CC BY
91
Инновации в науке № 10 (47), 2015 г
СибАК
www.sibac.info
Список литературы:
1. Синтез органических препаратов. В 12 Сб. Сб. 2 / под ред. Б.А. Казанского. — М.: Иностр. Лит., 1949. — 655 с.
2. Johnston H.S., Foering L., Tao Y.S., and Messerly G.H. The kinetics of the thermal decomposition of nitric acid vapor // J. Amer. Chem. Soc. — 1951. — Vol. 73. — № 5, — P. 2319—2321.
3. Ellis W.R., Murray R.C. The thermal decomposition of anhydrous nitric acid vapour // J. appl. Chem. — 1953. — Vol. 3. — № 7. — P. 318—321.
ЗОЛЬ-ГЕЛЬ МЕТОД ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ С АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ
Дюсенбиева Кульмайрам Жаманбаевна
PhD докторант, Алматинский технологический университет,
Республика Казахстан, г. Алматы E-mail: [email protected]
Таусарова Бижамал Раимовна
д-р хим. наук, профессор, Алматинский технологический университет,
Республика Казахстан, г. Алматы E-mail: [email protected]
Кутжанова Айкен Жуматаевна
канд. техн. наук, профессор, Алматинский технологический университет, Республика Казахстан, г. Алматы E-mail: kutsanova@mail. ru
Булегенов Азамат Ерсултанович
ст. преп.,
Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова,
Республика Казахстан, г. Шымкент E-mail: [email protected]
27
Инновации в науке № 10 (47), 2015г.
^СибАК
www.sibac.mfo
SOL-GEL METHOD FOR THE PRODUCTION OF CELLULOSE MATERIALS WITH ANTIBACTERIAL PROPERTIES
Kulmairam Dyussenbiyeva
PhD student, Almaty Technological University, Republic of Kazakhstan, Almaty
Bizhamal Taussarova
D.Ch.Sci., Professor, Almaty Technological University, Republic of Kazakhstan, Almaty
Aiken Kutzhanova
cand. of tech. scien., Associate Professor, Almaty Technological University,
Republic of Kazakhstan, Almaty
Azamat Bulegenov
senior lecturer, M. Auezov South Kazakhstan State University,
Republic of Kazakhstan, Shymkent
АННОТАЦИЯ
В статье изложены исследования по антимикробной активности целлюлозных материалов полученные золь гель методом, изучено влияние золь-гель композиции на физико-механические показатели текстильных материалов. Показана антимикробная активность модифицированных материалов в отношении различных микроорганизмов.
ABSTRACT
The article presents a study on the antimicrobial activity of cellulosic materials obtained by the sol gel method, studied the effect of the sol-gel composition on the physical and mechanical properties of textile materials. It shows antimicrobial activity of the modified materials with respect to various microorganisms.
Ключевые слова: текстильные материалы; золь гель метод; антимикробная обработка; тетроэтоксисилан.
Keywords: textile materials; sol-gel method; the antimicrobial treatment; tetraethoxysilane.
Золь-гель технология бурно развивалась разрабатывались и внедрялись в производство процессы получения стекол, керамики,
28
Инновации в науке № 10 (47), 2015 г
СибАК
www.sibac.info
стеклокерамики, покрытий, волокон и других неорганических материалов. Сегодня золь-гель технология востребована в микро-и наноэлектронике, альтернативной энергетике, медицине, биотехнологии и во многих других областях.
Основное достоинство этого жидкофазного метода заключается в высокой степени гомогенизации исходных компонентов — прекурсоров, благодаря их растворению в гомогенной среде золь-гель систем. Золь-гель технологию можно отнести к энергосберегающим технологиям, поскольку для ее реализации не требуются энергоемкие и экологически опасные процессы измельчения исходных компонентов. Кроме того, данный метод позволяет обеспечить высокую степень чистоты продуктов на всех стадиях синтеза при минимуме затрат. Используя золь-гель процесс можно получать наночастицы, нанопористые материалы с регулируемым размером пор, тонкие наноразмерные пленки, а также формировать неорганические, органические и органо-неорганические композиты, размер фаз которых находится в нанодиапазоне [4].
Классическими процессами, лежащими в основе золь-гель синтеза, являются процессы гидролиза алкоксидов металлов и кремния, а также кислот, солей металлов и щелочных силикатов. При этом продукты гидролиза очень отличаются по структуре и свойствам, в зависимости от условий проведения реакций гидролитической поликонденсации [7; 8].
Существует несколько подходов к получению полимерных нанокомпозиций, из которых наибольшее распространение нашел золь-гель метод.
Золь-гель методом можно придать текстильному материалу различные свойства, гидро и олеофобности, оптические, антимикробные, огнезащитные, антистатические и многие другие свойства. Этот процесс происходит в следующие стадии: формирование золя путем гидролиза исходного материала и последующей реакции поликонденсации, процесс нанесения покрытия, затем сушка и термический обжиг [5].
Изменения могут осуществляться путем добавления конкретных соединений, либо прекурсоров до гидролиза, либо в сборные нанозоли. Огромное количество добавок приводит к многообразным функциям. С одной стороны могут быть добавлены простые мономолекулярные соединения, красители, определенные силаны и другие реактивные мономеры. С другой стороны олигомеры, синтетические и природные мономеры, белки и недавно были внедрены живые клетки [6].
