Патент на изобретение №2318846

(54) ПОЛИМЕРНАЯ БАКТЕРИЦИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

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.%:

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.%:

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.%:

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.

Формула изобретения

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.%:

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.%:

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.%:

РИСУНКИ