Микрокапсулированные отделочные средства для умного текстиля представила профессор СПбГУПТД на конференции Technotextil

В Крокус Экспо в Москве продолжается Международная конференция технического текстиля, нетканых материалов и оборудования Technotextil 2024, одним из научных партнеров деловой программы которой выступает Университет промышленных технологий и дизайна. В деловую программу вошли специализированные конференции, семинары и лекции от приглашенных спикеров, в том числе ученых СПбГУПТД, которые представили свои инновационные решения научному и бизнес сообществу России, Индии, Китая, Узбекистана, Турции и Туниса в области инженерного и технического текстиля.

Заведующая кафедрой химических технологий им. проф. А. А. Хархарова СПбГУПТД, доктор химических наук, профессор Елена Сашина представила на конференции доклад о микрокапсулированных отделочных средствах для умного текстиля, разработанных научной группой кафедры. Публикуем основные тезисы ее выступления на конференции Technotextil 2024.

Умный текстиль.

Мы называем умным текстиль, способный реагировать на условия окружающей среды, например, менять свой цвет или температуру поверхности. Сегодня многие потребители технического, бытового, специального текстиля хотели бы иметь материалы с термохромными свойствами, функцией самоохлаждения и терморегулирования, способные высвобождать ароматические, лечебные и косметические вещества. Такие свойства текстильным материалам придает отделка микрокапсулированными препаратами.

Как создаются микрокапсулированные отделочные средства?

В оболочку из полимера заключается вещество или композиция, обладающая необходимыми свойствами. При химических методах капсулирования малорастворимых активных компонентов в водной или органической среде вокруг ядра капсулированного вещества образуется защитное покрытие в процессе реакции. Микрокапсулы являются эффективными инструментами для разработки современных текстильных материалов, а также для интенсификации технологических процессов отделки тканей.

Так, полимерная оболочка может быть непроницаемой, защищая содержимое ядра от внешнего воздействия, или проницаемой для постепенного высвобождения вещества — ароматизатора, репеллента, лекарственного или косметического средства. Проницаемостью такой оболочки и, соответственно, скоростью высвобождения низкомолекулярного вещества ядра управляют с помощью изменения толщины оболочки и внешних параметров.

Микрокапсулы, с помощью которых создается термохромный текстиль.

В наших исследованиях поставлена задача поиска более эффективных и менее токсичных проявителей для известных термохромных веществ. Реализуются два направления: применение протонных проявителей из класса нетоксичных проявителей, меняющих сам механизм изменения цвета,, что позволяет, в том числе, расширить палитру окраски термохромной композиции и ее интенсивности.

Запатентованные решения по составу новых малотоксичных термохромных композиций использованы в разработке технологии создания капсулированных средств для отделки волокнистых материалов. Существенным препятствием процесса капсулирования является попадание кислоты, необходимой для отверждения оболочки при поликонденсации, в ядро образующейся микрокапсулы. Эту проблему удается решить использованием смолообразующих поверхностно-активных веществ при эмульгировании содержимого ядра.

Микрокапсулы, с помощью которых создается самоохлаждающиеся ткани.

Разработана и отечественная технология получения микрокапсулированных веществ с фазовым переходом, необходимых для отделки самоохлаждающихся материалов. При этом в ядро микрокапсулы включается активное вещество, способное к изменению фазового состояния в зависимости от температуры окружающей среды. При повышенной температуре такое вещество переходит в жидкую фазу и способствует охлаждению организма посредством аккумулирования тепла в процессе плавления, а при понижении температуры переходит в твердое агрегатное состояние и выполняет функцию защиты от холода.

Используя капсулированные в формальдегидные оболочки парафиновые и непарафиновые вещества с высокой теплотой плавления, удалось достичь высоких терморегулирующих свойств полученных отделочных средств. Будучи нанесены на текстильный материал, они способствуют снижению температуры поверхности материала при нагреве до 30 оС и выше, в зависимости от природы материала, плотности нанесения и параметров капсул.

Заключение.

— В заключение хочется выразить уверенность, что разработанные отечественные технологии получения микрокапсулированных отделочных средств будут в ближайшем времени внедрены на предприятиях химической отрасли и термохромные пигменты или капсулированные материалы с фазовым переходом будут использованы, в том числе, в текстильном секторе.

профессор СПбГУПТД Елена Сашина.