Вуглецевополімерний композиційний сорбційний матеріал

1. Вуглецевополімерний композиційний сорбційний матеріал, що містить полімерне в'яжуче - поліуретан у вигляді розчину в диметилформаміді (ДМФА) та активоване гранульоване вугілля (КАУ), попередньо просочене розчинником (блокіратором пор), який відрізняє ться тим, що як полімерне в'яжуче містить поліуретан у вигляді 3-12 % розчину в ДМФА, модифікований біологічно активною сполукою (БАС) у співвідношенні поліуретан : БАС = 1-1,5:1, відповідно, при наступному складі компонентів, мас. %: вугілля КАУ 94,5-99,8 поліуретан, модифікований БАС 0,2-5,5. 2. Вуглецевополімерний композиційний сорбційний матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що розмір гранул вугілля КАУ становить 0,51,0 мм, 0,25-0,5 мм і [(0,5-1,0)+(0,1-0,25) мм у процентному співвідношенні 70+30, відповідно]. 3. Вуглецевополімерний композиційний сорбційний матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що як розчинник (блокіратор пор) містить гексан або ізопропіловий спирт. U 2 (11) 1 3 27241 4 композиційний сорбційний матеріал (ВКСМ) з 10 годин при кімнатній температурі, виливають на полімерного в'яжучого лінійного поліуретану та лід, після розділу шарів відмивають активного вугілля марки КАУ у співвідношенні дистильованою водою органічний шар, компонентів, мас. %: нейтралізують його СаО, фільтрують, випарюють, Вугілля КАУ 93-99,8 висушують, перекристалізовують. Поліуретан 0,2-7,0 Сульфохлорид дифеніл(-2-хлорфеніл)-1з розміром гранул вугілля 0,5-1,0мм, яке імідізолілметан (БАС-СхД), одержаний із дифеніл(попередньо просочене розчинником 2-хлорфеніл)-1-імідізолілметану [4] (1,82% розчин (блокиратором пор), вибраним з групи: вода, в хлороформі), охолодженого до -10°С, до якого чотирихлористий вуглець, етил- або бутилацетат, при перемішуванні краплями додають метилен хлористий, а як розчин полімерного хлорсуль фонову кислоту, перемішують 10 годин в'яжучого використовують водну дисперсію при кімнатній температурі, виливають на лід, після поліуретану концентрацією 5-25мас.% або 5-30% розділу шарів відмивають дистильованою водою розчин поліуретану в диметилформаміді. [2]. органічний шар, нейтралізують його аміаком, Цей адсорбційний матеріал має високі фільтрують, випарюють, висушують, сорбційні характеристики та значне покращання перекристалізовують. експлуатаційних характеристик за рахунок вмісту Гідрохлорид 5-нітро-8-оксихінолін (БАС-ГхН) невеликої кількості полімеру і може Нітроксолін, що має антибактеріальну дію на використовува тись для очищення рідинних та грампозитивні і грамнегативні мікроби; ефективний газових середовищ. також по відношенню до деяких грибів (роду Недоліком цього матеріалу є те, що після Candida та інших) [3]. деякого часу використання фільтрів на основі Досягнення завдання забезпечується даного ВКСМ відбувається заростання його запропонованим складом вуглецевополімерного патогенними грибами та бактеріями, із-за чого композиційного сорбційного матеріалу, що містить відбувається інфікування грибами та бактеріями і ПУ, модифікований БАС, завдяки чому одержаний середовища, яке проходить через даний вуглецевополімерний композиційний сорбційний сорбційний матеріал та приводить до руйнування матеріал набуває фунгіцидної та бактерицидної ВКСМ за рахунок біодеструкції полімерного активності пролонгованої дії. в'яжучого. Суть корисної моделі пояснюється такими Завданням корисної моделі є створення прикладами вуглецевополімерного композиційного сорбційного Приклад 1 матеріалу, який забезпечує фунгіцидну та Запропонований вуглецевополімерний бактерицидну активність пролонгованої дії при композиційний сорбційний матеріал (ВКСМ) збереженні сорбційних властивостей (об'єму одержують наступним чином: сорбційних пор по бензолу Wsсм 3/г та величину Гранули активного вугілля фракції 0,5-1,0мм питомої поверхні Sпитсм 2/г). відмиті від запиленості розчинником (гексаном), Поставлене завдання реалізується тим, що насичені гексаном та висушені, змішують з 12% вуглецевополімерний композиційний сорбційний розчином поліуретану в диметилформаміді (ДМ матеріал містить полімерне в'яжуче - поліуретан у ФА) [поліефір -П-1000, 4,4вигляді розчину в диметилформаміді (ДМФА) та дифенілметандіізоціанат-ДФМДІ (Пактивоване гранульоване вугілля КАУ, попередньо 1000:ДФМДІ=1:2), подовжувач НДМГ просочене розчинником (блокіратором пор), згідно (поліуретан:НДМГ=10:1) і БАС-СхН у мольному запропонованої корисної моделі, містить співвідношенні НДМГ:БАС-СхН=1:1] при полімерне в'яжуче - поліуретан у вигляді 3-12% оптимальному процентному співвідношенні розчину в ДМФА модифікований біологічно розчину в'яжучого і КАУ=50:50. Отриману суміш активною сполукою (БАС) у співвідношенні поміщають в поліетиленову (ПЕ) пресформу і поліуретан: БАС=1-1,5:1 відповідно, при формують зразки сорбційного матеріалу при наступному складі компонентів мас. %: прикладанні тиску рівного 0,024кг/см 2. Сушіння Вугілля КАУ 94,5-99,8 проводять при температурі 20°С в нормальних Поліуретан модифікований БАС 0,2-5,5 умовах. При цьому вугілля КАУ попередньо насичене Отримано матеріал із вмістом мас.