1 стр. из 1

К современным техническим текстильным материалам, потребность в которых весьма велика, предъявляется ряд специальных требований в связи с применением их в жестких, иногда экстремальных условиях. Материалы такого типа должны обладать свойствами огнезащищенности, нефте-масло-водоотталкивания, биоцидности и др., а зачастую и всем комплексом перечисленных свойств.

Особенно актуальна проблема создания огнезащищенных технических тканей и нетканых материалов различной природы и назначения. Это обусловлено тем, что текстильные материалы являются серьезным источником опасности во время пожаров: легко воспламеняются, способствуют распространению пламени и при горении выделяют большое количество дыма и газов. Так, в 2000 г. в России в результате возгорания текстильных материалов произошло 24860 пожаров, от которых погибло 5934 человека. Для уменьшения подобной опасности в ряде стран подготавливаются или уже приняты нормативные положения и законодательные акты, запрещающие применение изделий из легковоспламеняющихся тканей, в первую очередь, спецодежда, декоративные, обивочные материалы и обои, портьерные ткани, нетканые материалы. В США, например, давно уже законодательно утверждено, что в общественных зданиях должны использоваться только огнезащищенные ткани и покрытия. Даже одежду для детей и пенсионеров необходимо шить только из таких материалов.

В России же в широких масштабах огнезащищенные материалы применяют до сих пор только для изготовления спецодежды, причем получают их, в основном, с использованием импортных препаратов. Эти препараты и их выпускные формы довольно дороги и не всегда обеспечивают соответствие обработанных ими х/б тканей всему комплексу специальных и гигиенических требований, в частности, по содержанию формальдегида.

Огнезащитная отделка льняных и полульняных тканей, использующихся для изготовления спецодежды, осуществляется в России наиболее часто с применением диаммонийфосфата и мочевины. Недостатки такой отделки - отсутствие устойчивости к любым водным обработкам и ухудшение экологической обстановки в результате выделения больших количеств аммиака в технологическом процессе.

Для полиэфирных тканей и нетканых материалов, использование которых в качестве обивочных и отделочных материалов в последние годы резко расширяется, а также для целлюлознополиэфирных материалов с содержанием полиэфира более 25% существующие антипирены в большинстве случаев неприменимы, поскольку не обеспечивают достижение требуемых показателей огнезащищенности.

В Институте химии растворов проведены исследования, направленные на создание новых композиционных бесформальдегидных замедлителей горения для волокнистых материалов как альтернативы оте­чественным и импортным экологически опасным галоген- и формальдегидсодержащим антипиренам.

На основе проведенных исследований разработана серия новых экологически безопасных безгалогенных замедлителей горения под общим названием Тезагран (текстильный замедлитель горения Российской академии наук), в т.ч. Тезагран-ХЛ - для хлопковых материалов, Тезагран-Л - для льносодержащих, Тезагран-П для полиэфирных и Тезагран-Н для нетканых.

Созданные для этих объектов синергические системы обеспечивают ускорение карбонизации и максимальное образование карбонизованного остатка, компоненты системы являются катализаторами карбонизации, ингибиторами горения в газовой фазе, уменьшая при этом выделение ядовитых летучих веществ. Для каждой модификации антипирена проведена подработка технологического режима, ­определены оптимальные технологические параметры: состав, температура рабочего раствора, продолжительность и способ нанесения препарата, температурный режим отделки.

В качестве примера эффективности действия препаратов Тезагран в табл.1 представлены важнейшие показатели огнезащищенности для различных обработанных ими тканей.

Таблица 1. Эффективность огнезащитной отделки тканей различного волокнистого состава с использованием антипиренов Тезагран

Как видим, показатели огнезащищенности всех исследованных материалов намного превышают нормативные значения. При этом, если наиболее часто используемые в настоящее время для изготовления спецодежды ткани, обработанные смесью диаммонийфосфата и мочевины не обладают устойчивостью к любым водным обработкам, то отделка препаратом Тезагран обеспечивает определенную устойчивость эффекта огнезащищенности к воздействию влаги (промывка холодной и теплой водой, легкая стирка). Ткани, обработанные препаратом Тезагран, способны выдерживать многократные химчистки.

