Вуглецеполімерний еластичний композиційний сорбційний матеріал

1. Вуглецеполімерний еластичний композиційний сорбційний матеріал, що виготовлений з еластичного спіненого поліуретану, одержаного синтезом суміші складних та простих поліефірів і толуїлендіізоціанату, та активованого гранульованого вугілля марки КАУ з розміром гранул 0,1-1,0 мм, який відрізняється тим, що як еластичний спінений поліуретан містить пінополіуретан, модифікований біологічно активною сполукою (БАС), а активоване гранульоване вугілля марки КАУ попередньо U 2 (19) 1 3 27667 даного вуглецеполімерного еластичного сорбційного матеріалу (ВЕКСМ) відбувається заростання його мікроорганізмами (пліснявими та дріжджеподібними грибами й бактеріями), із-за чого відбувається інфікування патогенними мікроорганізмами і середовища, яке проходить через даний сорбційний матеріал та приводить до руйнування ВЕКСМ за рахунок біодеструкції полімерного в'яжучого. Завданням корисної моделі є створення вуглецеполімерного еластичного композиційного сорбційного матеріалу для ефективного очищення газів та рідин, який забезпечує бактерицидність та фунгістатичність ВЕКСМ при збереженні сорбційних властивостей (об'єму сорбційних пор по бензолу Wsсм 3/г та величину питомої поверхні Sпитсм 2/г). Поставлене завдання реалізується тим, що вуглецеполімерний еластичний композиційний сорбційний матеріал, що містить полімерне в'яжуче - еластичний вспінений поліуретан, одержаний на основі суміші складних та простих поліефірів і толуїлендіізоціанату, та активоване гранульоване вугілля марки КАУ з розміром гранул 0,1-1,0мм, згідно запропонованої корисної моделі, містить полімерне в'яжуче еластичний пінополіуретан, модифікований біологічно активною сполукою (БАС) у процентному співвідношенні пінополіуретан: БАС=98,42:1,58 відповідно, та активоване гранульоване вугілля марки КАУ попередньо насичене розчинником (блокиратором пор) при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Вугілля КАУ 20-70 Пінополіуретан, модифікований БАС 30-80 При цьому, як біологічно активна сполука (БАС) застосована 1,4-ді-N-оксид 2,3біс(оксиметил)хіноксалін (ДНООХ) [3]. Вугілля КАУ попередньо насичене розчинником - гексаном або ізопропіловим спиртом (ІПС) (блокіраторами пор). Досягнення завдання корисної моделі забезпечується запропонованим пінополіуретановим матеріалом, в складі якого є БАС, що надає одержуваним вуглецеполімерним еластичним композиційним сорбційним матеріалам (ВЕКСМ) бактерицидність та фунгістатичність пролонгованої дії. Суть корисної моделі пояснюється такими прикладами. Приклад 1 Вуглецеполімерний еластичний композиційний сорбційний матеріал, що має бактерицидність та фунгістатичнність пролонгованої дії, запропонованого складу (мас.ч.) одержують наступним чином: Гранули активованого вугілля фракції 0,11,0мм насичують гексаном та висушують, змішують з активованою сумішшю [(мас.%): вода (3,53), октоат олова (0,425), ДАБКО (0,425), КЕП-2 (1,42), вазелінове масло (0,18), Л-3003 (15,46), поліефір - П-2200 (35,46) і ДНООХ (1,58)], перемішують до отримання однорідної маси, додають толуїлендіізоціанат (ТДІ) (41,53 мас.%), 4 перемішують до появи вспінення (2-3хв.) та заливають у форму. Складові ВЕКСМ беруть у слідуючи х співвідношеннях, мас.%: Вугілля КАУ 20,0 Модифікований пінополіуретан 80,0 Адсорбційні властивості матеріалу: Ws=0,47см 3/г (82,5% відносно Ws вихідного КАУ) Sпит=1085м 2/г (97,14 % відносно Sпит вихідного КАУ) Запиленість відсутня Запропонований вуглецеполімерний еластичний композиційний сорбційний матеріал (ВЕКСМ) отримують у вигляді високонаповненого активованим вугіллям еластичного пінополіуретану заданої форми темно сірого кольору з високими сорбційними властивостями, який має біологічну активність. Приклад 2 Процес проводять аналогічно пр.1, за виключенням того, що фракції активованого вугілля обробляють ІПС, співвідношення активованого вугілля до полімерної складової слідуючі, мас.