Для улучшения качества жизни важное место отводится швейным изделиям, обладающим антимикробными свойствами,
29
Инновации в науке № 10 (47), 2015г.
^СибАК
www.sibac.mfo
позволяющим снизить риск возникновения или смягчить протекание инфекционного процесса. Такие изделия могут быть в готовом виде обработаны бактерицидными композициями или изготовлены из текстильных материалов, предварительно модифицированных бактерицидными композициями [4; 3].
Предложен новый метод модифицирования целлюлозных тканей, придающий устойчивый антимикробный эффект к многократной влажно-тепловой обработке, а также не ухудшающий их физикомеханические и гигиенические свойства.
Анализ литературных данных показывает, что золь-гель технология является перспективным методом получения покрытий с воспроизводимой, контролируемой и упорядоченной структурой. Поэтому исследования, посвященные разработке получения антимикробных текстильных материалов с заданными свойствами, методам золь гель технологии, а также изучению свойств и наиболее эффективных областей применения указанных материалов, имеют большое научное и практическое значение.
Целью настоящего исследования является получение целлюлозных материалов с антимикробными свойствами. Обработка текстильных материалов осуществлялась на основе водно-спиртового раствора тетроэтоксисилана с добавлением ацетата цинка или меди, с последующей сушкой и термообработкой.
Антимикробная активность обработанного целлюлозного волокна была определена в соответствии с требованиями ОФС 42-0067-07 «Микробиологическая чистота», для количественной оценки микроорганизмов. Исследование образцов текстиля на бактериальное обсеменение проводилось следующим образом: для проверки обсемененности с образцов ткани делали смывы. Взятие смывов производили с помощью стерильных увлажненных ватных тампонов. Перед посевом смывов в пробирку с тампоном добавляли 5 мл изотонического раствора хлорида натрия. Тампон тщательно был отмыт, после чего 0,1 мл смывной жидкости поместили в чашку Петри со средой МПА. Чашки поместили в термостат при 30 °С. Предварительный подсчет выросших колоний произвели через 48 часов, окончательный — через 72 часа [1].
Результаты показали, что в контрольном образце (необработанная хлопчатобумажная ткань) наблюдался значительный рост бактерий E. coli, Yeast/mold, STAPH. AUREUS, AEROBIC COUNT, Sal.Entero. Обработка подобранным составом придает антимикробные свойства, улучшает прочностные характеристики хлопчатобумажных тканей, показатели воздухопроницаемости практически остаются неиз-
30
Инновации в науке № 10 (47), 2015 г
СибАК
www.sibac.info
менными 226,7 дм3/м*с по сравнению с необработанной тканью 228,2 дм3/м*с.
Показано, что антимикробный эффект в исследуемых образцах обусловлен наличием наночастиц цинка в пределах от 1,2 до 4,4 pm. Методом количественного анализа установлено наличие веществ содержащихся на волокнах Si K-33.24 %, Cu-0.07 %, Zn-0.99 %, Ag-0.10 %.
Проведенные исследования показали, что модифицированные целлюлозные текстильные материалы наночастицами оксида цинка и меди, обладают антибактериальными свойствами.
Разработка технологии модификации текстильных материалов с устойчивыми антимикробными свойствами с применением золь-гель метода позволит увеличить экономическую эффективность применения волокнистых материалов в медицине и других областях. Расширить ассортимент текстильных материалов, повысить срок службы текстильных изделий, заменить дорогие антимикробные модификаторы волокон на более дешевые, из отечественного сырья.
Список литературы:
1. Дюсенбиева К.Ж, Таусарова Б.Р, Кутжанова А.Ж., Разработка целлюлозных материалов с антибактериальными свойствами, полученные золь гель методом, Химический Журнал Казахстана, 2(50) апрель-июнь 2015 г, ISSN 1813-1107, Алматы, — 95—99 стр.
2. Определение антибактериальной активности изделий с антибактериальной обработкой, КР СТ ISO 20743-2012, 8, 56 стр.
3. Таусарова Б.Р. Маукенова А.Н. Разработка новых антимикробных материалов на целлюлозной основе и наносеребра. Международная научно-практическая конференция «Инновационное развитие пищевой, легкой промышленности и индустрии гостеприимства», г. Алматы, 17—18 октября 2013 г, — 366—368 стр.
4. Шабанова Н.А., Саркисов П.Д. Золь-гель технологии. Нанодисперсный кремнезем. Бином. Лаборатория знаний. 2012 г. — 309 с.
5. Jenny Alongi, Mihaela Ciobanu, Giulio Malucelli, Sol-gel treatments on cotton fabrics for improving thermal and flame stability: Effect of the structure of the alkoxysilane precursor, Carbohydrate Polymers 2012, — рр. 627—635.
6. Yanjun Xing Ж Xiaojun Yang Ж Jinjin Dai,Antimicrobial finishing of cotton textile based on water glassby sol-gel method, J Sol-Gel Sci Technol, 2007, — рр. 187—192.
7. Boris Mahltig, Torsten Textor. Nanosols and textiles 2008, — р. 237.
8. Messaoud M., E. Chadeau, P. Chaudo^t, N. Oulahal, M. Langlet, Quaternary Ammonium-based Composite Particles for Antibacterial Finishing of Cotton-based Textiles, Journal of Materials Science & Technology, 2014, — рр. 19—23.
31
