Перспективные направления научных исследований в производстве текстильных материалов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 677.29.27.43 А. И. Салимова

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

В ПРОИЗВОДСТВЕ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Ключевые cnoca: тектильные мaтеpиaлы, нетканые материалы, наномодификация волокон, технoлoгиии, мaтеpиaлы

бyдyщегo.

В хoде изyчения пoлyчены cведения в oблacти легшй пpoмышленнocти, пoдхoды к выбopy текcтильных мaтеpиaлoв, кoтopыепoзвoлят coздaть кoнкypентocпocoбные oтечеcтвенные те^тильные мaтеpиaлы c тмплектм твых пoтpебительcких cвoйcтв.

Keywords: textiles, unwoven materials, nanomodification offibres, technologies and materials of the future.

In examining the information obtained in the field of light industry, approaches to the choice of textile materials using materials science techniques and technologies that will create a competitive domestic textiles with a set of new consumer properties.

ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

В рыночных условиях поступательное развитие текстильной промышленности обеспечивается за счет рационального использования наработанного десятилетиями научного потенциала, постоянного совершенствования применяемых технологий и внедрения научных разработок на научно-производственной базе и на промышленных предприятиях страны.

Становится все более очевидно, что определять направления научного поиска должны не ученые, а потребители (товаропроизводители), т.к. только они знают, что будет востребовано на рынке завтра, что будет конкурентоспособным. Поэтому сегодня научный поиск направлен на улучшение качественных характеристик выпускаемой продукции и расширение ее ассортимента при оптимальном соотношении цена/качество. Достигается это как за счет совершенствования известных технологических приемов, так и за счет создания новых технологических операций и отделки нетканых материалов новых структур, разработки технических средств для их реализации. В соответствии с этим определились и основные, наиболее значимые приоритетные направления исследований.

За счет эффективного использования указанных преимуществ совместно с потребителями продукции за последние годы удалось наработать достаточный портфель заказов по определенным ассортиментным группам.

По-прежнему важным научным направлением в работе является разработка и освоение новых перевязочных и хирургических материалов и изделий санитарно-гигиенического назначения, в т.ч. для чрезвычайных ситуаций. Разработан целый ассортиментный ряд нетканых полотен и изделий медицинского назначения, опытно-промышленные партии которых выпускаются на экспериментальной базе. К ним относятся: термоскрепленные нетканые полотна для головных уборов, масок, бахил;

гигроскопичные полотна для тампонов; холстопрошивные влагопоглощающие полотна для специальной одежды; атравматичные материалы; нетканые материалы для изготовления лечебных одеял, применяемых при реабилитации пациентов. На выпускаемый ассортимент продукции разработаны технические режимы, научно-техническая документация; получены 3 патента.

В настоящее время специалисты работают над созданием биологически активных материалов, в т.ч. с антимикробными свойствами. Исследования проводятся в направлении создания полифункциональных нетканых материалов для лечебно-профилактических перевязочных изделий, обеспечивающих минимальнуютравматизацию раневой поверхности при наложении и снятии, обладающих антимикробными свойствами и высокой сорбционной емкостью. К сожалению, трудно конкурировать с огромным количеством дешевых медицинских материалов, ввозимых из-за рубежа. Особые надежды связаны с дальнейшей реализацией целевой государственной программы по здравоохранению.

Не менее важным научным направлением является создание нетканых материалов, обеспечивающих комфортные условия

жизнедеятельности человека, в т. ч. безопасные условия труда. В рамках данной проблемы разработана целая серия новых высокоэффективных видов нетканых материалов для средств профессиональной защиты персонала предприятий, работающего в экстремальных условиях. Наибольший интерес представляют:

• теплозащитные нетканые материалы, используемые при изготовлении боевой одежды пожарных и для работников Крайнего Севера;

• кислотозащитные нетканые материалы, используемые при пошиве одежды для защиты от воздействия минеральных кислот и сильнодействующих ядовитых веществ (паров

хлора, аммиака, фосфорсодержащих соединений, гидразинопроизводных и др.) для изготовления респираторов, защищающих органы дыхания от воздействия фтористого водорода и др.;

• влагопоглощающие нетканые материалы, предназначенные для нательного белья, спортивных маек, костюмов и др.

К числу требующих реализации в промышленных масштабах относится технология, изначально ориентированная на переработку коротковолокнистых текстильных отходов с длиной волокон от 2 до 15 мм, которая разработана на базе новой системы холстоформирования.

Нетканые материалы, изготовленные по новой технологии, содержат в своей структуре от 80 до 95% коротких волокон. Материалы, вследствие стохастического характера расположения волокон и вида их скрепления, обладают уникальными свойствами по упругости и устойчивости к многократному сжатию. Степень упругого восстановления составляет 73-89% при объемной плотности 32-70 кг/м3 и толщине до 50 мм.

Разработана необходимая конструкторская и нормативно-техническая документация для промышленного освоения данной технологии.

К важному научному направлению относится также разработка технологии нетканых материалов для изготовления высокоэффективных средств профессиональной защиты с использованием новых видов волокнистого сырья (новых ионообменных волокон, термостойких волокон, высокомодульных волокон и их отходов).

В последние годы в научных планах института появилась новая тематика, связанная с нанотехнологиями.

