Способ получения антимикробного серебросодержащего материала Российский патент 2022 года по МПК D06M11/56 D06M11/65 B82B3/00 D06M101/02 D06M101/16 D06M23/14 D06B1/00 

Изобретение относится к текстильной промышленности и к нанотехнологиям и может быть использовано при получении материалов с антимикробными свойствами, а именно: хлопок, лен, пеньковое волокно, вискозное волокно, шелк, шерсть, полиамидное и ацетатное волокна, используемых, например, для изготовления одежды с длительным сроком эксплуатации.

В современном мире возросла потребность в производстве антимикробных текстильных материалов гигиенического, бытового и медицинского назначения с длительным сроком эксплуатации, материалов, способных защитить человека от угрозы заражения вирусами и бактериями. Как известно, серебро и медь - это металлы с антимикробными свойствами, обладающие бактерицидным действием.

Известен способ изготовления целлюлозных волокон, пропитанных металлическими наночастицами серебра. Способ включает набухание целлюлозных волокон в водном щелочном растворе. Затем набухшие волокна извлекают из раствора и смешивают с водным раствором соли серебра и раствором полимера таким образом, что волокна пропитываются металлическими наночастицами. Затем набухшие целлюлозные волокна извлекают из раствора [Патент РФ №2669626, D06M 11/83, 2018 г. Бюл. №29]. Основным недостатком способа является обязательная процедура пропитки волокон в щелочном растворе, что приводит к взаимодействию нитрата серебра с остаточным гидроксидом с образованием оксида серебра, который является менее желательным. Соответственно, происходит неполная конверсия ионов серебра в наноразмерную форму.

Известен способ получения текстильного материала с антибактериальными свойствами для спецодежды, включающий обработку низкотемпературной плазмой высокочастотного разряда пониженного давления в течение 120 с в среде плазмообразующего газа воздуха с расходом 0,04 г/с, при давлении в рабочей камере 26,6 Па и мощностью разряда 3,5-4,0 кВт, последующую пропитку коллоидным водным раствором наночастиц серебра с концентрацией 0,05-0,1 г/дм³ и сушку [Патент РФ №2619704, D06M 10/00, 2017 г. Бюл. №14]. Основным недостатком данного способа является применение сложного дорогостоящего оборудования и низкая технологичность процесса.

Известен способ получения гидрофильных текстильных материалов с антимикробными свойствами, включающий обработку материала гидрозолем серебра, стабилизированного высокомолекулярным полиамфолитом, с концентрацией в пересчете на атомарное серебро (Ag°) 0,0020-0,0035 мас. %, при температуре 20°С±2°С. Для закрепления наночастиц серебра в структуре ткани используют целевой раствор, представляющий собой раствор таннидов с концентрацией 0,05-0,15 мас. %. Обработку осуществляют в течение 40-60 минут при температуре 65-75°С [Патент РФ №2456995, А61К 33/38, 2012 г. Бюл. №21]. Основным недостатком данного способа является необходимость введения стабилизаторов и различных вспомогательных веществ.

Известен способ антимикробной отделки целлюлозосодержащего текстильного материала, заключающийся в предварительном приготовлении модифицирующего водного раствора соли ацетата, или лактата, или пропионата, или сульфата серебра с концентрацией от 0,1 до 10 г/л, погружении в него текстильного материала и выдерживании в течение от 0,5 до 2 мин при комнатной температуре с последующим отжимом до остаточной влажности от 100 до 150% и сушкой при температуре от 20 до 180°С. Модифицирующий водный раствор может дополнительно включать поверхностноактивное вещество с концентрацией от 0,1 до 2,0 г/л [Патент РФ №2401349, D06M 16/00, 2010 г. Бюл. №28]. Основным недостатком данного способа является использование концентрированных растворов солей серебра, что приводит к образованию большого количества агрегатов на поверхности текстильного материала, а также необходимость использования вспомогательных поверхностноактивных веществ для обеспечения равномерности нанесения наночастиц.

