atuВестник Алматинского технологического университетаThe Journal of Almaty Technological University2304-568X2710-0839АО "АТУ"10.48184/2304-568X-2025-4-217-227atu-2509Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ ТЕКСТИЛЯ И ОДЕЖДЫ, ДИЗАЙНTEXTILE AND CLOTHING TECHNOLOGY, DESIGNМикроскопический анализ структур текстильных материалов, окрашенных природными красителямиMicroscopic analysis of the structures of textile materials dyed with natural dyeshttps://orcid.org/0009-0002-6714-612XБектаевК.BektayevK.

Тараз, ул. Толе би, 60

Taraz, Tole bi st., 60

https://orcid.org/0000-0002-9552-0388АбзалбекұлыБ.AbzalbekulyB.

Абзалбекұлы Бекжан - PhD доктор, и.о. доцента кафедры "Текстиль, материаловедение и стандартизация".

Тараз, ул. Толе би, 60

Taraz, Tole bi st., 60

bekontiru@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7551-1831ОнемЕрсинOnemE.

35100, Борнова-Измир

35100, Bornova - Izmir

https://orcid.org/0000-0001-7579-5061СарыбаеваЭ. Е.SarybayevaE. E.

Тараз, ул. Толе би, 60

Taraz, Tole bi st., 60

https://orcid.org/0009-0005-2645-1357МирзамуратоваР. Ш.MirzamuratovaR. Sh.

160012 Шымкент, пр. Тауке хана, 5

160012, Shymkent, Tauke khan Ave, 5

https://orcid.org/0000-0002-6538-5947ТашмухамедовФ. Р.TashmuhamedovF. R.

Тараз, ул. Толе би, 60

Taraz, Tole bi st., 60

https://orcid.org/0000-0002-2253-7306ГафуровЖ. Г.GofurovJ.

Джизак

Jizzakh

https://orcid.org/0000-0002-7652-5319ОразГ. Т.OrazG.

Тараз, ул. Толе би, 60

Taraz, Tole bi st., 60

Таразский университет им. М.Х. ДулатиКазахстанTaraz University named after M.Kh. DulatyKazakhstanЭге Университет, Департамент инженерияТурцияEge University, Department of leather engineeringTurkeyЮжно-Казахстанский университет им. М. АуэзоваКазахстанM. Auezov South Kazakhstan UniversityKazakhstanДжизакский политехнический институтУзбекистанJizzakh Polytechnic InstituteUzbekistan2025251220251504217227Copyright © Бектаев К., Абзалбекұлы Б., Онем Е., Сарыбаева Э.Е., Мирзамуратова Р.Ш., Ташмухамедов Ф.Р., Гафуров Ж.Г., Ораз Г.Т., 20252025Бектаев К., Абзалбекұлы Б., Онем Е., Сарыбаева Э.Е., Мирзамуратова Р.Ш., Ташмухамедов Ф.Р., Гафуров Ж.Г., Ораз Г.Т.Bektayev K., Abzalbekuly B., Onem E., Sarybayeva E.E., Mirzamuratova R.S., Tashmuhamedov F.R., Gofurov J., Oraz G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://atu.ejournal.kz/jour/article/view/2509

Данная работа посвящена исследованию проблемы экологического загрязнения, вызванного использованием синтетических красителей в текстильной промышленности, и предлагает решение в виде использования природных красителей растительного происхождения. Синтетические красители, несмотря на свою дешевизну и устойчивость, наносят значительный вред экологии и здоровью человека. В связи с этим, целью исследования является разработка технологий окрашивания текстильных материалов с использованием экстрактов природных красителей, полученных из местного растительного сырья. Научная значимость исследования заключается в глубоком анализе влияния натуральных красителей на свойства текстильных материалов и в предложении экологически чистых технологий для их обработки. Практическая значимость работы заключается в возможности разработки инновационных методов крашения, которые смогут снизить загрязнение окружающей среды и обеспечить устойчивость ткани к стирке и износу. Методология исследования включает использование автоэмиссионного сканирующего растрового электронного микроскопа с рентгеноспектральным микроанализатором для изучения морфологии поверхности ткани и элементного состава волокон до и после окрашивания натуральными красителями с протравой. Основные результаты показывают, что добавление протравы в экстракты улучшает насыщенность цветов и их стойкость, а также способствует улучшению физико-механических характеристик тканей. В ходе исследования были выявлены изменения в химическом составе волокон, такие как увеличение содержания алюминия, калия и титана, что подтверждает эффективность используемых технологий. Ценность исследования заключается в продвижении концепции устойчивого и экологически безопасного производства в текстильной промышленности, а также в предложении новых методов крашения, которые могут существенно снизить экологическую нагрузку. Практическое значение работы состоит в разработке технологической основы для производства экологически чистых текстильных изделий, которые могут быть использованы в различных областях легкой промышленности.

