Полимерная бактерицидная композиция (варианты)
Изобретение относится к составам полипропиленовых композиций, обладающих бактерицидными свойствами и предназначенных для производства любых изделий методом литья и экструзии, и может быть использовано для получения полипропиленовых волокон для водяных и воздушных фильтров, используемых в различных отраслях промышленности и медицины. Полимерная бактерицидная композиция для изделий содержит полимер и бактерицидную добавку. В качестве полимера использован полипропилен в количестве 97,00-99,92 мас.%. Композиция дополнительно содержит амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», в количестве 0,05-2,00 мас.%. В качестве бактерицидной добавки композиция содержит 0,03-1,00 мас.% фосфата серебра или роданита серебра, или стеарата серебра. Технический результат состоит в том, что полимерные бактерицидные композиции обладают высокими бактерицидными свойствами, что расширяет их функциональные качества и позволяет широко использовать в различных отраслях промышленности. 3 н.п. ф-лы, 4 табл., 2 ил.
Изобретение относится к полимерным композиционным материалам, а именно к составам полипропиленовых композиций, обладающих бактерицидными свойствами и предназначенных для производства любых изделий методом литья и экструзии, и может быть использовано для получения полипропиленовых волокон для водяных и воздушных фильтров, используемых в различных отраслях промышленности и медицины.
Известна полимерная композиция на основе полипропилена, содержащая органический наполнитель и используемая для получения строительных материалов, RU №2045550 C1, C08L 23/12, 1995.10.10.
Известна полимерная композиция на основе полипропилена, включающая модификатор и стабилизатор, получаемая экструдированием компонентов, RU №2058343 C1, C08L 23/12, 1996.04.20.
Известен полимерный композиционный материал на основе полипропилена и/или его сополимеров, способных перерабатываться экструзионным способом, RU №2174526 C1, C08L23/10, 2001.10.10.
Известна полимерная композиция, содержащая полипропилен и химическую добавку, используемая для производства пластин, пленок, волокон, RU №2177012 C1, C08L 23/12, 2001.12.20.
Известна полимерная композиция, содержащая полипропилен и волокнистые наполнители, RU №2017762 C1, C08L 23/12, 1994.08.15.
Известные полимерные композиции не обладают бактерицидными свойствами.
Известна полимерная композиция биомедицинского назначения, содержащая полипропилен, биосовместимый наполнитель и модификатор, способные перерабатываться литьем или экструзией, RU №2197509 С1, C08L 23/12, 2003.01.27.
Эта композиция используется для эндопротезирования в хирургии.
Известен состав с биоцидными свойствами, включающий в качестве биоцидной добавки серебросодержащее органическое соединение, RU №2215010 C1, C09D 5/14, 2003.10.27.
Известно средство, обладающее антимикробной активностью, представляющее собой водорастворимое соединение серебра, оказывающее антимикробное действие в отношении патогенных микробов Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphyllococcus aureus. Bacillus subtilis, Candida albigans, RU №2278669 С1, A61K 31/717, A61K 36/15, A61K 31/04, 2006.06.27.
Известные средство и состав имеют функциональные ограничения, технологические характеристики их индивидуальны.
Известна полимерная бактерицидная композиция, обладающая бактерицидными свойствами, содержащая полимер и бактерицидную добавку, RU №2232173 С2, C08L 23/06, С08L 27/06, 2004.07.10.
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.
Однако оно обладает недостатками.
В качестве бактерицидной добавки в ближайшем аналоге использованы экстракты из растительного сырья, не способные придать полимерной композиции стойкие бактерицидные свойства и оказывать антимикробное действие в отношении патогенных микробов, что снижает функциональные качества полимерной композиции и возможности ее использования.
В основу настоящего изобретения положено решение технической задачи, позволяющей получить полимерные композиции с высокими бактерицидными свойствами, расширить функциональные качества и возможности использования.
Вариант 1.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что полимерная бактерицидная композиция для изделий включает полимер и бактерицидную добавку.
Композиция дополнительно содержит амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», в качестве полимера содержит полипропилен, а в качестве бактерицидной добавки содержит фосфат серебра при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Полипропилен | 97,00-99,92 |
| Амид олеиновой кислоты марки «Finawax О» | 0,05-2,00 |
| Фосфат серебра | 0,03-1,00 |
Вариант 2.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что полимерная бактерицидная композиция для изделий включает полимер и бактерицидную добавку.
