 677077.62
М. А. Саляхова, И. Ш. Абдуллин
ФУНКЦИОНАЛИЗАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ РЕЗИНОТКАНЕВОГО МАТЕРИАЛА
Ключевые слова: резинотканевый материал, наноразмерный диоксид титана, фотокатализ, фотокаталитическая
активность.
Разработан композиционный защитный резинотканевый материал с фотокаталитической активностью. На материал нанесено полимерное покрытие, содержащее фотокаталитически активный диоксид титана с размером частиц 10-15 нм.
Keywords: rubber-and-canvas material, nano-sized titanium dioxide, photocatalysis, photocatalytic activity.
Developed composite protective rubber-and-canvas material with photocatalytic activity. Material deposited on the polymeric coating comprising a photocatalytically active titanium dioxide with a particle size of 10-15 nm.
Резинотканевые материалы обеспечивают защиту при одновременном воздействии токсичных и агрессивных химических веществ и открытого пламени. Материалы предназначены для изготовления защитной одежды работников химической, металлургической и нефтегазовой промышленности, работающих в условиях воздействия открытого пламени и проведении различных аварийно-спасательных работ. Однако после заражения токсичными химическими веществами защитная одежда требует дегазации специальными растворами, что создает определенные нагрузки окружающей среде и загрязнение сточных вод.
Издание технологии производства защитных материалов нового поколения с возможностью самоочистки, как основы средств и систем индивидуальной и коллективной защиты и жизнеобеспечения человека, является актуальной задачей [1, 2]. Применение фотокатализа для разработки «сухой» технологии разложения химически опасных веществ представляет интерес для разработчиков средств индивидуальной защиты.
При фотокаталитическом процессе катализатор диоксид титана, поглощая квант света, переходит в электронно-возбужденное состояние с образованием активных кислородсодержащих частиц,
окисляющие в дальнейшем органические вещества до полного разложения.
Основной задачей при получении материала с фотокаталитическим покрытием является выбор полимера, который обеспечивает сохранение фотокаталитических свойств введенного в него диоксида титана анатазной модификации. Разработан композиционный защитный
резинотканевый материал, включающий
текстильную основу и полимерное резиновое покрытие, на которое дополнительно нанесен тонкий полимерный слой, содержащий фотокаталитически активный диоксид титана с размером частиц 10-15 нм.
Для нанесения на поверхность резинотканевого материала тонкого пленочного фотокаталитического покрытия использовали полимеры, которые применяются при изготовлении защитного резинотканевого материала:
- фторкаучуки СКФ-26 и фторопласты Ф-42 (1 вариант);
- уретановый каучук СКУ-8 ТБ (2 вариант);
- силоксановый каучук (3 вариант).
Диоксид титана расположен в тонком поверхностном слое, толщина слоя составляет 0,02 мм.
Фотокаталитическая активность (степень разложения) композиционного резинотканевого материала определяли по разложению тестового вещества - индикатора метилового оранжевого при УФ облучении образца материала в течение 4 часов. Зависимость фотокаталитической активности (степени разложения) композиционного
резинотканевого материала от нанесенного диоксида титана на поверхность резинотканевого материала представлена на рисунке 1.
и
г.
а
о р
■1- со
Id
В о
с Я
н а
и Р
о ~
[ч Я
О
>9
65
60
50
45
у s ,______
- ^г— )
> г
/
- 3
■
т
Z5 35 50 65 75 SO,. Содержание диоксида титана,^«
II вариант 3 вариант 2 вариант
Рис. 1 - Фотокаталитическая активность резинотканевого материала с нанесенным диоксидом титана
Фотокаталитическая активность резинотканевого материала с фотокаталитическим покрытием зависит от количества введенного диоксида титана, оптимальное содержание диоксида титана в полимере - 45-50%. Дальнейшее увеличение количества диоксида титана не повышает фотокаталитическую активность, но нарушается равномерное распределение TiO2 в полимерной матрице, при этом происходит комкование наполнителя.
Как видно из рисунка, резинотканевый материал с фотокаталитическим покрытием из уретанового
каучука и диоксида титана, проявляет высокую фотокаталитическую активность. Вероятно, тонкий слой фотокаталитического покрытия из уретанового каучука удерживает наибольшее количество частиц наноразмерного диоксида титана на поверхности полимера в фиксированном положении, чем другие полимеры, позволяет газообразным веществам проходить к поверхности наноразмерного диоксида титана и разрушать токсичные химические вещества до полной минерализации за счет их окисления при УФ облучении.
Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ, проект №1779.
Литература
1 М.А. Саляхова, И.Ш. Абдуллин, В.В.Уваев. Вестник Казанского Технологического Университета, 17, 17, 134-135 (2014).
2 М.А. Саляхова, И.Ш. Абдуллин, И.П. Карасева, Э.Н. Пухачева, Р.Х. Фатхутдинов, В.В.Уваев. Вестник Казанского Технологического Университета, 16, 23, 5253 (2013).
© М. А. Саляхова - асп. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ; И. Ш. Абдуллин - д-р техн. наук, профессор каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, abdullin_i@kstu.ru.
© М. А. Salyahova - postgraduate student of plasma technology and nanotechnology of high molecular weight materials department KNRTU; 1 Sh. Abdullin - doctor of technics science, professor of plasma technology and nanotechnology of high molecular weight materials department KNRTU, abdullin_i@kstu.ru.
