CC BY
36
132
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
7. Салганик В.М., Чикишев Д.Н., Денисов С.В., Полецков П.П., Румянцев М.И., Куницын Г.А. Развитие теории и технологии инновационных процессов прокатного производства // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2014. - № 1. - С. 48-51.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИТРАТА СЕРЕБРА И АКРИЛАМИДА ДЛЯ ПРИДАНИЯ ШЕРСТЯНЫМ МАТЕРИАЛАМ БИОЦИДНЫХ СВОЙСТВ
© Тасымбекова А.Н.*
Алматинский технологический университет,
Республика Казахстан, г. Алматы
В статье изучено исследование возможности применения цитрата серебра в качестве антимикробного компонента для шерстяных материалов с целью улучшения ее микробиологических свойств. Изучено влияние акриламида на качественные показатели процесса крашения и шерстяного волокна. Результаты исследования показывают, что совместное использование акриламида и цитрата серебра способствует высокой интенсивности окраски и ровноту крашения с одновременным обеспечением антимикробных свойств.
Ключевые слова: цитрат серебра, антимикробные свойства, кислотные красители, акриламид, композиция.
Антимикробная обработка шерсти преследует две основные цели: предотвращение разрушения волокон микроорганизмами и развития микроорганизмов на их поверхности; получение волокна, обладающего антимикробными свойствами. Для придания шерсти антимикробных свойств применяют бактериостатические, бактерицидные, фунгистатические и фунгицидные препараты [1].
Различают активные и пассивные способы защиты от действия микроорганизмов. Способы активной защиты от бактерий и грибов основаны на использовании соответственно бактерицидных и фунгицидных препаратов, препятствующих развитию микроорганизмов. Способы пассивной защиты основаны на химической модификации волокна, придающей ему устойчивость к воздействию микроорганизмов [2].
Известно, что коллоидное серебро ингибирует более 500 штаммов микроорганизмов и оказывает не только биоцидное, но и иммуномодулирующее действие, не влияя на резидентную флору Серебро при содержании его в ткани, от 10-3 до 10-4 мкг/г является экологически безопасным веществом. Уникальные свойства серебра - его совместимость с тканями человека, ан-
* Старший преподаватель кафедры Технологии текстильного производства.
Технические науки
133
тибактериальная активность делают его пригодным для использования в биоцидной отделке текстильных материалов [2].
С поверхности шерстяных волокон были выделены наиболее активные бактерии Pseudomonas aeroginosa, Proteusvulgaris, Baciliusagri. В связи с этим контрольные и обработанные окрашенные образцы были сданы на проверку для определения данных бактерии. Результаты данного исследования показали что, на контрольных образцах выявлен рост бактерии, а на обработанных образцах с применением цитрата серебра и акриламида рост бактерии не выявлен. То есть, данная композиция подавляет рост бактерии [1].
Для выяснения взаймодействия цитрата серебра и акриламида с шерстяным волокном при совмещенном способе крашения и обработки были проведены ИК-спектроскопические исследования.
В спектре образца, обработанного предлагаемой композицией появляются новые полосы поглощения в интервале частот 1550-1580 см-1, характерные валентным колебаниям CN групп, а также в области 3130 - 3030 см-1 и 1593-1662 см-1, соответствующие колебаниям аминокислот. В спектре образца окрашенного и обработанного цитратом серебра в интервале 16301575 см-1 появляются новые полосы поглощение характерные валентным колебаниям N=N группы, а также в области 1525-1475 появляются полосы поглощения характерные для колебаний -С=С- групп.
В спектре у самого красителя (синия и голубая линии) -С=С- группа не обнаруживается, но четко видно в интервале 1080-1010 см-1 полосы поглощение характерные R-SO3 группы.
Полоса в области 3300-3250 см-1 в пятой линии свидетельствует образованию ионов серебра. Таким образом данные ИК-спектров подтвердили комплексообразования компонентов.
На полученных в реальном времени объемных изображениях видно, что на поверхности обработанных волокон находятся ионы серебра и меди (рис. 1), которые в свою очередь и придают антимикробные свойства обработанным шерстяным материалам.