Композиция дополнительно содержит амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», в качестве полимера содержит полипропилен, а в качестве бактерицидной добавки содержит роданид серебра при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Полипропилен | 97,00-99,92 |
| Амид олеиновой кислоты марки «Finawax О» | 0,05-2,00 |
| Роданид серебра | 0,03-1,00 |
Вариант 3
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что полимерная бактерицидная композиция для изделий включает полимер и бактерицидную добавку.
Композиция дополнительно содержит амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», в качестве полимера содержит полипропилен, а в качестве бактерицидной добавки содержит стеарат серебра при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Полипропилен | 97,00-99,92 |
| Амид олеиновой кислоты марки «Finawax О» | 0,05-2,00 |
| Стеарат серебра | 0,03-1,00 |
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
За счет реализации отличительных признаков изобретения /в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы/ достигаются важные новые свойства объекта:
- оптимальное соотношение ингредиентов расширяет функциональные качества полимерного материала;
- наличие в составах композиций бактерицидных добавок (фосфат серебра - вариант 1, роданид серебра - вариант 2, стеарат серебра - вариант 3) повышает антимикробные свойства;
- бактерицидная активность позволяет получать полимерный материал, широко используемый в различных отраслях промышленности и медицины.
Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат, в связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».
Способ осуществляют следующим образом.
В качестве ингредиентов используют:
Полипропилен ГОСТ 26996-86 марка 21030 с ПТР 2,5-4 г/мин
Амид олеиновой кислоты (олеамид) марки «Finawax О», СН3 -(СН2)7-СН=СН-(СН2)7-CO-NH2, молекулярная формула С17Н33CONH2, молекулярный вес 283, температура плавления 73°С, йодное число 80-95, влажность 0,25% макс., содержание основного вещества 98%, содержание жирных кислот 0,2%, бесцветные шарики не растворимы в воде (Индия, «FineOrganics»).
Бактерицидную добавку: фосфат серебра (Вариант 1), роданид серебра (Вариант 2), стеарат серебра (Вариант 3).
Композицию получают.
Вариант 1
Смешением на одношнековом или двухшнековом экструдере при температурах 180-240°С ингредиентов: полипропилена, амида олеиновой кислоты марки «Finawax О» и фосфата серебра.
На выходе из экструдера смесь охлаждают водой.
Вариант 2
Смешением на одношнековом или двухшнековом экструдере при температурах 180-240°С ингредиентов: полипропилена, амида олеиновой кислоты марки «Finawax О» и роданида серебра.
На выходе из экструдера смесь охлаждают водой.
Вариант 3
Смешением на одношнековом или двухшнековом экструдере при температурах 180-240°С ингредиентов: полипропилена, амида олеиновой кислоты марки «Finawax О» и стеарата серебра.
На выходе из экструдера смесь охлаждают водой.
Сущность изобретения подтверждают примеры.
ПРИМЕР 1
Получают фосфат серебра обменным путем из растворимых солей серебра. Фосфат серебра в полученном соединении имеет насыпную плотность - 1,25 г/см3 (вариант 1).
Получают роданид серебра обменным путем из растворимых солей роданида. Роданид серебра в полученном соединении имеет насыпную плотность - 1,58 г/см3 (вариант 2).
Получают стеарат серебра обменным путем из растворимых солей стеарата. Стеарат серебра в полученном соединении имеет насыпную плотность - 0,25 г/см3 (вариант 3).
ПРИМЕР 2.
Вариант 1.
Получают полимерную композицию 1.
Берут 99,92 мас.% полипропилена, 0,05 мас.% амида олеиновой кислоты марки «Finawax О» и 0,03 мас.% фосфата серебра. Смешивают все ингредиенты на двухшнековом экструдере при температуре 180-240°С. На выходе из экструдера смесь охлаждают водой. Смесь гранулируется, при этом гранулы имеют размер 2-5 мм.
Аналогичным образом получают композиции 2 и 3.
Композиции 1-3 и композиция ближайшего аналога представлены в таблице 1.1.
Вариант 2.
Берут 99,92 мас.% полипропилена, 0,05 мас.% амида олеиновой кислоты марки «Finawax О» и 0,03 мас.% роданида серебра. Смешивают все ингредиенты на двухшнековом экструдере при температуре 180-240°C. На выходе из экструдера смесь охлаждают водой. Смесь гранулируется, при этом гранулы имеют размер 2-5 мм.
Аналогичным образом получают композиции 2 и 3.
Композиции 1-3 и композиция ближайшего аналога представлены в таблице 1.2.
Вариант 3.