This work is devoted to the study of the problem of environmental pollution caused by the use of synthetic dyes in the textile industry, and offers a solution in the form of using natural dyes of plant origin. Synthetic dyes, despite their cheapness and stability, cause significant harm to the environment and human health. In this regard, the aim of the study is to develop technologies for dyeing textile materials using extracts of natural dyes obtained from local plant materials.The scientific significance of the study lies in the in-depth analysis of the effect of natural dyes on the properties of textile materials and in the proposal of environmentally friendly technologies for their processing. The practical significance of the work lies in the possibility of developing innovative dyeing methods that can reduce environmental pollution and ensure the resistance of fabric to washing and wear.The research methodology includes the use of a field emission scanning electron microscope with an X-ray spectral microanalyzer to study the morphology of the fabric surface and the elemental composition of fibers before and after dyeing with natural dyes with mordant. The main results show that adding mordant to extracts improves color saturation and fastness, and also improves the physical and mechanical properties of fabrics. The study revealed changes in the chemical composition of fibers, such as an increase in the content of aluminum, potassium and titanium, which confirms the effectiveness of the technologies used.The value of the study lies in promoting the concept of sustainable and environmentally friendly production in the textile industry, as well as in proposing new dyeing methods that can significantly reduce the environmental burden. The practical significance of the work is to develop a technological basis for the production of environmentally friendly textiles that can be used in various areas of the light industry.

