Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Химволокна и нити


Сырьевые/Химволокна и нити/Инновационные текстильные материалы с использованием наномодифицированных полиэфирных волокон со специальными свойствами

Инновационные текстильные материалы с использованием наномодифицированных полиэфирных волокон со специальными свойствами

19 марта 2009
Технический текстиль №19, 2009

Гольдаде Виктор Антонович
Грищенкова Валентина Александровна
Кудрявцева Тамара Николаевна
Пинчук Леонид Семенович

Острота глобальной проблемы техногенного ухудшения экологической обстановки на Земле и вредного воздействия на человека ее последствий заметно возросли в XXI в., обусловив актуальность задач ее локального ослабления.   При рассмотрении системы «человек - текстильное изделие - среда обитания», становится очевидным, что текстильные товары могут выполнять защитную функцию. На рынке появились текстильные изделия, которые реагируют на резкое изменение     параметров окружающей среды и минимизируют последствия вредных воздействий.   Одним из наиболее простых способов получения текстильных изделий с новыми функциональными свойствами является использование  при их производстве современных  модифицированных полиэфирных волокон.

В России промышленное производство  полиэфирных волокон заводами по производству химических волокон с 2007 г. практически прекращено. Российские предприятия текстильной промышленности вынуждены закупать  по импорту или самостоятельно производить полиэфирные волокна, в основном для нетканых материалов.   Перспективный рост производства полиэфирных волокон  в России и Белоруссии в основном связан с созданием новых видов волокон и импортозамещением. Ассортиментный сдвиг - один из мощных инструментов выхода из кризиса в производстве волокон и текстильных  изделий.

В рамках   научно-технической программы Союзного государства «Современные технологии и оборудование для производства новых полимерных и композиционных материалов, химических волокон и нитей на 2008-2011 годы», шифр «Композит 10». выполняется    разработка технологии производства и переработки новых модификаций химических волокон, полученных на основе крейзинга полимеров  (бактерицидных, пониженной горючести, бикомпонентных, одорированных, супертонких и др.) в инновационные изделия со специальными свойствами . Руководитель программы: Открытое акционерное общество Центральная компания Межгосударственной промышленно-финансовой группы  Формаш

Термином крейзобразование  обозначают явление образования микропустот  и нанопор в полимерной матрице в процессе деформирования полимера в адсорбционно-активных жидких средах.   Возникающая во время деформирования волокна система микротрещин и нанопор непрерывно заполняется окружающей жидкой средой, обеспечивая тем самым возможность введения в структуру полимера любых несовместимых с ним низкомолекулярных соединений и их равномерное распределение в полимерной матрице.   Фиксация модифицирующей добавки осуществляется путем механического захвата низкомолекулярного компонента из-за соизмеримости его молекулярных размеров с размерами пор в структуре волокна.

Преимущества введения модификаторов на стадии крейзообразования

  • обеспечивает достаточно прочное удержание модифицирующего вещества в структуре волокна;
  • исключается необходимость введения дополнительных операций в технологический процесс получения волокна,
  • модифицирование осуществляется на серийном оборудовании, дополнительно оснащенном специальной технологической оснасткой;
  • замкнутый технологический цикл модифицирования волокон исключает образование стоков и, следовательно, повышает экологическую безопасность производства;
  • проведение ориентационной вытяжки при температуре окружающей среды значительно снижает энергозатраты и позволяет вводить активные вещества, не подвергая их действию высоких температур.
  • дает возможность игнорировать условие совместимости и снизить расход модификатора, вводя его в поверхностный слой волокна.

На рис 1. представлены  крейзы в ПЭТФ-волокне, растянутом в этиловом спирте. Участки напряженного состояния полиэфирного волокна:  I - зарождение крейзов, II - рост, III - уширение крейзов, IV - формирование фибриллярной структуры волокна; 1 - стенки трещины, 2 - трещина, 3 - тяжи.

В рамках настоящего проекта выработаны экспериментальные партии наномодифицированных в процессе крейзинга полиэфирных волокон со следующими специальными свойствами.

