166507 (Разложение клетчатки микроорганизмами), страница 3

Хорошие фунгицидные свойства имеют и производные 2,4,5-трихлорфенола.

Неоднократно исследовали и производные дпоксифенила. Марш и Бутлер систематически изучали несколько таких соединений и установили, что фунгицидная активность их зависит от характера связи между двумя фенольными группами в молекуле. Одни типы связей благоприятны для активности, другие неблагоприятны. Содержащие кислород связи (—SO—, —SO2—, —СО—СО—) снижают фунгицидную активность, а бескислородные (—СН₂—, —СН=СН—, — СН(СНз)—) повышают ее. Установлено также, что хлорпроизводные активнее бромпроизводных, а дихлорпроизводные – самые активные. Наличие боковых цепей или блокирование фенольных групп существенно снижает фунгицидную активность соединений. Из диоксидифенильных производных самой большой эффективностью обладает 2,2'-диокси-5,5'-дихлордифенилметан.

2,2'-ДИОКСИ-5,5'-ДИХЛОРДИФЕНИЛМЕТАН

Способ изготовления его запатентован в США. Сначала был разработан в фармацевтической промышленности как антисептик, гербицид и фунгицид. Во время Второй мировой войны его применяли для военных целей, для защиты текстиля и кожи (бифеноль A, G-4, превентоль GD).

Продажный продукт имеет слабый фенольный запах (химически чистое соединение имеет очень слабый запах) и малую упругость паров. Сильно растворим в воде, хорошо растворяется в этиловом, изопропиловом и н-mpem-бутиловом спиртах, в ацетоне и в метилэтилкетоне. Зарекомендовал себя как отличный фунгицид для цветного полотна, хлопчатобумажных тканей, ниток, материалов для воздушных шаров, войлока, брезента, шляп, канатов и др. Наиболее эффективна концентрация 0,5-2%. Обычно его комбинируют с гидрофобными веществами. Известны многие его марки. Мало токсичен и лишь в малой мере раздражает эпидермис, однако некоторые составы все же не допускаются для текстиля, соприкасающегося с эпидермисом. Токсичен для микроорганизмов в почве, устойчив к солнечному облучению, но ускоряет разрушение хлопка под влиянием солнца; легко исчезает из тканей при промывке водой, закапывании в почву и на открытом воздухе. Потеря фунгицида снижается при добавлении 3-5% гидрофобных воскоподобных веществ. В литературе приводятся рецепты, рекомендуемые для применения.

Другим производным, зарекомендовавшим себя как отличный фунгицид, является салициланилид.

САЛИЦИЛАНИЛИД

Салициланилид разработан Фаргером, Гэлловейем и Пробер-том в Институте Ширлея в Англии, откуда и произошло его фирменное название – ширлан.

Это порошок кремового цвета, без запаха, слабо растворимый в воде, в метиловом и этиловом спиртах, в ацетоне, циклогексаноле и других растворителях. Известны многие его марки. Применяется в концентрациях 0,5-1%, не корродирует металлы, не слишком летуч и не токсичен. На практике, особенно при экспозиции на открытом воздухе, не устойчив к вымыванию, не слишком устойчив при испытании методом закапывания в почву. Способность вымываться сильно снижается, если к нему добавляют такие гидрофобные вещества, как гидроокись алюминия, ацетат алюминия, воск и парафин. Как о-фенилфенол, ширлан применяется для пропитки белья.

Другие ариламиды не обладают фунгицидным действием.

Из остальных производных фенола относительно важны еще следующие соединения с фунгицидным действием: тетрабром-о-крезол, и хлор-2-фенилфенол. Все такие соединения, как о-фенилфенол можно лишь ограниченно применять для текстиля.

В итоге можно сделать вывод, что производные фенола относительно летучи и неустойчивы при стирке. Известны многие способы уменьшения этих недостатков. Так, например, рекомендуется повышать устойчивость фенолпроизводных в тканях четвертичными аммониевыми солями с длинным алифатическим остатком.

ЧЕТВЕРТИЧНЫЕ АММОНИЕВЫЕ СОЛИ

Многие из этих солей обладают высокими бактерицидными и фунгицидными свойствами.

Первой четвертичной солью, применявшейся для пропитки тканей, был зефинол – додецилдиметилбензиламмонийхлорид. Линч описывает ряд активных четвертичных аммониевых солей типа N-хлорбетаинилхлорида. В своей работе о высокомолекулярных азотистых гетероциклических фунгицидных соединениях Фюрст и Глух установили, что четвертичные аммониевые соли 2-алкилоксипиридина обладают фунгицидным действием.

