CC BY
43
Химия растительного сырья. 2002. №3. С. 89-92
УДК 677.017.623
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА И ОТДЕЛКИ СПЕЦИАЛЬНЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ ТКАНЕЙ НА НЕКОТОРЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОНИЦАЕМОСТИ
© Т.А. Мягких, И.В. Шишкина, Р.А. Степень
Красноярский государственный торгово-экономический институт,
Красноярск, ул. Л. Прушинской, 2, 660075 (Россия) e-mail: [email protected]
Исследованы свойства текстильных материалов позволяющие обеспечить научный подход к выбору материалов для одежды и защиту здоровья человека от аэротехногенных загрязнителей в процессе бытовой и трудовой деятельности. Особенное внимание уделяется к изучению защитных свойств текстильных материалов для детской одежды.
Содержание бенз[а]пирена в воздушной среде Красноярска достаточно велико.
В чистом виде бенз[а]пирен (С20Н12) представляет собой кристаллическое вещество с молекулярной массой 252. Тпл. = 176,5°С, Ткип. = 310°С, не растворимый в воде, но хорошо растворимый в бензоле, этиловом и изопропиловом спирте, четыреххлористом водороде. Бенз[а]пирен обладает значительным канцерогенным действием, поэтому ПДК для городского воздуха установлено в пределах 0,001 мкг/м3, в то же время для промышленной зоны это значение может достигать 0,15 мкг/м3.
Считается общепризнанным, что основная доля бенз[а]пирена попадает в организм респираторным путем, при этом не учитывается то, что около 70% бенз[а]пирена сорбируется пылью и может поглощаться или фильтроваться текстильными материалами, составляющими пакет одежды. Обладая высокой липофильностью, бенз[а]пирен (БП) должен хорошо растворяться в тонком слое жировой смазки, покрывающей кожу человека, и утилизироваться организмом, создавая дополнительную концентрацию канцерогена.
Для оценки этих предпосылок были проведены пилотные исследования возможностей фильтрации БП текстильными материалами различной структуры.
В качестве объектов исследования были выбраны текстильные материалы, входящие в состав пакета летней одежды, но обладающие различной проницаемостью: ситец арт. 37, кулирное трикотажное полотно плюшевого переплетения и трикотажное полотно переплетения кулирная гладь. Характеристика некоторых свойств исследуемых материалов приведена в таблице 1.
Из выбранных материалов были сформированы пакеты двух типов: из 3-х слоев ситца и 3-х слоев трикотажного полотна одинакового переплетения.
Поскольку на свойства проницаемости большое влияние оказывает влажность текстильных материалов, для испытаний использовались пакеты, состоящие из сухих или увлажненных полотен. Сформированные пакеты текстильных материалов устанавливались для аспирации в установке ПУ-37. Количественное определение БП в пробе проводится методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с использованием жидкостного хроматографа «HEWLETT PACKARD» с флуоресцентным детектором.
* Автор, с которым следует вести переписку.
Таблица 1. Характеристика состава и свойств некоторых текстильных материалов
Материал Относительная паропроницаемость, % Гигроскопичность, % Пылепроницаемость, % Состав
Ситец 29,7 7,63 2,68 Хлопок 100 %
Сорочечная ткань 27 3,29 4,02 Хлопок, лавсан
Трикотаж переплетения 28,3 12,4 5,91 Хлопок 100, %
кулир. гладь
Трикотаж плюшевого 43,3 15,6 0,64 Хлопок, 100, %
переплетения
Определению не мешают сопутствующие ПАУ. Высокоэффективная жидкостная хроматография полностью разделяет индивидуальные ПАУ, а избирательное возбуждение (254 нм) флуоресценции позволяет с достаточной точностью идентифицировать анализируемый БП по аналитической линии в его спектре при 405 нм.
Граница погрешности определения БП при доверительной вероятности 0,95 не превышает 25% во всем диапазоне измеряемых концентраций.
Для улавливания БП, помимо текстильных материалов, использовался фильтр АФАС-ПАУ, состоящий из полимерного волокна, содержащего фильтрующий слой активного оксида алюминия. При этом пылевые частицы, содержащие сорбированный БП, осаждаются на фильтре, а БП в газовой фазе адсорбируется активным оксидом алюминия.
Пилотные исследования проводились в условиях повышенного содержания БП в воздушной среде.
С помощью установки ПУ-37 через сформированные пакеты текстильных материалов и фильтр отбиралось 5 м воздуха со средней скоростью аспирации 10 дм/мин. Одновременно по этой же методике определялось содержание БП в воздушной среде.
Прежде всего представляло интерес установить влияние пакета текстильных материалов на степень фильтрации БП. Для этого пакеты из 3-х слоев используемых материалов и фильтр были установлены по схеме, приведенной на рисунке. Полученные результаты приведены в таблице 2.
Приведенные данные свидетельствуют о существовании влияния показателей проницаемости на фильтрацию БП. Очевидно, что три слоя ткани обеспечивают достаточную сорбцию БП, в то время как три слоя трикотажного полотна в сухом состоянии не создают препятствий проникновению пылевых частиц с сорбированным БП к фильтру. Увлажнение трикотажного полотна более чем в 30 раз повышает его поглотительную способность.
Таким образом, можно утверждать, что текстильные материалы с большой долей открытых пор не обеспечат надежную защиту коже человека от БП и других ПАУ, сорбированных пылевыми частицами.