%: Вугілля КАУ 32,0 Модифікований пінополіуретан 68,0 Адсорбційні властивості матеріалу: Ws=0,49см 3/г (85,96% відносно Ws вихідного КАУ) Sпит=1090см 2/г (97,58% відносно Sпит вихідного КАУ) Запиленість відсутня Приклад 3 Процес проводять аналогічно пр.1, за виключенням того, що фракції активованого вугілля обробляють ІПС, співвідношення активованого вугілля до полімерної складової слідуючі, мас.%: Вугілля КАУ 41,0 Модифікований пінополіуретан 59,0 Адсорбційні властивості матеріалу: Ws=0,50см 3/г (87,7% відносно Ws вихідного КАУ) Sпит=1075см 2/г (96.23% відносно Sпит вихідного КАУ) Запиленість відсутня Приклад 4 Процес проводять аналогічно пр.1, співвідношення активованого вугілля до полімерної складової слідуючі, мас.%: Вугілля КАУ 50,0 Модифікований пінополіуретан 50,0 Адсорбційні властивості матеріалу: Ws=0,54 см 3/г (94,70% відносно Ws вихідного КАУ) SПИТ =1080cм 2/г(96.69% відносно Sпит ви хідного КАУ) Запиленість відсутня Приклад 5 Процес проводять аналогічно пр.1, співвідношення активованого вугілля до полімерної складової слідуючі, мас.%: Вугілля КАУ 55,0 Модифікований пінополіуретан 45,0 Адсорбційні властивості матеріалу: 5 27667 Ws=0,55см 3/г (96,49% відносно Ws вихідного КАУ) Sпит=1082см 2/г 96.87% відносно Sпит вихідного КАУ) Запиленість відсутня Приклад 6 Процес проводять аналогічно пр.1, за виключенням того, що фракції активованого вугілля обробляють ІПС, співвідношення активованого вугілля до полімерної складової слідуючі, мас.%: Вугілля КАУ 60,0 Модифікований пінополіуретан 40,0 Адсорбційні властивості матеріалу: Ws=0,56см 3/г (98,24% відносно Ws вихідного КАУ) Sпит=1095см 2/г (98.03% відносно Sпит вихідного КАУ) Запиленість відсутня Приклад 7 Процес проводять аналогічно пр.1, співвідношення активованого вугілля до полімерної складової слідуючі, мас.%: Вугілля КАУ 65,0 Модифікований пінополіуретан 35,0 Адсорбційні властивості матеріалу: Ws=0,57м 3/г (100% відносно Ws вихідного КАУ) SПИТ =1112см 2/г (99.50% відносно Sпит вихідного КАУ) Запиленість відсутня Приклад 8 Процес проводять аналогічно пр.1, співвідношення активованого вугілля до полімерної складової слідуючі, мас.%: Вугілля КАУ 70,0 Модифікований пінополіуретан 30,0 Адсорбційні властивості матеріалу: Ws=0,56см 3/г (98,24% відносно Ws вихідного КАУ) Sпит=1100см 2/г (98.50% відносно Sпит вихідного КАУ) Запиленість відсутня Приклад 9 Процес проводять аналогічно пр.1, за виключенням того, що використовують фракції активованого вугілля 0,1-0,5мм, обробляють їх гексаном і співвідношення активованого вугілля до полімерної складової слідуючі, мас.%: Вугілля КАУ 70,0 Модифікований пінополіуретан 30,0 Адсорбційні властивості матеріалу: Ws=0,56см 3/г (98,24% відносно Ws вихідного КАУ) Sпит=1100см 2/г (98,50% відносно Sпит вихідного КАУ) Запиленість відсутня Приклад 10 Процес проводять аналогічно пр.9, за виключенням того, що фракції активованого вугілля обробляють ІПС, співвідношення активованого вугілля до полімерної складової слідуючі, мас.%: Вугілля КАУ 70,0 Модифікований пінополіуретан 30,0 Адсорбційні властивості матеріалу: 6 Ws=0,56см 3/г (98,24% відносно Ws вихідного КАУ) Sпит=1100см 2/г (98,50% відносно Sпит вихідного КАУ) Запиленість відсутня Отримані ВЕКСМ досліджували на величину об'єму сорбційних пор по бензолу Ws, см 3/г (ексікаторний метод), значення питомої поверхні методом теплової десорбції аргону S(пит), см 2/г, ртутну порометрію (Пор-Сайзер М9200 фірми «Культронікс-Франс»). Рівень запиленості розчину після контакту з ВКС М визначали в мас.