Так же в результате исследования обнаружено, что в волокнах обработанной ткани присутствуют следующие вещества:
- во всех образцах были обнаружены углерод, кислород и сера входящие в химический состав шерсти;
- так же в образцах был обнаружен в малом количестве алюминий, который объясняется особенностью химического состава красителя использованного во время крашения;
- элементы в большом количестве приносящие вред организму человека не выявлены.
На представленных ниже графиках указано соотношение силы потока электронов времени, на пиках которых выявлены сканированные элементы. Процентные соотношения массы, атомов и погрешности определения элементов описаны под графиком.
134
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
Рис. 1. Электронно-микроскопические снимки обработанной шерстяной ткани
Для получения математических выражений функциональной зависимости данных критериев оптимизации от концентраций акриламида и цитрата серебра в композиции был применен метод полного факторного эксперимента. Расчет коэффициентов регрессии в уравнениях, их значимости и проверку адекватности полученных моделей проводили с помощью известных формул [3].
Таблица 1
Интервалы и уровни варьирования факторов
Уровни факторов хь концентрация Ag+, % х2, концентрация А/А г/л
Основной уровень 0,0375 35
Интервал варьирования 0,0125 15
Верхний уровень (х = +1) 0,05 50
Нижний уровень (х = -1) 0,025 20
Технические науки
135
После получения адекватной математической модели технологического процесса (эксперимента) можно получить наглядное представление о геометрическом образе изучаемой функции отклика построением соответствующей геометрической поверхности в двух или трехмерном пространстве [3].
I
t
Y = 0.188 + 0.0405-x1 + 0.077-x2
0.2
Рис. 2. Движение по градиенту для оптимальных решений прочностных характеристик обработанной шерстяной ткани
Рис. 3. Движение по градиенту для оптимальных решений биоцидных свойств шерстяных материалов
Из анализа графической зависимости качественных показателей совмещенного процесса крашения и заключительной отделки шерстяных текстильных материалов при движении по градиенту для оптимальных решений можно сделать следующие выводы:
1. Полученные в результате исследований зависимости прочности и биостойкости от концентрации составляющих компонентов носят линейный характер.
2. При исследовании выявлено, что увеличение концентрации акриламида до максимальных значений, приводит к снижению прочности шерстяного волокна, но в то же время использование max значения цитрата серебра увеличивают их биоцидные свойства. Это указывает на то, что при увеличении концентрации компонентов, усиливается реакция взаимодействия в системе « краситель - акриламид - цитрат серебра». Поэтому, из полученных данных не рекомендуется использование акриламида выше 35 г/л.
Это говорит о том, что предлагаемый совмещенный способ отделки с применением акриламида и цитрата серебра при крашении кислотными красителями позволяет снизить степень повреждения волокна и приобрести биоцидные свойства за счет образования полимерной плёнки (реакция полимеризации).
136
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
Выводы:
1. Разработана композиция на основе акриламида и цитрата серебра для получения в процессе крашения полифункциональной отделки шерстяного топса (волокна).
2. Применение данной композиции позволяет получить антимикробные свойства на шерстяных текстильных материалах, повышении их прочности и износостойкости при последующей механической переработке.
3. Применение композиции с цитратом серебра позволяет совместить процесс крашения и заключительной отделки, в результате чего волокно приобретает высокую износостойкость и антимикробность;
Список литературы:
1. Пехташева Е.Л. Биоповреждения и защита непродовольственных товаров. - М.: Мастерство, 2002. - 224 с.
2. Сафонов В.В. Биохимические процессы в отделочном производстве. -М., 2005. - 215 с.
3. Технологические расчеты в химической технологии волокнистых материалов / Под ред. Л.И. Беленького. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985 - 240 с.
ПОДХОДЫ К ОБРАБОТКЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ
© Чевер А.А.*
Институт космических и информационных технологий Сибирского федерального университета, г. Красноярск
В данной статье рассмотрены некоторые подходы к определению понятия малой выборки, её размерности и отнесение выборки к категории малой или большой. Рассматривается проблема оценивания функции распределения в условиях ограниченного объема информации. Предлагается метод сглаживания эмпирической функции распределения на основе кубических сплайнов и процедур численного вероятностного анализа.
Ключевые слова: численный вероятностный анализ, малые выборки, эмпирическая функция распределения.
В современной практике часто приходится обрабатывать результаты многократных измерений наблюдаемой величины. Это касается выходных
Магистрант.