За последние годы были также синтезированы многие высокомолекулярные соединения этого ряда, обладающие значительным бактерицидным и фунгицидным действием [1,3].

1.4 ХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Повышение устойчивости текстиля к плесневению, наряду с обработкой фунгицидными химическими соединениями, может быть достигнуто путем химического изменения состава волокна и прямым вмешательством в строение молекулы целлюлозы. Наиболее известными методами являются ацетилирование и цианоэтилирование, повышающие устойчивость ткани к микробиологическому воздействию. Однако оба эти метода обработки относительно дороги.

Абрамс описал процесс, основанный на реакции между молекулой целлюлозы и формиатом меди, приводящий к образованию комплексного соединения меди на волокне. Клене и Стюарт сравнили эффективность такого способа с обычными способами защиты нафтенатом меди, растворимыми 8-оксихинолятом меди и комплексным соединением меди с N-нитрозо-N-фенил-гидроксиламином – и получили сходные результаты.

Активность фунгицидов и их влияние на текстиль при экспозиции на открытом воздухе и в других условиях

Опубликовано много работ по вопросу о сравнительной активности различных фунгицидов, применявшихся для защиты текстиля в определенных условиях испытания. Так, определялась прочность на разрыв хлопчатобумажной ткани, обработанной разными фунгицидами в условиях закапывания в почву. Испытывалось также действие определенных фунгицидов в различных опытных условиях. Так, например, определялась прочность на разрыв у ткани, обработанной нафтенатом меди и подвергнутой испытанию ускоренным старением и методом закапывания в почву, а также после инфицирования чистой культурой (Chaetomium globosum) и в других условиях.

В связи с этими испытаниями был решен и вопрос, в какой степени отдельные фунгициды ускоряют разрушение текстиля, особенно при экспозиции на солнце. При этом изыскивались способы предотвращения такого вредного действия. В этом смысле сочетание фунгицидов с другими пригодными для этой цели веществами следует считать эффективным и длительно действующим методом защиты текстиля.

Сам по себе нафтенат меди способствует разрушению хлопчатобумажной ткани на открытом воздухе. Наоборот, палаточное полотно, обработанное препаратом, содержащим нафтенат меди, оказалось весьма износоустойчивым.

Абрамс установил, что необработанная ткань за 150 ч ультрафиолетового облучения полностью теряла прочность. Защитное действие фунгицида возрастало с повышением концентрации меди. На открытом воздухе, наоборот, была установлена некоторая тенденция нафтената меди снижать прочность на разрыв испытываемой ткани. Это объясняется влагосодержанием образцов при испытаниях.

При ультрафиолетовом облучении образцы, хотя и были обрызганы водой, но лишь кратковременно, и ввиду гидрофобности нафтената оставались относительно сухими. (Необработанный образец в тех же условиях увлажнялся сильнее, а поэтому был разрушен.) На открытом же воздухе образец намокал сильно (солнечное облучение чередовалось с дождем и росой) и потеря меди в этом случае была больше.

Подобными исследованиями, кроме Абрамса, занимался Блок. Он приводит результаты двухлетних испытаний изделий, обработанных фунгицидами на открытом воздухе во Флориде. Образцы были помещены в тени. Необработанное хлопчатобумажное волокно потеряло за год 67%, а через 2 года 93% прочности при испытании на разрыв. Образцы, обработанные гидрофобным веществом (воск – ацетат алюминия), были несколько более устойчивы. Из испытанных фунгицидов (1%-ной концентрации) некоторые соединения меди и серебра защищали хлопок от разрушения в течение двухлетней экспозиции. Автор полагает, что активным началом фунгицидов на основе меди является скорее катион меди, чем анион или вся молекула. Обработка гидрофобными веществами не повышает устойчивости медных фунгицидов. Фунгициды на основе ртути и других летучих металлов не оправдали себя в приведенных условиях. Фенольные соединения, в комбинации с гидрофобными веществами, лучше других фунгицидов защитили ткань от разрушения при испытании методом закапывания в почву. Для более длительного испытания требуется применять большую концентрацию, чем 1%.

