Способ получения полиэтилентерефталатных антимикробных волокон

модифицированных серебром, является длительность периода, в течение которого они сохраняют микробоцидность, в том числе после стирок.Совокупность методов получения синтетических волокон, модифицированных ионами серебра, можно разделить на две группы.Наполнение волокнообразующих полимеров соединениями серебра.Известен способ получения антимикробных волокон 1 путем наполнения волокнообразующего полиэфира частицами цеолита, несущими ионы серебра. Антибактериальную полимерную композицию 2 получают смешиванием смолы, соединений серебра и частиц наполнителя. Бактериальные волокна на основе ацетата целлюлозы 3 наполняют фосфатами типа А 3 оо 51 Тао 952 г 2(РО 4)3.Недостатком этих методов является нерациональный расход дорогостоящих соединений серебра, которые равномерно распределены в объеме волокон, в то время как антимикробнь 1 й эффект обеспечивает лишь малое количество добавок, локализованных в тонком поверхностном слое волокон.Получение серебросодержащих волокон методами растворной технологии.Для придания антимикробной активности акриловые волокна, подвергнутые желированию, обрабатывают водным раствором соли серебра, сушат и проводят их термический отпуск 4. Волокна с длительно сохраняющейся бактерицидностью получают путем обработки карбоксилированного гранулята акрилового сополимера катионами серебра и растворения полученного продукта в соответствующем растворителе с последующими прядением раствора через фильеру, вытяжкой и термообработкой волокон 5. Способ изготовления бактерицидного целлюлозного волокна 6 состоит в прядении раствора целлюлозы в трет-амино-Ы-оксиде, наполненного содержащими серебро цеолитами или фосфатами.Эта группа методов имеет узкое применение и отличается значительной трудоемкостью.В течение нескольких десятков лет ведущее положение на мировом рынке синтетических волокон занимают полиэфирные, а именно полиэтилентерефталатные (ПЭТФ) волокна. Их вложение в пряжу на основе натуральных волокон придает изготовленным из нее текстильным изделиям несминаемость, износостойкость, формоустойчивость. ПЭТФ волокна получают экструзией с последующими ориентационной вытяжкой и тепловой обработкой. Антимикробные ПЭТФ волокна изготавливают из смеси гранул обычного ПЭТФ и специального гранулята (шазгегЬагсп), состоящего из ПЭТФ и коллоидного серебра 7.Недостаток этого способа - нерациональный расход серебра, большая часть которого замурована в объеме волокон и не проявляет антимикробную активность.Прототипом изобретения является способ насыщения синтетических волокон целевь 1 ми добавками 8. Он состоит в смачивании волокон поверхностно-активной жидкостью, в которой растворена целевая добавка, во время ориентационной вытяжки волокон с последующей термофиксацией вытянутых волокон в паровой камере. Сущность способа состоит в том, что вытяжка волокон в поверхностно-активной жидкости обусловливает крейзообразование - формирование в волокнах сетки ветвящихся микротрещин (крейзов), в которые вместе с жидкостью-носителем проникают целевые добавки. Их выделение из крейзов придает волокнам особые свойства и происходит в течение длительного времени.способ имеет ограниченную применимость по отношению к целевым добавкам в виде твердых частиц, размеры которых должны быть меньше размеров крейзовв способе нет примеров модифицирования ПЭТФ волокон частицами серебрав способе не решена проблема технологической совместимости замасливателя волокон и поверхностно-активной жидкости.