CC BY
25
ТЕХНОЛОГИЯ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
УДК 675.026.11
М. В. Антонова, И. В. Красина
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ НА ГИГИЕНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТКАНИ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Ключевые слова: натуральные волокна, гигиенические свойства, низкотемпературная плазма. В статье представлены результаты исследований гигиенических свойств тканей специального назначения.
Keywords natural fibers, hygienic properties, low-temperature plasma. The article presents the results of research hygienic properties offabrics for special purposes.
Введение
Ткани для спецодежды могут быть обработаны специальными антибактериальными препаратами, которые предохраняют поверхность тела человека от воздействия микроорганизмов. Для обработки текстильных материалов антибактериальные препараты используют преимущественно в виде коллоидных растворов. Для обеспечения антибактериальных свойств текстильных материалов необходимо обеспечить эффективную пропитку текстильного материала антибактериальным препаратом. Это может быть достигнуто применением электрофизических методов модификации поверхности тканей, которые могут привести к ухудшению их гигиенических свойств. Данная работа посвящена изучению влияния плазменной модификации ткани специального назначения на ее гигиенические свойства.
Экспериментальная часть
Объектом исследования является ткань марки ПремьерКомфорт 250А артикул 18422 а/Х-М производства ООО «Чайковская текстильная компания». Состав сырья 80% -хлопок, 20% ПЭ с антистатической нитью, цвет «Селен».
Основными физическими характеристиками текстильных материалов, обуславливающими их гигиенические свойства являются показатели, намо-каемости, капиллярности, гигроскопичности и па-ропроницаемости тканей.
Текстильные материалы, содержащие в своем составе синтетические волокна, в большинстве своем обладают гидрофобными свойствами. Поэтому пропитка таких материалов водными растворами затруднена.
Для определения гидрофильности поверхности ткани пользовались экспресс-методом определения характера поверхности ткани к действию воды. Впитываемость поверхностью материала воды характеризуется временем, в течение которого через лицевую поверхность текстильного материала проникает капля дистиллированной воды до полного ее впитывания. По итогам эксперимента, выявлено, что ткань марки ПремьерКомфорт 250А артикул 18422 обладает слабовыраженными гидрофильными свой-
ствами. Для придания гидрофильных свойств текстильным материалам применяли плазменную модификацию ткани. Цель плазменной обработки заключалась в активации поверхности текстильных материалов, что в дальнейшем благоприятно влияет на впитывающую способность ткани. Обработка плазмой ВЧЕ разряда пониженного давления является эффективным методом изменения поверхностных свойств текстильных материалов и волокон, что показано во многих исследованиях [1-3]. Режим обработки выбран на основе ранее проведенных работ [4-6].
После проведения плазменной активации поверхности тканей проводилось повторное исследование их впитываемости, которое показало значительное увеличение гидрофильных свойств тканей.
Для исследования структуры и поверхностных изменений текстильных материалов использовали конфокальный лазерный сканирующий микроскоп Olympus OLS LEXT 4000. С помощью данного микроскопа выявлено изменения морфологической структуры поверхности ткани (рис. 1).
Рис. 1 - Поверхность ткани: плазменной модификации
б
а) до
и б) после
Как видно из микрофотографий, образцы активированные плазмой ВЧЕ-разряда, имеют более рыхлую и упорядоченную структуру, что позволяет жидким растворам проникать вглубь волокна, не задерживаясь на его поверхности. В дальнейшем такие свойства волокна помогут закреплению нано-частиц серебра, именно внутри волокон, что будет препятствовать их полному свободному вымыванию из материала.
После плазменной обработки материала проводились экспериментальные исследования полученных свойств.
Химический состав и структурные характеристики модифицированных текстильных материалов оценивались с помощью методов инфракрасной (ИК) спектроскопии, а также микроскопических исследований поверхности образцов до и после модификации. Испытания проводились на базе Центра коллективного пользования «Наноматериалы и На-нотехнологии» КНИТУ.
Для исследования физических характеристик использовались как стандартные, так и специальные методики.
Испытания по определению капиллярности текстильных материалов проводились по ГОСТ29104.11-91. Капиллярность тканей характеризует поглощение влаги продольными капиллярами материала и зависит не только от способности волокон и нитей смачиваться, но и от направления капилляров.
