способ защиты текстильных материалов от биоповреждений

Формула изобретения

1. Способ защиты текстильного материала от биоповреждений, включающий пропитку раствором биоцидного алкоксисилоксанового производного 3,5-дихлор-2-(4-оксифенокси)пиридина в органическом растворителе или водной эмульсией, сушку при комнатной температуре и термообработку при температуре 100-150°С или выдержку при комнатной температуре в течение 24 ч.

2. Способ защиты по п.1, в котором пропитку указанными растворами проводят в присутствии -аминопропилтриэтоксисилана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к отделке текстильных материалов, в частности к способам придания им биозащитных свойств.

Наиболее близким аналогом является способ защиты текстильного материала от биоповреждений путем пропитки материала раствором биоцидного этоксисилилметилстаннанхлорида общей формулы

(С₂ H₅O)_n Ме_3-n SiCH₂ SnR₂Cl, где

а) R-этил, n=2 или 3;

б) R-бутил, n=1, 2 или 3

(SU 790695, кл. D 06 М 13/50, оп. 1983).

Техническим результатом изобретения является придание текстильным материалам из различных волокон, в том числе и окрашенных, биозащитных свойств, устойчивых к мокрым обработкам, и расширение ассортимента биозащитных материалов.

Указанный технический результат достигается тем, что способ защиты текстильного материала от биоповреждений, включает пропитку раствором биоцидного алкоксисилоксанового производного 3,5-дихлор-2-(4-оксифенокси)пиридина в органическом растворителе или водной эмульсией, сушку при комнатной температуре и термообработку при температуре 100-150°С или выдержку при комнатной температуре в течение 24 часов. Пропитку указанными растворами проводят в присутствии -аминопропилтриэтоксисилана.

Алкоксисилоксановые производные 3,5-дихлор-2-(4-оксифенокси)пиридина являются новыми соединениями. Их получают конденсацией 3,5-дихлор-2-(4-оксифенокси)пиридина с алкоксисилоксанами при нагревании с одновременной отгонкой от реакционной смеси алифатического спирта. Используют следующие алкоксисилоксаны: гексаметоксидисилоксан, октаэтокситрисилоксан, декапропокситетрасилоксан, тетрадекабутоксигексасилоксан, этилсиликат-40. В результате получают соединения общей формулы

где R=СН₃, С₂Н₅ , С₃Н₇, С₄H₉;

m=2-6; n=1-5.

Свойства биоцидных соединений представлены в табл. 1.

Пример. Текстильные материалы, в том числе и музейные экспонаты из текстиля, пропитывают раствором в органическом растворителе или водной эмульсией соединения I-V заданной концентрации - 0,01; 0,1; 1,5; 10; 15%-ной с последующей сушкой и термообработкой при температуре 140-150°С в течение 3-5 мин либо выдерживанием при комнатной температуре в течение 24 ч. Введение в пропиточную ванну препарата АГМ9 ( -аминопропилтриэтоксисилана) в количестве 0,2-2% от массы силикона позволяет заменить термообработку при 140-150°С сушкой при 100°С.

В табл.2 приведены результаты испытаний добавок соединений (I-V) на рост тест-культур на жидкой среде Чапека, проведенных по ГОСТ 9048-15.

Из данных табл.2 видно, что соединения I-V в количестве 0,01-0,1% мас. полностью подавляют рост тест-культур.

В результате указанной обработки соединение I-V ковалентно фиксируется на волокне вследствие конденсации алкоксигрупп соединения с функциональными группами волокнообразующих полимеров (схема 1).

Определение устойчивости образов текстильного материала из шерстяного, полиамидного, полиэфирного, целлюлозного, поливинилспиртового и др. волокон, обработанных соединениями I-V, к плесневому заражению проводят по методике, разработанной в ИНМИ АН БССР [Дмитриева М.Б. Традиции и современность // сб. Экология и криптогенная ботаника в России, Санкт-Петербург 2000, с.106-107].

Образцы тканей (2·2 см) стерилизуют в УФ лучах в течение 20 мин с двух сторон. Помещают в центре чашки Петри на "голодный агар" с 2%-ным содержанием сахарозы. Голодный агар необходим для поддержания достаточно высокого уровня влажности в чашке. На образцы стерильно наносят агаровую сетку со спорами грибов Ulocladium ilicis Thom и Aspergillus niger v.Teigh. Через определенные промежутки времени с каждого образца стерильно снимают одну-две ячейки агара со спорами и под микроскопом подсчитывают количество проросших спор и отмечают характер их ветвления. Данные виды грибов выбирают потому, что представители рода Aspergillus niger среди несовершенных грибов по активности биохимического повреждения текстиля стоят на первом месте. Конидии Aspergillus niger могут вызывать гибель микромицетов - конкурентов за субстрат. Известно также, что зачатки мицелия Aspergillus niger способны выживать в условиях, когда мицелии других видов грибов оказываются уязвимыми и отмирают, кроме того, они очень удобны для микроскопирования. Метод "агаровых сеток" позволяет имитировать загрязнения материала, находящегося в благоприятных для развития микроскопических грибов условиях и дает возможность быстро (в течение 2-3 суток) определить биостойкость образцов.

