Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЦИДНОГО КОМПОЗИТА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Китикова Наталья Владиленовна Добыш Владимир Алексеевич Макатун Виктор Нестерович Тарасевич Владимир Александрович Агабеков Владимир Енокович Карпинчик Евгений Васильевич Ратько Анатолий Иванович (умерший) Белясова Наталья Александровна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Способ получения биоцидного композита обработкой минерального носителя водным раствором гуанидинсодержащего соединения, отличающийся тем, что в качестве минерального носителя используют полифосфатную форму трепела, полученную обработкой трепела ортофосфорной кислотой с последующей термообработкой, а в качестве гуанидинсодержащего соединения используют полигексаметиленгуанидин, водным раствором которого нейтрализуют полифосфатную форму трепела. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ортофосфорную кислоту берут в мольном соотношении к карбонатной составляющей трепела 1,51, термообработку ортофосфата осуществляют при 300 С в течение 2 ч, а нейтрализацию проводят 2-3 -ным водным раствором полигексаметиленгуанидина. Изобретение относится к области производства антибактериальных материалов, используемых для проведения обеззараживающих и дезинфекционных мероприятий. Среди наиболее известных и выпускаемых в промышленных масштабах продуктов,предназначенных для этих целей, являются препараты, содержащие в качестве действующего вещества различные солевые формы полигексаметиленгуанидина (ПГМГ) 1. Это водорастворимые полимеры, обладающие широким спектром биоцидного действия,включая антимикробную, антивирусную, фунгицидную, инсектицидную и пестицидную активность, низкой токсичностью и коррозионной активностью. Рабочие растворы дезинфицирующих средств с использованием солей ПГМГ в концентрациях 0,5-1,0 готовят разбавлением твердых субстанций ПГМГ или их концентра 18404 1 2014.08.30 тов в воде, содержащих в том числе различные вспомогательные вещества - отдушки, красители, ПАВ 1. Недостатками таких дезинфицирующих средств являются невысокие их водостойкость и атмосфероустойчивость. Бактерицидные полимерные пленки ПГМГ, образованные на поверхности после высыхания растворов дезинфектанта, легко смываются водой. Известен ряд методов 2, 3 иммобилизации ПГМГ на поверхности различных носителей с целью пролонгирования его действия. Так, в способе 2 закрепление предварительно адсорбированного на поверхности клиноптилолита ПГМГ проводят путем его химического взаимодействия с эпихлоргидрином в щелочной среде, что позволяет получить нерастворимую анионообменную смолу, равномерно покрывающую зерна клиноптилолита и обладающую высокой биоцидностью. Полученный продукт используется в качестве ионообменника для очистки и обеззараживания воды. Недостатками этого способа являются необходимость введения дополнительных технологических операций, использование вредных для здоровья соединений (эпихлоргидрина) и образование значительного количества сточных вод. Известен способ 3 получения органо-минеральной полимерной композиции путем распределения метакрилата гуанидина в межслоевое пространство монтмориллонита с его последующей полимеризацией. Получают композиционный материал, обладающий сорбционными и биоцидными свойствами и предназначенный для очистки и обеззараживания воды. К недостаткам этого способа относится использование токсичного соединения - метакрилата гуанидина и проведение реакции при температуре 60-70 С, что делает процесс небезопасным и энергоемким. Наиболее близким к предлагаемому способу получения биоцидного композита является известный способ 4 (прототип) получения органо-минерального гуанидинсодержащего композита, в котором носителем действующего вещества является природный минерал клиноптилолит. Для этого клиноптилолит пропитывают 5-10 -ным раствором гидрофобного ПГМГ. Гидрофобный ПГМГ представляет собой различные модификации ПГМГ октадецил полигексаметиленгуанидин, бензил полигексаметиленгуанидин, октадецил поли-(4,9-диоксадодекан-1,12-гуанидин). При этом утверждается, что физическая сорбция ПГМГ на модифицированном клиноптилолите осуществляется за счет гидрофобного заместителя и исключительно по поверхности зерен цеолита. Недостаток способа состоит в низкой влагоустойчивости полученного продукта, обусловленной отсутствием химических связей действующего вещества (ПГМГ) с