Способ получения композиции водорастворимых полимеров

Изобретение относится к способам получения полимерных композиций из трех видов водорастворимых полимеров и может использоваться для изготовления пленочных материалов. Описывается способ, заключающийся в последовательном растворении в воде 5,0 мас.% поливинилового спирта с неполной степенью омыления при комнатной температуре, нагревании полученного раствора выше 85^°С и растворении в нем 5,0 мас.% поливинилового спирта с глубокой степенью омыления и 1,5-4,0 мас.% полиакриламида. Изобретение позволяет получать однородные и прозрачные пленки, способные растворяться в воде в пределах 10-30 суток. Время растворения пленочного материала регулируется концентрацией полиакриламида в растворе. 1 ил., 6 пр.

 

Изобретение относится к способам получения полимерных композиций из трех видов водорастворимых полимеров: поливинилового спирта (ПВС) с глубокой степенью омыления исходного поливинилацетата (ПВА); поливинилового спирта со значительным содержанием остаточных ацетатных групп 8,0-12,0 мас.% (ПВСВА); полиакриламида (ПАА). Полимерная композиция может быть использована в медицинской технике для изготовления пленочных материалов с регулируемым временем растворения в средах, где вода является основной составной частью - более 90 мас.%, - в том числе биологически активных, в военной технике для получения водорастворимых мембран, в пищевой промышленности при изготовлении упаковки для полуфабрикатов и других отраслях промышленности.

В патенте RU 2499012 описан способ получения композиции из двух указанных выше видов ПВС. Такие композиции позволяют получить пленочные материалы с временем растворения, не превышающим несколько суток. Однако в медицинской практике требуются и такие композиции, которые растворяются в водной среде и в течение более длительного времени - до месяца, а иногда и более того.

В настоящем предлагаемом изобретении рассматривается композиция, способная растворяться в течение 10-30 суток.

И аналогом, и прототипом предлагаемого способа - и по задачам, и по основным используемым материалам - является упомянутый выше патент RU 2499012.

Главными отличиями настоящего способа являются:

- отсутствие необходимости введения в создаваемую смесь полимеров нанотел;

- введение в получаемую композицию третьего полимерного компонента.

Поиск третьего компонента произведен из числа доступных водорастворимых полимеров: поливинилпирролидона; частично нейтрализованного щелочью (NaOH) полиакрилатного мыла - сополимера метилметакрилата, бутилакрилата и акриловой кислоты; полиакриамида и оксиэтилцеллюлозы.

Поливинилпирролидон с молекулярной массой 20000 в водном растворе плохо совмещается с поливиниловым спиртом и дает мутные включения - сгустки.

Полиакрилатные мыла (использовали из числа загустителей и диспергаторов), также как и оксиэтилцеллюлоза со степенью полимеризации P=300 не совмещались с ПВС и давали осадки.

Полиакриламид оказался наиболее подходящим ингредиентом; его молекулярная масса составляла около 50000; он в смеси с растворами ПВС: растворы обоих видов ПВС имели концентрацию 10,0±0,1 мас.%, каждый, - до содержания 5,0 мас.% не изменял прозрачности смесевых растворов. Наилучшие по прозрачности растворы были получены при соблюдении следующего порядка их приготовления:

1) при комнатной температуре получаем растворы ПВСВА (5 г на 95 г воды);

2) при нагревании на водяной бане до 85°C полученного раствора ПВСВА вводили в него ПВС из расчета получения также 5% раствора;

3) в полученную смесь двух видов ПВС при температуре 85°C вводили нужное количество полиакриламида.

Смысл изобретения заключается в том, что с увеличением содержания ПАА в смеси полимеров в интервале значений концентраций ПАА в исходных водных растворах от 1,5 до 4,0% время растворения пленок из композиций увеличивается от 10 до 30 суток, соответственно указанным содержаниям ПАА.

ПРИМЕР 1 (контрольный)

Получили при комнатной температуре 5% раствор ПВСВА. Нагрели до 85°C. Загрузили в горячий раствор ПВС из расчета получения также 5% раствора. Растворили ПВС, остудили раствор. Раствор прозрачный, но немного опалесцирующий. На препаративном стекле отлили пленку толщиной около 1,0 мм. Подсушили, сняли со стекла. Высушили до постоянного веса. Пленка мутная, непрозрачная. Нарезали на кусочки 2-3 мм и поместили в воду. Полное растворение не наступает ни через 10 дней, ни через 25 дней.

ПРИМЕР 2 (контрольный)

Как в примере 1, но в горячий 5% раствор ПВСВА загрузили ПВС из расчета получения 3,5% раствора. Остальное, в том числе и результат, точно как в примере 1.

ПРИМЕР 3

Как в примере 1, но в полученный горячий смесевой раствор двух видов ПВС загрузили ПАА из расчета получения 1,5%-ного раствора ПАА. Раствор из трех полимеров остудили; он прозрачный. Отлили пленку толщиной около 1,0 мм, как в примере 1. Высушенная пленка прозрачная. Нарезали на кусочки 2-3 мм и поместили в воду. Полное растворение через 10,5-11 суток.

ПРИМЕР 4

Как в примере 3, но ПАА ввели из расчета получения 2,5%-ного раствора ПАА. Полное растворение - через 17,5-18,0 суток.

ПРИМЕР 5

Как в примере 3, но ПАА ввели из расчета получения 4,0%-ного раствора ПАА. Полное растворение - через 28,5-29,0 суток.

ПРИМЕР 6 (контрольный)

Как в примере 3, но ПАА ввели из расчета получения 5,0%-ного раствора ПАА. Высушенная пленка мутная, ее не растворяли.

Примерное время растворения (точность до часов не требуется) легко выбрать по кривой зависимости времени растворения от содержания ПАА (Фигура 1), близкой в рассматриваемом интервале концентрации ПАА к прямой.

Способ получения композиции водорастворимых полимеров с использованием поливинилового спирта глубокой степени омыления и поливинилового спирта неполной степени омыления, отличающийся тем, что формирование композиции производится в водном растворе последовательным растворением 5,0 мас.% поливинилового спирта с неполной степенью омыления исходного поливинилацетата при комнатной температуре с последующим нагреванием этого раствора до температуры выше 85°С и растворением в нем 5,0 мас.% поливинилового спирта глубокой степени омыления и 1,5-4,0 мас.% полиакриламида.