RU2680078C2 - Способ нанесения наночастиц серебра на текстильные материалы - Google Patents
Способ нанесения наночастиц серебра на текстильные материалы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680078C2 RU2680078C2 RU2016126217A RU2016126217A RU2680078C2 RU 2680078 C2 RU2680078 C2 RU 2680078C2 RU 2016126217 A RU2016126217 A RU 2016126217A RU 2016126217 A RU2016126217 A RU 2016126217A RU 2680078 C2 RU2680078 C2 RU 2680078C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silver
- cocoalkyl
- type
- nps
- acid
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 20
- 239000004753 textile Substances 0.000 title abstract description 7
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 5
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 abstract description 21
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 11
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 abstract description 11
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 abstract 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 29
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 28
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 28
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 19
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 8
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 8
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 8
- -1 silver ions Chemical class 0.000 description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 7
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 5
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M D-gluconate Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M 0.000 description 5
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 5
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 5
- 229940050410 gluconate Drugs 0.000 description 5
- 229920001281 polyalkylene Polymers 0.000 description 5
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 5
- 125000000954 2-hydroxyethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])O[H] 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 3
- 150000003378 silver Chemical class 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- OAHNQUKKWVAYGR-UHFFFAOYSA-N 3-[2-carboxyethyl(2-ethylhexyl)amino]propanoic acid Chemical compound CCCCC(CC)CN(CCC(O)=O)CCC(O)=O OAHNQUKKWVAYGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YZMCEFRJPWTZMX-UHFFFAOYSA-N 3-[2-carboxyethyl(octyl)amino]propanoic acid Chemical compound CCCCCCCCN(CCC(O)=O)CCC(O)=O YZMCEFRJPWTZMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 108010022355 Fibroins Proteins 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 2
- UCMIRNVEIXFBKS-UHFFFAOYSA-N beta-alanine Chemical class NCCC(O)=O UCMIRNVEIXFBKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 2
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 2
- LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N glyoxal Chemical compound O=CC=O LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 2
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- VAZJLPXFVQHDFB-UHFFFAOYSA-N 1-(diaminomethylidene)-2-hexylguanidine Polymers CCCCCCN=C(N)N=C(N)N VAZJLPXFVQHDFB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AQFLVLHRZFLDDV-UHFFFAOYSA-N 1-phenylpropan-1-amine Chemical compound CCC(N)C1=CC=CC=C1 AQFLVLHRZFLDDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DYNFCHNNOHNJFG-UHFFFAOYSA-M 2-formylbenzoate Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C=O DYNFCHNNOHNJFG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- TXPKUUXHNFRBPS-UHFFFAOYSA-N 3-(2-carboxyethylamino)propanoic acid Chemical class OC(=O)CCNCCC(O)=O TXPKUUXHNFRBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical class NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O N,N,N-trimethylglycinium Chemical compound C[N+](C)(C)CC(O)=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229920002413 Polyhexanide Polymers 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 159000000021 acetate salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 125000005211 alkyl trimethyl ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- 238000001636 atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 239000003240 coconut oil Substances 0.000 description 1
- 235000019864 coconut oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000010415 colloidal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 1