% по різниці мас фільтрів. Результати прикладів 1-10, які стосуються складу ВЕКСМ наведено в табл.1. Бактерицидну активність ВЕКСМ визначали методом дисків, розміщених в живильному середовищі [4]. Для вивчення пролонгованості бактерицидної дії ВЕКСМ застосовано зразки полімерів через три роки після їх отримання. Результати досліджень наведено в табл.2. Проведені дослідження показали (табл.2), що всі одержані вуглецеполімерні еластичні композиційні сорбційні матеріали на основі пінополіуретану, модифікованого біологічно активною сполукою, характеризуються біологічною активністю, яка проявляється в зонах затримки росту мікроорганізмів як навколо досліджуваних зразків (табл.2, 7-22мм зона затримки росту мікроорганізмів), так і відсутності заростання самого зразка та фунгістатичністю, що показує відсутність росту грибів під зразками (табл.2). Зразки вуглецеполімерного еластичного композиційного сорбційного матеріалу, що не містять у своєму складі БАС (прототип) повністю заростають мікроорганізмами. Тобто вуглецеполімерні еластичні композиційні сорбційні метеріали, отримані згідно запропонованої корисної моделі, мають бактерицидну активність та фунгістатичність пролонгованої дії, що є перевагою цих матеріалів по відношенню до прототипу. Застосування заявленого вуглецеполімерного еластичного композиційного сорбційного матеріалу відкриває широкі перспективи для вирішення актуальних екологічних проблем: застосування при ліквідації наслідків екологічних катастроф як на суші, так і на воді, очищення промислових стічних вод, газових викидів, одержання екологічно чистих продуктів харчування і сільськогосподарської продукції, для очищення біологічних рідин. Джерела інформації: 1. А.С. СРСР №1583141, кл. B01D39/16, В01J20/00. 2. Пат. 29034 Україна МКІ6 В01J20/26, 20/20, 20/30 Вуглецеполімерний еластичний композиційний сорбційний матеріал та спосіб його отримання //С.З. Мар ушко, М.Т. Картель, Ю.В. Савельев, Л.А. Марковська - Інститут сорбції та проблем ендоекології НАН України. №97126053. Заявл.16.12.1997; Опубл. 15.04.2003. Бюл. №4. прототип. 7 27667 8 3. Машковский М.Д., Лекарственные средства. (пособие для врачей), Т.2. -М.: Новая волна, 2000.-С.298-299. (14-е издание, исправленное и дополненное). 4. ГОСТ 9.048-9.053-75 (91). Материалы и изделия. Методы испытания на микробиологическую устойчивость. Таблиця 1 Склад та адсорбційні властивості ВЕКСМ із вмістом БАС ПриВміст Розм. Роз-ник клади вугілля/ППУ, фрак (блоків мас.% КАУ, мм ратор пор) Прото- 20-60/40-80 0,1-1,0 тип 1 20/80 0,1-1,0 Гексан 2 32/68 0,1-1,0 ІПС 3 41/59 0,1-1,0 ІПС 4 50/50 0,1-1,0 Гексан 5 55/45 0,1-1.0 Гексан 6 60/40 0,1-1,0 ІПС 7 65/35 0,1-1,0 Гексан 8 70/30 0,1-1,0 Гексан 9 70/30 0,1-0,5 Гексан 10 70/30 0,1-0,5 ІПС ППУ: БАС в мас.% см 3/г Ws % 0,66-0,48 94,3-68,5 98,42:1,58 98,42:1,58 98,42:1,58 98,42:1,58 98,42:1,58 98,42:1,58 98,42:1,58 98,42:1,58 98,42:1,58 98,42:1,58 0,47 0,49 0,50 0,54 0,55 0,56 0,57 0,56 0,56 0,56 82,5 85,96 87,70 94,70 96,49 98,24 100 98,24 98,24 98,24 см 2/г Sпит. 1100-815 1085 1090 1075 1080 1082 1095 1112 1100 1100 1100 % Запиленість, % 98,5-72,96 Відсутня 97,14 97,58 96,23 96,70 96,87 98,03 99,05 98,50 98,50 98,50 Відсутня Відсутня Відсутня Відсутня Відсутня Відсутня Відсутня Відсутня Відсутня Відсутня Таблиця 2 Результати встановлення бактерицидної активності та фунгістатичності зразків ВЕКСМ через три роки після їх отримання № зразку ППУ Прототип 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Е. coli АТС 25922 8 10 11 14 15 15 14 11 10 12 Тест - культури / зони затримки росту, мм Kleb siella Pseudom S. Proteus Proteus Proteus Aspergil lus Реnісil lium Е. coli pneu onas aureu mirabili s mirabilis vulgaris brevcom 150 oryzae mon. aerugino s 180 F-403 6054 8718 pactum 6447 sa Зразки повністю заростають мікроорганізмами 10 10 11 7 10 11 10 0* 0* 9 10 11 8 10 10 11 0* 0* 12 13 14 8 14 13 12 0* 0* 15 15 12 10 17 14 20 0* 0* 15 15 12 11 19 14 22 0* 0* 14 14 11 11 17 13 21 0* 0* 12 13 10 10 18 12 20 0* 0* 13 14 11 9 16 12 18 0* 0* 12 13 10 10 15 10 17 0* 0* 11 12 9 9 14 11 16 0* 0* * - відсутність росту під зразками