Регулирование антибактериальных свойств тканей технического назначения с применением неравновесной низкотемпературной плазмы и наночастиц серебра

 

УДК 677.026
ББК 37.237

К78

 
Печатается по решению редакционно-издательского совета 
Казанского национального исследовательского технологического университета 
 
Рецензенты: 
канд. техн. наук А. С. Парсанов 
канд. техн. наук З. М. Бедретдинов 
 
 
 
 
 
 

К78

Красина И. В.
Регулирование антибактериальных свойств тканей технического 
назначения с применением неравновесной низкотемпературной 
плазмы и наночастиц серебра : монография / И. В. Красина, 
М. В. Антонова, С. В. Илюшина; Минобрнауки России, Казан. 
нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2019. – 140 с.

ISBN 978-5-7882-2714-6

 
Рассмотрен процесс придания антибактериальных свойств технической 
ткани, исследовано влияние плазменной обработки на свойства технического материала. 
Предназначена для широкого круга специалистов, работающих в области совершенствования технологии текстильных материалов, а также для 
студентов, обучающихся по направлению «Технология и проектирование 
текстильных изделий», преподавателей и аспирантов. 
Подготовлена на кафедре технологии химических, натуральных волокон и изделий. 

 

ISBN 978-5-7882-2714-6
© Красина И. В., Антонова М. В., 

Илюшина С. В., 2019

© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2019

УДК 677.026
ББК 37.237

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 

И СОКРАЩЕНИЙ 

Условные обозначения
Р — давление в разрядной камере, Па;
t — время обработки, с;
G — расход плазмообразующего газа, г/с;
W — мощность разряда, кВт;
I — сила тока, А;
Δ — абсолютное отклонение, %; 
δ — относительное отклонение, %;
σ — среднеквадратичное отклонение 
ε — коэффициент вариации, %
рН — водородный показатель кислотности.

Сокращения
РТИ — резинотехнические изделия;
ГОСТ — Государственный Стандарт;
УФ — ультрафиолет;
УЗИ — ультразвуковое исследование;
ВЧ — высокочастотный;
ВЧЕ — высокочастотный емкостной;
ПМ — перевязочный материал;
ОВП — окислительно-восстановительного потенциала;
СВЧ — сверхвысокочастотный;
ПАВ — поверхностно-активные вещества;
ДИК — дифференциально-интерференционный контраст.

ВВЕ ДЕНИЕ

Долгое время ткани использовались только для удовлетворе
ния бытовых потребностей человека, и развитие производства текстиля стимулировалось, в основном, ростом народонаселения. С развитием цивилизации и появлением новых технологий текстильные 
материалы стали использоваться и для технических целей. Развитие 
технических текстильных материалов во второй половине прошлого 
века обусловлено, с одной стороны, новыми возможностями современной техники и технологии в производстве химических волокон, 
с другой — этому также способствовала потребность в использовании текстильных и волокнистых материалов в разных сферах деятельности человека.

Во всем мире технический текстиль является наиболее дина
мично развивающейся подотраслью текстильной промышленности. 
Развитие технического текстиля поддерживается правительством 
за счет финансирования на оборону, космос и ядерные программы. 
Потенциальная ценность функциональных материалов становится все более и более привлекательной для инвестиций. Реализации 
инновационных проектов в области развития функциональных текстильных материалов вносят свой вклад в повышение конкурентоспособности экономики стран Европы. К концу прошлого столетия 
сформировалось производство различных видов технического текстиля со специфическими свойствами. Эти виды текстильных материалов, как показывает название, выполняют определенную функцию 
при их использовании, их стали называть также функциональными.

Разработка и внедрение функционального текстиля является 

на сегодняшний день актуальной задачей легкой промышленности [1].

В монографии приведены современные сведения о техниче
ском текстиле, а также способы его модификации.

В качестве инструмента модификации предложено приме
нение плазмы высокочастотного разряда пониженного давления. 
Данный метод реализует широкий спектр эффектов, совмещая высо

кую проникающую способность со щадящими для объектов условиями обработки. Отличительной особенностью данного вида разряда 
является возможность осуществления объемной модификации технической ткани, что позволяет развивать и трансформировать пористость материала, влиять на надмолекулярную упорядоченность 
структуры.
Исследования, представленные в работе, проведены с использованием современных методов анализа, методик исследования и 
математической статистики.