Известен способ получения натуральных или синтетических волокон, содержащих наночастицы серебра, заключающийся в обработке волокон предварительно приготовленной водной дисперсией, содержащей соль серебра, например, перхлорат AgClO₄ или нитрат AgNO₃, с концентрацией от 0,001 до 0,01 моль/дм³, а также восстановители, такие, как аскорбиновая кислота, или глюкоза, или фруктоза, или цитрат натрия, с концентрацией от 0,01 до 0,5 моль/дм³ [Патент WO №2009/132798, D06M 13/12, 2009 г.]. Недостатком является необходимость введения в раствор восстановителя, а также применение концентрированных растворов солей серебра, что приводит к образованию агрегатов на поверхности волокон.

Известен способ получения полимерных изделий с наночастицами серебра или меди, включающий в себя вытяжку полимерного изделия вытянутой формы в органическом растворителе, содержащем растворенную соль серебра или меди, по механизму крейзинга, или при пропитке открытопористой полимерной матрицы ФАЖС с растворенной солью серебра или меди. В качестве исходного полимера используют полукристаллические со степенью кристалличности от 20 до 80% или аморфные стеклообразные полимеры. Соль серебра или меди выбирают из бромида, хлорида или нитрата или их смеси. Далее проводят сушку вытянутого на 150 или 200% изделия и воздействие на него ионизирующим облучением в присутствии водно-спиртовой среды с содержанием спирта, обеспечивающим деактивацию образующихся ОН-радикалов. Облучение ведут с эффективной энергией квантов, обеспечивающей восстановление указанных ионов металлов и формирование наночастиц непосредственно в нанопористой структуре полимерной матрицы, например, при 16-25 кэВ [Патент РФ №2711429, C08J 5/18, 2020 г. Бюл. №2]. Недостатком является сложность технологии, а также необходимость применения органических растворителей, являющихся легколетучими токсичными веществами, на стадии вытяжки полимерных изделий.

Известен способ производства антимикробных медьсодержащих целлюлозных материалов, заключающийся в обработке целлюлозной матрицы водной дисперсией частиц меди при их концентрации 0,025-1,28 мас. %. Дисперсию получают смешением щелочного экстракта лубяных волокон (концентрации 10-80 мас. %) с раствором соли меди и с раствором восстановителя и выдерживанием этой смеси при температуре от комнатной до 95°С в течение 10-60 мин [Патент РФ №2523312, D01F 11/02, 2014 г. Бюл. №20]. В качестве восстановителя используют взятые по отдельности или в сочетании друг с другом соединения, выбранные из группы восстановителей, способных восстанавливать ионы меди: боргидрид натрия, ронгалит, тиосульфат натрия, сульфат гидразина. Недостатком данного способа является обязательное введение восстановителей, в том числе боргидрида натрия и сульфата гидразина, являющихся токсичными химическими веществами, а также необходимость использования большого количества вспомогательных веществ, что усложняет технологию и негативно отражается на эксплуатационных свойствах полученного материала.

Наиболее близким к заявленному способу является способ получения антимикробного серебросодержащего целлюлозного материала, заключающийся в обработке целлюлозосодержащего материала предварительно полученной водной дисперсией частиц серебра с последующими обезвоживанием и высушиванием [Патент РФ №2640277, D06B 1/00, 2017 г. Бюл. №28] (далее - прототип). При этом дисперсия наночастиц серебра с концентрацией по серебру от 0,006 мас. % до 0,06 мас. % (от 0,00055 моль/дм³ до 0,0055 моль/дм³) содержит препараты, не снижающие агрегативную устойчивость частиц серебра, а именно желатин, катионактивный полиэлектролит, например, хлоргексидин, мирамистин, препарат на основе полигексаметилгуанидина гидрохлорида или четвертичных аммониевых соединений, и восстановитель, например, тетрагидроборат натрия или щелочные растворы крахмала. Кроме того, водная дисперсия частиц серебра может содержать пленкообразующее соединение, например, ПВА, ПВС.

