Химия и химические технологии/1.Пластмассы, полимерные и синтетические

материалы, каучуки, резино-технические изделия, шины и их производство

Таженова Р.А., Медеубаева Б.З.

Восточно-Казахстанский государственный университет им.С.Аманжолова, Казахстан

Выделение вредных веществ синтетическими тканями в процессе эксплуатации

Наш век часто называют веком синтетической химии. За последние 100 лет население Земли удвоилось. Но еще больше возросли потребности людей. Химики во многих странах непрерывно трудятся над созданием новых волокон и улучшением качества уже известных. В настоящее время наибольшее значение имеют четыре типа волокон: поливинилхлоридные, полиамидные, полиакрилонитрильные и полиэфирные.

Изделия из синтетических волокон удовлетворяют таким требованиям как прочность, долговечность, а некоторые (лавсан) не уступают по теплозащитным свойствам шерсти. Для гигиенической оценки большое значение имеет химическая стабильность. Некоторые химические синтетические волокна при деструкции могут выделять в воздух исходные мономеры (вещества, которые применялись для их синтеза). Эти соединения могут иметь кожно-раздражающее, сенсибилизирующее, аллергическое, общее резорбтивное, токсическое действие. Поэтому изучение данного вопроса остается актуальным на сегодняшний день. Практическая значимость заключается в том, что химические волокна в обеспечении хозяйственной деятельности человека постоянно растет. Они являются самостоятельным продуктом, широко применяющимся не только в производстве традиционных текстильных материалов, но и в технике, жилищном и дорожном строительстве, в обеспечении систем связи, медицине и многих других областях производства и потребления. Значительное количество текстильных и других изделий, в особенности технического назначения, может быть изготовлено только из химических волокон. Каждый день мы используем одежду, не задумываясь о том, что свойства одежды определяются свойствами ткани, а свойства ткани - свойствами волокон. То есть гигиеническое свойство одежды зависит от физических свойств волокон ткани.

В зависимости от вида исходного сырья химические волокна подразделяются на искусственные и синтетические (рисунок 1). Нами были рассмотрены некоторые волокна: арнель (ацетатный шелк), капрон, найлон и лавсан. Выбор обусловлен тем, что они входят в группу самых распростра-ненных материалов

Рисунок 1 Классификация химических волокон в зависимости от исходного сырья

В реальных условиях эксплуатации одежда подвергается длительному и повторяющемуся воздействию различных факторов внешней среды: колебаниям относительной влажности воздуха, осадкам, солнечной радиации, повторным стиркам и т.д. При этом факторы могут воздействовать на ткань как изолированно, так и комплексно в различных сочетаниях.

Деструкция полимера может протекать при воздействии света, атмосферных осадков и кислорода воздуха, химических реагентов, озона, кислот и щелочей. Из за этого свойства большинства волокон и нитей ухудшаются. Их атмосферостойкость может быть повышена введением в полимер стабилизаторов, замедляющих фотоокислительную деструкцию. Красители, применяемые для поверхностного крашения и в массе, при формовании волокон могут быть или стабилизаторами, или сенсибилизаторами, т. е. ускорителями деструкции. Термическая деструкция полимеров может протекать как по цепному, так и по случайному механизму. По цепному механизму образуется чистый мономер, по случайному — разнообразные продукты в зависимости от структуры полимера. Включение ароматических групп в основную цепь полимера увеличивает его термостабильность. Изделия из волокна лавсан рекомендуется гладить при температуре не выше 130-160°С.

Были определены летучие компоненты в тканях по гравиметрическому методу, результат которого показал, что происходит выделение летучих компонентов в количествах, не превышающих ПДК для лавсана до 5% (в интервале рабочих температур 25-45⁰С), и превышающих это значение для полиамидных волокон и ацетатного шелка (арнель) при температуре свыше 40⁰С (таблица 1).

