Спосіб отримання текстильних матеріалів з антимікробними властивостями

Реферат: Спосіб отримання текстильних матеріалів з антимікробними властивостями включає обробку матеріалу стабілізованим розчином срібла, причому обробку матеріалу протягом 10-30 хвилин при температурі 20 °C±2° здійснюють стабілізованим колоїдним розчином наночасток срібла, одержаним під дією контактної нерівноважної низькотемпературної плазми. UA 117185 U (12) UA 117185 U UA 117185 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі нанотехнології, зокрема до способів використання гідрозолей/колоїдних розчинів срібла для отримання текстильних або целюлозних матеріалів з антимікробними властивостями. Відомий спосіб отримання антибактеріального текстильного волокнистого матеріалу, що включає відновлення срібла з водного розчину нітрату срібла відновлювальними агентами, закріпленими на волокнистому матеріалі відновленого срібла на волокнистий матеріал шляхом просочення в водному розчині антимонілтартрату калію з концентрацією 0,5-1,5 мас. %, відділення водної фази, промивання матеріалу водою, розміщення в нагрітий до 50-100 °C водного розчину нітрату срібла з концентрацією 0,1-3,0 мас. %, відокремлення водної фази і сушки отриманого волокнистого матеріалу з нанесеним на нього сріблом [Пат. № 2337716 RU, МПК (2006.01) А61L 15/81. Способ получения антибактериального текстильного волокнистого материала / Вишняков А.В., Манаева Т.В., Чащин В.А., Хотимский Д.В. (Россия); заявитель и патентообладатель Вишняков А.В., Манаева Т.В., Чащин В.А., Хотимский Д.В. - № 2007124817/15; заявл. 03.07.07; опубл. 10.11.08, Бюл. № 31. - 7 с.]. Недоліком способу є тривалість технологічного процесу, неможливість отримання тривалого антимікробного ефекту. Відомий спосіб отримання антибактеріального волокнистого матеріалу, що включає відновлення срібла з водного розчину нітрату срібла відновними агентами (глюкозою, аскорбіновою кислотою (вітаміном С), гідразином або гідразин-гідратом) і нанесення відновленого срібла на волокнистий матеріал шляхом осадження з наступною дегідратацією і висушування при 120-160 °C протягом однієї години [Pat. № 6979491 USA Antimicrobial yarn having nanosilver particles and methods for manufacturing the same / Jixiong Yan, Jiachong Cheng (USA); заявитель и патентообладатель Сс Technology Investment Co., Ltd. - № 10/106033; заявл. 27.03.02; опубл. 27.12.05]. Недоліком способу є недостатня міцність зв'язування нанорозмірних частинок металевого срібла з тканинним носієм, що не дозволяє багаторазово використовувати текстильний волокнистий матеріал; необхідність підтримки температурного режиму, що є причиною можливої деструкції матеріалу. Відомий спосіб отримання срібловмісних целюлозних матеріалів, що полягає у просоченні тканини при кімнатній температурі водним розчином, що містить AgNO3 і гліцерин з наступним нагріванням до потемніння та сушкою. [Пат. № 2256675 RU, МПК C08L 1/02, С08К 3/28, С08В 1/00. Способ получения серебросодержащих целлюлозных материалов / Котельникова Н.Е., Лашкевич О.В., Панарин Е.Ф. (ЯУ); заявитель и патентообладатель Институт высокомолекулярных соединений РАН (ИВС РАН) (ЯУ). - № 2001120798/04; заявл. 10.06.03; опубл. 20.07.05, Бюл. № 20]. Недоліком способу є значне ослаблення бактерицидної активності після волого-теплової обробки, необхідність підтримки теплового режиму тривалий проміжок часу, що здорожує собівартість отриманого продукту. Найбільш близьким за технічною суттю та результатом, що досягається, до корисної моделі, що заявляється, є спосіб отримання гідрофільних текстильних матеріалів з антимікробними властивостями, що включає обробку матеріалу стабілізованим розчином (гідрозолем) срібла з наступною обробкою цільовим розчином [Пат. № 2456995 RU, МПК А61К 33/38, A61L 15/46, А01N 59/00, В82В 3/00. Способ получения гидрофильных текстильных материалов с антимикробными свойствами / Золина Л.И., Баранова О.Н., Мишаков В.Ю., Баранов В.Д. (Россия); заявитель и патентообладатель Закрытое акционерное общество "Центр новых технологий и бизнеса". - № 2011116905/15; заявл. 28.04.11; опубл. 27.07.12, Бюл. № 21] (прототип). Недоліками прототипу є необхідність застосування цільового розчину, що представляє собою розчин танідів та звужує коло послідуючого застосування матеріалу; необхідність підтримки температурного режиму, що в свою чергу підвищує витрати та собівартість отриманої продукції. В основу корисної моделі поставлена задача - розробити новий спосіб отримання текстильного матеріалу з антимікробними властивостями, використання якого дозволило скоротити тривалість та кількість технологічних операцій модифікування текстильних матеріалів з одночасним підвищенням стійкості антимікробного ефекту при тривалому застосуванні. Поставлена задача вирішується тим, що в відомому способі отримання текстильних матеріалів з антимікробними властивостями, що включає обробку матеріалу стабілізованим розчином срібла, відповідно до корисної моделі, обробку матеріалу протягом 10-30 хвилин при температурі 20 °C ± 2° здійснюють стабілізованим колоїдним розчином наночасток срібла, одержаним під дією контактної нерівноважної низькотемпературної плазми. 