Способ получения полимерных изделий на основе полиэтилентерефталата с антибактериальными свойствами

Изобретение относится к способу получения полимерных изделий на основе полиэтилентерефталата с антибактериальными свойствами, которые используются в текстильной промышленности, медицине и изделиях специального назначения. Описывается способ получения полиэтилентерефталатных изделий путем вытяжки полимерного изделия вытянутой формы в адсорбционно-активной жидкой среде, содержащей растворенную соль серебра, и сушки изделия в изометрических условиях с последующей термообработкой изделия при 50°С и выше в течение не менее 5 с. В качестве полимерного изделия вытянутой формы можно использовать пленку, волокно, трубку, стержень, ленту. Предложенный способ позволяет упростить технологию получения полиэтилентерефталатных изделий и повысить его антибактериальные свойства по сравнению с известными. 5 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к химии полимеров и касается способа получения полимерных изделий на основе полиэтилентерефталата (ПЭТФ) с антибактериальными свойствами, которые могут найти применение в текстильной промышленности, медицине, в изделиях специального назначения и т.д.

Известен способ получения полимерных изделий из ПЭТФ с антибактериальными свойствами путем нанесения на изделие пероксикарбоксильной кислоты, содержащей от 1 до 4 атомов углерода, или смеси, состоящей из такой кислоты и пероксикислоты, содержащей от 6 до 18 атомов углерода (ЕР 1 113 320 A1, 1999).

Известен способ получения полимерных изделий из ПЭТФ (пластмассовых бутылок или контейнеров) с антибактериальными свойствами путем введения антимикробных композиций в полимер (WO 2000/053413, 2000).

Наиболее близким к заявляемому является известный способ получения полимерных изделий на основе ПЭТФ с антибактериальными свойствами путем вытяжки полимерного изделия вытянутой формы (пленки (Пл) или волокна (Вл)) в адсорбционно-активной жидкой среде (ААЖС) (в качестве которой используют смесь изопропанола и воды), содержащей растворенную соль серебра (AgNO3), и сушки изделия с последующим воздействием на изделие, включающим облучение изделия светом ультрафиолетовой лампы в течение не менее 15 мин (Ярышева Л.М., Никонорова Н.И., Аржакова О.В., Долгова А.А., Семенова Е.В., Абрамчук С.С., Чердынцева Т.А., Артемов А.В., Шеляков О.В., Волынский А.Л. Нанокомпозиты на основе крейзованных полимерных матриц серебра. Сб. научных трудов физико-химия полимеров: синтез, свойства и применение, Тверь. 2008. С.74-81) - прототип.

Недостатком известного способа является его сложность и нетехнологичность, обусловленные использованием ультрафиолетового облучения, а также недостаточные антибактериальные свойства полученных изделий.

Технической задачей изобретения является упрощение известного способа получения полимерных изделий на основе ПЭТФ с антибактериальными свойствами, повышение его технологичности и улучшение антибактериальных свойств изделий.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения полимерных изделий на основе ПЭТФ с антибактериальными свойствами путем вытяжки полимерного изделия вытянутой формы в ААЖС, содержащей растворенную соль серебра, и сушки изделия с последующим воздействием на изделие, сушку проводят в изометрических условиях, а воздействие включает термообработку изделия при температуре не ниже 50°С в течение не менее 5 с. При этом в качестве полимерного изделия вытянутой формы можно использовать любой объект, выбранный из группы, включающей Пл, Вл, трубку, стержень, ленту.

В качестве исходных объектов вытянутой формы можно использовать неориентированные или частично ориентированные Пл, Вл, ленты, трубки и стержни, изготовленные из аморфного или частично кристаллического ПЭТФ. Можно также использовать ориентированные Пл из ПЭТФ, вытяжку которых в этом случае необходимо проводить в направлении, не совпадающем с направлением предварительной ориентации. При этом средневесовую молекулярную массу (Mw) полимеров и толщину изделий можно варьировать в широких пределах, например от 10000 до нескольких миллионов и от 5 до 1000 микрон (мкм) соответственно.

Использование в качестве исходных объектов полимерных изделий вытянутой формы обусловлено тем, что только такие изделия могут быть подвергнуты вытяжке.

Одноосную вытяжку можно проводить в широком интервале температур, например от температуры плавления используемой ААЖС до температуры ее кипения.

Вытяжку можно осуществлять с различной скоростью, например от 1×10-2 до 1×103 мм/мин. Величину деформации можно варьировать в широких пределах, например от 25% до разрывного удлинения. Вытяжку можно осуществлять как с помощью ручного вытягивающего устройства, так и в непрерывном режиме.

В качестве ААЖС можно использовать любые жидкости, удовлетворяющие двум требованиям. Во-первых, вытяжка ПЭТФ в такой жидкости должна протекать по механизму крейзинга, т.е. сопровождаться образованием микропор (крейзов) в полимере. Во-вторых, в такой ААЖС должна быть растворима соль серебра.

В качестве ААЖС можно использовать как индивидуальные органические вещества, например спирт, глицерин и т.д., так и смеси таких веществ, включая водно-органические растворы.