Основным недостатком данного способа является необходимость применения вспомогательных веществ: стабилизаторов, катионактивных полиэлектролитов, необходимых для увеличения субстантивности наночастиц серебра к целлюлозе, и восстановителей, что усложняет технологию производства, а полученные наночастицы не являются чистыми, а кроме серебра содержат дополнительные компоненты.

В прототипе предусмотрено предварительное приготовление водной дисперсии наночастиц серебра путем введения в раствор соли серебра восстановителей и вспомогательных веществ, которую затем используют для обработки целлюлозосодержащего материала. Образование наночастиц происходит с включением в стабилизирующую оболочку катионных полиэлектролитов, что обеспечивает повышение субстантивности наночастиц к целлюлозе и прочную фиксацию в свободном объеме пор материала, а также на его поверхности.

При использовании реагентов в концентрациях ниже указанных пределов (наночастиц серебра менее 0,006 мас. % (0,00055 моль/дм³), катионактивного полиэлектролита менее 1⋅10^-3 мас. %, ПВА или ПВС менее 0,2 мас. %) не достигается минимально необходимый уровень биологической активности антимикробного материала при влажностно-тепловых обработках, что указано в прототипе.

Техническим результатом является повышение технологичности процесса за счет исключения вспомогательных веществ на стадии подготовки обрабатывающих растворов при одновременном увеличении срока сохранения антимикробных свойств в процессе эксплуатации за счет более прочного закрепления чистометаллических наночастиц в пористой структуре и на поверхности материала.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения антимикробного серебросодержащего материала, включающем последовательную обработку материала предварительно полученным водным раствором нитрата серебра с образованием наночастиц на материале с последующим обезвоживанием и высушиванием, в качестве материала используют натуральные волокнистые материалы, а именно: хлопок, лен, пеньковое волокно, шерсть, шелк, искусственные волокнистые материалы, а именно: вискозный и ацетатный, синтетический волокнистый материал, а именно: полиамидный, содержащие функциональные группы -СООН, -ОН, -NH₂, -CO-NH-, обработку которых ведут сначала в водном растворе сульфата меди концентрации 0,00005-0,001 моль/дм³ в течение 10-20 мин при температуре 80-100°С, с получением распределенных в пористой структуре и на поверхности материала катионов меди, затем в водном растворе нитрата серебра концентрации 0,0001-0,0005 моль/дм³ в течение 15-60 мин при 80-100°С, с получением распределенных в пористой структуре и на поверхности материала биметаллических наночастиц медь-серебро, причем скорость перемешивания составляет от 50 до 200 об/мин, жидкостный модуль ванны от 50 до 70.

Согласно созданной технологии, существенным признаком которой является то, что в качестве материала используют волокнистые материалы, содержащие функциональные группы -СООН, -ОН, -NH₂, -CO-NH-, а образующиеся наночастицы являются чистометаллическими и состоят из меди (ядра) и серебра (оболочки), механизм получения биметаллических наночастиц медь-серебро на поверхности и по всему объему материала состоит в следующем: на стадии пропитки в водном растворе сульфата меди происходит диффузия и равномерное распределение ионов меди в пористой структуре материала, затем при погружении в раствор нитрата серебра происходит диффузия ионов серебра к ионам меди и восстановление ионов металлов до наноразмерных биметаллических частиц медь-серебро за счет разности окислительных потенциалов (Е₀) пар Ag⁺/Ag⁰ (+0,7994 В) и Cu²⁺/Cu⁰ (+0,3450 В), а также за счет взаимодействия с функциональными группами самого материала. Такой механизм закрепления наночастиц в структуре волокнистого материала позволяет сохранять антимиробный эффект в течение длительного срока эксплуатации текстильного изделия, благодаря устойчивости к процессам очистки от загрязнений.

Данным способом можно получать антимикробные ткани и изделия бельевого, чулочно-носочного ассортимента, а также антимикробные материалы гигиенического и медицинского назначения на традиционном оборудовании периодического действия как в промышленных масштабах крупных текстильных предприятий, так и в масштабах малых предприятий сферы бытового обслуживания. Заявленный способ не требует применения вспомогательных веществ, восстановителей и стабилизаторов, а соли меди и серебра используются в небольших концентрациях, что повышает экономичность производства, а также позволяет получать чистые металлические наночастицы на поверхности и по всему объему материала.