- XXBDWLFCJWSEKW-UHFFFAOYSA-N dimethylbenzylamine Chemical compound CN(C)CC1=CC=CC=C1 XXBDWLFCJWSEKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 229960000587 glutaral Drugs 0.000 description 1
- 229940015043 glyoxal Drugs 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N iminodiacetic acid Chemical class OC(=O)CNCC(O)=O NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 125000003010 ionic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 229940127554 medical product Drugs 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 150000004682 monohydrates Chemical class 0.000 description 1
- NYNKJVPRTLBJNQ-UHFFFAOYSA-N n'-(3-aminopropyl)-n'-dodecylpropane-1,3-diamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN(CCCN)CCCN NYNKJVPRTLBJNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- SMGTYJPMKXNQFY-UHFFFAOYSA-N octenidine dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.C1=CC(=NCCCCCCCC)C=CN1CCCCCCCCCCN1C=CC(=NCCCCCCCC)C=C1 SMGTYJPMKXNQFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229940100890 silver compound Drugs 0.000 description 1
- 150000003379 silver compounds Chemical class 0.000 description 1
- YPNVIBVEFVRZPJ-UHFFFAOYSA-L silver sulfate Chemical compound [Ag+].[Ag+].[O-]S([O-])(=O)=O YPNVIBVEFVRZPJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000367 silver sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 1
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
- D06B1/00—Applying liquids, gases or vapours onto textile materials to effect treatment, e.g. washing, dyeing, bleaching, sizing or impregnating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
- D06M13/184—Carboxylic acids; Anhydrides, halides or salts thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химии полимеров и касается способа нанесения наночастиц серебра на текстильные материалы для получения изделий с биоцидными свойствами, которые могут найти применение в текстильной промышленности, медицине и ветеринарии. Способ модификации текстильных материалов наночастицами серебра включает обработку материала водным коллоидным раствором, включающим наночастицы серебра и по крайней мере одно амфотерное поверхностно-активное вещество, а также включает отжим и сушку. Изобретение позволяет получить материалы с прочным закреплением биоцидной добавки нннна полимерной основе. 2 з.п. ф-лы., 1 табл., 34 пр.
Description
Область техники
Изобретение относится к химии полимеров и касается способа нанесения наночастиц (НЧ) серебра на текстильные материалы (ТМ) для получения изделий с биоцидными свойствами, которые могут найти применение в текстильной промышленности, медицине и ветеринарии.
Уровень техники
Из уровня техники хорошо известно, что многие соединения серебра и наносеребро обладают выраженным бактерицидным действием, в связи с этим они могут быть использованы для придания различным ТМ антибактериальной активности. Такие материалы могут быть использованы для изготовления одежды, постельного белья, медицинского текстиля и изделий медицинского назначения, в частности повязок, бинтов, салфеток.
Из патента RU 2402655 известен способ получения бактерицидных серебросодержащих материалов на основе природных полимеров, а именно фиброина натурального шелка, этот материал может быть использован для производства бактерицидных перевязочных средств, медицинской одежды, нижнего и постельного белья, фильтров для обеззараживания воды. Способ включает пропитку природного полимера водным раствором нитрата серебра. В качестве природного полимера используют фиброин натурального шелка, который обрабатывают в течение 20-60 мин водным раствором нитрата серебра с концентрацией 0,025-1,0 мас.% при комнатной температуре. В раствор дополнительно вводят боргидрид натрия при соотношении AgNO3:NaBH4 1:1-1:10.
Из европейского патента ЕР 2274470 известен способ изготовления натуральных и синтетических ТМ, содержащих серебряные НЧ. Способ включает проведение реакции между ионами серебра и восстановителями в водном или водно-спиртовом растворе. ТМ могут погружаться в раствор в виде свободных волокон, нитей, пряжи, в виде тканей или нетканых материалов.
Общим недостатком этих изобретений является необходимость проведения синтеза металлического серебра непосредственно в присутствии обрабатываемого волокна, что, в свою очередь, затрудняет контроль процесса восстановления, размера нанесенных частиц серебра, а также может приводить к загрязнению волокна побочными продуктами и непрореагировавшими реагентами, что, в свою очередь, может затруднить дальнейшую обработку волокна и производство готовых изделий.
