Реєстраційний номер
0826U003280, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
11-08-2026
Статус
Захищена
Назва роботи
Розробка композиційного багатофункціонального складу для надання текстильним матеріалам спеціальних властивостей
Здобувач
Горохов Ігор Володимирович,
Керівник Сарібєкова Юлія Георгіївна
Опонент Рябчиков Микола Львович
Опонент Гараніна Ольга Олександрівна
Опонент Параска Ольга Анатоліївна
Рецензент Расторгуєва Марія Йосипівна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Херсонський національний технічний університет
Опис
Дисертаційна робота присвячена розробленню композиційного багатофункціонального складу для надання текстильним матеріалам одночасних вогнезахисних та антимікробних властивостей. Актуальність теми зумовлена необхідністю створення багатофункціональних текстильних матеріалів спеціального, захисного, військового, побутового призначення, які в процесі експлуатації можуть піддаватися дії відкритого полум’я, вологи, органічних забруднень і мікробіологічного навантаження. Особливу увагу приділено целюлозним текстильним матеріалам, які широко використовуються завдяки комфортності, гігроскопічності, повітропроникності та доступності, однак характеризуються високою горючістю та здатністю до накопичення мікроорганізмів на поверхні волокон.
Мета роботи полягає у розробці композиційного багатофункціонального складу для надання текстильним матеріалам спеціальних властивостей. Для досягнення поставленої мети було обґрунтовано вибір функціональних компонентів композиції, досліджено їх поведінку у процесі термічного розкладу целюлози, карбонізації, антимікробної дії та фіксації активних речовин на волокні. Як основний фосфоровмісний компонент використовували фітинову кислоту, яка є біоорієнтованою сполукою з високим вмістом фосфатних груп. Її молекула містить шість фосфатних фрагментів, здатних до утворення водневих, іонних та асоціативних взаємодій із гідроксильними групами целюлози, катіонними полімерними компонентами. У процесі дослідження встановлено, що фітинова кислота забезпечує кислотно-каталізовану дегідратацію целюлози та зміщує термічний розклад в напрямі утворення карбонізованого залишку, що є одним із ключових механізмів вогнезахисної дії целюлозних матеріалів.
Обґрунтовано вибір полігексаметиленгуанідину, як компонента складу, здатного виконувати одночасно дві функції: наявність у структурі молекули катіонних гуанідинових груп забезпечує утворення поліелектролітного комплексу та надає текстильним матеріалам антимікробний ефект завдяки взаємодії катіонних гуанідинових центрів із негативно зарядженими компонентами клітинних оболонок мікроорганізмів. Така взаємодія сприяє формуванню фосфорно-азотного синергізму, що стабілізує покриття та підсилює вогнезахисний ефект.
Для підвищення стійкості функціонального покриття до прання до складу композиції введено акриловий полімер, який в результаті формування тонкої полімерної плівки на поверхні волокна додатково утримує активні компоненти складу.
У роботі обґрунтовано принцип часткової зарядової взаємодії між фітиновою кислотою та полігексаметиленгуанідином. Показано, що для текстильного матеріалу недоцільно прагнути до повної зарядової компенсації всіх фосфатних груп фітинової кислоти катіонними гуанідиновими центрами, оскільки фітинова кислота у складі покриття взаємодіє з гідроксильними групами целюлози та акриловою полімерною матрицею. Це обґрунтовано тим, що частина фосфатних груп має залишатися доступною для взаємодії з целюлозним волокном для реалізації вогнезахисного механізму дегідратації та карбонізації.
Досліджено термічну поведінку необроблених і модифікованих целюлозних тканин методом термогравіметричного аналізу, диференціальної термогравіметрії та диференціального термічного аналізу. Встановили, що для необробленої бавовняної тканини температура максимуму швидкості втрати маси становила близько 348,5 °C, а вихід карбонізованого залишку при 700 °C 14,92%. Після обробки фітиновою кислотою температура максимуму DTG зміщувалася до 202,9 °C, що свідчить про ранній запуск кислотно-каталізованої дегідратації целюлози, а вихід карбонізованого залишку зростав до 31,54%, тобто більш ніж у 2 рази порівняно з необробленим зразком. Це підтверджує ефективність фітинової кислоти як фосфоровмісного антипірена, здатного спрямовувати термічний розклад целюлози в напряму карбонізації.
Встановлено, що введення нітрогеновмісних компонентів разом із фітиновою кислотою стабілізує термічний розклад, порівняно з обробкою лише фітиновою кислотою, що відповідає підвищенню температури максимуму термічної деструкції приблизно на 98-102 °C. Максимальна швидкість втрати маси за наявності полігексаметиленгуанідину склала близько 0,1475 %/с, що нижче, ніж для необробленої тканини 0,1920 %/с. Вихід карбонізованого залишку у 1,57 рази вище, ніж для необробленої тканини. Здійснено вибір нітрогеновмісних компонентів у результаті проведених досліджень, які показали, що 5-аміноурацил забезпечує найнижчу максимальну швидкість втрати маси, близько 0,1437%/с, але найвищий серед досліджених N-компонентів карбонізований залишок 24,89%. Водночас у мікробіологічних випробуваннях полігексаметиленгуанідин найкраще поєднав термостабілізувальну та антимікробну дію, так як проявив активність щодо всіх досліджених тест-культур: зона затримки росту становила близько 11,7 мм для Pseudomonas aeruginosa, 10,3 мм для Staphylococcus aureus і 15,0 мм для Candida albicans.
Дата реєстрації
2026-07-09
Додано/оновлено в НРАТ
2026-07-09 / 2026-08-12