Таблица 2. Результаты огнезащитной отделки нетканых материалов препаратами Тезагран

Данные исследований свидетельствуют, что высокие показатели огнезащищенности можно придавать также различным поливолокнистым нетканым материалам.

Таблица 3. Результаты огнезащитной отделки полиэфирсодержащих тканей препаратом Тезагран-П

Огнезащищенные нетканые материалы, обработанные в производственных условиях, подвергались экспертной оценке во Всесоюзном научно-исследовательском институте пожарной охраны МВД. Все показатели - теплопроводность, негорючесть, гигроскопичность, жесткость - удовлетворяют требованиям НТД. Получено разрешение на выпуск нетканых материалов состава: лен - 70%, ПЭФ - 30%, с огнезащитной отделкой препаратом Тезагран-Л для боевой одежды пожарных в качестве теплоизолирующей негорючей прокладки.

Таблица 4. Противогнилостные и огнезащитные свойства отделанных тканей

Преимуществом изученных замедлителей горения, кроме повышенного коксообразования, является специфическая более объемная структура коксового остатка вследствие пространственной разветвленности молекул замедлителей горения.

Положительным свойством можно считать и образование при определенных условиях стекло­образной пленки, состоящей из фосфорсодержащих поликислот. Наличие атомов азота в молекуле НТФ кислоты синергически ускоряет процесс образования поликислот.

Исследования, проведенные с препаратами в виде пленок, подтверждают этот факт. Эти данные служат обоснованием возможности использования разработанных замедлителей горения для текстильных материалов не только из целлюлозных, но и полиэфирных или смешанных волокон.

Антипирены серии Тезагран сертифицированы и выпускаются в промышленном масштабе. Результаты широких промышленных испытаний, а также опыт 2-х-летнего применения модификаций Тезагран-ХЛ и Тезагран-Л на нескольких предприятиях Ивановской и Ярославской области подтвердили их высокую техническую и экономическую эффективность.

На этой базовой основе разработаны препараты для многофункциональной отделки целлюлозосодержащих тканей и нетканых материалов технического назначения. Новые препараты и специально разработанные для них технологии отделки позволяют в одну стадию окрашивать текстильные материалы и придавать им свойства огнезащищенности и/или водо-, масло-, грязеотталкивания и/или биоцидности (устойчивости к гниению).

Новая технология позволяет в 2-3 раза улучшить показатели огнезащищенности и в 5-7 раз показатели биоцидности. По уровню огнезащищенности и по масло- и нефтеотталкиванию показатели всех исследованных материалов существенно превосходят требуемый уровень.

При этом доказано, что в условиях огнестойкой отделки целлюлозосодержащих тканей, совмещенной с приданием им биоцидности, гидро- или олеофобности, возрастает устойчивость отделки к мокрым обработкам и повышается экономическая эффективность производства (за счет снижения затрат материальных и трудовых ресурсов при совмещении процессов).

Большой интерес для производства защитного (в широком смысле слова) текстиля имеет разработанный в нашем институте новый вид отделки тканей и текстильных изделий, заключающийся в придании им устойчивого репеллентного действия.

Таблица 5. Репеллентные средства для защиты открытых участков кожи и недостатки их использования

Актуальность таких разработок определяется недостаточной эффективностью традиционных методов защиты с использованием препаратов для обработки открытых участков кожи. Репеллентные средства бытовой химии выпускаются в виде спиртосодержащих лосьонов, спреев или пропитанных ими гигиенических салфеток, водно-эмульсионных препаратов, кремов и мазей, а также карандашей на восковой основе. Применение таких средств в условиях массового нападения насекомых при нахождении в таежной или заболоченной местности малоэффективно в связи с тем, что продолжительность защитного действия составляет от 1 до 3 часов, а при частом применении этих препаратов проявляется раздражающее действие репеллентов на кожу и слизистые, трансдермальное впитывание репеллентов в организм, возможно проявление аллергических реакций. Это накладывает серьезные ограничения на использование существующих репеллентных средств.

