Самозатухающие волокна и текстильные материалы
на основе целлюлозы и хитозана

Д.Д. Гриншпан¹, Н.Г. Цыганкова¹, С. Е. Макаревич¹,

Т.А. Савицкая¹, Т.Н. Кудрявцева², А.П. Белоглазов³

¹НИИ физико-химических проблем Белорусского государственного университета (г. Минск), ²АО ЦНИИЛКА, ³ООО «Ниагара» (г. Москва)

Целлюлозные материалы, неподвержденные химической или физической обработке, легко воспламеняются и интенсивно горят даже после удаления открытого источника пламени. Для их горения необходимо малое количество кислорода, и поэтому они имеют низкий кислородный индекс 15–18 %. Отличительная особенность разработанной технологии получения самозатухающих волокон и нитей на основе целлюлозы состоит в том, что это свойство появляется у гидратцеллюлозных волокон не в результате их поверхностной обработки галогенсодержащими антипиренами, а в результате совмещения на надмолекулярном уровне целлюлозы и хитозана в их общем растворителе – ортофосфорной кислоте при получении совместных прядильных растворов, что обеспечивает высокую однородность и стабильность свойств сформованных целлюлозно-хитозановых волокон и нитей.

Получаемые по новой бессероуглеродной технологии целлюлозно-хитозановые нити гигроскопичны, не растворимы в воде, устойчивы к действию разбавленных растворов щелочей, а также к большинству органических растворителей. По физико-механическим свойствам самозатухающее целлюлозно-хитозановое волокно сравнимо со свойствами вискозных гидратцеллюлозных волокон.

Контрольные испытания горючести самозатухающего целлюлозно-хитозанового волокна и импортных образцов-аналогов химических волокон пониженной горючести в ГОУВПО «Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина» показали (таблица 1), что варьирование содержания хитозана в композиционном волокне позволяет получать материалы различного назначения: от горючих трудновоспламеняемых материалов до негорючих материалов специального назначения, которые сохраняют высокие огнезащитные свойства (кислородный индекс 29 %) после 5 стирок. Целлюлозно-хитозановое волокно подавляет размножение и жизнедеятельность грибков, замедляет и блокирует рост бактерий.

Таблица 1

Кислородный индекс образцов целлюлозно-хитозановых волокон и их классификация по группам огнезащитной эффективности

Целлюлозно-хитозановые волокна – это принципиально новый ассортимет волокон и нитей со специальными свойствами, отсутствующий сегодня на мировом рынке. Опытное производство самозатухающего целлюлозно-хитозанового волокна по разработанной бессероуглеродной технологии с использованием ортофосфорной кислоты в качестве растворителя целлюлозы и хитозана организовано на участке химико-прядильного цеха ОАО «Светлогорск Химволокно», мощность опытно-промышленной установки 3000 кг волокна в год.

ООО «Ниагара» (г. Москва) проведена текстильная переработка изготовленных ОАО «Светлогорск Химволокно» опытных партий самозатухающих волокон различного состава в нетканые полотна с вложением целлюлозно-хитозанового волокна 80 % и получены экспериментальные образцы нетканых полотен для специальной защитной одежды от повышенных тепловых воздействий (интенсивного теплового излучения, высоких температур).

Самозатухающие целлюлозно-хитозановые волокна, по заключению  ООО «Ниагара», могут быть использованы в производстве специального текстиля: одежды для работы в экстремальных условиях для военнослужащих, арктического спецназа, войск в пустыне, подводников, шахтеров, подразделений пожарной охраны и поисково-спасательных отрядов МЧС, специальной одежды для металлургов, нефтехимической газовой, электротехнической промышленности, строительства, силовых структур, одежды для длительных сроков ношения без стирки и др. Трикотаж из целлюлозно-хитозанового волокна в отличие от существующих огнезащитных синтетических тканей будет регулировать баланс температуры и влажности между телом и одеждой, что даст возможность использовать его для пошива огнезащитного белья. При этом его себестоимость за счет преимуществ новой бессероуглеродной технологии по сравнению со стоимостью хитозановых волокон, получаемых из растворов в разбавленных кислотах, будет примерно в 20 раз меньше и составит ориентировочно 5 $ за 1 кг.

Применение текстильных материалов с использованием самозатухающих целлюлозно-хитозановых волокон позволит снизить вероятность их воспламенения и предотвратить возникновение опасных для жизни ситуаций, увеличить время для эвакуации из мест возгорания. Расходы на меры по огнезащите за счет использования текстильных материалов с использованием самозатухающих целлюлозно-хитозановых волокон относительно невысоки. Однако их значимость с точки зрения защиты жизни и имущества несоизмеримо выше и далеко выходит за рамки их коммерческой стоимости.

СМОТРЕТЬ СОДЕРЖАНИЕ СБОРНИКА