Спросить
Войти
НАНОТЕХНОЛОГИИ В ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Тохтамуродова Х.М.
Тохтамуродова Хилола Машрабжон кизи - студент, кафедра химической технологии, Ташкентский институт текстильной и лёгкой промышленности, г. Ташкент, Республика Узбекистан
Аннотация: нанотехнологии занимают ведущее место в современной науке, как одно из приоритетных направлений. Активное развитие в данной области способствует разработке новых научно-методических принципов и подходов, лежащих в основе создания новейших волокнистых материалов с измененной химической структурой.
В последние годы производители текстильной продукции очень плодотворно сотрудничают с научными сотрудниками в области нанотехнологий. Основным продуктом, над которым ведется совместная работа, уже продолжительно долгое время, стала так называемая «умная ткань». Разработчики нашли способ внедрить в состав ткани те самые наночастицы, для того, чтобы усилить определённые свойства ткани.
Развитые страны, передав традиционные текстильные технологии в развивающиеся страны, намного преуспевая и опережая всех в этой сфере, очень активно и эффективно начали внедрять самые передовые технологии: нано-, био-, лазерные, радиационные и информационные.
На сегодняшний день швейно-трикотажная и текстильная промышленность Узбекистана одна из ведущих и динамично развивающих отраслей. По данным Госкомстата, в 2017 году в общем промышленном объеме страны отрасль занимала 17%, ее доля в ВВП составила 4%, а в объеме производства непродовольственных потребительских товаров — свыше 44%. Ежегодный рост объемов промышленного производства отрасли за минувшие годы составил примерно 18%, а экспорта — 10%. Но, хоть и есть очевидный прогресс в развитии текстильной отрасли, ее вклад в экономический рост страны пока еще значительно ниже имеющегося потенциала. В текстильной отрасли все еще имеются ряд системных проблем, которые препятствуют динамичному развитию текстильной и швейно-трикотажной промышленности. Одним из важнейших стратегических направлений для Узбекистана является развитие потенциала текстильной промышленности. Страна имеет все возможности для рентабельной обработки и производства конечных видов продукции с более высокой добавленной стоимостью из уже имеющегося текстильного сырья, но в то же время отрасль, по сравнению с другими развивающими текстильными странами, всё еще остается менее технической развитой и этим мало привлекательной для иностранных капиталовложений.
Одной из самых интересных областей использования нанотехнологий является производство текстильных волокнистых материалов, например: ткань, нитки, пряжа, выпускаемые на основе хлопка, льна, шелка, шерсти, вискозы и других гидрофильных материалов, которые содержат в себе антибактериальные (бактерицидные) вещества, используемые в качестве химических средств предупреждения, уничтожения или сдерживания роста бактерий и других микроорганизмов.
На стадии сертификации и запуска серийного производства находится выпуск бактерицидного текстиля для повседневного пользования, которые обработаны серебром. Технология данного производства была разработана в Институте химии и физики полимеров Академии наук Узбекистана.
Серебро является самым мощным для организма человека натуральным антисептиком, который подавляет более 700 видов болезнетворных микроорганизмов, грибков, бактерий, вирусов.
Клинические испытания, которые проводили в 2014 году в Республиканском специализированном научно-практическом медицинском центре дерматологии и венерологии, доказали, что выпускаемые растворы наночастиц серебра помогают при воспалительных кожных заболеваниях, а в частности, контактном дерматите, микозе, экземе и других.
Развитие работ в области «умных волокон» двигается в двух направлениях: интеллектуальном и колористическом. Колористическое направление связано с разработкой принципиально новых видов армейского камуфляжа и развитием моды, которая предлагает одежду с необычными цветовыми эффектами. А суть их состоит в использовании фото-, термо- и гидро- хромных красителей. Таким образом, окрашенные ими ткани могут легко изменять цвет под действием воды, тепла и света подобно хамелеонам. Изменения могут иметь локальный характер неопределенной формы и четко выраженный рисунок на участках одежды.
Одна из важных областей использования нанотехнологий в текстильной промышленности - это колорирование, то есть это покраска и печатание. Цветной рисунок текстильных материалов ни что иное и есть нанотехнология. Так как краситель механически или за счёт диффузионно-сорбционных процессов переносится на внешнюю поверхность волокна, в связи с чем осуществляется его диффузия в элементарные волокна.