В качестве растворимых солей серебра можно использовать как индивидуальные соединения, например, такие как нитрат серебра, фторид серебра, перхлорат серебра и т.д., так и смеси таких веществ.

Концентрации растворимых солей серебра в ААЖС в процессе вытяжки полимера можно варьировать в широких пределах, например от 1% и выше.

Сушку полимера после вытяжки необходимо проводить в изометрических условиях, т.е. с фиксированными размерами по направлению вытяжки, так как в противном случае антибактериальные свойства изделия могут ухудшаться. Сушку можно проводить в течение различного времени в широком интервале температур как при атмосферном давлении, так и при пониженном давлении.

Нами было экспериментально обнаружено, что при реализации предложенного способа термическое разложение солей серебра до металлического серебра в процессе термообработки высушенных изделий из ПЭТФ происходит при температурах, существенно более низких, чем у аналогичных солей серебра, находящихся в свободном состоянии. Например, температура термического разложения AgNO3 составляет 444°С (Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник химии. Киев: Наукова думка, 1974, с.66, 67). При этом было экпериментально найдено, что для получения полимерных изделий из ПЭТФ с антибактериальными свойствами термообработку высушенных модифицированных изделий необходимо осуществлять при температурах не ниже 50°С в течение не менее 5 с. При более низкой температуре и меньшей продолжительности термообработки антибактериальные свойства полученных изделий снижаются. Таким образом, термообработку изделий из ПЭТФ можно осуществлять в широком интервале температур от 50 до 245°С, причем чем выше температура при термообработке, тем меньше может составлять ее продолжительность, необходимая для придания антибактериальных свойств изделию из ПЭТФ.

Термообработка изделий может быть совмещена с предварительной сушкой изделий при повышенной температуре. Если термообработку модифицированного растворимыми солями серебра ПЭТФ не проводить, то антибактериальные свойства полученных изделий будут резко ухудшаться в процессе эксплуатации за счет вымывания растворимых солей серебра, например, в процессе стирки.

Преимущества предложенного способа доказывают следующие примеры.

Пример 1.

25 мм неориентированного аморфного стеклообразного Вл из ПЭТФ с Mw 5×105 в виде комплексной нити, состоящей из 25 отдельных Вл диаметром 35-38 мкм, закрепляют в зажиме ручного вытягивающего устройства. Устройство с закрепленным Вл помещают в химический стакан, содержащий 200 мл 2,5%-ного раствора азотнокислого серебра в смеси изопропанола и воды, содержащей 60 об.% изопропанола, затем Вл вытягивают при комнатной температуре со скоростью 5 мм/мин до величины деформации 250%. Вытягивающее устройство извлекают из раствора и Вл сушат на воздухе при 40°С в течение 30 мин в изометрических условиях, затем Вл извлекают из зажимов вытягивающего устройства и подвергают термообработке при 90°С в течение 15 мин. Методом термогравиметрического анализа было показано, что полученное волокно содержит 2,16 вес.% серебра. Антибактериальные свойства Вл проверяют по стандартной методике путем помещения отрезка Вл длиной 10 мм в чашку Петри с агаровой питательной средой, на которую предварительно высеивают штаммы бактерий Psedomonas acruginosa. Бактерицидные свойства Вл регистрируют по диаметру зоны подавления роста микроорганизмов вокруг испытываемого образца (зоны просветления), которая составляет 12 мм. Полученный результат свидетельствует о значительных антибактериальных свойствах Вл. Полученное изделие сохраняет свои антибактериальные свойства в течение длительного времени (одного года). Стирка полученных волокон в 5%-ном водном растворе стандартного моющего средства на основе поверхностно-активного вещества при температуре 45°С и интенсивном перемешивании в течение 5 мин не снижает антибактериальные свойства Вл.

Пример 2 (контрольный, по прототипу).

Опыт проводят аналогично примеру 1, однако Вл сушат в свободном состоянии, а после сушки Вл облучают УФ-светом в течение 15 мин с помощью лампы «Электроника УФО-01250Н». Диаметр зоны просветления у полученного Вл составляет 7 мм, что на 40% меньше, чем у Вл, полученного в примере 1.

Таким образом, из примеров видно, что предложенный способ действительно упрощает известный способ получения изделий из ПЭТФ с антибактериальными свойствами за счет устранения нетехнологичного УФ-облучения и повышает антибактериальные свойства полученных изделий.

1. Способ получения полимерных изделий на основе полиэтилентерефталата с антибактериальными свойствами путем вытяжки полимерного изделия вытянутой формы в адсорбционно-активной жидкой среде, содержащей растворенную соль серебра, и сушки изделия с последующим воздействием на изделие, отличающийся тем, что сушку проводят в изометрических условиях, а воздействие включает термообработку изделия при температуре не ниже 50°С в течение не менее 5 с.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимерного изделия вытянутой формы используют пленку.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимерного изделия вытянутой формы используют волокно.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимерного изделия вытянутой формы используют ленту.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимерного изделия вытянутой формы используют трубку.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полимерного изделия вытянутой формы используют стержень.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к текстильному производству, а именно к составам для обработки текстильных нитей из химических волокон путем замасливания при подготовке их к переработке в прядильном, ткацком и трикотажном производствах, например при подготовке основы на сновальных машинах трикотажного производства.
Изобретение относится к технологии получения термопластичных моноволокон и может быть использовано при производстве для щетины, которая при использовании подвергается воздействию повышенной влажности.