  • волокна пониженной горючести: кислородный индекс 28...32% по ГОСТ 21.793-76, каплепадение не допускается
  • волокна бактерицидные: зона задержки роста бактерий до 4 мм (бактериостатический эффект); более 4 мм (бактерицидный эффект); устойчивость бактерицидного эффекта к мокрым стиркам по ГОСТ 9733-83: для регулярно стираемых текстильных изделий не менее - 50 циклов, для редко стираемых - 5 циклов
  • волокна одорируемые с терапевтическим эффектом: наличие запаха лаванды, чайного дерева и др., определяемого органолептическим путем или с помощью газовой хроматографии
  • волокна одорируемые с репеллентным эффектом: коэффициент отпугивающего действия КОД не менее 70%.

Полиэфирные одорируемые волокна  являются принципиально новыми для российского рынка. Ниже приведены результаты испытаний  полиэфирных бактерицидных волокон, полученных на стенде  ИМПС НАН РБ на основе крейзинга полимеров.

С целью унификации  различных   методов определения антимикробной активности модифицированных полиэфирных волокон, содержащих  антимикробные препараты (добавки) ОАО  ЦНИИЛКА  разработан метод качественной оценки бактерицидных  и бактериостатических свойств модифицированных  на основе крейзинга полиэфирных волокон, согласно которому выявляется зона подавления бактерий под образцом и за его краями. Метод гармонизирован с основными показателями  мировых стандартов и методик. Метод используется для сравнительной оценки бактерицидной активности модифицированных полиэфирных волокон в определенных и контролируемых условиях и применениях, для сравнения между контрольным образцом  и других модифицируемых полиэфирных волокон.  

На рис 2  представлены зоны задержки антимикробной активности  роста микрофлоры по Staphylococcus ер. модифицированных бактерицидных полиэфирных волокон, выработанных на стенде  ИМПС НАН РБ.

На рис 3 представлены зоны задержки антимикробной активности  роста микрофлоры по Staphylococcus ер.  для  контрольного образца.

Как показывают испытания   модифицированные бактерицидные полиэфирные волокна, выработанные    ИМПС НАН РБ, обладают  достаточно высокой  антимикробной активностью к грамположительной микрофлоре Staphylococcus ер. Контрольный образец    не обладает     антимикробной активностью к грамположительной микрофлоре Staphylococcus ер. 

Ориентировочная годовая потребность российского и белорусского рынков в полиэфирных волокнах  со специальными свойствами к 2020 г. составляет не менее 30 тыс. тонн.    Потребность белорусских предприятий составит не менее 5-6 тыс. т/год. В том числе: волокон пониженной горючести - 11,7 тыс. т, бактерицидных (антимикробных, фунгицидных и др.) - 12 тыс. т,  одорированных , электропроводных и др.- 6,5 тыс. т.   

В случае принятия в России и Беларуси законодательных актов по обеспечению безопасности среды обитания  человека: обязательного страхования жилища, запрета использования воспламеняющихся материалов в общественных заведениях, детских и медицинских учреждениях, ужесточения требований к «чистым  комнатам» потребность в полиэфирных волокнах со специальными свойствами может быть существенно увеличена.  Потребность в полиэфирных волокнах со специальными свойствами, отвечающих требованиям специальной технической безопасности, имеющих повышенные защитные функции может быть увеличена после проведения дальнейших работ по созданию наномодифированных полиэфирных волокон с новыми свойствами и изготовлению из них соответствующих изделий.

Многообразие возможного ассортимента волокон, модифицированных волокон по способу крейзинга, частые перезаправки, ограниченность первоначальных объемов потребления обусловливают необходимость  создания малотоннажного производства в объеме 1-2 тыс. тонн в год. Проблема   освоения многофункциональных наномодифицированных полиэфирных волокон    и  инновационных текстильных материалов  с их использованием  может быть решена  путем объединения   усилий предприятий текстильной и химической промышленности.  

Основным нерешенным вопросом данного проекта, который мешает привлечению инвесторов, является отсутствие практической оценки рынка (по стоимости и объемам) на указанные защитные изделия, которая может быть произведена только после реализации опытно промышленной партии в объеме 50...70 тыс. шт. Реализация указанных объемов изделий позволит оценить масштабы коммерциализации идеи.   Продукция по проекту займет новую нишу на российском рынке - производства и продажи текстильных изделий с защитными функциями. Текстильные изделия с  защитными   свойствами предназначены: для спецодежды, обмундирования и снаряжения, форменной и рабочей одежды; трикотажного белья, в том числе спецназначения (МВД, МЧС, МО и т.п.); для спортивных изделий и др.

КОМПАНИИ И ТОРГОВЫЕ МАРКИ, УПОМЯНУТЫЕ В СТАТЬЕ

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