Способ отмывки армирующих материалов от замасливателей при изготовлении протезно-ортопедических изделий из слоистых пластиков
Владельцы патента RU 2323013:
Федеральное государственное учреждение "Федеральное бюро медико-социальной экспертизы" (ФГУ "ФБ МСЭ") Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к протезированию и протезостроению. Способ отмывки армирующих материалов от замасливателей при изготовлении протезно-ортопедических изделий из слоистых пластиков заключается в смывании замасливателей путем кипячения арматуры в смеси 10% водного раствора моющих средств, например хозяйственного мыла, стирального порошка «Лотос» и др., 5% водного раствора щелочи КОН или NaOH в течение 45-60 мин с последующими нейтрализацией, удалением омыленных жиров, активацией поверхностей нитей 10% водным раствором щавелевой кислотой, промывкой проточной водой и сушкой арматуры при 25-60°С до влажности 1,5-2,5%, что позволяет повысить адгезионно-когезионные свойства трикотажной арматуры к связующим при изготовлении слоистых пластиков, устранить их расслаивание, повысить прочность и снизить вес протезно-ортопедических изделий на их основе. 1 табл.
Изобретение относится к обработке материалов, используемых в протезировании и ортезировании.
Известны способы обработки армирующих материалов при изготовлении слоистых пластиков и протезно-ортопедических изделий из них путем отварки в воде /1/, водных растворах моющих средств /2/, обработки растворителями и без удаления жировых замасливателей /3/.
Синтетические нити, входящие в армирующий материал, при их формовании обрабатываются замасливателями. Это необходимо для облегчения технологических процессов протяжки нитей через фельеры, прядения, вязания полотна, улучшения внешнего вида трикотажа и придания им различных свойств, таких как мягкость, гибкость, скользкость, фрикционность и антистатичность. Без наличия таких свойств нитей невозможна их переработка в текстильные изделия.
Свойства замасливающих средств различны и определяются видом и свойствами нитей, в основном это водные эмульсии масляных композиций, либо безводные растворы органических соединений в минеральных маслах. Такие замасливатели в армирующих материалах играют отрицательную роль при изготовлении слоистых пластиков - уменьшают адгезию и когезию между связующим и наполнителем. В результате этого снижаются прочностные свойства слоистых пластиков и изделий из них, происходит расслаивание материала.
Определено, что трикотажные арматуры перед изготовлением слоистых пластиков и формовании изделий из них необходимо обрабатывать, удалять замасливатели как антиадгезионный слой, активизировать поверхность трикотажа.
Армирующие материалы, обработанные по прототипу и аналогам, не обеспечивают в полной мере хорошей смачиваемости, пропитываемости их связующим, удержания связующего на поверхности трикотажной арматуры, а слоистые пластики на их основе расслаиваются, являются низкопрочными, что приводит к резкому снижению эксплуатационных показателей изделий и уменьшению времени их эксплуатации.
Целью настоящего изобретения является повысить адгизионно-когезионные свойства трикотажной арматуры к связующим при изготовлении слоистых пластиков, устранить их расслаивание и повысить прочность, снизить вес протезно-ортопедических изделий.
Этот результат достигается тем, что способ отмывки армирующих материалов от замасливателей при изготовлении протезно-ортопедических изделий из слоистых пластиков осуществляется путем кипячения трикотажной арматуры в смеси водного 10% раствора моющих средств, таких как хозяйственное мыло или стиральный порошок «Лотос» или «Лоск», 5% водного раствора щелочи КОН или NaOH в течение 45-60 мин, с последующими нейтрализацией, удалением омыленных жиров, активацией поверхностей нитей 10% водным раствором щавелевой кислоты, промывкой проточной водой и сушкой арматуры при 25-60°С до влажности 1,5-2,5%.
В предлагаемом способе 10% водный раствор моющих средств, таких как хозяйственное мыло или стиральный порошок «Лотос» или «Лоск», активно смывает замасливатель с поверхности нитей и переводит их в водную основу при кипячении. 5% водный раствор щелочи КОН или NaOH омыляет жиры и удаляет их с нитей, не дает им оседать снова на поверхность нитей. Такая концентрация щелочи обеспечивает щадящее воздействие на химический состав нитей, не разрушая их.
10% водный раствор щавелевой кислоты нейтрализует поверхность нитей и насыщенный водный раствор омыленных жиров и в то же время активизирует поверхности нитей для адгезионно-когезионного механизма взаимодействия между трикотажем и связующим и повышает прочность слоистых пластиков.
Промывка в проточной воде обеспечивает удаление различных включений и чистоту поверхности трикотажной арматуры.
Сушка отмытой трикотажной арматуры при температуре 25-60°С до влажности 1,5-2% необходима для исключения взаимодействия излишней влаги со связующим и обеспечения равномерной пропитываемости арматуры связующим, предотвращения расслаивания слоистого пластика.
Уменьшение концентрации растворов, чем указано в способе, не обеспечивает полноты отмывки замасливателей с арматуры, а увеличение - приводит к деструкции трикотажной арматуры.
Указанные время кипячения и сушки являются оптимально технологичными.
Примеры способа отмывки армирующих материалов от замасливателей при изготовлении протезно-ортопедических изделий из слоистых пластиков опробованы в Федеральном государственном учреждении «Федеральное бюро медико-социальной экспертизы» Министерства здравоохранения и социального развития РФ.
Пример 1.