Изобретение относится к полиэфирному волокну, которое в незначительном количестве содержит другие добавки, и способу его получения. .
Изобретение относится к технологии производства композиционных слоистых резинотканевых защитных материалов на основе бутилкаучука и может быть использовано для защиты от отравляющих и химических веществ
Изобретение относится к производству композиционных слоистых резинотканевых защитных материалов на основе хлоропренового каучука с барьерным слоем и может быть использовано для защиты от отравляющих и химических веществ
Изобретение относится к средствам защиты, а именно к композиционным слоистым резинотканевым защитным материалам на основе бутадиен-нитрильного каучука с барьерным слоем, и может быть использовано для защиты от отравляющих и химических веществ
Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов и касается низкозаряженного волокна и способа его производства. Волокно имеет среднюю поверхностную пористость менее 3%. Изготавливают из биоразлагаемого полимера, который содержит определенное количество определенного фосфолипида. Определенное количество определенного фосфолипида добавляют к биоразлагаемому полимеру и полученную смесь формуют в волокно с гладкой поверхностью, при этом такое волокно обладает низкозаряженными свойствами. Изобретение обеспечивает создание биоразлагаемого низкозаряженного волокна. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 9 пр.

Изобретение относится к диспергирующимся в воде биологически разрушающимся композициям, которые можно сформовать в пленки и волокна, а именно к фильтрующему элементу курительного изделия, содержащему волокна, изготовленные из композиции, содержащей смесь полилактида (PLA) и растворимого в воде полимера, где смесь дополнительно содержит реакционноспособное вещество, обеспечивающее совместимость, в количестве, достаточном для обеспечения совместимости смеси. Также изобретение относится к применению привитых сополимеров (PLA-привитых растворимых в воде полимеров) для обеспечения совместимости PLA и растворимых в воде полимеров. Такое реакционное обеспечение совместимости несмешивающихся смесей полимеров проводится так, что основные компоненты смеси становятся ковалентно связанными. Кроме того, такое реакционное обеспечение совместимости можно реализовать с помощью реакционной экструзии. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 табл., 4 ил.

Изобретение относится к химической технологии полимерных волокон и касается упрочненных волокон полимолочной кислоты. Волокна из полимолочной кислоты получают из термопластической композиции, которая содержит полимолочную кислоту и полимерную упрочняющую добавку. Упрочняющая добавка может быть диспергирована в непрерывной фазе полимолочной кислоты в виде дискретных физических доменов. Эти домены имеют определенный размер, форму и распределение и при вытяжении волокон они поглощают энергию и принимают удлиненную форму. Это способствует получению композиции более пластичной и мягкой по сравнению с жесткой полимолочной кислотой, не содержащей таких доменов. Изобретение обеспечивает создание волокон из полимолочной кислоты, обладающих хорошими механическими свойствами - хорошими параметрами удлинения и высокой прочностью. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил., 8 табл., 18 пр.

Изобретение относится к химической технологии получения биоразлагаемых волокон и касается модифицированных волокон полимолочной кислоты. Способ получения волокон из полимолочной кислоты включает смешивание в расплаве полимолочной кислоты с полиэпоксидным модификатором и полимерной упрочняющей добавкой с образованием термопластической композиции, причем упрочняющая добавка диспергирована в виде доменов дискретной фазы в непрерывной фазе полимолочной кислоты; последующую экструзию термопластической композиции при температуре, превышающей приблизительно 230°С, которая способствует протеканию реакции полиэпоксидного модификатора с полимолочной кислотой; и пропускание прореагировавшей композиции через экструзионную головку с образованием волокна. Изобретение позволяет получать волокна с хорошими механическими свойствами, проявляющимися как во время, так и после получения волокна прядением из расплава. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил., 10 табл., 55 пр.

Изобретение относится к полимерным материалам, в частности к введению добавок в полимерные материалы. Способ введения добавки в полимерный материал включает выбор жидкой композиции, содержащей добавку, носитель и активное соединение, добавляемое для повышения вязкости расплава полимерного материала. Полимерный материал является сложным полиэфиром. Активное соединение выбирают из ангидрида, эпоксида, меламина, оксазолина, оксазолинона, лактама карбодиимида, полиэпоксида, цизоцианата, полиациллактама и фосфоната. Жидкую композицию приводят в контакт с полимерным материалом в аппарате для формования из расплава. Используют роторно-полостной смеситель. Из полимерного материала предпочтительно получают волокно. Изобретение позволяет упростить способ, получать продукт с улучшенными свойствами за счет восстановления давления при экструзии и исключения разложения полимера и носителя. 5 н. и 17 з.п.ф-лы, 1 ил., 5 табл., 8 пр.
Наверх