Крашение текстильных материалов производится на разных этапах технологических переходах текстильного производства, а вот печатание осуществляется только непосредственно перед заключительной отделкой. Из чего получается, что крашению подвергают текстильные материалы в виде волокна, пряжи, ленты, ткани и трикотажных изделий, а печатанию подвергают ткани, трикотаж и нетканые материалы.
В некоторых случаях, окрашенное вещество вступает в химическую реакцию с функциональными группами волокон, отчего образует прочную связь с полимером волокна. В результате формируются единые окрашенные макромолекулы волокна. От этого окраска становится супер устойчивой к многократным стиркам материала.
В данный период нашего времени нанотехнологи подбираются к формированию более устойчивых окрасок, чтобы не было никаких красителей и пигментов. Это структурная окраска, за счёт чего возникает тот или иной цвет, которая состоит из отверстий определенного размера и геометрии, образующих «нанокружева» определенного орнамента.
Как мы знаем, живая природа давно уже освоила этот процесс. Например, глубокий черный и ярко-голубой цвета крыльев бабочки Papilio Ulysses обязаны именно такой структурной окраске. Такая окраска возникает при взаимодействии света и кружевной структуры крыльев бабочки.
Кружевными наноструктурами можно не только получить цветной эффект, но и добиться эффекта «невидимки». Этот принцип используется и благополучно применяется в знаменитых самолетах невидимках «Стеллс». Получены положительные результаты на опытных образцах и для производства одежды-невидимки. Такая одежда становится невидимой, например, для приборов ночного видения.
Интеллектуальное направление для развития так называемого умного текстиля - это создание и промышленное освоение технологий, которые в свою очередь обеспечивают получение текстильных материалов с широким набором новых интересных различных свойств, расширяющих области их применения. В первую очередь работы в этом направлении были связаны с армейскими заказами и предназначены для солдат армейской службы. «Умные ткани» должны уметь следить за сердечным ритмом солдата, вводить, если необходимо, соответствующие лекарства или купировать раны, подавать сигнал о самочувствии больного. Одежда из «умных» тканей должна сама себя очищать, поддерживать требуемую температуру в теле, нейтрализовать химические отравляющие вещества и обладать свойствами бронежилета.
Очень ценные и в то же время полезные свойства химические волокна начинают приобретать при наполнении их наночастицами глинозема. Наночастицы глинозема в виде мельчайших хлопьев обеспечивают высокую электро- и теплопроводность, защиту от УФ-излучения, огнезащиту, химическую активность и высокую механическую прочность. У полиамидных волокон, содержащих 5% наночастиц глинозема, на 40% повышается разрывная нагрузка и на 60% - прочность на изгиб. Такие волокна успешно используют в производстве средств защиты от различных ударов, например защитных касок.
Интенсивно стремительным темпом идёт развитие исследования и производство синтетических волокон, которые наполнены наночастицами оксидов металлов: TiO2, A12O3, ZnO, MgO. Таким образом, волокна приобретают следующие свойства:
- фотокаталитическую активность;
- УФ-защиту;
- антимикробные свойства;
- электропроводность;
- грязеотталкивающие свойства;
- фотоокислительную способность в различных химических и биологических условиях.
Химические волокна производятся также методом электро-прядения, это способ получения волокон из полимерных жидкостей под действием электрического поля.
В структуру любого химического волокна, когда идёт приготовление раствора или расплава волокнообразующего полимера можно вносить частицы наполнителя наноразмеров. В зависимости от химической природы наночастиц наполнителя мы получаем волокна с разными свойствами (высокая механическая прочность, электропроводность, антимикробные, сенсорные свойства, чувствительность к изменению температуры и т.д.). Отсюда и идут потенциальные области применения: силовые структуры, спорт, медицина, домашний текстиль, одежда.
Особое направление в нанотекстиле занимает производство сенсорных волокон, тканей и трикотажа. Такой текстиль также можно назвать электронным. Такой сенсорный текстиль позволяет постоянно в непрерывном режиме отслеживать основные параметры организма человека (давление, пульс и температура). А также из такого текстиля изготавливают гибкие экраны для дисплеев и другие электронные устройства.
Таким образом, нанотехнология в текстильной промышленности заняла определенное место, где стремительно развиваются и углубляются в эту сферу в целях совершенствования технологии и улучшения качества продукции на высшем уровне.
Список литературы