В ИХР РАН разработан оригинальный метод целенаправленного изменения состояния репеллентов для пролонгированного выделения их в окружающую среду. Подобраны специальные вещества и их оптимальные концентрации для лабильного связывания в растворах и на текстильных материалах молекул диэтилтолуамида, широко применяемого при производстве репеллентных препаратов как у нас в стране, так и за рубежом.

Добавка модификатора в количестве 10 % от массы ДЭТА за счет изменения состояния репеллента снижает скорость его испарения в 2-9 раз.

Метод модификации репеллентов с успехом реализован при создании новых малоопасных для человека средств защиты открытых участков кожи. Группой компаний "Инвент" по запатентованной нами технологии создана новая серия репеллентных препаратов, что позволяет применять их даже для детей. Для производства же текстильной продукции с устойчивыми репеллентными свойствами предлагается осуществлять двухстадийную обработку материала.

Первая стадия реализуется на текстильных предприятиях путем пропитки ткани раствором предлагаемого модификатора репеллента и сушки, причем нанесение модификатора может осуществляться автономно или при совмещении с традиционными видами аппретирования, отделки предконденсатами термореактивных смол, антипиренами.

Вторую стадию обработки целесообразно проводить после пошива готового изделия. Нанесение репеллентов целесообразно осуществлять аэрозольным методом с последующей сушкой без нагревания и герметичной упаковкой изделия. В герметичном полиэтиленовом пакете репеллентные свойства гарантировано не изменяются в течение 3 месяцев хранения.

Проведенные испытания подтвердили, что взаимодействие репеллента с модификатором в структуре текстильного материала понижает начальный поток испарения и стабилизирует его в течение достаточного длительного времени (до 60 суток).

Разработанные технологии защищены 3 патентами РФ, а их научная новизна и высокая практическая значимость отмечены на авторитетных международных форумах - 2 золотыми и 1 серебряной медалью на 51-ом и 52-ом Салоне изобретений и инноваций в Брюсселе (2002 и 2003 гг.), Гран-при на 3 Международном Салоне инноваций и инвестиций в Москве (2003 г.)

Преимущества разработанных препаратов для придания текстильным материалам комплекса защитных свойств заключаются как в их высокой технической эффективности (по достигаемым показателям защиты от вредных воздействий), так и в экономичности и экологичности.

В таблице наглядно показано, какой набор свойств можно придавать тканям различного назначения и волокнистого состава, а также нетканым материалам, и какие при этом достигаются показатели защитных свойств.

Таблица 6. Влияние модификации ДЭТА на скорость его испарения с ткани (WИ)

Суммируя представленные данные можно заключить, что новые препараты и ресурсосберегающие технологии полифункциональной отделки помогут решить актуальную на сегодняшний день в России проблему резкого расширения производства качественных и сравнительно недорогих огнезащищенных текстильных материалов и тканей с комплексом защитных свойств.

Область применения таких материалов чрезвычайно широка: это спецодежды (сварщики, пожарные, военнослужащие, геологи, лесники, сотрудники МЧС), изделия для отдыха (одежда и снаряжение для туристов), жилья и офисов (мебельные, обивочные, декоративные текстильные материалы), транспорта (отделочные ткани и нетканые материалы для железнодорожных вагонов, самолетов, автомашин), стройиндустрии (тепло- и звукоизоляционные нетканые материалы, основы для линолеумов с огнезащитными и/или биоцидными свойствами и др.).

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!