Задачи, направленные на создание изобретения1) осуществить реакцию осаждения коллоидных частиц серебра в крейзах из поверхностно-активной жидкости с целевыми добавками3) использовать нагрев ВОЛОКОН ПрИ ТСРМОфИКСЗЦИИ В паровой камере ДЛЯ уСКОрСНИЯ образования КОЛЛОИДНЫХ частиц серебра В КРСЙЗЗХ.ПОСТЗВЛСННЫС задачи решаются ТСМ, ЧТО ИЗВССТНЫЙ СПОСОб насыщения СИНТСТИЧССКИХ ВОЛОКОН МОДИфИЦИРУЪОЩИМИ добавками, ПрИ КОТОрОМ В ПрОЦСССС ориентационной ВЬ 1 ТЯЖКИ волокна смачивают поверхностно-активной ЖИДКОСТЬЮ, СОДВРЖЗЩЙ ЦСЛВВУЮ добавку,И затем термообрабать 1 вают В паровой КЗМСРС, ДОПОЛНСН НОВЫМИ ОПВРЗЦИЯМИ. В КЭЧССТВС ПОВСРХНОСТНО-ЗКТИВНОЙ ЖИДКОСТИ ИСПОЛЬЗУЪОТ ВОДНЫЙ раствор, СОДВРЖЗЩИЙ салицилат ССребра, ЦСТИЛПИрИДИНИЙ азотнокислый, сахарозу И НСОНОЛ В СЛСДУЪОЩСМ СООТНОШСНИИ, мас. 2Сущность Изобретения состоит в том, что предложенный раствор содержит ПАВь 1 неонол (компонент замасливателя ПЭТФ волокон) И цетилпиридиний, присутствие которых обусловливает крейзообразование ПЭТФ волокон. Раствор совместим с замасливателем,содержит его компонент - неонол - и не изменяет коэффициент трения волокон о валки вытяжного стана. Компоненты раствора, вошедшего в крейзь 1, во время прохождения волокон через паровую камеру вступают в следующие взаимодействия. Салицилат серебра при Т 100150 С восстанавливается сахарозой до металлического серебра за счет наличия в ее молекуле альдегидной группы. Азотсодержащая группа пиридиния обладает сильным сродством к серебру и сорбируется на его частицах так, что углеводородные хвосты молекул обеспечивают гидрофобность коллоидных частиц. Последние дополнительно стабилизируются неонолом, молекулы которого проникают в гидрофобную область мицелл. Таким образом 1) коллоидные частицы серебра формируются в крейзах 2) термообработка волокон в паровой камере выполняет две функции - термофиксации ориентированной структуры волокон и инициирования восстановления металлического серебра из салицилата 3) неонол и цетилпиридиний обусловливают как крейзообразование, так и стабилизацию образующихся в крейзах коллоидных частиц серебра.ПЭТФ волокна марки А (ТУ 6-13-0204077-92-88) в процессе вытяжки со степенью 8 3,5 на штапельном агрегате ОАО Могилевхимволокно орошали раствором приведенного выше состава из пары форсунок безвоздушного распыления, установленных над и под движущимся жгутом волокон. Форсунки были расположены на участке выхода пучка из низкоскоростных валков вытяжного стана, отжимающих из пучка избыток замасливателя, перед входом пучка в паровую камеру. Линейная плотность жгута шириной 60 мм составляла 11 тыс. текс. Расход раствора, распыляемого форсунками, - 6,5 мл на погонный метр жгута. Форсунки соединены трубопроводами с системой циркуляции модифицирующего раствора.Компонентами раствора были следующие химические соединения.Салицилат серебра (СС) С 6 Н 4(ОН)СООА 3 - серебряная соль салициловой кислоты,нерастворима в воде.Неонол (Нл) (СН 21)(СШН 2 Ш 1)СНО(С 2 Н 4 О)РН, п ш 10 20, р 12 - моноалкиловь 1 й эфир полиэтиленгликоля, эмульгатор в стандартном замасливателе ПЭТФ волокон.Раствор для модифицирования ПЭТФ волокон готовят следующим образом. Приготавливают три первичных водных раствора1 л раствора 1 Т 1 смешивают с 0,5 л раствора 1 Т 2 при Т 50 С, выдерживают 1 Ч до появления окраски. К смеси добавляют 1 л раствора 1 Т 3 и снова перемешивают. Перед применением этот раствор разводят дистиллированной водой до объема 4 л.