Примеры практического осуществления заявленного способа.

В качестве материала используют волокнистые материалы, имеющие в своем строении функциональные группы -СООН, -ОН, -NH₂, -CO-NH-, которые носят восстановительный характер, а именно: хлопок, лен, пеньковое волокно, вискозное волокно, шелк, шерсть, полиамидное и ацетатное волокна.

Для осуществления способа используют химические реагенты:

Сульфат меди CuSO₄⋅5H₂O (ГОСТ 19347-2014)

Нитрат серебра AgNO₃ (ГОСТ 1277-75)

Материал обрабатывают последовательно сначала в водном растворе сульфата меди в течение 10-20 минут, затем в водном растворе нитрата серебра в течение 15-60 минут при температуре 80-100°С, на оборудовании периодического действия. Например, готовые чулочно-носочные изделия, а также изделия бельевого ассортимента обрабатывают в аппаратах красильных типа КТ-100, в стирально-отжимных машинах. Ткани и трикотажные полотна обрабатывают расправленным полотном в эжекторных красильных машинах котлового типа и красильно-роликовых машинах (джиггерах). Волокна в массе (пеньковые, льняные, шерстяные) обрабатывают в аппаратах АКД. После осуществления последовательных обработок в растворах солей меди и серебра материал промывают и сушат, например, в радиационной термокамере.

Экспериментально обнаружено, что указанные концентрации сульфата меди и нитрата серебра являются оптимальными. Температура от 80 до 100°С совместно с другими признаками заявленного решения является оптимальной для осуществления диффузии ионов металлов внутрь пор волокна и равномерного их распределения по всему объему материала.

Контроль за образованием биметаллических наночастиц медь-серебро, равномерностью их распределения и размерами осуществляли с помощью спектрофотометра фирмы Gretag Macbeth по изменениям основных характеристик спектров оптического отражения (положения минимума спектральных полос отражения), а также с помощью микроскопа японской фирмы JEOL, марки JSM-639 OLA, при увеличении в 20,000-40,000 раз. На рисунке 1 представлены микрофотографии образцов по примерам №1, 3, 5, 8 с образовавшимися биметаллическим наночастицами медь-серебро.

Согласно экспериментальным данным минимумы спектральных полос отражения зафиксированы в пределах длины волны 410-430 нм, что указывает на наличие наноразмерных частиц. Микроскопические исследования показали образование частиц с размерами от 30 до 100 нм.

Условия осуществления способа получения антимикробных текстильных материалов с наноразмерными биметаллическими частицами медь-серебро и качественные показатели представлены в таблицах 1 и 2.

Пример 1

Суровую хлопчатобумажную ткань (бязь), предназначенную для пошива белья, погружают в водный раствор сульфата меди 0,0003 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 70, нагревают до температуры кипения и выдерживают при данной температуре 10 минут со скоростью перемешивания 60 об/мин. Затем ткань извлекают из раствора и погружают в водный раствор нитрата серебра 0,0002 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 70, нагревают до температуры кипения и выдерживают при данной температуре 60 минут со скоростью перемешивания 60 об/мин. Затем ткань извлекают из ванны, промывают теплой водой, отжимают и высушивают.

Пример 2

Суровую шерстяную ткань, выработанную из чистошерстяной пряжи, погружают в водный раствор сульфата меди 0,0003 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 70, нагревают до температуры 80°С и выдерживают при данной температуре 10 минут со скоростью перемешивания 60 об/мин. Затем ткань извлекают из раствора и погружают в водный раствор нитрата серебра 0,0002 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 70, нагревают до температуры кипения и выдерживают при данной температуре 50 минут со скоростью перемешивания 60 об/мин. Затем ткань извлекают из ванны, промывают теплой водой, отжимают и высушивают.