Из патента RU 2401349 известен способ антимикробной отделки целлюлозосодержащего ТМ, заключающемся в предварительном приготовлении модифицирующего водного раствора соли ацетата, или лактата, или пропионата, или сульфата серебра с концентрацией от 0,1 до 10 г/л, погружении в него ТМ и выдерживании в течение от 0,5 до 2 мин при комнатной температуре, с последующим отжимом до остаточной влажности от 100 до 150% и сушкой при температуре от 20 до 180°С. Модифицирующий водный раствор включает поверхностно-активное вещество с концентрацией от 0,1 до 2,0 г/л. В качестве поверхностно-активного вещества может быть использован смачиватель, например синтанол или сульфосид. В процессе мокрой отделки ТМ образуются НЧ соединений серебра, которые осаждаются на поверхности ТМ, обеспечивая его антимикробную активность.
Одним из недостатков этого способа является необходимость формирования НЧ солей серебра непосредственно в процессе модифицирования, что, в свою очередь, затрудняет поддержание оптимальных условий формирования НЧ и их размера. Кроме того, предлагаемые в качестве модификаторов соли серебра достаточно хорошо растворимы в воде, как следствие, они будут достаточно легко смываться при эксплуатации и стирке полученных материалов.
Из патента RU 2418016 известен способ получения трудногорючих полимерных изделий на основе полиэтилентерефталата с биоцидными свойствами, который включает вытяжку полимерного изделия на основе полиэтилентерефталата в адсорбционно-активной жидкой среде, содержащей модифицирующие добавки, и сушку изделия, при этом по крайней мере одна модифицирующая добавка является биоцидным препаратом и по крайней мере одна модифицирующая добавка является антипиреном. В RU 2418016 приведен перечень биоцидных препаратов и антипиренов, совместимых при совместном использовании при вытяжке полиэтилентерефталатных изделий. В качестве биоцидного препарата могут быть использованы: хлорид бензилдиметил[3-(миристоиламино)пропил]аммония, соли алкилдиметилбензил-аммония, диоктилдиметиламмония, дидецилдиметиламмония, октилдецилдиметил-аммония, N,N-дидецил-N-метилполи(оксиэтил)аммония, алкилдиметилэтиламмония, алкилдиметил(этилбензил)аммония, диметилбензиламмония, алкилтриметиламмония, октенидиндигидрохлорид, N,N-бис-(3-аминопропил)додециламин, хлорид, фосфат, глюконат, моногидрат поли(гексаметиленгуанидиния), полиалкиленгуанидины, фосфат поли(4,9-диоксадодекан-1,12-гуанидиния), гидрохлорид, глюконат и другие соли полигексаметиленбигуанида, глиоксаль, глутаровый альдегид, о-фталевый альдегид, нитрат, ацетат, хлорид и другие соли серебра, металлическое серебро в виде микро- и НЧ. Концентрация биоцидного препарата в жидкой среде может составлять от 0,05 до 37 мас.%.
При эксплуатации изделий из модифицированного волокна, изготовленных в соответствии со способом, раскрытым в RU 2418016, с использованием низкомолекулярных биоцидных добавок возможно постепенное вымывание антибактериального препарата из полимерной матрицы и, как следствие, уменьшение биоцидного действия волокна с течением времени. Скорость вымывания биоцидной модифицирующей добавки может быть уменьшена за счет использования высокомолекулярных веществ, более эффективно удерживающихся матрицей.