Берут 99,92 мас.% полипропилена, 0,05 мас.% амида олеиновой кислоты марки «Finawax О» и 0,03 мас.% стеарата серебра. Смешивают все ингредиенты на двухшнековом экструдере при температуре 180-240°С. На выходе из экструдера смесь охлаждают водой. Смесь гранулируется, при этом гранулы имеют размер 2-5 мм.
Аналогичным образом получают композиции 2 и 3.
Композиции 1-3 и композиция ближайшего аналога представлены в таблице 1.3.
На основании примера 2 и таблиц 1.1-1.3. определяют оптимальные пределы ингредиентов, представленные в заявляемом техническом решении.
Индекс расплава полипропилена может варьироваться от 2 до 50 г/10 мин.
ПРИМЕР 3.
Определяют бактерицидную активность заявляемой полимерной композиции.
Берут образцы 1 и 3 из полипропиленовых нитей соответствующих вариантов 1-3 и образец ближайшего аналога, см. таблицы 1.1-1.3.
Бактерицидную активность образцов определяют с использованием тест-культур бактерий Escheria coli, Bacillus substilis, Staphylococcus citreus, Pseudomas fluorescens.
Бактерии Pseudomas fluorescens засевают газоном на поверхности СПА и размещают образцы плотно, прижимают их к засеянной бактериями поверхности агара. Чашки с образцами помещают в термостат и выращивают в течение 48 часов при температуре 28°С.
Аналогичным образом засевают бактерии Escheria coli, Bacillus substilis и Staphylococcus citreus на поверхности СПА и размещают образцы.
Образцы 1 и 3 вариантов 1-3 образуют зону подавления микроорганизмов 1-3 мм, что подтверждает их антимикробные свойства.
Данные представлены в таблице 2.
Из таблицы 2 видно, что образцы 1 и 3 вариантов 1-3 обладают наличием эффекта подавления роста микробов (+), а у образца ближайшего аналога отсутствует эффект антимикробного действия (-).
Пример 3 и таблица 2 подтверждают бактерицидную активность заявляемой полимерной композиции.
ПРИМЕР 4.
Определяют бактерицидную активность фильтра для очистки воды.
Сущность осуществления способа подтверждают представленные чертежи:
Фиг.1 - водяные фильтры, общий вид.
Фиг.2 - полипропиленовые волокна водяных фильтров, фрагмент рабочей поверхности.
Фильтрующие элементы фильтра для воды представляют собой многослойную цилиндрическую конструкцию из полипропиленовых волокон с изменяющейся пористостью по сечению фильтрующего слоя.
Принцип фильтрации основан на фракционном отделении частиц за счет постепенного повышения тонкости фильтрации по слоям фильтрующего элемента, благодаря чему обеспечиваются высокая производительность и эффективность очистки, повышается срок службы фильтрующих элементов.
Готовят питательную среду, засевают ее бактерией Pseudomas fluorescens, пропускают ее через фильтр с волокнами, не содержащими бактерицидных добавок, и замеряют концентрацию бактерий.
Готовят питательную среду, засевают ее бактерией Pseudomas fluorescens, пропускают ее через фильтр с полипропиленовыми волокнами по варианту 1 и замеряют концентрацию бактерий.
Концентрация бактерий при использовании фильтра по варианту 1 уменьшилась почти в 100 раз.
Аналогичным образом проверяют бактерицидную активность фильтров с полипропиленовыми волокнами по вариантам 2 и 3 на бактерии Pseudomas fluorescens.
Аналогичным образом используют бактерии Escheria coli, Bacillus substilis, Staphylococcus citreus для фильтров с полипропиленовыми волокнами по вариантам 1-3.
Отмечено значительное повышение бактерицидных свойств фильтров с полипропиленовыми волокнами по вариантам 1-3 по сравнению с фильтрами без бактерицидных добавок.
Антимикробные свойства расширяют функциональные возможности полимерных композиций на основе полипропилена по вариантам 1-3 и позволяют использовать их в различных отраслях промышленности при получении материалов и изделий методом литья и экструзии.
Предложенные полимерные композиции могут быть использованы:
- для производства любых изделий методом литья и экструзии;
- для получения полипропиленовых волокон для водяных фильтров;
- для получения полипропиленовых волокон для воздушных фильтров предварительной очистки воздуха непосредственно после воздухозаборных решеток, в системах приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования воздуха;
- для получения полипропиленовых волокон первой ступени воздушных фильтров для очистки воздуха, используемых в различных отраслях промышленности и медицины.
Предложенные полимерные композиции по вариантам 1-3 содержат широко используемые ингредиенты при оптимальных их количествах, что подтверждает их соответствие критерию «промышленная применимость».