Пример 3

Шелковую ткань, выработанную полотняным переплетением из шелка-сырца №429 3/1 в основе и крепа №429/4 правой и левой крутки в утке, погружают в водный раствор сульфата меди 0,0003 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 50, нагревают до температуры 80°С и выдерживают при данной температуре 10 минут со скоростью перемешивания 60 об/мин. Затем ткань извлекают из раствора и погружают в водный раствор нитрата серебра 0,0002 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 50, нагревают до температуры 80°С и выдерживают при данной температуре 50 минут со скоростью перемешивания 60 об/мин. Затем ткань извлекают из ванны, промывают теплой водой, отжимают и высушивают.

Пример 4

Суровую льняную ткань погружают в водный раствор сульфата меди 0,0002 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 70, нагревают до температуры кипения и выдерживают при данной температуре 20 минут со скоростью перемешивания 60 об/мин. Затем ткань извлекают из раствора и погружают в водный раствор нитрата серебра 0,0001 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 70, нагревают до температуры кипения и выдерживают при данной температуре 40 минут со скоростью перемешивания 60 об/мин. Затем ткань извлекают из ванны, промывают теплой водой, отжимают и высушивают.

Пример 5

Вискозную штапельную ткань погружают в водный раствор сульфата меди 0,0003 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 70, нагревают до температуры кипения и выдерживают при данной температуре 10 минут со скоростью перемешивания 60 об/мин. Затем ткань извлекают из раствора и погружают в водный раствор нитрата серебра 0,0002 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 70, нагревают до температуры кипения и выдерживают при данной температуре 40 минут со скоростью перемешивания 60 об/мин. Затем ткань извлекают из ванны, промывают теплой водой, отжимают и высушивают.

Пример 6

Вискозную штапельную ткань погружают в водный раствор сульфата меди 0,0006 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 70, нагревают до температуры кипения и выдерживают при данной температуре 10 минут со скоростью перемешивания 120 об/мин. Затем ткань извлекают из раствора и погружают в водный раствор нитрата серебра 0,0004 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 70, нагревают до температуры кипения и выдерживают при данной температуре 40 минут со скоростью перемешивания 120 об/мин. Затем ткань извлекают из ванны, промывают теплой водой, отжимают и высушивают.

Пример 7

Вискозную штапельную ткань погружают в водный раствор сульфата меди 0,001 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 70, нагревают до температуры кипения и выдерживают при данной температуре в течение 10 минут со скоростью перемешивания 200 об/мин. Затем ткань извлекают из раствора и погружают в водный раствор нитрата серебра 0,0005 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 70, нагревают до температуры кипения и выдерживают при данной температуре 50 минут со скоростью перемешивания 200 об/мин. Затем ткань извлекают из ванны, промывают теплой водой, отжимают и высушивают.

Пример 8

Полиамидную ткань погружают в водный раствор сульфата меди 0,0003 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 50, нагревают до температуры 90°С и выдерживают при данной температуре 15 минут со скоростью перемешивания 60 об/мин. Затем ткань извлекают из раствора и погружают в водный раствор нитрата серебра 0,0003 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 50, нагревают до температуры 90°С и выдерживают при данной температуре 30 минут со скоростью перемешивания 60 об/мин. Затем ткань извлекают из ванны, промывают теплой водой, отжимают и высушивают.

Пример 9

Волокно пеньковое суровое с длиной элементарных волокон 15-25 мм (лубяное волокно, полученное из стеблей конопли) погружают в водный раствор сульфата меди 0,00005 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 50, нагревают до температуры кипения и выдерживают при данной температуре 20 минут со скоростью перемешивания 50 об/мин. Затем волокно извлекают из раствора и погружают в водный раствор нитрата серебра 0,0001 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 50, нагревают до температуры кипения и выдерживают 30 минут со скоростью перемешивания 50 об/мин. Затем волокно извлекают из ванны, промывают теплой водой, отжимают и высушивают.