Из патента RU 2552467 известен способ модификации ТМ НЧ металлов, в котором ТМ подвергают обработке путем его погружения в водный раствор при температуре 20±5°С, нагреваемый до температуры 40°С, содержащий коллоидные наночастицы с концентрацией 10-100% от веса материала, с последующим нагреванием раствора до температуры 80°С и выдерживанием в нем текстиля в течение 30 минут, после чего осуществляют извлечение материала, отжим его до остаточной влажности 150-200% и финишную сушку при температуре от 80 до 150°С в течение 1-1,5 мин. В состав водного раствора могут входить коллоидные НЧ серебра, золота, никеля, платины. ТМ может быть из волокон хлопка, или вискозы, или полиэстера, или полиакрилонитрила, или полиамида, или шелка, или шерсти или смесовым материалом. Сначала готовят модифицирующий раствор путем перемешивания готового концентрированного раствора металлических НЧ с дистиллированной водой в концентрациях от 10 до 100% от веса материала и нагревают его до 40°С. Далее текстиль пропитывают приготовленным раствором на типовом оборудовании для отделки ТМ путем погружения в ванну с приготовленным раствором, нагревания раствора до 80°С с выдерживанием в нем в течение 30 мин в условиях активной гидродинамики. Далее ТМ отжимают до необходимой остаточной влажности и сушат при температуре от 80 до 150°С, в течение 1-1,5 мин. Управляющим переходом металлических НЧ из раствора на волокно является изменение температуры. Гидрофобные синтетические, термопластичные волокна при превышении соответствующей температуры стеклования переходят в высокоэластичное состояние, которое характеризуется свободным объемом, соизмеримым с пористостью гидрофильных волокон. В результате отделки ТМ при повышенных температурах НЧ металлов путем диффузии проникают в структуру ТМ на макро- и микроуровне, усиливается адгезия НЧ к поверхности волокон. Активная гидродинамика интенсифицирует конвективную диффузию процесса, обеспечивает равномерное распределение НЧ в структуре ТМ. По совокупности существенных признаков изобретение, раскрытое в RU 2552467, является наиболее близким аналогом заявляемого изобретения.
Основным недостатком этого способа является то, что материалы, полученные при нанесении НЧ без использования добавок, обеспечивающих адгезию металла к основе, могут быть недостаточно устойчивы при стирке и эксплуатации в контакте с водой и водными растворами.
В связи с этим возникает задача подбора малотоксичной добавки, обеспечивающей прочное закрепление НЧ на поверхности ТМ в процессе пропитки.
Достаточно прочное закрепление биоцидной добавки на полимерной основе может быть достигнуто при использовании способа нанесения НЧ серебра на ТМ, более подробно описанного далее.
Описание изобретения
При проведении комплексных экспериментальных исследований было показано, что при обработке ТМ на основе хлопка, вискозы и полиэтилентерефталата (ПЭТФ) коллоидными растворами НЧ серебра введение в раствор амфотерных поверхностно-активных веществ (ПАВ) позволяет увеличить прочность закрепления НЧ серебра на поверхности полимерной основы. Полученные таким образом ТМ, модифицированные НЧ серебра, более устойчивы к стирке, чем материалы, полученные без добавления амфотерных ПАВ в коллоидный раствор НЧ серебра.
В качестве амфотерных ПАВ могут быть, например, использованы производные карбоновых кислот, в частности, N-алкилзамещенные производные аминоуксусной кислоты, 3-аминопропионовой кислоты, иминодиуксусной кислоты и иминодипропионовой кислоты, а также N-алкилбетаины. Заявленный технический результат, заключающийся в увеличении устойчивости материалов, модифицированных НЧ серебра, к стирке, достигается при использовании для модифицирования различных НЧ серебра, как положительно, так и отрицательно заряженных, и при использовании в качестве добавки амфотерных ПАВ, относящихся к различным классам химических соединений.
Известно, что НЧ серебра в коллоидных растворах не являются электростатически нейтральными, они заряжены либо положительно, либо отрицательно. Отталкивание между одноименно заряженными частицами препятствует их агрегации с последующей коагуляцией и вносит существенный, а зачастую и определяющий вклад в агрегативную устойчивость коллоидного раствора. По-видимому, амфотерные ПАВ, содержащие разноименно заряженные ионогенные группы способны, с одной стороны, образовывать ионные ассоциаты и с положительно заряженными НЧ, и с отрицательно заряженными. С другой стороны, наличие гидрофобных участков в молекулах амфотерных ПАВ позволяет ассоциатам молекул ПАВ и НЧ прочно удерживаться на поверхности слабо заряженных полимеров, например, хлопка, вискозы и ПЭТФ.
