Курсовая работа: Разложение клетчатки микроорганизмами

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Устойчивость и защита текстиля от воздействия микроорганизмов

1.1 Природная устойчивость текстиля

1.2 Микроорганизмы, вызывающие порчу текстиля

1.3 Фунгициды для текстиля

1.4 Химические изменения целлюлозы

2. Устойчивость бумаги и защита ее от микробиологической коррозии

2.1 Устойчивость бумаги к микроорганизмам

2.2 Защита бумаги от воздействия микроорганизмов

2.3 Способы применения фунгицидных соединений

Заключение

Список используемой литературы

ВВЕДЕНИЕ

Еще в древности при построении деревянных судов для защиты дерева использовали асфальт. Во времена Римской империи суда обивали металлическими листами. Выбор материалов производился экспериментально.

В 1839 г. Т. Шванн высказал предположение о том, что некоторые вещества токсически действуют на микроорганизмы. Тем же вопросом занимался и Кох – один из основоположников науки о дезинфекции. С того времени в различных областях науки и промышленности (медицина, бродильная промышленность, фитопатология) проводили систематическое исследование действия токсических веществ на вредные микроорганизмы и защиты от них промышленных изделий. Первоначально исследования были направлены на кратковременное или мгновенное действие (дезинфекция). Из химических соединений в то время применяли соду. Из других известных дезинфекционных средств следует упомянуть едкий натр, известковое молоко, аммиак, смесь едкого натра с поваренной солью, серную кислоту, фтористый аммоний, формальдегид, хлорамин, перманганат калия, сернокислую медь, сулему и этиловый спирт. Следующую фазу в исследовании микроорганизмов можно связать с периодом начала развития науки о защите растений. И тут речь шла о кратковременном и безвредном для растений действии.

Во второй половине прошлого века возникли проблемы защиты изделий от действия микроорганизмов, причем исследования преимущественно относятся к защите текстильных изделий. Вопросом изучения защиты материалов от микробиологической порчи наиболее широко занялись после Второй мировой войны, когда посланные в тропические страны снаряжение и вооружение в результате морских перевозок и хранения на складах оказались большей частью испорченными микробиологической коррозией.

Это привело к систематическим исследованиям в области защиты промышленных материалов и изделий от плесневения. Одновременно возникла новая наука – микробиологическая коррозия, которая уже не ограничивается изучением причин и форм порчи материалов, но включает и всю область вопросов защиты, что придает ей важное экономическое значение [1].

В настоящее время имеются данные, которые убедительно доказывают не только участие, но и первостепенную роль микроорганизмов в коррозионном процессе.

Микробиологическая коррозия может идти различными путями:

• непосредственным воздействием продуктов метаболизма микроорганизмов на исследуемый объект;

• образованием органических продуктов, которые могут действовать как деполяризаторы или катализаторы коррозионных реакций;

• коррозионные реакции становятся отдельной частью метаболического цикла бактерий.

В коррозионных процессах могут участвовать микроорганизмы, относящиеся к широкому кругу родов и видов. Это могут быть бактерии, а также грибы и водоросли. В большинстве случаев они способствуют созданию агрессивных сред, в которых ускоряются коррозионные процессы [2].

1. УСТОЙЧИВОСТЬ И ЗАЩИТА ТЕКСТИЛЯ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

1.1 ПРИРОДНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ТЕКСТИЛЯ

Материалы на базе целлюлозы подвержены в большей или в меньшей мере биологическому распаду. Более подробные исследования в области природной устойчивости тканей на базе целлюлозы начали появляться только после первой мировой войны, во время которой накопился большой фактический материал. Флеминг и Тэйсен, Тэйсен и Бункер собрали материалы по действию микроорганизмов на текстильные волокна. Они особо отметили, что хлопок разного происхождения имеет различную устойчивость к микроорганизмам. Абрамc обобщил выводы Тэйсена. Он считает, что влажные целлюлозные материалы, не содержащие лигнина, могут служить питанием для микроорганизмов. При наличии в материале 10% влаги из спор развивается мицелий. Волокна плесневых грибов растут как на поверхности, так и внутри текстильного волокна. Колонии некоторых микроорганизмов могут даже пронизывать все волокно. Это вызывает в волокне химические, физические или морфологические изменения. В результате волокно снижает свою прочность и обесцвечивается. Проникновению некоторых микробов в волокно способствует энзим цитаза, превращающий целлюлозу в глюкозу. Микроорганизмы используют глюкозу в качестве источника энергии. Первая фаза – гидратация целлюлозы. Волокна гидратированной целлюлозы можно отличить от негидратированной по более интенсивному окрашиванию. Степень распада волокон можно установить также, применяя равные объемы сероуглерода и 9%-ного раствора едкого натра. Под действием такого раствора поврежденные волокна набухают, что обнаруживается уже в самом начале действия микроорганизмов на волокно.

