Способ получения антимикробных полиэтилентерефталатных волокон

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИМИКРОБНЫХ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТНЫХ ВОЛОКОН(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Пинчук Леонид Семенович Винидиктова Наталья СергеевнаГольдаде Виктор АнтоновичТейкин Александр ВладимировичГрищенкова Валентина АлександровнаКудрявцева Тамара Николаевна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(57) Способ получения антимикробных полиэтилентерефталатных волокон, заключающийся в обработке волокон замасливателем, содержащим поверхностно-активное вещество, смачивании их водной эмульсией триклозана и ориентационной вытяжке волокон,отличающийся тем, что используют замасливатель, содержащий синтанол, и эмульсию,дополнительно содержащую синтанол, при следующем соотношении компонентов, мас.триклозан 0,8-1,0 синтанол 3,0-4,0 вода дистиллированная 95,0-96,2. Изобретение соответствует технологии производства химических волокон, снабженных системой микропор, в которых находится антимикробная жидкость. Простейший способ получения антимикробных синтетических волокон состоит в экструзионной переработке полимерных материалов, содержащих микробоцидные компоненты. Так, волокнообразующую полимерную композицию модифицируют порошком растворимого стекла с добавлением катионов 2 1. Недостатки этого способа 1) возможность использования только теплостойких микробоцидов, не разлагающихся при экструзионной переработке совместно с полимерным связующим 2) нерациональное использование микробоцидов, большая часть частиц которых оказывается закапсулированной в связующем и не выполняет своей функции. Последний недостаток преодолевают путем формирования многослойных волокон,наружная оболочка которых выполнена из антимикробной полимерной композиции. Со 15252 1 2011.12.30 гласно патенту 2, композиционные волокна получают из двух премиксов, один из которых (наполненный полиэфир) составляет сердцевину волокна, а второй (полиамидгидроксид двухвалентного металлафосфат четырехвалентного металла) - его антимикробную внешнюю оболочку. Недостаток способа - сложность реализации, обусловливающая высокую стоимость как самих волокон, так и технологического оборудования для их получения. Способ изготовления волокон с инсектицидной активностью 3 состоит в обработке акрилового волокна, находящегося в состоянии 50-500 -ного набухания, инсектицидом с добавками циклодекстрина, эпоксисилоксана и аминосилоксана. Затем волокна подвергают сушке, гофрированию и термостабилизации. Такой способ применим только для волокон, получаемых по растворной технологии. Прототипом изобретения является способ получения антимикробных полиэтилентерефталатных волокон 4. Он состоит из следующих операций нанесение на волокна замасливателя, содержащего поверхностно-активное вещество - неонол смачивание волокон водной эмульсией на основе неонола и антимикробного агента - триклозана ориентационной вытяжки волокон и их последующей переработки. Состав эмульсии для модифицирования волокон, мас.триклозан 1,0-1,5 неонол 3,0 дистиллированная вода 95,5-96,0. Недостатки прототипа наличие в составе модифицирующей жидкости неонола - ПАВ, мировое производство которого и использование в составе замасливателя сокращается в связи с его вредным воздействием на работников и окружающую среду плохая растворимость неонола в воде недостаточная агрегативная устойчивость (устойчивость к коагуляции) триклозаннеоноловых водных эмульсий, обусловливающая необходимость непрерывного перемешивания модифицирующей жидкости. Задачи, на решение которых направлено изобретение 1) подобрать растворимый в воде стабилизатор водных взвесей триклозана, дополнительно обладающий свойством инициировать крейзинг полиэтилентерефталата (крейзинг специфическая стадия перестройки структуры полимеров при вытяжке в поверхностноактивных жидкостях, характеризуется образованием в образце микротрещин, стенки которых соединены фибриллярными тяжами) 2) выбрать стабилизатор эмульсий и инициатор крейзинга из компонентов стандартных замасливателей, применяемых при переработке полиэтилентерефталатных волокон 3) разработать состав модифицирующей жидкости в виде водной эмульсии триклозана, обладающей повышенной агрегативной устойчивостью. Поставленные задачи решаются тем, что в известном способе получения антимикробных полиэтилентерефталатных волокон, состоящем из операций обработки волокон замасливателем, смачивании их водной эмульсией триклозана, содержащей поверхностноактивный компонент замасливателя, и последующей ориентационной вытяжки волокон,применяют эмульсию нового состава, мас.