Это позволяет обобщить результаты экспериментальных исследований и сделать заключение о возможности достижения заявленного технического результата при использовании в качестве добавки различных ПАВ, относящихся к классу амфотерных.
Заявляемое изобретение относится к способу модификации ТМ НЧ серебра, включающему обработку материала водным раствором, включающим НЧ серебра и по крайней мере одно амфотерное поверхностно-активное вещество, а также включающему отжим и сушку.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения концентрация амфотерного поверхностно-активного вещества составляет от 0,01 до 1 мас.%.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения концентрация НЧ серебра составляет от 0,01 до 0,5 мас.%.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения по крайней мере одно амфотерное поверхностно-активное вещество выбрано из группы, включающей карбоновые кислоты и их производные с общей формулой
а также карбоновые кислоты и их производные с общей формулой
при этом заместители М1 и М2 выбраны из группы, включающей Н, Na, K, NH4, при этом число а равно 1 или 2, число b равно 2 или 3, число с равно 1 или 2, число m равно 1 или 2, число n равно 0 или больше 0, число р равно 0 или больше 0, число q больше 0, при этом заместитель R1 выбран из группы, включающей разветвленные и неразветвленные насыщенные и ненасыщенные линейные и циклические углеводородные радикалы.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения по крайней мере одно амфотерное поверхностно-активное вещество выбрано из группы, включающей N-(2-этилгексил)-иминодипропионовую кислоту и ее соли, N-октилимино-дипропионовую кислоту и ее соли, N-таллоалкилиминодипропионовую кислоту и ее соли, N-кокоалкилиминодипропионовую кислоту и ее соли, N-кокоалкил-аминопропионовую кислоту и ее соли, соединение типа I, в котором R1 представляет собой кокоалкил, M1 и М2 - Na, а=2, b=3, с=2, m=2, n=1, р=0, соединение типа I, в котором R1 представляет собой кокоалкил, M1 и М2 - Na, а=2, b=2, с=2, m=2, n=1, р=0, смесь соединений типа I, в которых R1 представляет собой кокоалкил, M1 и М2 - Na, а=1, b=3, с=1, m=2, n находится в пределах от 5 до 10, р=0, смесь соединений типа I, в которых R1 представляет собой таллоалкил, M1 и М2 - Na, а=1, b=3, с=1, m=2, n находится в пределах от 1 до 5, р=0, смесь соединений типа I, в которых R1 представляет собой кокоалкил, M1 и М2 - Na, а=1, b=3, с=1, m=2, n находится в пределах от 1 до 5, р находится в пределах от 7 до 10, соединение типа II, в котором R1 представляет собой кокоалкил, M1 и М2 - Na, а=2, b=3, с=2, m=2, q=1, р=0, соединение типа II, в котором R1 представляет собой кокоалкил, M1 и М2 - Na, а=1, b=2, с=1, m=1, q=1, р=0, смесь соединений типа II, в которых R1 представляет собой кокоалкил, M1 и М2 - Na, а=1, b=3, с=1, m=2, q находится в пределах от 5 до 10, р находится в пределах от 7 до 10.
Под термином «кокоалкил» подразумевается смесь насыщенных и ненасыщенных углеводородных радикалов, в основном C8-C22, входящая в состав продуктов, получаемых при химической переработке кокосового масла.