К перспективным направлениям можно отнести работы по созданию нетканых материалов, наполненных наноразмерными структурными компонентами. На сегодняшний день выполняются пока две работы, отличающиеся друг от друга по технологическому принципу введения и закрепления наноразмерных функциональных частиц в структурах материалов.

В рамках государственной программы проводятся исследования по наномодифицированию нетканых материалов наноразмерными частицами металлов и их комплексными соединениями. Наполнение структуры нетканого материала наноразмерными функциональными частицами осуществляется посредством наномодификации волокон непосредственно в процессе их подготовки к переработке в нетканые материалы.

Разработан технологический способ

наномодифицирования волокон с целью придания им антибактериальных свойств, который основан на совмещении процессов наномодифицирования и обработки волокон антистатическими препаратами перед чесанием, который защищен патентом РФ.

Для достижения широкого спектра антимикробной активности нетканых материалов исследованы различные композиции и найден препарат с наночастицами серебра, на который подана и зарегистрирована заявка на

международный патент. Проводятся работы по получению новых коллоидных растворов, содержащих наночастицы серебра, меди и других металлов, которые могут быть использованы для модификации волокон непосредственно перед их переработкой в чесальной машине.

Дальнейшие исследования преследуют своей целью создание не только материалов с антибактериальными свойствами, но и материалов с повышенной стойкостью к ультрафиолетовому облучению, возможностью связывания опасных токсичных веществ, устойчивостью к жестким излучениям.

Второе направление в области нанотехнологии требует создания нового технологического оборудования, поскольку специфика формирования новой структуры нетканого материала сорбционно-фильтровального назначения, заполненной неволокнистыми компонентами, повлекла за собой создание целого ряда новых технологических операций, не используемых в текстиле.

В данной работе впервые реализуются технологические основы формирования структуры нового вида текстильного носителя активных частиц, в т.ч. наноразмерных, разработанные на базе новой, созданной в институте технологии холстоформирования и соответствующего оборудования. При этом введение частиц в структуру материала осуществляется в процессе его формирования.

Способ введения частиц, выстраивания и фиксации структурной композиции с равномерным и стабильным характером распределения компонентов по всему объему формируемого материала является ноу-хау.

По-прежнему продолжается работа над проблемами технического регулирования, стандартизации и сертификации в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании».

Основными направлениями в этой области являются:

• решение проблем тестирования и метрологического обеспечения;

• разработка новых приборов и методов испытаний;

• разработка технических требований, номенклатуры показателей, классификации и терминологии технического текстиля;

• гармонизация отечественных стандартов с международными.

Представляется, что использование в этой работе уникального массива информации, учитывая богатый опыт в области технического регулирования и стандартизации позволит ускорить работу по гармонизации европейских и российских стандартов.

Активно ведется работа в области исследования свойств новых видов и модифицированных волокон, в т. ч. льноволокон в рамках Федеральной целевой программы «Национальная технологическая база» совместно с ФГБУ Институт химии растворов им. Г.А.Крестова РАН. Предусматривается, что

продолжение, развитие и реализация данных работ будет осуществлена в рамках проектов, поддерживаемых Минпромторгом РФ,

технологических платформ «Медицина будущего» и «Текстильная и легкая промышленность».

В то же время, есть и некоторые направления работы института, которые пока закрыты, хотя могли бы быть вполне перспективными. В частности, нет возможности проводить исследования таких способов производства как фильерный и способ раздува-расплава полимера, которые ранее относились к Министерству химической промышленности. По той же причине не занимается институт и бумагоделательными способами производства нетканых материалов. Приостановлены научные исследования конца 90-х годов по клеевому и гидроструйному способам, несмотря на наличие большого научного задела, включающего и создание технологического оборудования.

В заключение хотелось бы отметить, что для выполнения работ, имеющих социальную направленность (медицина, экология, санитария) необходимы консолидация усилий специалистов в

области различных научных дисциплин и серьезные финансовые средства, в т.ч. и бюджетные - то есть, без поддержки государства не обойтись.

Литература

1. Хамматова,В.В. Технологическая платформа «Текстильная и легкая промышленность» / В.В.Хамматова, Т.А.Федорова, Л.Н.Абуталипова // Монография. - Казань: Изд-во КНИТУ, 2015. - 120 с.

2. Шелудяков, П.М. Перспективные направления научных исследований / П.М.Шелудяков, В.И.Шавкин // «Легкая промышленность. Курьер»: легкая промышленность и текстильная промышленность - новости, аналитика, обзоры, №03/2013, С.10-12

3. Билякович, Л.Н. Современное текстильное сырье. Натуральные волокнистые материалы в промышленномп роизводстве тканей / Л.Н.Билякович, Т.А.Волынец // Рынок легкой промышленности. - 2006. - № 46

4. СалимоваА.И.Применение полимеров в производстве текстильных материалов со специфическими свойствами / А.И.Салимова // Вестник Казанского технологического университета.-2014, №17-С. 69-71

5. Современные проблемы и тенденции текстиля -«Текстильплюс», 2005, С.18-20.

© A. И. Салимова - доцент каф. «Дизайн», КНИТУ, [email protected].

© A. 1 Salimova - candidate of Engineering Sciences, Associate Professor at the Department of Design, KNRTU, [email protected].