матрицей,и, как результат, быстрой потерей антимикробных свойств композита при контакте с водными средами. Цель настоящего изобретения состояла в разработке способа получения биоцидного композита на основе минерального носителя и гуанидинсодержащего соединения в виде мелкодисперсного порошка с высокими обеззараживающими свойствами и устойчивого к вымыванию действующего вещества водой. В качестве минерального носителя использовали трепел. Его выбор основан на том,что, являясь доступным природным минералом осадочного происхождения, трепел в своем составе содержит значительное количество карбонатов и, вследствие этого, легко поддается кислотной активации. Химический состав трепелов, мас.2 42-67, 23 5-8,23 2-3,11-24,0,6-4,2, прочие компоненты - 11-21. Трепел используется как присыпка при лечении гнойно-септических заболеваний, т.к. он активно поглощает влагу раневого секрета, не раздражает кожу, ускоряет процесс эпителизации, препятствует развитию воспалительных процессов. Сущность предлагаемого способа получения биоцидного композита заключается в том, что в качестве минерального носителя биоактивного гуанидинсодержащего соедине 2 18404 1 2014.08.30 ния (ПГМГ) используют полифосфатную форму трепела, полученную обработкой природного минерала ортофосфорной кислотой с последующим его прокаливанием. При обработке ортофосфорной кислотой карбонаты трепела переходят в соответствующие фосфаты. Перевод их в полифосфатную форму осуществляют термообработкой при температуре 300 С в течение 2 ч. В дальнейшем поверхность минерала, содержащую олигомеры полифосфорных кислот и их кислые соли, обрабатывают 2-3 -ным водными растворами основания ПГМГ. При этом на поверхности модифицированного трепела образуются полифосфорные соли ПГМГ с различной растворимостью в воде и обладающие высокими бактерицидными свойствами. Технический результат предлагаемого способа заключается в возможности получения антисептического материала пролонгированного действия в виде мелкодисперсного порошка, устойчивого к вымыванию водой. Порошкообразная или гранулированная форма дезинфицирующего средства позволяет проводить обеззараживающие мероприятия в тех случаях, когда недопустимо применение жидких дезинфектантов, например, при хранении семенного материала сельскохозяйственных растений или при наличии неводной среды. В то же время не исключается возможность использования его и в мокрых местах, поскольку действующее вещество(полифосфорные соли ПГМГ) хорошо удерживается на поверхности носителя и обеспечивает сохранение бактерицидной активности композита после многократных водных обработок. Способ иллюстрируется следующими конкретными примерами его выполнения. Пример 1. 100 г порошкообразного трепела (месторождение Стальное, Могилевская область,Республика Беларусь) с содержанием карбонатной составляющей 45 мас.(в пересчете на 3) увлажняют при постоянном перемешивании до содержания влаги 20-25 и,продолжая перемешивать, по каплям вводят 46 мл концентрированной фосфорной кислоты с содержанием 25 61,0 мас.(1,685), что соответствует мольному отношению ортофосфорной кислоты к карбонатной составляющей 1,51. Затем фосфатированный трепел после его термообработки в течение 2 ч при 300 С нейтрализуют 0,64 -ным водным раствором основания ПГМГ, декантируют его избыток, а осадок сушат при 105-110 С и измельчают до размера частиц 0,05-0,25 мм. Маточник после корректировки концентрации основания ПГМГ используют для последующих обработок новых порций полифосфатных форм трепела. Полученный продукт содержит 7,3 мас.действующего вещества (д. в.). Пример 2. Отличие от примера 1 состоит в том, что нейтрализацию полифосфата трепела проводят 1,38 -ным раствором основания ПГМГ. В полученном продукте содержание д. в. составляет 13,9 мас. . Пример 3. Композит получают, как в примере 1, но нейтрализацию проводят 2,76 мас.раствором основания ПГМГ. Содержание д. в. в полученном композите составляет 24,2 мас. . Пример 4. Биоцидный композит получают, как описано в примере 1, но трепел обрабатывают при мольном соотношении ортофосфорной кислоты к карбонатной составляющей 11, для чего 100 г трепела обрабатывают 32 мл 34. Дальнейшие операции осуществляют без изменения. Пример 5. Обработку трепела проводят при мольном отношении ортофосфорной кислоты к карбонатной составляющей 21, для чего 100 г трепела обрабатывают 54 мл 34, а нейтрализацию осуществляют 2,97 мас.