окрашивание тканейэкстрактынатуральные красителиэкологические проблемысканирующий электронный микроскопэлементный анализfabric dyeingextractsnatural dyesenvironmental issuesscanning electron microscopeelemental analysisReferencesШагина Н.А. Разработка экологичной технологии использования природных красителей растительного происхождения в колорировании текстиля: дисс. к.т.н., М., 2015.-134 с.Shagina N.A. “Razrabotka ekologichnoy tekhnologii ispol'zovaniya prirodnykh krasiteley rastitel'nogo proiskhozhdeniya v kolorirovanii tekstilya [Development of environmentally friendly technology for using natural dyes of plant origin in textile coloring].” Diss. k.t.n., M., 2015,134 s. (In Russian)Киселёв А. М. Экологические аспекты процессов отделки текстильных материалов // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2002, т. XLVI, № 1.A. M. Kiselov. “Ekologicheskiye aspekty protsessov otdelki tekstil'nykh materialov [Environmental aspects of textile finishing processes].” Ros. khim. zh. (ZH. Ros. khim. ob-va im. D.I. Mendeleyeva), 2002, t. XLVI, № 1 (In Russian)Ковтун Е.Г., Маланкина Е.Л., Артамонцева Л.В., Люлько Н.И. Влияние процесса крашения шерсти природными красителями на раствормость шерстяного волокна в мочевино-гидросульфитном и щелочном растворах. // Технология текстльной промышленности, 2007, № 3 (298). -С.67-69.Kovtun Ye.G., Malankina Ye.L., Artamontseva L.V., Lyul'ko N.I. “ Vliyaniye protsessa krasheniya shersti prirodnymi krasitelyami na rastvormost' sherstyanogo volokna v mochevino-gidrosul'fitnom i shchelochnom rastvorakh [Influence of the process of dyeing wool with natural dyes on the solubility of wool fiber in urea-hydrosulfite and alkaline solutions].” // Tekhnologiya tekstl'noy promyshlennosti, 2007, № 3 (298) s.67-69 (In Russian)Баданова Р.Р., Баданов К.И., Баданов И.К. Устройство для реализации химико-технологических процеccов текстильной промышленности // Механика и технологии. – 2014. - №4.- С. 24 - 30.Badanova R.R., Badanov K.I., Badanov I.K. “Ustroystvo dlya realizatsii khimiko-tekhnologi-cheskikh protseccov tekstil'noy promysh-lennosti [Device for the implementation of chemical-technological processes in the textile industry].” // Mekhanika i tekhnologii. – 2014. - №4.- P. 24 - 30. (In Russian)Патент №17654 Республика Казахстан, МПК: D 06 B 5/12 Устройство для жидкостной обработки текстильных материалов / Баданов К.И., Кауымбаев Р.Т., Баданова Р.Р. http://kzpatents.com/0-pp17654-ustrojjstvo-dlya-zhidkostnojj-obrabotki-tekstilnyh-materialov.html. Дата обращения: 15.01.2016Patent №17654 Respublika Kazakhstan, MPK: D 06 B 5/12 “Ustroystvo dlya zhidkostnoy obrabotki tekstil'nykh materialov [Device for liquid processing of textile materials].” / Badanov K.I., Kauymbayev R.T., Badanova R.R. http://kzpatents.com/0-pp17654-ustrojjstvo-dlya-zhidkostnojj-obrabotki-tekstilnyh-materialov.html. (accessed 15.01.2016) (In Russian)Епишкина В. А. О возможности снижения экологической нагрузки в процессах отделки текстильных материалов / В. А. Епишкина, М. Б. Архипова, А. М. Киселев // Экология и промышленность России. - 2000. - № 4. - С. 58-69.Yepishkina, V. A. “O vozmozhnosti snizheniya ekologicheskoy nagruzki v protsessakh otdelki tekstil'nykh materialov [On the possibility of reducing the environmental load in the processes of finishing textile materials].” / V. A. Yepishkina, M. B. Arkhipova, A. M. Kiselev // Ekologiya i promyshlennost' Rossii. - 2000. - № 4. - S. 58-69. (In Russian)Епишкина, В. А. Крашение шерстяных материалов кислотными красителями с рациональным использованием воды / Я. С. Бойко, В. А. Епишкина, А. М. Киселев, С. В. Спицкий // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. – 2003. - №3. - С.64-67.Yepishkina, V. A. “Krasheniye sherstyanykh materialov kislotnymi krasitelyami s ratsional'nym ispol'zovaniyem vody [Dyeing of woolen materials with acid dyes with rational use of water].” YA. S. Boyko, V. A. Yepishkina, A. M. Kiselev, S. V. Spitskiy // Izvestiya vuzov. Tekhnologiya tekstil'noy promyshlennosti. – 2003. - №3. - S.64-67. (In Russian)Robinson T., McCullan G., Marchant R., Nigam P. Remidiation of dyes in textile effluent: critical review on current treatment technologies with a proposed alternative // Bioresource Technology. - 2001. - № 77. - P. 247-255Robinson T., McCullan G., Marchant R., Nigam P. Remidiation of dyes in textile effluent: critical review on current treatment technologies with a proposed alternative. Bioresource Technology. - 2001. - № 77. - P. 247-255Mirjalili M. and Karimi L. Extraction and Characterization of Natural Dye from Green Walnut Shells and Its Use in Dyeing Polyamide: Focus on Antibacterial Properties,Journal of Chemistry, Vol. 2013, available at: https://doi.org/10.1155/2013/375352 (accessed 16 April 2024)Mirjalili M. and Karimi L. Extraction and Characterization of Natural Dye from Green Walnut Shells and Its Use in Dyeing Polyamide: Focus on Antibacterial Properties, Journal of Chemistry, Vol. 2013, available at: https://doi.org/10.1155/2013/375352 (accessed 16 April 2024)Le Coz, C.J., (2005). Dyes in Encycloped ia of Toxicology (Second Edition), W. Editor-in-Chief: Philip, Editor 2005, Elsevier: New Yo rk. 104-114.Le Coz, C.J., (2005). Dyes in Encycloped ia of Toxicology (Second Edition), W. Editor-in-Chief: Philip, Editor 2005, Elsevier: New Yo rk. 