Таблица 1 Выход летучих компонентов тканей при температурах эксплуатации

Изменение температура	Время пребывания при температуре 2 часа					Время пребывания при температуре 20 минут
	25^0С	30^0С	35^0С	40^0С	45^0С	60^0С	100^0С	140^0С	180^0С
Название ткани
Капрон	1,18	1,47	1,58	1,77	2,7	1,49	9,103	10,12	10,45
Найлон	2,01	3,58	4,78	5,68	6,68	4,97	8,06	10,12	10,45
Лавсан	1,1	2,3	3,8	5,3	6,77	5,16	10,49	13,06	15,63
Ацетатный шелк	0,29	0,33	2,0	2,56	4,57	1,49	9,103	10,12	10,45

При повышении температур от 60 до 180⁰С количество выделяемых летучих компонентов повышается до 15,63% у лавсана, что превышает стандартное равное 10%, для остальных видов тканей наблюдается незначительно превышение в 1-2%, т.е. летучих веществ (аммиака, углекислого газа, формальдегида и т.д.).

В экспериментах, проводимых на животных, ученые установили, что ПАВ существенно изменяют интенсивность окислительно-восстановительных реакций, влияют на активность ряда важнейших ферментов, нарушают белковый, углеводный и жировой обмен. Особенно агрессивны в своих действиях анионные ПАВ (а-ПАВ). Они способны вызвать грубые нарушения иммунитета, развитие аллергии, поражение мозга, печени, почек, легких. Это одна из причин, по которым в странах Западной Европы введены ограничения на использование анионоактивные - ПАВ в составах стиральных порошков. Полимеры, содержащие амидные, сложноэфирные и ацетильные группы могут быть легко гидролизованы в присутствии кислот и щелочей. Если эти группы входят в основную цепь, то в результате гидролиза происходят разрыв цели, и деструкция. Лавсан при запаривании в течение 30—60 минут при температуре 135°С волокно теряет до 10% прочности.

По данным об изменении содержания карбоксильных групп видно, что при многократном и продолжительном по времени пребывании в растворе СМС происходит частичный гидролиз тканей, а точнее омыление эфирных групп, в результате чего происходит изменение рН тканей в кислую среду (таблица 2).

Таблица 2 Изменение значений рН ткани при эксплуатации

Изменение температуры	25^0С	30^0С	35^0С	40^0С
Капрон	7,0	6,2	6,2	6,2
Найлон	6,4	6,2	6,1	6,1
Лавсан	7,2	7,1	6,8	6,7
Ацетатный шелк	6,9	6,7	6,6	6,6

Таким образом, повседневная одежда должна отвечать таким гигиеническим требованиям:

1) Обеспечивать оптимальный микроклимат и способствовать тепловому комфорту человека;

2) Не затруднять дыхание, кровообращение и движения человека, не сдавливать и не смещать внутренние органы;

3) Быть достаточно прочной, легко очищаться от внешних и внутренних загрязнений;

4) Не обладать физическими и химическими свойствами, неблагоприятно влияющими на кожу и организм в целом,

5) Не содержать токсических химических соединений, выделяющихся во внешнюю среду;

6) Иметь сравнительно небольшой вес.

Кроме того, в настоящее время потребитель все больше внимания уделяет экологическим параметрам одежды, в частности, прогнозированию своего самочувствия в приобретаемой одежде.

Литература:

1. Роговин З. А. Характеристика химических волокон. – М.: Химия, 1966.

2. Сурнина Н.Ф. Переработка химических волокон и нитей. - М.: Легпромбытиздат, 1989.

3. Айзенштейн Э. М. Технология производства химических волокон. - М.: Академия, 1980.

4. Черных Л. А Химические волокна. - М.: Мир, 1979.

5. Текстильная химия / С.Ю.Вавилова, Н.П.Пророкова, Ю.А.Калинников, В.Н.Пророков. - г.Иваново, 2000.