На рисунке 2 представлена динамика подъема столба жидкости в материале до и после его плазменной обработки.
Рис. 2 - Динамика подъема столба жидкости в образцах суровой ткани марки ПремьерКомфорт 250А
Капиллярность изделий оценивается высотой подъема жидкости в пробе, погруженной одним концом в жидкость на один час. В тканях капиллярное поглощение значительно выше за счет ориентированного расположения нитей вдоль и поперек полотна. В ткани марки ПремьерКомфорт 250А артикул 18422, модифицированной высокочастотной плазмой пониженного давления подъем столба жидкости достигает 180 мм, что говорит о достаточной ее намокаемо-сти, в отличие от немодифицированной, где капиллярность достигает максимум 120 мм..
Водопоглощаемость определяют по привесу образца ткани, погруженного в воду на 1 мин. Экспериментально установлено, что привес образца ткани марки ПремьерКомфорт 250А артикул 18422
© М. В. Антонова - канд. техн. наук, доц. каф. технологии химических и натуральных волокон и изделий КНИТУ, marisha.10@list.ru; И. В. Красина - д-р техн. наук, проф., зав. каф. технологии химических и натуральных волокон и изделий КНИТУ, irina_krasina@mail.ru.
© M. V. Antonova, candidate of Technical Sciences, associate professor of technology of chemical and natural fibers and products to KNITU, marisha.10@list.ru; I. V. Krasina, the Doctor of Engineering managing chair of technology of chemical and natural fibers and products to KNITU, irina_krasina@mail.ru.
после проведения погружения его в воду на 1 минуту составляет 128 %.
Еще одним важным показателем гигиенических свойств текстильных материалов является их смачиваемость. Смачиваемость текстильных материалов характеризуется показателем краевого угла смачивания, а также временем растекания капли воды по поверхности материала. Краевой угол смачивания немодифицированного в ВЧЕ-разряде материала марки ПремьерКомфорт 250А артикул 18422 составляет 98°, После обработки текстильных материалов плазмой ВЧЕ разряда пониженного давления происходит полное растекание капли на поверхности и краевой угол смачивания не определяется.
Из представленных выше результатов, можно сделать вывод о целесообразности применения плазменной модификации текстильных материалов перед пропиткой их водными растворами антибактериальных препаратов.
*Работа проводилась при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в соответствии с требованием соглашения № 14.577.21.0019 о предоставлении субсидии на проведение прикладных научных исследований.
Литература
1. Илюшина, С.В. Технология получения технических тканей с антиадгезионными свойствами / С.В. Илюшина // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2012. - Т.18.№18. - С. 50-51.
2. Кулевцов, Г.Н. Исследование влияния ВЧ-плазменной модификации на ги-гиенические свойства кожи / Г.Н.Кулевцов, Г.Р.Николаенко, П.А.Андреев // Кожевенно-обувная промышленность. - 2012. - №4. - С.29-30.
3. Абдуллин, И.Ш. Волокнистые высокомолекулярные материалы легкой промышленности в процессах обработки потоком плазмы ВЧ-разряда / И.Ш.Абдуллин, Г.Г.Лутфуллина, В.П.Тихонова, М.Ф.Шаехов, И.В.Красина // Информационный листок №71-015-04 Татарский центр научно-технической информации, -Казань: 2004. -3с.
4. Тимошина, Ю.А. Разработка трикотажных и нетканых волокнистых материалов с антибактериальными свойствами. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Казан. нац исслед. технол. ун-т; Ю.А. Тимошина. -Казань, 2014. - 179 с.
5. Абдуллина, В.Х. Влияние плазмоактивации на фиксацию наночастиц серебра на поверхности полипропиленового волокна. / В.Х. Абдуллина, Е.А. Сергеева, Е.А. Панкова, И.Ш. Абдуллин, Н.Ф. Кашапов// Вестник Казан. технол. ун-та.2009. - №3. - С. 53 - 56.
6. Букина, Ю.А. Изменение поверхностных трикотажных материалов смесового состава щью плазмы высокочастотного емкостного Ю.А. Букина, Е.А. Сергеева// Перспективные вопросы мировой науки: Материалы VI Международной научно-практической конференции: сборник научных трудов. - София: Изд-во «Бял ГРАД-БГ», 2011. - С. 51-53.
свойств с помо-разряда/