Пример 10

Трикотажное полотно из ацетатных волокон погружают в водный раствор сульфата меди 0,0005 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 50, нагревают до температуры кипения и выдерживают при данной температуре 10 минут со скоростью перемешивания 60 об/мин. Затем полотно извлекают из раствора и погружают в водный раствор нитрата серебра 0,0002 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 50, нагревают до температуры кипения и выдерживают при данной температуре 40 минут со скоростью перемешивания 60 об/мин. Затем полотно извлекают из раствора, промывают теплой водой, отжимают и высушивают.

Пример 11

Волокно пеньковое суровое с длиной элементарных волокон 15-25 мм (лубяное волокно, полученное из стеблей конопли) погружают в водный раствор сульфата меди 0,0003 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 50, нагревают до температуры кипения и выдерживают при данной температуре 10 минут со скоростью перемешивания 50 об/мин. Затем волокно извлекают из раствора и погружают в водный раствор нитрата серебра 0,0003 моль/дм³ при жидкостном модуле ванны 50, нагревают до температуры кипения и выдерживают 15 минут со скоростью перемешивания 50 об/мин. Затем волокно извлекают из ванны, промывают теплой водой, отжимают и высушивают.

Количество ионов меди, диффундирующих из водного раствора сульфата меди в пористую структуру волокнистого материала, определяли методом йодометрии, основанном на реакции восстановления йодидом калия двухвалентной меди до одновалентной формы, при этом выделяются мало растворимый в разбавленных кислотах йодид одновалентной меди и элементарный йод, который затем титруют раствором тиосульфата натрия. Количество ионов серебра, восстановленных из водного раствора нитрата серебра до наноразмерных частиц, определяли титрованием по методу Фольгарда, где индикатором является растворимая соль Fe³⁺ [Юстратова, В.Ф. Аналитическая химия. Количественный химический анализ: учебное пособие / В.Ф. Юстратова, Г.Н. Микилева, И.А. Мочалова; под редакцией В.Ф. Юстратова. - Кемерово: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 2005. - 161 с. - ISBN 5-89289-312-Х]. Полученные данные представлены в таблице 1.

Полученные антимикробные ткани были подвергнуты многократным стиркам в соответствии с ГОСТ Р ИСО 105-С06-2011 «Материалы текстильные. Определение устойчивости окраски. Часть С06. Метод определения устойчивости окраски к домашней и промышленной стирке» для определения прочности фиксации биметаллических наночастиц медь-серебро в пористой структуре и на поверхности материала. Полученные данные приведены в таблице 2.

Качественную оценку поверхности обработанных текстильных материалов, а также размер синтезированных биметаллических наночастиц определяли с помощью сканирующего электронного микроскопа японской фирмы JEOL (JSM-639 OLA) и спектрофотометра фирмы Gretag Macbeth. Средние размеры наночастиц представлены в таблице 2, микрофотографии образцов по примерам №1, 3, 5, 8 представлены на рисунке 1.

Испытания полученных антимикробных тканей на устойчивость к микробиологическому разрушению проводились согласно ГОСТ 9.060-75 «Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Ткани». Сущность метода заключается в том, что ткани в определенных условиях подвергают воздействию естественного комплекса почвенной микрофлоры путем нанесения на поверхность ткани специальной смеси, а затем определяют устойчивость к микробиологическому разрушению по изменению разрывной нагрузки. Продолжительность испытаний составляет 10 суток. Разрывную нагрузку определяли по ГОСТ 3813-72 на разрывной машине РТ-250М. Полученные данные представлены в таблице 2.

Проведенное титрование по методу Фольгарда и методу йодометрии показывает высокую конверсию ионов меди и серебра в наноразмерную форму как в случае минимальной концентрации солей, так и в случае максимальной их концентрации (см. таблицу 1). Минимумы спектральных полос отражения у всех представленных образцов зафиксированы в пределах длины волны 410-430 нм, что подтверждает образование биметаллических наночастиц, где медь является ядром, а серебро - оболочкой. Все признаки заявленного решения, указанные в таблице 1, являются оптимальными для осуществления диффузии ионов металлов внутрь пор волокна, их распределения по всему объему материала и образования чистометаллических наноразмерных частиц.