5

1. ОБЩИЕ СВЕ ДЕНИЯ О ТК АНЯХ

ТЕ ХНИЧЕСКОГО НА ЗНАЧЕНИЯ

1.1. Ассортимент тканей 
технического назначения

Ткани технического назначения — это материалы, которые выполняют определенную функцию и используются по специальному 
назначению. В наши дни текстильные материалы технического назначения широко используются в различных отраслях промышленности. В отличие от аналогичных материалов бытового назначения 
они характеризуются более высокими физико-механическими и эксплуатационными показателями.
Эксплуатационные показатели материалов технического назначения обусловлены их целевым назначением. К таким показателям относятся водо-, свето- и хемостойкость, прочность связи с покрытием, линейная усадка от воздействия высоких температур и др.

Основными видами текстильных материалов технического на
значения являются ткани (86,9 %), нетканые (11,6 %) и трикотажные 
полотна (1,5 %) [2].

Сфера применения этих тканей огромна, практически нет такой отрасли промышленности, где бы не использовались технические ткани. Многолетней мировой практикой установлено 12 основных областей применения технического текстиля:

1. Промышленный текстиль. Применяется в производстве
фильтров, уплотнителей, утеплителей и звукоизоляторов, резинотехнических изделий для всех отраслей промышленности.

2. Текстиль для машиностроения. Применяется в автомобилеи судостроении, в авиационной, космической и железнодорожной 
отраслях, в производстве кордной ткани, отделочных, звуко-, шумопоглощающих материалов.

3. Строительный текстиль. Применяется при жилом и промышленном строительстве в качестве отделочных, тепло- и звукоизоляционных материалов, в производстве мембран, облегченных и 
утяжеленных конструкций.

4. Агротекстиль. Применяется в садовых ландшафтных работах, сельском хозяйстве, лесоводстве и животноводстве в качестве 
затеняющих, укрывающих, фильтрующих материалов, гибких ограждений, тканей для пропарки почвы в теплицах.

5. Геотекстиль. Применяется для строительства автомобильных и железных дорог, трубопроводов, гидротехнических сооружений (плотин, каналов), нефтегазовых скважин, в земляных и ландшафтных работах, в качестве изоляции для почвы.

6. Медицинский текстиль. Используется для производства медицинских и гигиенических товаров, спецодежды, спецобуви, оборудования для спасательных команд и бригад скорой помощи.

7. Текстиль для защиты окружающей среды. Применяется в качестве сорбционных и фильтровальных материалов для защиты от 
вредных выбросов, загрязнения нефтепродуктами, переработки и 
утилизации отходов.

8. Защитный текстиль. Применяется с целью защиты человека от внешних воздействий и включает спецодежду, спецобувь, средства индивидуальной защиты и спасательное снаряжение.

9. Текстиль для одежды и обуви. Применяется в производстве
одежды и обуви в качестве прокладочных, отделочных и объемных 
утепляющих материалов.

10. Спортивный текстиль. Используется при производстве
одежды для спорта и активного отдыха, прогулочного и спортивного 
оборудования, в качестве объемных утеплителей, прокладочных материалов, покрытий.

11. Упаковочный текстиль. Применяется в качестве тарных
и упаковочных материалов, для производства защитных покрытий, 
мешков, сумок, мягких контейнеров, для оборудования складских 
помещений.

12. Текстиль для дома. Применяется в качестве обивочных,
прокладочных материалов для производства мягкой мебели, объем

ных наполнителей для одеял и подушек, при оформлении помещений коврами, ковровыми покрытиями, линолеумом.
Наиболее широко пользуются технические ткани, изготовленные на основе базальтовых, стеклянных и кремнеземных волокон 
с различными видами переплетения:

• базальтовые ткани получают из базальтовых нитей. Они
предназначены для теплоизоляции особо важного термического оборудования;

• кремнеземные ткани производятся из кремнеземного волокна; их используют для высокотемпературной изоляции
трубопроводов, печей, для фильтрации жидких или газообразных агрессивных сред, а также для защиты от капель и
брызг расплавленных металлов;

• стеклянные ткани получают из алюмоборосиликатного
стекла; предназначены для теплоизоляции различных трубопроводов и также применяются в производстве стеклопластиковых конструкций;

• полиэфирные ткани применяют как основу для изготовления тентовых материалов [3].
Одна из самых прочных тканей технического назначения считается бельтинговая ткань, так как она имеет большую массу и плотность. Такую ткань применяют для изготовления приводных ремней 
и транспортных лент повышенной прочности. Прочность бельтинга 
повышается за счет хлопчатобумажной пряжи, которая в свою очередь обрабатывается специальными химическими волокнами. Так 
как такой вид ткани предназначен для суровых условий эксплуатации, поэтому долговечность его достаточно большая [4].
Технические ткани изготавливают из различного вида сырья. 
Наиболее широко применяются полиамидные волокна и нити в смеси с другими волокнами и нитями. Полиамидные нити имеют значительно невысокую температуру стеклования, 45–50 °С, поэтому они 
обладают заметной ползучестью. В результате этого изделия, изготовленные с применением полиамидного корда, при эксплуатации 
разнашиваются (увеличиваются в размерах), что значительно снижает сроки их службы. 