Под термином «таллоалкил» подразумевается смесь насыщенных и ненасыщенных углеводородных радикалов, в основном С8-С24, входящая в состав продуктов, получаемых при химической переработке таллового масла.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения по крайней мере одно амфотерное поверхностно-активное вещество выбрано из группы, включающей бетаины с общей формулой
и бетаины с общей формулой
при этом число а равно 2 или 3, число m равно 0 или больше 0, число n равно 0 или больше 0, число р равно 0 или больше 0, при этом заместители R1, R2 и R3 выбраны из группы, включающей Н, разветвленные и неразветвленные насыщенные и ненасыщенные линейные и циклические углеводородные радикалы, за исключением соединений, в которых n равно 0 и R2 представляет собой Н, за исключением соединений, в которых m равно 0 и R1 представляет собой Н, и за исключением соединений, в которых р равно 0 и R3 представляет собой Н.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения по крайней мере одно амфотерное поверхностно-активное вещество выбрано из группы, включающей кокоалкилдиметилбетаин, таллоалкилдиметилбетаин, таллоалкил-бис-(2-гидрокси-этил)-бетаин, соединение типа III, в котором R1 представляет собой кокоалкил, R2 и R3 - Н, m=0, n=1, р=1 (кокоалкил-бис-(2-гидроксиэтил)-бетаин), соединение типа III, в котором R1, R2 и R3 представляют собой Н, m=1, n=1, р=1, смесь соединений типа III, в которых R1 представляет собой таллоалкил, R2 и R3 - Н, m=0, n находится в пределах от 7 до 10, р находится в пределах от 7 до 10, соединение типа IV, в котором R1 представляет собой кокоалкил, R2 и R3 - Н, а=3, m=0, n=1, р=1, смесь соединений типа IV, в которых R1 представляет собой таллоалкил, R2 и R3 - Н, а=2, m находится в пределах от 7 до 10, и находится в пределах от 7 до 10, р находится в пределах от 7 до 10.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения ТМ выбран из группы, включающей хлопок, вискозу и ПЭТФ.
Примеры выполнения изобретения
Обработку ТМ, в частности хлопка, вискозы и ПЭТФ, осуществляли путем выдерживания материала в водном коллоидном растворе НЧ серебра, дополнительно содержащем амфотерное ПАВ, при температуре от 15 до 85°С в течение от 1 до 30 мин при перемешивании раствора, затем материал извлекали, промывали водой течение примерно 10 секунд, отжимали до остаточной влажности от 150 до 200% и высушивали при температуре от 80 до 150°С в течение не менее 1 мин.
При обработке ТМ использовали положительно заряженные НЧ серебра, стабилизированные бромидом цетилтриметиламмония (ЦТМАБ), со средним размером 15 нм и отрицательно заряженные НЧ серебра, стабилизированные цитратом натрия (ЦН), со средним размером 10 нм.
Концентрацию НЧ серебра варьировали от 0,01 до 0,5 мас.%.
При обработке ТМ в качестве амфотерных ПАВ использовали N-(2-этилгексил)-иминодипропионовую кислоту и ее натриевую соль, N-октилиминодипропионовую кислоту и ее натриевую соль, N-таллоалкилиминодипропионовую кислоту и ее натриевую соль, N-кокоалкилиминодипропионовую кислоту и ее натриевую соль, N-кокоалкил-аминопропионовую кислоту и ее натриевую соль, соединение типа I, в котором R1 представляет собой кокоалкил, M1 и М2 - Na, а=2, b=3, с=2, m=2, n=1, р=0, соединение типа I, в котором R1 представляет собой кокоалкил, M1 и М2 - Na, а=2, b=2, с=2, m=2, n=1, р=0, смесь соединений типа I, в которых R1 представляет собой кокоалкил, М1 и М2 - Na, а=1, b=3, с=1, m=2, n находится в пределах от 5 до 10, р=0, смесь соединений типа I, в которых R1 представляет собой таллоалкил, M1 и М2 - Na, а=1, b=3, с=1, m=2, n находится в пределах от 1 до 5, р=0, смесь соединений типа I, в которых R1 представляет собой кокоалкил, M1 и М2 - Na, а=1, b=3, с=1, m=2, n