В таблице 2 представлены качественные показатели полученных тканей с антимикробными свойствами. Проведенные по ГОСТ 9.060-75 испытания показывают, что ткани с нанесенными заявленным способом биметаллическими наночастицами медь-серебро являются устойчивыми к микробиологическому разрушению, т.к. коэффициент П ≥ (80±5) %. Для сравнения были проведены испытания на устойчивость к микробиологическому разрушению для заранее подготовленных образцов вискозной штапельной ткани с нанесенными наночастицами отдельно меди (0,0003 моль/дм³) и отдельно серебра (0,0002 моль/дм³). Концентрации наночастиц меди и серебра оказались недостаточными для обеспечения устойчивости к микробиологическому разрушению (для меди П = 12,65%, для серебра П = 8,37%). Однако, в случае биметаллических наночастиц медь-серебро при тех же концентрациях меди и серебра наблюдается синергетический эффект, полученные антимикробные свойства усиливаются (П = 94,04%).

Высокие показатели устойчивости к многократным стиркам, выполненным в соответствии с ГОСТ Р ИСО 105-С06-2011, подтверждают прочную фиксацию биметаллических наночастиц в пористой структуре и на поверхности ткани.

Средние размеры образовавшихся наночастиц, зафиксированные в ходе микроскопических исследований, составляют от 30 до 100 нм, кроме того зафиксированы и меньшие по размерам наночастицы.

Изобретение относится к текстильной промышленности и к нанотехнологиям. Раскрыт способ получения антимикробного серебросодержащего материала, включающий последовательную обработку материала предварительно полученным водным раствором нитрата серебра с образованием наночастиц на материале с последующим обезвоживанием и высушиванием, при этом в качестве материала используют волокнистые материалы, содержащие функциональные группы -СООН, -ОН, -NH₂, -CO-NH-, обработку которых ведут сначала в водном растворе сульфата меди концентрации 0,00005-0,001 моль/дм³ в течение 10-20 мин при температуре 80-100 °С с получением распределенных в пористой структуре и на поверхности материала катионов меди, затем в водном растворе нитрата серебра концентрации 0,0001-0,0005 моль/дм³ в течение 15-60 мин при 80-100 °С с получением распределенных в пористой структуре и на поверхности материала биметаллических наночастиц медь-серебро, который обрабатывают на оборудовании периодического действия при скорости перемешивания от 50 до 200 об/мин и жидкостном модуле ванны от 50 до 70. Изобретение обеспечивает повышение технологичности процесса за счет исключения вспомогательных веществ на стадии подготовки обрабатывающих растворов при одновременном увеличении срока сохранения антимикробных свойств в процессе эксплуатации за счет более прочного закрепления металлических наночастиц в пористой структуре и на поверхности материала. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 11 пр.

1. Способ получения антимикробного серебросодержащего материала, включающий последовательную обработку материала предварительно полученным водным раствором нитрата серебра с образованием наночастиц на материале с последующим обезвоживанием и высушиванием, отличающийся тем, что в качестве материала используют волокнистые материалы, содержащие функциональные группы -СООН, -ОН, -NH₂, -CO-NH-, обработку которых ведут сначала в водном растворе сульфата меди концентрации 0,00005-0,001 моль/дм³ в течение 10-20 мин при температуре 80-100°С с получением распределенных в пористой структуре и на поверхности материала катионов меди, затем в водном растворе нитрата серебра концентрации 0,0001-0,0005 моль/дм³ в течение 15-60 мин при 80-100°С с получением распределенных в пористой структуре и на поверхности материала биметаллических наночастиц медь-серебро, который обрабатывают на оборудовании периодического действия при скорости перемешивания от 50 до 200 об/мин и жидкостном модуле ванны от 50 до 70.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала используют натуральные волокнистые материалы, а именно: хлопок, лен, пеньковое волокно, шерсть, шелк.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала используют искусственные волокнистые материалы, а именно вискозный и ацетатный.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала используют синтетический волокнистый материал, а именно полиамидный.