Технические ткани также изготавливают из льняной и очесочной пряжи сухого и мокрого прядения линейной плотности 
18–166 текс и ее сочетания с хлопчатобумажной основой, а также 
из льнополиэфирной пряжи с содержанием полиэфирного волокна 
25–67 % и ее сочетания с хлопчатобумажной основой. Применяется 
также льновискозная, льносиблоновая и вискознольно-полиэфирная 
пряжа. В последнее время стали вырабатываться ткани, содержащие 
в своем составе льняные, шерстяные и синтетические волокна, чаще 
всего полиэфирные [5].
Существует более 40 видов технических тканей: 
• фильтровальные;
• абразивные материалы;
• резинотехнические изделия;
• нетканые материалы (полотно холстопрошивное, ватин) и т. д.
Технические ткани применяются для изготовления деталей
машин, установок, сооружений и различных технических изделий. 
К техническим тканям предъявляются более повышенные требования по сравнению с бытовыми. Наибольшее распространение получили фильтровальные ткани, ткани для резинотехнических изделий 
и абразивных материалов. 
Ткани для резинотехнических изделий используются в произ
водстве конвейерных лент, приводных ремней, покрышек шин. В связи с разнообразием конструктивных и эксплуатационных особенностей различных резинотехнических изделий (РТИ) ассортимент 
тканей, применяемых в производстве этой продукции, обширен и 
специфичен. Свойства технических тканей определяются ГОСТами 
или техническими характеристиками ткани [6].
В состав тканей технического назначения входят фильтровальные ткани. Они обеспечивают фильтрацию газов и жидкостей, также 
способны удерживать ультратонкие волокна. Это позволяет устанавливать огромные фильтровальные установки на больших производствах, офисных помещениях и т. д. Ткани изготовляют в основном из хлопка, шерсти, льна, асбеста, синтетических волокон и т. д. 
Большое распространение получили фильтровальные ткани из синтетических волокон, которые обладают исключительной стойкостью 

к химическим реагентам (щелочам, кислотам, солям) и имеют большую разрывную нагрузку по сравнению с натуральными волокнами. 
Благодаря новым разработкам получилось создать фильтровальную 
ткань, которая способна задерживать мелкие частицы размером до 
1 мкм. Помимо этого, фильтровальные ткани можно стирать и использовать несколько раз, что существенно позволяет сократить 
затраты на дорогие фильтры систем кондиционирования и очистки 
помещения. Этот вид тканей широко используется для изготовления 
респираторов и систем коллективной очистки воздуха, что помогает 
защитить органы дыхания [7].
Для улучшения свойств технических тканей их подвергают 
различным обработкам. Виды обработок перечислены ниже. 

1. Водонепроницаемая отделка. Данная обработка применяется для тканей технического назначения (палаточных, брезентовых, 
парусиновых) и достигается путем покрытия поверхности ткани 
сплошной водонепроницаемой пленкой.

2. Водоотталкивающая отделка. Ее применяют для одежных,

плащевых, спортивных и других тканей бытового назначения, в которых требуется сохранение открытой пористости и воздухопроницаемости ткани. Ткани с такой отделкой пропускают водяные пары 
и воздух, но их поверхность не смачивается водой. Это достигается 
путем нанесения гидрофобизирующего препарата на поверхность 
отдельных волокон и нитей с сохранением структуры ткани.

3. Огнезащитная отделка. Она подразделяется на обработки,

придающие невоспламеняемость, и обработки, придающие огнестойкость. Невоспламеняемость придают декоративным обивочным интерьерным тканям, которые используются для изготовления 
гардин, штор и др. Эти ткани не воспламеняются, но при контакте 
с открытым пламенем разрушаются. К огнезащитным материалам 
относятся материалы, устойчивые к действию высоких температур. 
Они обеспечивают полную защиту от огня. Это ткани для спецодежды и противопожарных одеял. Процесс придания огнестойкости текстильным материалам заключается в пропитке водными растворами 
огнезащитных солей (антипиренов).