находится в пределах от 1 до 5, р находится в пределах от 7 до 10, соединение типа II, в котором R1 представляет собой кокоалкил, M1 и М2 - Na, а=2, b=3, с=2, m=2, q=1, р=0, соединение типа II, в котором R1 представляет собой кокоалкил, М1 и М2 - Na, а=1, b=2, с=1, m=1, q=1, р=0, смесь соединений типа II, в которых R1 представляет собой кокоалкил, M1 и М2 - Na, а=1, b=3, с=1, m=2, q находится в пределах от 5 до 10, р находится в пределах от 7 до 10, кокоалкилдиметилбетаин, таллоалкилдиметилбетаин, таллоалкил-бис-(2-гидрокси-этил)-бетаин, соединение типа III, в котором R1 представляет собой кокоалкил, R2 и R3 - Н, m=0, n=1, р=1 (кокоалкил-бис-(2-гидроксиэтил)-бетаин), соединение типа III, в котором R1, R2 и R3 представляют собой Н, m=1, n=1, р=1, смесь соединений типа III, в которых R1 представляет собой таллоалкил, R2 и R3 - Н, m=0, n находится в пределах от 7 до 10, р находится в пределах от 7 до 10, соединение типа IV, в котором R1 представляет собой кокоалкил, R2 и R3 - Н, а=3, m=0, n=1, р=1, смесь соединений типа IV, в которых R1 представляет собой таллоалкил, R2 и R3 - Н, а=2, m находится в пределах от 7 до 10, n находится в пределах от 7 до 10, p находится в пределах от 7 до 10.
Концентрацию амфотерного поверхностно-активного вещества варьировали от 0,01 до 1 мас.%.
Для сравнения обработку ТМ проводили также без добавления амфотерного ПАВ и с добавлением ПАВ, не относящихся к амфотерным, в частности катионного ПАВ ЦТМАБ и анионного ПАВ додецилсульфата натрия (ДДСН).
Устойчивость модифицированного материала к стирке определяли, измеряя исходное содержание серебра в полученном ТМ и содержание серебра в ТМ, обработанном с помощью устройства, имитирующего стирку в машинах активаторного типа, в течение 10 мин и последующей промывки образцов в струе холодной воды в течение 1 мин. Цикл, имитирующий стирку, повторяли несколько раз, затем снова измеряя содержание серебра.
Содержание серебра определяли с помощью метода атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой с использованием прибора Agilent ICP-AES 720-ES в соответствии с инструкцией к прибору после предварительного озоления ТМ и растворения остатка в смеси концентрированной соляной кислоты и концентрированной азотной кислоты.
Результаты определения устойчивости ТМ к стирке приведены в таблице 1. Из таблицы 1 видно, что использование при обработке ТМ коллоидного раствора НЧ серебра, дополнительно содержащего амфотерный ПАВ, во всех случаях приводит к увеличению устойчивости модифицированного материала (wAg при n=10 и n=20) к стирке. Таким образом, при обработке ТМ НЧ серебра в присутствии амфотерного ПАВ был достигнут заявленный технический результат. Использование анионного и катионного ПАВ вместо амфотерного не позволило достичь заявленного технического результата, таким образом, введение в коллоидный раствор НЧ серебра амфотерного ПАВ является существенным признаком, влияющим на достижение заявленного технического результата.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016126217A RU2680078C2 (ru) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | Способ нанесения наночастиц серебра на текстильные материалы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016126217A RU2680078C2 (ru) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | Способ нанесения наночастиц серебра на текстильные материалы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2680078C2 true RU2680078C2 (ru) | 2019-02-14 |
Family
ID=65442728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016126217A RU2680078C2 (ru) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | Способ нанесения наночастиц серебра на текстильные материалы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2680078C2 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070003603A1 (en) * | 2004-07-30 | 2007-01-04 | Karandikar Bhalchandra M | Antimicrobial silver compositions |