Сравнение характера роста на опытных образцах и в контроле - на питательной среде позволяет количественно оценить степень биостойкости материалов

К=Т₀/Т_к,

где К - коэффициент замедления роста;

Т_к - длительность (час) развития спор до момента появления стадии ветвления в контроле (для бактерий Aspergillus niger и Ulocladium ilicis равно 10 и 34 ч соответственно),

Т₀ - то же, на опытных образцах.

Коэффициент К показывает во сколько раз замедляется рост бактерий на испытуемых образцах по сравнению с контролем. Чем выше К, тем сильнее выражены биоцидные свойства образцов.

В табл.3 приведены результаты определения биостойкости опытных образцов шерстяной ткани.

Из данных табл.3 видно, что соединения I-V уже в количестве 0,01-0,1% мас. на шерстяной ткани полностью обеспечивают 100%-ное подавление роста испытуемых тест-культур и предохраняют ткани от биоповреждений.

Кроме того, устойчивость к биоповреждениям определяют с применением почвенного метода (ГОСТ 9.060-75) по показателю коэффициента устойчивости к микробиологическому разрушению П, %.

В табл.4 представлены данные по устойчивости хлопчатобумажной ткани к микробиологическому разрушению, обработанной соединениями I-V.

Из приведенных результатов видно, что хлопчатобумажная ткань не подвергается микробиологическому разрушению. Антимикробные свойства сохраняются после 3-5 стирок.

Таблица 1 Свойства биоцидных соединений
№	R	m	n	d4 20, г/см 3	M найд. выч.	Элементный анализ, найд. / выч., %						Брутто-формула	Данные ИК-спектров, см-1
						С	Н	Si	N	Cl	OR		C-Cl	SiOC	SiOSi	Pyridyl
I	СН 3	2	1	1.040	480	39,78	4,35	11,72	2,80	14,58	32,0	C 16H21Si2N 1Cl2O8	740-800	810	1050-1080	1040
					482	39,83	4,38	11,63	2,90	14,71	32,15					1520-1660
II	С 2Н5	3	2	1.050	890	45,63	4,83	9,47	3,0	15,68	28,70	C34H 42Si3N2Cl 4O12	740-800	810	1050-1080	1040
					897	45,52	4,72	9,39	3,12	15,83	30,10					1520-1660
III	С3Н 7	4	3	1.070	1330	48,57	5,12	8,58	3,0	15,73	30,12	C 54H67Si4N 3Cl6O16	740-800	810	1050-1080	1040
					1339	48,42	5,04	8,38	3,13	15,90	30,84					1520-1660
IV	С 4Н9	6	5	1.090	1880	42,0	5,81	8,73	3,63	18,73	34,3	C66H 111Si6N5Cl 10O24	740-800	810	1050-1080	1040
					1882	42,11	5,94	8,95	3,72	18,86	34,9					1520-1660
V	С2Н 5	-	4	1.055	1450	46,53	3,68	7,63	3,47	19,31	18,20	C 56H54Si4N 4Cl8O17	740-	810	1050-1080	1040
					1451	46,34	3,75	7,74	3,86	19,56	18,60		800			1520-1660

Таблица 2 Биоцидная активность соединений I-V на тест-культурах по шестибальной шкале, определенная по ГОСТ 9048-75
Соединение		Тест-культуры
№	Концентрация, %	Aspergillus niger		Aspergillus flavus		Penicillium chrysogenum		Ulocladium ilicis
I	0.1	0	0	0	0	0	0	0	0
	0.01	1	1	0	0	1	1	2	2
II	0.1	0	0	0	0	0	0	0	0
	0.01	1	1	0	0	1	1	1	1
III	0.1	0	0	0	0	0	0	0	0
	0.01	0	0	0	0	0	0	0	0
IV	0.1	0	0	0	0	0	0	0	0
	0.01	0	0	0	0	0	0	0	0
V	0.1	0	0	0	0	0	0	0	0
	0.01	0	0	0	0	0	0	0	0
Контроль	0	5	5	5	5	5	5	5	5
	0	5	5	5	5	5	5	5	5

Таблица 3 Биоцидная активность образцов шерстяной ткани, модифицированных соединениями I-V, определенная по методу "агаровых сеток"
Соединение		Aspergillus niger	Ulocladium ilicis
№	Количество (% мас.)
I	0,1	1	1
	1,0	1,3	1,3
II	0,1	1	1
	1,0	1,4	1,4
III	0,1	1,1	1,1
	1,0	2,0	2,0
IV	0,1	1,3	1,3
	1,0	2,2	2,2
V	0,1	1,2	1,2
	1,0	2,1	2,1

Таблица 4 Устойчивость хлопчатобумажной ткани к микробиологическому разрушению, определенная по ГОСТ 9.060-75
Соединение		Коэффициент устойчивости к микробиологическому разрушению, %
№	Количество (% мас.)	До стирки	После 1-й стирки	После 3-х стирок
I	0,1	89,2	88,9	87,8
	0,2	97,9	97,3	96,7
II	0,1	88,5	88,0	87,3
	0,2	98,3	98,0	97,6
III	0,1	89,4	88,5	87,7
	0,2	99,6	99,0	98,6
IV	0,1	87,4	87,0	86,6
	0,2	94,5	93,8	93,0
V	0,1	88,7	87,6	86,3
	0,2	95,1	94,8	94,3
Контроль	0	50	-	-
	0	49	-	-