Это совпадает с наблюдениями других авторов о большей устойчивости ацетилированной целлюлозы по отношению к бактериологическому воздействию и о большей прочности отбеленного хлопка по сравнению с неотбеленным, а также согласуется с тем фактом, что некоторые виды хлопка более устойчивы к микробиологическому разрушению, чем другие. Самый прочный хлопок – американский, наименее прочный – индийский. Тэйсен с сотрудниками установили, что на микробиологически активных почвах ацетилцеллюлозные волокна полностью устойчивы, тогда как целлюлоза, шерсть и шелк разрушаются. Хлопчатобумажные и шерстяные ткани, выдержанные в тени в условиях очень влажного тропического климата, разрушаются значительно медленнее, чем при испытании путем закапывания в почву, хотя поверхность у них сильно обрастает. Одногодичное пребывание в тени в субтропическом и умеренном климате с водяными осадками около 75 см в год не оказывает заметного влияния на прочность волокна на разрыв. Ткани, выставленные на солнечный свет, биологически меньше повреждаются чем те, которые оставались в тени, хотя при этом обнаруживают большую потерю прочности в результате химического распада целлюлозы. Фаргер отмечает, что сырой хлопок содержит главные минеральные вещества (К, Na, Ca, Mg), значительно способствующие росту плесневых грибов. В нем имеются также главные микроэлементы (Fe, Cu,. Zn), стимулирующие рост определенных микроорганизмов. Большинство металлов находится в форме солей органических кислот; соли растворимы в воде и потому быстро поглощаются микроорганизмами. Кроме того, имеются в наличии сульфаты, фосфор, глюкоза, глициды и азотистые вещества. Все они стимулируют рост грибов. Различия в их концентрации – причина разной степени агрессивности микроорганизмов в отношении волокна в условиях повышенной влажности. Вещества, применяемые для отделки волокна, служат для микроорганизмов также источниками азота и углерода. Удаление из волокна водорастворимых веществ, стимулирующих рост микроорганизмов, повышает устойчивость тканей к микробиологической агрессии. Так, обезжиренный или отбеленный хлопок, как и двукратно прокипяченная или прокипяченная и отбеленная пряжа, менее подвержен плесневению, чем небеленый хлопок. Бергхурн занимался широкими испытаниями на открытом воздухе в зоне Панамского канала, во Флориде и в Новой Гвинее. Хлопчатобумажное волокно на Панамском канале потеряло около 70 % прочности на разрыв после одногодичного выдерживания в тени. При закапывании в почву полная потеря прочности происходила в течение 6–7 недель. Во Флориде после 42-недельного выдерживания хлопчатобумажное волокно теряло приблизительно 40% начальной прочности на разрыв при экспозиции в тени и 70% – на солнце. Басу пришел к заключению, что наибольшей устойчивостью обладает джут, затем хлопок и наименьшей – фильтровальная бумага. Предполагается, что джут содержит как антибиотики, так и стимуляторы (вещества, подобные витаминам). Экстракты джутовых волокон повышают устойчивость по отношению к плесневым грибам. Басу и Гоз показали, что лигнин, содержащийся в джуте, оказывает сильное защитное действие на остальные соединения в джутовом волокне, а джут без лигнина значительно менее устойчив, чем хлопок. Эта малая устойчивость вызывается наличием гемицеллюлозы.

Микробиологическая порча материалов на основе целлюлозы – предмет многих работ. Микробиология другого важного текстильного материала – шерсти – подробно описана Бургесом и другими исследователями. Методы оценки устойчивости текстиля к действию микроорганизмов описаны во многих работах [1].

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--