| RU2402655C2 (ru) * | 2009-01-26 | 2010-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" | Способ получения антимикробного серебросодержащего волокна на основе природного полимера |
| EP2274470A1 (en) * | 2008-04-30 | 2011-01-19 | Politecnico di Milano | Method of manufacturing natural or synthetic fibres containing silver nano-particles |
| US8361553B2 (en) * | 2004-07-30 | 2013-01-29 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Methods and compositions for metal nanoparticle treated surfaces |
| RU2552467C1 (ru) * | 2013-11-15 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет(ФГБОУВПО "ЮЗГУ") | Способ модификации текстильных материалов наночастицами металлов |
-
2016
- 2016-06-30 RU RU2016126217A patent/RU2680078C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070003603A1 (en) * | 2004-07-30 | 2007-01-04 | Karandikar Bhalchandra M | Antimicrobial silver compositions |
| US8361553B2 (en) * | 2004-07-30 | 2013-01-29 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Methods and compositions for metal nanoparticle treated surfaces |
| EP2274470A1 (en) * | 2008-04-30 | 2011-01-19 | Politecnico di Milano | Method of manufacturing natural or synthetic fibres containing silver nano-particles |
| RU2402655C2 (ru) * | 2009-01-26 | 2010-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" | Способ получения антимикробного серебросодержащего волокна на основе природного полимера |
| RU2552467C1 (ru) * | 2013-11-15 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет(ФГБОУВПО "ЮЗГУ") | Способ модификации текстильных материалов наночастицами металлов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107208317B (zh) | 功能性硫化铜组合物及由其制备的功能性纤维 | |
| Perera et al. | Morphological, antimicrobial, durability, and physical properties of untreated and treated textiles using silver-nanoparticles | |
| EA012635B1 (ru) | Способ изготовления слоя нановолокон | |
| RU2552467C1 (ru) | Способ модификации текстильных материалов наночастицами металлов | |
| CN106758204A (zh) | 一种帽子针织面料的整理抗菌工艺 | |
| CN105862417A (zh) | 一种新型抗菌棉织物及其制备方法 | |
| CN1054413C (zh) | 纺织材料和纺织制品的抗菌防臭加工方法及其制品 | |
| CN107142726A (zh) | 一种针织面料的整理工艺 | |
| US20140272152A1 (en) | Agent for imparting anti-bacterial/anti-fungal properties, fiber processing agent, and production method for anti-bacterial/anti-fungal fiber | |
| EP2756846A1 (en) | Antimicrobial cellulose material and process of its production | |
| RU2402655C2 (ru) | Способ получения антимикробного серебросодержащего волокна на основе природного полимера | |
| RU2680078C2 (ru) | Способ нанесения наночастиц серебра на текстильные материалы | |
| JP2013185292A (ja) | 繊維用抗菌加工薬剤とその製造方法及び抗菌性繊維の製造方法 | |
| JP6092510B2 (ja) | 抗菌性繊維構造物 | |
| JP2013204206A (ja) | 多機能性再生セルロース繊維、それを含む繊維構造物及びそれらの製造方法 | |
| RU2640277C2 (ru) | Способ получения антимикробного серебросодержащего целлюлозного материала | |
| JP2013204207A (ja) | 消臭性再生セルロース繊維、それを用いた繊維構造物及びそれらの製造方法 | |
| JP2842564B2 (ja) | 抗菌性ビスコースレーヨン及びその製造方法 | |
| DE69623045T2 (de) | Desodorierende faser, herstellung derselben und desodorisierendes faserprodukt | |
| JP2013204205A (ja) | 消臭性再生セルロース繊維、その製造方法及び繊維構造物 | |
| JP2535060B2 (ja) | 消臭性繊維 | |
| JP2000073280A (ja) | 抗菌性アクリル繊維及びその製造方法 | |
| RU2486301C2 (ru) | Способ обработки волокнистых материалов для придания антимикробных и фунгицидных свойств | |
| JP5691043B2 (ja) | 繊維構造物、抗菌性紡績糸及び抗菌性獣毛布帛 | |
| JP2752154B2 (ja) | 消臭性アクリル系合成繊維及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200701 |