Бэйли и Уэдзербарн изучали атмосферное воздействие на хлопчатобумажное палаточное полотно, обработанное фунгицидными препаратами в сочетании с гидрофобными восками или без них. О степени разрушения судили по потере прочности на разрыв. Образцы экспонировались в Оттаве (Канада) в течение четырех летних месяцев (июнь – сентябрь) со средней максимальной температурой 27° С и минимальной 13,8° С, с общим количеством осадков 42,4 см и общей длительностью ясных солнечных дней 920,3 ч. Устойчивость к плесневению определялась испытанием методом закапывания в почву как исходных, так и выставленных на открытом воздухе образцов, а также образцов, промытых в проточной воде при 25° С в течение 24 ч. Потеря прочности у всех образцов, выставленных на открытом воздухе и обработанных фунгицидами, меньше, чем у необработанных. Прочность на разрыв заметно повышается от добавления к фунгицидам гидрофобных веществ. В течение пребывания на открытом воздухе происходит чаще всего потеря фунгицида. В присутствии воска эта потеря уменьшается. При этом почти полная потеря фунгицида происходит для двух испытанных соединений цинка, 2,2'-диокси-5,5'-дихлордифенилметана и нафтената ртути. Все соединения меди без воска придают текстилю значительную устойчивость к плесневению (определяемую испытанием методом закапывания в почву), даже после предшествующего атмосферного воздействия на открытом воздухе, когда вымывается большая часть меди. Если образцы обработаны еще и воском, то все соединения меди сохраняют в тех же условиях через 4 недели полностью свою эффективность по отношению к действию плесневых грибов.

Значительными представляются результаты работ Гарриса. Все испытывавшиеся фунгициды (нафтенат и 8-оксихинолинат меди, 2,2'-диокси-5,5'-дихлор-дифенилметан) ускоряют потерю прочности на разрыв хлопчатобумажной ткани при экспозиции на солнце (Нью-Мексико). В то же время они замедляют потерю прочности при экспозиции в тени (в Панаме). Наличие гидрофобных веществ в первом случае уменьшает разрушительное действие фунгицида [1].

2. УСТОЙЧИВОСТЬ БУМАГИ И ЗАЩИТА ЕЕ ОТ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ

2.1 УСТОЙЧИВОСТЬ БУМАГИ К МИКРООРГАНИЗМАМ

Почти во всех странах с развитой бумажной промышленностью исследователям приходится уделять много внимания вопросам разрушения бумажного сырья и бумаги под действием бактерий и плесеней, так как ущерб, причиняемый микроорганизмами в этой отрасли, – громаден.

Микробиологическому разрушению подвергается не только готовая бумага, но и сырье для ее изготовления, например щепа для получения целлюлозы и хлопок для изготовления бумажной массы. Носителями вредных микроорганизмов в бумажном производстве могут быть сырье, воздух и вода (свежая и рециркуляционная). Очень опасен для целлюлозы находящийся в воде представитель семейства бактерий Torulopsidacae.

Из микроорганизмов бумагу разрушают бактерии и грибы, имеющие энзим целлюлазу, который расщепляет целлюлозу.

Плесени развиваются на бумаге различным образом. Некоторые из них продырявливают бумагу с поверхности, другие, внедряясь, прорастают в нее.

Ряд плесеней развивается только на поверхности бумаги. Сюда относятся главным образом представители следующих родов: Aspergillus, Penicillium, Dematium, Oidium и другие, оставляющие на бумаге или целлюлозе разноокрашенные пятна.

Светло-синий цвет приобретает целлюлоза под действием «синего типа плесени» Pullularia pullulans. Зеленая окраска образуется под действием плесеней Trichoderma или Penicillium. Темная окраска вызывается плесенью Cladosporium. Плесени разрушают волокна с поверхности внутрь, так как во время прорастания мицелии продвигаются вдоль стенок волокна к свету. По данным Института бумаги в Праге, наибольшее число микроорганизмов содержится в сборной бумаге, меньшее – в белой и бурой древесной массе и в сульфитной целлюлозе, а самое малое содержание плесени – в сульфатной целлюлозе.

2.2 ЗАЩИТА БУМАГИ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Защита от микроорганизмов необходима не только для книг, документов, карт и других изделий, требующих долголетнего хранения, но и для бумажной упаковки разных товаров без долгосрочного хранения. Это относится к товарам, отгружаемым в тропики, а также к пищевым продуктам. До настоящего времени не существует защиты бумаги от воздействия микроорганизмов, которая соответствовала бы всем необходимым требованиям (отсутствие запаха, эффективность действия при малой дозировке, достаточная растворимость в воде, безвредность для человеческого организма, доступность и дешевизна).