Согласно способу-прототипу, волокна орошали смесью 80 мас. поверхностно-активной жидкости (водный раствор 10 -ный раствор бутанола) и 20 мас. антимикробного вещества - катамина АБ (ТУ 9392-003048482528-99) производства ЗАО НПФ Бурсинтез-МОценку смазочной способности предложенного раствора и стандартного замасливателя ПЭТФ волокон (мас. ) неонол АФ 9-10 (0,52) леомин РЫ ( 1,17) сингезин ОС (0,34) вода (97,7) - проводили с помощью маятникового трибометра. Коэффициенты трения в опоре трибометра (пара ПЭТФ - сталь), смазанной как той, так и другой жидкостью, примерно одинаковы и составляют 0,069 0,071.Микробиологические исследования волокон производили в соответствии с ГОСТ 9.048-88,9.802-84 и методическими указаниями 1 Т 28-6/32. Использовали штаммы тест-бактерий 5 гар 11 у 1 ососси 5 апгеаз (51), Рзеибошопаз аегийпоза (Р 5) и грибов А 5 рег 5111115 ищет (Аз),Реп 1 с 1111 иш Гип 1 си 1 о 511 ш (Рп). Регистрировали ширину Н (мм) зоны задержки роста микроорганизмов вокруг образца в виде клубка волокон, помещенного на агар-агаровую питательную среду.Устойчивость антимикробной активности волокон к стиркам определяли, регистрируя уменьшение Н после обработки образцов в моющем растворе (5 г стирального порошка на 1 л воды) при Т 40-45 С с помощью устройства, имитирующего стирку в машинах активаторного типа. Цикл обработки стирка - 5 мин, ополаскивание в проточной воде - 1 мин,сушка.В табл. 1 приведены составы растворов, которыми обрабатывали волокна, в табл. 2 соответствующие новым составам исходные значения Н, в табл. 3 - сравнение антимикробной активности волокон, обработанных лучшими из новых составов и составом-прототипом. Анализ этих данных приводит к следующим заключениям.1. Оптимальная концентрация СС в растворе находится в пределах 2,0 3,0 мас. (составы 2 и 3), поскольку меньшая концентрация СС ( 1) обусловливает значительное уменьшение Н, а большая (4) не приводит к увеличению антимикробной активности волокон.2. По этой же причине оптимальные концентрации Сах 2,0 3,0 мас. (6 и 7),Нл 2,0 3,0 (10 и 11). Изъятие из раствора ЦА (15) практически лишает его антимикробной активности.3. Пределы оптимальной концентрации воды соответствуют суммам шш и шах концентраций прочих компонентов и находятся в пределах 89,999 и 93,999 мас. (составы 13 и 14).4. Обработка ПЭТФ волокон новыми составами оптимальной концентрации (2, 3,6, 7, 10, 11, 13, 14) обусловливает исходную антимикробную активность, значительно превосходящую активность волокон, обработанных составом-прототипом.5. Превосходство нового способа над способом-прототипом очевидно при анализе табл. 3 волокна, обработанные согласно изобретению, сохраняют антимикробную активность после 60 стирок обработанные по способу-прототипу утрачивают микробоцидность после 10 стирок.Способ получения полиэтилентерефталатных антимикробных волокон найдет применение в химической промышленности при производстве многофункциональных синтетических волокон для текстильной промышленности.Компо Не составов И содержание в них компонентов, Мас. ненты раствора 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 СС 1,5 2,0 3,0 3,5 2,5 2,5 2,0 3,0 2,5 ЦА 0,001 0,001 0,001 0,001 0 д д Сах 3,0 1,5 2,0 4,0 4,5 3,0 2,0 4,0 3,0 ц Нл 2,5 2,5 1,5 2,0 3,0 3,5 2,0 3,0 2,5 д вода 92,999 92,499 91,499 90,999 93,499 92,999 90,999 90,499 92,999 92,499 91,499 90,999 93,999 89,999 89,999