триклозан 0,8-1,0 синтанол 3,0-4,0 дистиллированная вода 95,0-96,2. Сущность изобретения состоит в следующем. Синтанол является компонентом стандартных замасливателей, используемых в промышленности химических волокон. Он недефицитен, малотоксичен (4 класс опасности), в составе эмульсии выполняет две функции служит стабилизатором водной взвеси нерастворимого в воде триклозана и инициатором крейзинга полиэтилентерефталатных волокон. Синтанол - торговое назва 2 ние выпускаемых промышленностью оксиэтилированных спиртов общей формулы(22), где- алкил, алкенил, фторалкил 8-20,1. Дополнительная функция синтанола в модифицирующей суспензии, обнаруженная при создании изобретения, инициирование крейзинга полиэтилентерефталата. Хорошая растворимость синтанолов в воде, во-первых, упрощает технологию приготовления водных суспензий триклозана, и,во-вторых, ускоряет и интенсифицирует крейзинг полиэтилентерефталатных волокон в разработанных эмульсиях. Примеры осуществления способа. Волокнам из полиэтилентерефталата марки(ТУ 6-13-0204077-92-88) с линейной плотностью 0,33 текс придавали антимикробную активность в процессе переработки на промышленном штапельном агрегате. Волокна пропускали через ванну с замасливателем,содержащим (мас. ) стеаракс - 0,46 синтезин - 0,71 синтанол - 0,47 неонол - 0,35 вода остальное. Затем волокна подвергали вытяжке в ванне с модифицирующей эмульсией и регулировали натяжение пучка волокон так, чтобы точка вытяжки волокон находилась в ванне. Эмульсию для реализации предложенного способа готовили следующим образом. Синтанол -10 моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов 21(24), где 10-18,8-10 производства фирмы(Германия) растворяли в воде (12) при нагревании (50 С) и постоянном перемешивании. Антимикробный агент - триклозан (2,4,4-трихлор-2-гидроксидифениловый эфир) производства фирмы - (США) вводили порционно в полученный раствор, перемешиваемый с помощью высокоскоростной мешалки в течение 15 мин. В эту смесь добавляли оставшуюся воду порциями по 5 мл при тщательном перемешивании. Эмульсию триклозана по способу-прототипу готовили по технологии, описанной в 4, из следующих компонентов, мас.триклозан - 1,5, неонол - 3,0, дистиллированная вода - 95,5. Составы исследованных эмульсий приведены в таблице 1. Агрегативную устойчивость эмульсий на синтаноле (составы 1-8, предложенный способ) и неонола (9, способ-прототип) оценивали спустя сутки после изготовления. В предложенной эмульсии контакты между капельными частицами триклозана практически не заметны при наблюдении с помощью оптического микроскопа. В эмульсии-прототипе зарегистрировано разделение фаз вследствие коалесценции микрокапель триклозана. Это свидетельствует о повышенной агрегативной устойчивости предложенной эмульсии. Волокна, обработанные при вытяжке эмульсиями триклозана, подвергали микробиологическим испытаниям в соответствии с ГОСТ 9.048-89 и ГОСТ 9.802-84. Использовали штаммы тест-бактерийи грибов. Регистрировали ширину зоны задержки роста микроорганизмов на агаровой питательной среде вокруг образцов в виде пучка нарезанных волокон. Результаты испытаний представлены в таблице 2. Таблица 1 составов и содержание компонентов, мас.Компоненты эмульсии 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Триклозан 0,5 0,8 1,0 1,5 0,9 Синтанол 3,5 2,5 3,0 4,0 4,5 Вода 96,0 95,7 95,5 95,0 96,6 96,1 95,1 94,6 Таблица 2 Вид микроорганизмов Ширина зоны задержки роста для волокон,обработанных составами, мм 2 3 4 5 6 7 8 4,0 4,0 4,0 3,0 4,0 4,0 4,0 3,0 3,0 3,0 2,0 3,0 3,0 3,0 3 15252 1 2011.12.30 Анализ данных таблиц 1 и 2 приводит к следующим заключениям 1. Оптимальное содержание триклозана в предложенной эмульсии 0,8-1,0 мас.(составы 2 и 3), т.к. уменьшение его концентрации до 0,5 мас.(1) заметно снижает ширину зоны задержки роста бактерий и грибов, а увеличение до 1,5 мас.(4) практически не влияет на антимикробную активность волокон. 2. Диапазон оптимальных концентраций синтанола в эмульсии составляет 3,0-4,0 мас. , т.к. снижение его концентрации до 2,5 мас.(состав 5) существенно сокращает ширину чистой зоны, а увеличение до 4,5 мас.(8) не приводит к ее росту. Замечено,что агрегативная устойчивость эмульсий составов 5 и 9 примерно одинакова, но заметно ниже, чем эмульсий оптимального состава (2, 3, 6, 7). 3. Антимикробная активность волокон, обработанных новыми эмульсиями оптимального состава и эмульсией по способу-прототипу, примерно одинакова. Однако предложенный способ превосходит прототип, во-первых, по экономии дефицитного триклозана(0,8-1,0 и 1,0-1,5 мас. , соответственно), во-вторых, по агрегативной устойчивости эмульсии (более 1 сут. на основе синтанола против 3-5 ч на основе неонола), в-третьих, по стоимости модифицирующей эмульсии за счет разницы цен на синтанол (5 /кг) и неонол(9 /кг), промышленное использование которого в производстве химических волокон прекращено. Таким образом, задачи, поставленные при создании изобретения, решены. Способ получения антимикробных полиэтилентерефталатных волокон найдет применение в химической промышленности при производстве волокон для пряжи, тканей, трикотажа, нетканых материалов, текстильной галантереи и других текстильных изделий. Источники информации 1. Патент 3256109, 2002. 2. Патент 3301706, МПК 01 8/14, 2002. 3. Патент 2984944, МПК 01 11/06, 1999. 4. Заявка 20060458, МПК 01 5/247, 2009 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4