Поскольку описанный ранее эксперимент показал, что фильтрующие способности тканей не учитывались при оценке газового состава пододежного пространства, были проведены исследования некоторых тканей, предназначенных для спецодежды. Безусловно, к таким тканям должны предъявляться более жесткие требования по формированию безвредной газовой среды пододежного пространства, так как в условиях производства содержание в воздухе вредных веществ, поглощаемых кожей человека, может быть достаточно высоко. Это относится к органическим растворителям, серосодержащим соединениям и т.д.
Схема исследуемого пакета: 1, 2, 3 - пакет исследуемых образцов
Таблица 2. Содержание БП в пылевом фильтре в зависимости от структуры текстильного материала
№ п/п Условия эксперимента Содержание БП, мкг
1 После 3-х слоев ситца (сухого) 1,15
2 После 3-х слоев трикотажного полотна плюшевого переплетения 13,5
сухого увлажненного 0,408
Изучение этих характеристик тканей необходимо для оценки их степени защиты.
В качестве объектов исследования были выбраны ткани, производимые АО «Шелен», имеющие различный волокнистый состав. В таблице 3 приведены характеристики состава и свойств этих тканей.
Как видно из таблицы исследуемые ткани имеют примерно одинаковое строение (по показателям линейной и поверхностной плотности, переплетению), но различный состав, что отражается на сорбционных (гигроскопичность) свойствах и проницаемости.
Исследуемые ткани могут подвергаться специальным отделкам - водоотталкивающей, кислотоупорной и т.д., что и определяет область применения.
Показатели специальных свойств тканей и их сохранение в процессе эксплуатации регламентируются НТД, и поэтому представляло интерес не только определить основные показатели, но и проследить их динамику в процессе стирок.
Исследованиям подверглись ткани с водоупорной и кислотоупорной отделкой. Определение водоотталкивающих свойств проводилось в соответствии с ГОСТом 3816-78 методом «Комеля». Стирка осуществлялась в соответствии с ГОСТом 11209-85 в течение 30 мин. в стиральном растворе следующего состава: стиральный порошок - 3 г/дм; мыло хозяйственное - 4 г/дм; сода кальцинированная - 1 г/дм.
Исследовались показатели проницаемости после 3, 5, 8 и 10 стирок. Результаты испытаний приведены в таблице 3.
Как следует из данных таблицы, водоупорность тканей практически не зависит от их состава и в процессе стирки резко снижается: через 10 стирок ткани практически теряют водоупорность.
Воздухопроницаемость в некоторой степени связана с составом ткани. Так, наибольшей воздухопроницаемостью обладают полиамидно-вискозные ткани, что, по-видимому, может быть связано со структурой нитей и ткани.
Изменение воздухопроницаемости ткани в процессе стирок незначительно. Таким образом, в течение 10 стирок структура исследуемых тканей не претерпевает существенных изменений.
Исследуемые ткани выпускаются и с кислотоупорной отделкой, поскольку в своем составе содержат волокна, недостаточно устойчивые к кислотам - хлопковое, вискозное, полиамидное. Кислотоупорные свойства у таких тканей создаются за счет обработки их фторорганическими эмульсиями.
Оценка свойств проницаемости тканей с кислотоупорной отделкой и динамика их изменения проводились по стандартной методике в соответствии с ГОСТом 16166-80. В таблице 4 представлены результаты проведенных испытаний.
Таблица 3. Изменение показателей проницаемости тканей различного состава с водоупорной отделкой в
процессе стирки
Количество стирок Водоупорность, час Воздухопроницаемость, час.
1 2 3 1 2 3
А 1 2 3 4 5 6
А 1 2 3 4 5 6
0 72 72 68 22,3 38,9 31,7
3 49 48 45 23,4 39,7 33,0
5 15 12 11,5 24,5 39,4 32,8
8 2,5 1,5 2,0 24,8 39,0 32,6
А 1 2 3 4 5 6
10 0,2 0,15 0,15 24,9 38,8 32,5
Таблица 4. Изменение показателей проницаемости ткани различного состава с кислотоупорной отделкой
Количество стирок Кислотоупорность, ч Воздухопроницаемость, ч
1 2 3 1 2 3
0 17 14 14 18,1 19,5 20,4
5 6,5 2,5 2,5 19,8 34,6 29,7
10 0,25 0,07 0,04 24,5 35,2 34,4
Из приведенных в таблице данных видно, что более кислотоупорной является чисто вискозная ткань, однако показатели воздухопроницаемости выше у полиамидно-хлопчатобумажной ткани. В процессе стирок кислотоупорность и воздухопроницаемость в большей степени сохраняется у вискозной ткани.
Наибольшее увеличение воздухопроницаемости наблюдается у полиамидно-вискозной ткани.
Сравнивая данные таблиц, можно отметить, что кислотоупорная отделка вызывает более значительное снижение воздухопроницаемости, чем водоотталкивающая.
Проведенные исследования показали, что в условиях неблагоприятной экологической обстановки необходимо учитывать возможность фильтрации техногенных загрязнителей через текстильные материалы и за счет этого создание повышенных концентраций некоторых опасных веществ в пододежном пространстве.
Исследование этих свойств текстильных материалов позволит обеспечить научный подход к выбору материалов для одежды и защиту здоровья человека от аэротехногенных загрязнителей в процессе бытовой и трудовой деятельности. Особенно важным является изучение защитных свойств текстильных материалов для детской одежды.
Полученные результаты позволяют сделать вывод о влиянии состава и структуры текстильных материалов на формирование микроклимата пододежного пространства.
Поступило в редакцию 30 октября 2002 г.