Предложенные полимерные композиции по вариантам 1-3 обладают высокими бактерицидными свойствами, что расширяет их функциональные качества и позволяет широко использовать в различных отраслях промышленности.
| Композиции полипропиленовые бактерицидные | ||||
| (Вариант 1) | ||||
| Таблица 1.1 | ||||
| Компоненты | Композиция 1 | Композиция 2 | Композиция 3 | Композиция |
| ближайшего | ||||
| аналога | ||||
| Полипропилен, | 99,92 | 98,46 | 97,00 | 99,00 |
| мас.% | ||||
| Амид | 0,05 | 0,98 | 2,00 | - |
| олеиновой | ||||
| кислоты | ||||
| марки | ||||
| «Finawax O», | ||||
| мас.% | ||||
| Фосфат | 0,03 | 0,56 | 1,00 | 1,00 |
| серебра, | Экстракт | |||
| мас.% | из | |||
| растительного | ||||
| сырья |
| Композиции полипропиленовые бактерицидные | ||||
| (Вариант 2) | ||||
| Таблица 1.2 | ||||
| Компоненты | Композиция 1 | Композиция 2 | Композиция 3 | Композиция ближайшего |
| аналога | ||||
| Полипропилен | 99,92 | 98,46 | 97,00 | 99,00 |
| мас.% | ||||
| Амид | 0,05 | 0,98 | 2,00 | - |
| олеиновой | ||||
| кислоты | ||||
| марки | ||||
| «Finawax O», | ||||
| мас.% | ||||
| Роданид | 0,03 | 0,56 | 1,00 | 1,00 |
| серебра, | Экстракт | |||
| мас.% | из | |||
| растительного | ||||
| сырья |
| Композиции полипропиленовые бактерицидные | ||||
| (Вариант 3) | ||||
| Таблица 1.3 | ||||
| Компоненты | Композиция 1 | Композиция 2 | Композиция 3 | Композиция |
| ближайшего | ||||
| аналога | ||||
| Полипропилен | 99,92 | 98,46 | 97,00 | 99,00 |
| мас.% | ||||
| Амид | 0,05 | 0,98 | 2,00 | - |
| олеиновой | ||||
| кислоты | ||||
| марки | ||||
| «Finawax O», | ||||
| мас.% | ||||
| Стеарат | 0,03 | 0,56 | 1,00 | 1,00 |
| серебра, | Экстракт | |||
| мас.% | из | |||
| растительного | ||||
| сырья |
| Бактерицидная активность | |||||||
| Таблица 2 | |||||||
| Тест-культура | Образец 1 | Образец 3 | Образец | ||||
| Варианты 1-3 | Варианты 1-3 | ближайшего | |||||
| аналога | |||||||
| Escheria coli | + | + | + | + | + | + | - |
| Bacillus | + | + | + | + | + | + | - |
| substilis | |||||||
| Staphylococcus | + | + | + | + | + | + | - |
| citreus | |||||||
| Pseudomas | + | + | + | + | + | + | - |
| fluorescens. | |||||||
| + Наличие эффекта подавления роста микробов. | |||||||
| - Отсутствие эффекта антимикробного действия |
1. Полимерная бактерицидная композиция для изделий, включающая полимер и бактерицидную добавку, отличающаяся тем, что дополнительно содержит амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», в качестве полимера содержит полипропилен, а в качестве бактерицидной добавки содержит фосфат серебра при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| полипропилен | 97,00-99,92 |
| амид олеиновой кислоты марки «Finawax О» | 0,05-2,00 |
| фосфат серебра | 0,03-1,00 |
2. Полимерная бактерицидная композиция для изделий, включающая полимер и бактерицидную добавку, отличающаяся тем, что дополнительно содержит амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», в качестве полимера содержит полипропилен, а в качестве бактерицидной добавки содержит роданид серебра при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| полипропилен | 97,00-99,92 |
| амид олеиновой кислоты марки «Finawax О» | 0,05-2,00 |
| роданид серебра | 0,03-1,00 |
3. Полимерная бактерицидная композиция для изделий, включающая полимер и бактерицидную добавку, отличающаяся тем, что дополнительно содержит амид олеиновой кислоты марки «Finawax О», в качестве полимера содержит полипропилен, а в качестве бактерицидной добавки содержит стеарат серебра при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| полипропилен | 97,00-99,92 |
| амид олеиновой кислоты марки «Finawax О» | 0,05-2,00 |
| стеарат серебра | 0,03-1,00 |