раствором основания ПГМГ. Все последующие операции проводят, как описано в примере 1. Содержание д. в. в композите 44,2 мас. . 3 18404 1 2014.08.30 Для определения содержания свободных кислот модифицированного трепела проводили титрование его водной вытяжки. Для этого 1,0 г модифицированного трепела помещали в коническую колбу на 100 мл и приливали 25 мл дистиллированной воды. Суспензию выдерживали в течение 24 ч при периодическом перемешивании. Затем раствор отделяли от осадка фильтрованием через бумажный фильтр, отбирали аликвоту 5,0 мл и титровали 0,1 раствором КОН. Содержание связанного фосфора в составе фосфатированного трепела определяли колориметрически по методу образования фосфорованадомолибдатного комплекса 5 после растворения навески в азотной кислоте. Количество действующего вещества (содержание ПГМГ в композите, мас. ), поглощенного матрицей, рассчитывали по разнице концентраций основания ПГМГ в исходном растворе, взятом для нейтрализации, и в маточнике. Концентрацию ПГМГ определяли фотометрически по эозину в присутствии глицинового буфера на приборе КФК по известной методике 1. Полученные результаты приводятся в табл. 1. Таблица 1 Условия обработки трепела и содержание действующего вещества в полученных композитах Содержание киСоотношение слотных групп в Общее содержа 3, составе фосфа- рН вод- ние 25 в соПри- 3 4 моль/моль,тированного ной выставе мер при обработке трепела тяжки фосфатировантрепела Из приведенных данных следует, что, чем выше концентрация раствора основания ПГМГ и количество взятой для фосфатирования трепела кислоты, тем большее количество действующего вещества удерживается в композите. Однако при содержании в нем ПГМГ свыше 24,2 мас.(табл. 1) композит после сушки теряет сыпучесть, в связи с чем оптимальным соотношением 343 при фосфатировании трепела является 1,51 моль/моль, а концентрация водного раствора основания ПГМГ, взятого для обработки фосфатированного трепела, должна находиться в пределах 2-3 мас. . Бактерицидную активность образцов полученных биоцидных композитов определяли по диффузионному методу с использованием в качестве тест-культур бактерий,,дрожжей, мицелиальных грибови. На поверхности агаризованных питательных сред (питательного агара для бактерий и сусло-агара для микромицетов) создавали равномерные газоны клеток, на которых размещали пластиковые цилиндрики диаметром 6 мм. В цилиндрики вносили навески порошкообразного композита в количестве 5,00,3 мг и оставляли при температуре 30 С на 16 ч. В качестве показателя бактерицидной активности служил диаметр зон задержки роста клеток. Полученные данные приводятся в табл. 2. 18404 1 2014.08.30 Таблица 2 Бактерицидная активность биоцидного композита(диаметр зон задержки роста клеток, мм) Тест-культуры Образцы Трепел исходный Трепел фосфатированный Пример 2 Пример 3 Композит по примеру 3 после 1 промывки водой Композит по примеру 3 после 2 промывок водой Композит по примеру 3 после 3 промывок водой Испытание антимикробных свойств показало, что полученные образцы обладают выраженными антимикробными свойствами по отношению к грибам, дрожжам и бактериям. Полученный по предлагаемому способу биоцидный композит сохраняет свою высокую бактерицидную активность после многократных водных обработок (табл. 2). Использование дешевого минерального сырья в сочетании с простотой исполнения и отсутствием сточных вод способствует удешевлению готовой продукции. Способ прост в исполнении, не требует специального оборудования, а полученный продукт воспроизводим по химическому составу и свойствам. Источники информации 1. Воинцева И.И., Гембиций П.А. Полигуанидины - дезинфекционные средства и полифункциональные добавки в композиционные материалы. М. ЛКМ-пресс, 2009. - 304 с. 2. Патент РФ 2161066, МПК 0120/26,0120/18, 0120/30, 2000. 3. Патент РФ 2331470, МПК 01 20/26,0120/16, 2008. 4. Патент РФ 2167706, МПК 01 20/26,0120/30, 2001 (прототип). 5. Шарло Г. Методы аналитической химии. Количественный анализ неорганических соединений. В 2 ч. - М. Химия, 1969. - Ч. . - С. 1090-1092. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5

МПК / Метки

МПК: A61L 2/16

Метки: композита, способ, биоцидного, получения

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/5-18404-sposob-polucheniya-biocidnogo-kompozita.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Способ получения биоцидного композита</a>

Похожие патенты