Готовят 1 л 10% водного раствора хозяйственного мыла (100 г мыла + Н2О до 1 л), 1 л 5% водного раствора щелочи КОН (50 г щелочи + Н2О до 1 л), смешивают между собой в металлической эмалированной посуде. В полученный раствор помещают 200 г армирующего материала, связанного из лавсановых нитей. Закрывают крышкой, ставят емкость на газовую плиту и кипятят в течение 45 мин. Далее арматуру помещают в приготовленный 10% водный раствор щавелевой кислоты (250 щавелевой кислоты + Н2О до 5 л), тщательно промывают. Затем промывку арматуры осуществляют проточной водой. После дают стечь воде с арматуры, после чего арматуру помещают в сушильный шкаф и высушивают при температуре 25°С до влажности 1,5%. Контроль влажности осуществляют психрометром. Подготовленную арматуру таким способом используют в получении слоистого пластика на основе полиэфирного связующего и приемной гильзы голени. Материал и изделие обладают повышенными прочностными характеристиками. По сравнению с контролем (использование не отмытой аналогичной арматуры) прочность увеличивается на 15%. Расслаиваний слоистого пластика не наблюдается.
Пример 2.
Аналогичным способом, как указано в примере 1, отмывают от замасливателей армирующий материал на основе капроновых нитей. Только кипячение проводят в течение 50 мин, а сушку - при температуре 40°С до влажности 2%. Результаты испытаний положительные. Прочность слоистого пластика на основе акрилового связующего повышается на 25%. Расслаиваний слоистого пластика не наблюдается.
Пример 3.
Аналогичным способом, как указано в примере 1, отмывают от замасливателей армирующий материал на основе нитей терлона. Только кипячение проводят в течение 60 мин, а сушку - при температуре 60°С до влажности 2,5%. Прочность слоистого пластика на основе эпоксидного связующего повышается на 30%. Расслаиваний слоистого пластика не наблюдается.
Физико-механические характеристики слоистых пластиков на основе отмытых по примерам 1, 2, 3 и не отмытых от замасливателей (контроль) приведены в таблице.
Предлагаемый способ отмывки армирующих материалов от замасливателей при изготовлении протезно-ортопедических изделий из слоистых пластиков, кроме обеспечения поставленной цели, дает возможность изготавливать тонкостенные, облегченные протезно-ортопедические изделия из слоистых пластиков, так как слоистый пластик с использованием отмытых от замасливателей трикотажных арматур имеет повышенный запас прочности, экономить дорогостоящие армирующие ткани и протезировать или ортезировать инвалидов пожилого возраста и с ослабленным здоровьем, для которых снижение веса протезно-ортопедических изделий является основным фактором, от которого зависят энерготраты при эксплуатации протезов или ортезов. В конечном итоге достигаются высокие реабилитационные эффекты.
Совокупность приведенных признаков для повышения адгезионно-когезионных свойств трикотажной арматуры к связующим при изготовлении слоистых пластиков, прочности, устранения расслаивания, снижения веса протезно-ортопедических изделий из них до даты подачи заявки в медицине и технике не обнаружено, что соответствует требованию «новизна». Совокупность приведенных признаков позволяет с помощью доступных компонентов, оборудования, упрощенных технологических операций отмывать армирующие материалы от замасливателей, получать слоистые пластики и протезно-ортопедические изделия из них, отвечающие медико-техническим требованиями в которых отсутствуют явно выраженные недостатки, имеющиеся в аналогах и прототипе, что позволяет получать положительные эффекты.
Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию «положительный эффект».
Кроме того, авторами не обнаружено подобных решений в технике и медицине, следовательно, совокупность существенных признаков отвечает требованию «существенные отличия».
Заявленное техническое решение дает полное право на патентование.
| Таблица | |||||||
| Физико-механические свойства слоистых пластиков на основе различных связующих, отмытых и не отмытых от замасливателей трикотажных арматур | |||||||
| №№ пп | Показатели | Результаты по примерам описания способа с отмывкой замасливателей с арматуры | Результаты без отмывки замасливателей с арматуры | ||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | ||
| 1. | Разрушающее напряжение при растяжении, Мпа | 46,1 | 51,3 | 69,7 | 39,0 | 41,3 | 52,3 |
| 2. | Разрушающее напряжение при изгибе, МПа | 51,8 | 54,1 | 73 | 38,7 | 43,3 | 55 |
| 3. | Удельная ударная вязкость, Дж/см2 | 4,0 | 5,2 | 6,9 | 3,4 | 4,2 | 5,2 |
| 4. | Предел прочности при сжатии, МПа | 76 | 84 | 139,0 | 65 | 67 | 104,6 |
ИСТОЧНИКИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕ
1. Физико-механические показатели трубки ластика без отварки НПО «Химволокно», г.Мытищи Московской области, 1997 г. (прототип).
2. Высокопрочные термостойкие материалы из нити и пряжи терлон на основе ароматических полиамидов. Произведенное предприятие «Терлон» - ТОО НПО «Химволокно» г.Мытищи Московской обл., 1997 г. (аналог).
3. Рукав трикотажный РТ. Технические условия ТУ 9397-033-5522.0088-01 (аналог).
Способ отмывки армирующих материалов от замасливателей при изготовлении протезно-ортопедических изделий из слоистых пластиков, включающий отварку арматуры в воде, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют смесь 10%-ного водного раствора моющих средств, 5%-ного водного раствора щелочи КОН или NaOH, кипячение арматуры в этой смеси в течение 45-60 мин, с последующими нейтрализацией, удалением омыленных жиров, активацией поверхностей нитей 10%-ным водным раствором щавелевой кислоты, промывкой проточной водой и сушкой арматуры при 25-60°С до ее влажности 1,5-2,5%.