1 UA 117185 U 5 Стабілізований колоїдний розчин наночасток срібла отримають із застосуванням контактної нерівноважної плазми (КНП) [Пат. 95003 Україна, МПК (2014.01) B01G 13/00. Спосіб отримання колоїдного розчину наночасток срібла / Півоваров О.А., Воробйова М.І. (Україна); заявник та патентовласник ДВНЗ "Укр. держ. хім. - техн. ун-т." - № u201406343; заявл. 10.06.14; опубл. 10.12.14, Бюл. № 23]. На сьогодні авторами достовірно встановлено, що КНП є ефективним інструментом синтезу золів срібла, завдяки взаємодії у водному розчині електронів, у  a сольватованому стані e ( q ), що формуються при впливі КНП, з іонами срібла, відповідно до реакцій: 10 15 20 25 30 35 40 45 50 h 2 H 2O  4e  aq   4 H   O2 (1) h Ag   e  aq   Ag 0 .(2) Колоїдний розчин срібла характеризується присутністю часток переважно сферичної форми з нанорозмірними параметрами в 7 до 70 нм [Воробйова, М.І. Формування колоїдних наночасток срібла з водних розчинів AgNO3 під дією контактної нерівноважної плазми / М.І. Воробйова, О.А. Півоваров // Вісник ЧДТУ. - 2014. - № 4. - С. 39-44] Таким чином, завдяки розмірним та морфологічним характеристикам плазмохімічно одержаний колоїдний розчин срібла характеризується високою адсорбційною здатністю до поверхні текстильних матеріалів. Авторами досліджено та встановлено антагоністичну дію плазмохімічно отриманих колоїдних розчинів срібла на ряд мікроорганізмів (Staphylococcus aureus, Staphylococcus saprophibicus, Staphylococcus epidermidis, E.coli, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans та ін.). Відтак, антимікробні речовини дифундують в товщу зразка, запобігають або затримують ріст штаму мікроорганізму з формуванням зон пригнічення росту (зона інгібування). При контакті культури зі зразком текстильного волокнистого матеріалу, що не містить срібла, зона пригнічення була відсутня. Наводимо приклади пропонованої корисної моделі. Приклад 1. Зразок текстильного матеріалу 5 г розміщують в 250 мл стабілізованого колоїдного розчину наночасток срібла, одержаного плазмохімічним способом, при температурі 20 °C±2° протягом 10 хв. Стабілізований колоїдний розчин наночасток срібла одержують під дією контактної нерівноважної низькотемпературної плазми під тиском 0,7-0,8 кПа на поверхні рідкої реакційної маси, при силі струму розряду 70-150 мА, напругою 450-1000 В, товщині шару розчину 10-50 мм, відстані від анода до поверхні оброблювального середовища 5-10 мм, температурі розчину нижче його температури кипіння. Застосовують 0,01 М водний розчин солі AgNO3, як стабілізуючий агент додають полімер-поліакриламід кількістю 5-10 %. Після обробки тканина набувала блідо-сірого кольору. Отримані зразки висушували за кімнатної температури до вологості 9-10 мас. %. Концентрація осадженого срібла в тканині склала 0,38-0,40 мас. %. Зона інгібування - 3,5-4,0 мм. Приклад 2. Обробку текстильного матеріалу здійснюють відповідно до прикладу 1 з тією відзнакою, що зразок матеріалу витримують в розчині протягом 15 хв. Концентрація осадженого срібла в тканині склала 0,5-0,55 мас. %. Зона інгібування - 2,8-3,2 мм. Приклад 3. Обробку текстильного матеріалу здійснюють відповідно до прикладу 1 з тією відзнакою, що зразок матеріалу витримують в розчині протягом 30 хв. Концентрація осадженого срібла в тканині склала 0,80-0,84 мас. %. Зона інгібування - 2,0-2,2 мм. Таким чином, використання розробленого способу забезпечує отримання текстильного матеріалу з підвищеними антимікробними властивостями з застосуванням мінімальної кількості технологічних операцій. В результаті здійснення способу отримання текстильних матеріалів по технології, яка пропонується, забезпечується високий антимікробний ефект. Корисна модель може бути використана для одержання фільтруючих матеріалів для очищення та доочищення питної води, виготовлення білизни, шкарпеток, устілок для взуття, рушників тощо. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 Спосіб отримання текстильних матеріалів з антимікробними властивостями, що включає обробку матеріалу стабілізованим розчином срібла, який відрізняється тим, що обробку матеріалу протягом 10-30 хвилин при температурі 20 °C±2° здійснюють стабілізованим 2 UA 117185 U колоїдним розчином наночасток срібла, одержаним під дією контактної нерівноважної низькотемпературної плазми. Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3