104-114.Hernбndez-Montoya V., Pйrez-Cruz, M.A., Mendoza-Castillo, D.I., Moreno-Virgen, M.R., & Bonilla-Petriciolet, A. (2013). Competitive adsorption of dyes and heavy metals on zeolitic structures. Journal of environmental managemen t, 116, 213-221.Hernбndez-Montoya V., Pirez-Cruz, M.A., Mendoza-Castillo, D.I., Moreno-Virgen, M.R., & Bonilla-Petriciolet, A. (2013). Competitiveadsorption of dyes and heavy metals on zeolitic structures. Journal of environmental managemen t, 116, 213-221.Samanta P. A Review on Application of Natural Dyes on Textile Fabrics and Its Revival Strategy. Chemistry and Technology of Natural and Synthetic Dyes and Pigments. Intech Open, Available at: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.90038 (accessed 15 January 2024).Samanta P. A Review on Application of Natural Dyes on Textile Fabrics and Its Revival Strategy. Chemistry and Technology of Natural and Synthetic Dyes and Pigments. Intech Open, Available at: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.90038 (access-ed 15 January 2024).Noman Habib, Waseem Akram, Shahid Adeel, Nimra Amin, Mozhgan Hosseinnezhad and Ehsan Ul Haq. Environmental-friendly extraction of Peepal (FicusReligiosa) bark-based reddish brown tannin natural dye for silk coloration. Environmental science and pollution research international, Vol. 29, 23:35048—35060. DOI:10.1007/s11356-022-18507-5.Noman Habib, Waseem Akram, Shahid Adeel, Nimra Amin, Mozhgan Hosseinnezhad and Ehsan Ul Haq. Environmental-friendly extraction of Peepal (Ficus Religiosa) bark-based reddish brown tannin natural dye for silk coloration. Environmental science and pollution research international, Vol. 29, 23:35048—35060. DOI:10.1007/s11356-022-18507-5.Голиков В. П. Органические хроматические материалы на основе природных красителей в произведениях искусства: природа, технологии приготовления и применения, методы исследования. — М.:Институт Наследия, 2020. — 296 cGolikov V. P. “Organicheskiye khromaticheskiye materialy na osnove prirodnykh krasiteley v proizvedeniyakh iskusstva: priroda, tekhnologii prigotovleniya i primeneniya, metody issledovaniya [Organic chromatic materials based on natural dyes in works of art: nature, preparation and application technologies, research methods].” — M.: Institut Naslediya, 2020. — 296 c (In Russian). Киселёв А. М. Экологические аспекты процессов отделки текстильных материалов // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2002, т. XLVI, № 1A. M. Kiselov. “Ekologicheskiye aspekty protsessov otdelki tekstil'nykh materialov [Ecological aspects of textile finishing processes].”. Ros. khim. zh. (ZH. Ros. khim. ob-va im. D.I. Mendeleyeva), 2002, t. XLVI, № 1 (In Russian)Учебное пособие по стандарту ISO 14001:2004 c комментариями [Электронный ресурс] / Сообщество экологов «Промышленная экология». — Режим доступа: http://eco.com.ua/sites/eco.com.ua/files/lib1/navch_mat/iso_14001.pdf. — Дата доступа: 25.04.2018.Uchebnoye posobiye po standartu ISO 14001:2004 c kommentariyami [Training manual on ISO 14001:2004 with comments] / Soobshchestvo ekologov «Promyshlennaya ekologiya». http://eco.com.ua/sites/eco.com.ua/files/lib1/navch_mat/iso_14001.pdf. (In Russian)Sajda .S. Affat. Classifications, Advantages, Disadvantages, Toxicity Effects of Natural and Synthetic Dyes: A review. University of Thi-Qar Journal of Science (UTsci). Volume (8), № 1. http://doi.org/10.32792/utq/utjsci/v8/1/21Sajda .S. Affat. Classifications, Advantages, Disadvantages, Toxicity Effects of Natural and Synthetic Dyes: A review. University of Thi-Qar Journal of Science (UTsci). Volume (8), № 1. http://doi.org/10.32792/utq/utjsci/v8/1/21Ковтун Е.Г., Маланкина Е.Л., Артамонцева Л.В., Люлько Н.И. Влияние процесса крашения шерсти природными красителями на раствормость шерстяного волокна в мочевино-гидросульфитном и щелочном растворах. // Технология текстльной промышленности, 2007.- № 3 (298).-C.67-69Kovtun Ye.G., Malankina Ye.L., Artamontseva L.V., Lyul'ko N.I. “Vliyaniye protsessa krasheniya shersti prirodnymi krasitelyami na rastvormost' sherstyanogo volokna v mochevino-gidrosul'fitnom i shchelochnom rastvorakh [Influence of the process of dyeing wool with natural dyes on the solubility of wool fiber in urea-hydrosulfite and alkaline solutions].” Tekhnologiya tekstl'noy promyshlennosti, 2007, № 3 (298) s.67-69 (In Russian)Неборако О.Ю. Химическая модификация и исследование свойств природных красителей растительного происхождения: дисс. канд. хим.наук: 02.00.03. М., 2005 - 120 с.Neborako O.YU. “Khimicheskaya modifikatsiya i issledovaniye svoystv prirodnykh krasiteley rastitel'nogo proiskhozhdeniya [Chemical modification and study of the properties of natural dyes of plant origin].” diss. kand. khim.nauk: 02.00.03. M., 2005. 120 s. (In Russian)Кобраков К.И., Кузнецов Д.Н., Ручкина А.Г. Синтез и исследование свойств азокрасителей и азопигментов на основе полифенолов различного генезиса. // НефтеГазоХимия, №1. – 2018. - C.25-28Kobrakov K.I., Kuznetsov D.N., Ruchkina A.G., Nadyrbayev I.A., Klyauzova A.V. “Sintez i issledovaniye svoystv azokrasiteley i azopigmentov na osnove polifenolov razlichnogo genezisa [Synthesis and study of the properties of azo dyes and azo pigments based on polyphenols of various genesis].” NefteGazoKhimiya, №1, 2018, s.25-28 (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.