%: розчинником - гексаном або ізопропиловим Вугілля КАУ 97,3 спиртом (ІПС) (блокіратороми пор), розмір гранул Модифікований поліуретан 2,7 становить 0,5-1,0мм, 0,25-0,5мм і [(0,5-1,0)+(0,1Адсорбційні властивості матеріалу: 0,25)мм у процентному співвідношенні 70+30, Ws=0,21см 3/г (95,5% відносно Ws вихідного відповідно]. КАУ) Як біологічно активну сполуку застосовують Sпит=151м 2/г (72,2% відносно Sпит вихідного речовину, обрану із групи: суль фохлорид 5-нітроКАУ) 8-оксихінолін (БАС-СхН), сульфо хлорид дифеніл(Запиленість відсутня 2-хлорфеніл)-1-імідізолілметан (БАС-СхД), ВКСМ отримують у вигляді твердого гідрохлорид 5-нітро-8-оксихінолін (БАС-ГхН). високонаповненого активованим вугіллям блоку При цьому сульфо хлорид 5-нітро-8-оксихінолін чорного кольору з високими сорбційними (БАС-СхН), одержаний із 5-нітро-8-оксихіноліну [3] властивостями, який має біологічну активність. (0,204% розчин в хлороформі), охолодженого до Приклад 2 0°С, до якого при перемішуванні краплями Процес проводять аналогічно пр. 1, за додають хлорсульфонову кислоту, перемішують виключенням того, що фракції активного вугілля 5 27241 6 обробляють ІПС, зразки сорбційного матеріалу Запиленість відсутня формують під тиском 0,023кг/см 2, сушіння Приклад 6 проводять при температурі t=22°С та нормальних Процес проводять аналогічно пр. 3, за умовах. Склад матеріалу мас. %: виключенням того, що гранули активного вугілля Вугілля КАУ 96,0 фракції (0,5-1,0)+(0,1-0,25) насичують ІПС та Модифікований поліуретан 4,0 використовують 3% розчин поліуретану в ДМФА Адсорбційні властивості матеріалу : при процентному співвідношенні в'яжуче : Ws=0,20см 3/г (90,4% відносно Ws вихідного КАУ=30:70 відповідно. Зразки сорбційного КАУ) матеріалу формують в ПЕ пресформах під тиском Sпит=127см 2/г (60.76% відносно Sпит вихідного 0,025кг/см 2, t=24°С при нормальних умовах. КАУ) Склад матеріалу мас. %: Запиленість відсутня Вугілля КАУ 98,0 Приклад 3 Модифікований поліуретан 2,0 Процес проводять аналогічно пр. 1, за Адсорбційні властивості матеріалу: виключенням того, що використовують 12% розчин Ws=0,22см 3/г (100% відносно Ws вихідного поліуретану в ДМФА [(поліефір - П-1000 : КАУ) ДФМДІ=1:2), подовжувач - НДМГ (поліуретан : Sпит=175см 2/г (83,7% відносно Sпит вихідного НДМГ=10:1) і БАС-СхД (НДМГ : БАС-С хД=1:1)] при КАУ) процентному співвідношенні розчину полімеру : Запиленість відсутня. КАУ=50:50. Зразки сорбенту формують в ПЕ Приклад 7 формах під тиском = 0,0235кг/см 2, t=22°С при Процес проводять аналогічно пр. 1, за нормальних умовах. виключенням того, що використовують 3% розчин Склад матеріалу мас. %: поліуретану в ДМФА [(поліефір - П-1000 : Вугілля КАУ 95,0 ДФМДІ=1:2), подовжувач суміш ДГІФК Модифікований поліуретан 5,0 (поліуретан : ДПФК=1:0,6) та БАС-ГхН у мольному Адсорбційні властивості матеріалу : співвідношенні (ДГІФК : БАС-ГхН=1,5:1)] при Ws=0,19см 3/г (86,4% відносно Ws вихідного процентному співвідношенні в'яжучого : КАУ) КАУ=30:70, відповідно. Зразки сорбенту формують 2 2 о Sпит=107см /г (51,2% відносно Sпит вихідного в ПЕ пресформах під тиском 0,026кг/см , t=24 С КАУ) при нормальних умовах. Запиленість відсутня Склад матеріалу мас. %: Приклад 4 Вугілля КАУ 98,5 Процес проводять аналогічно пр. 3, за Модифікований поліуретан 1,5 виключенням того, що гранули активного вугілля Адсорбційні властивості матеріалу: фракції 0,25-0,5мм обробляють ІПС та Ws=0,22см 3/г (100% відносно Ws вихідного використовують 3% розчин поліуретану в ДМФА КАУ) [(П-1000 : ДФМДІ=1:2), подовжувач - НДМГ Sпит=179см 2/г (85,6% відносно Sпит вихідного (поліуреретан : НДМГ=10:1), БАС-СхД (НДМГ : КАУ) БАС-СхД=1:1)] при оптимальному процентному Запиленість відсутня співвідношенні поліуретан : КАУ=30:70 відповідно. Приклад 8 Зразки сорбенту формують в ПЕ пресформах під Процес проводять аналогічно пр. 7, за тиском 0,0255кг/см 2, t=21°С при нормальних виключенням того, що гранули вугілля фракції 0,5умовах. Склад матеріалу мас. %: 1,0мм насичують ІПС. Зразки сорбційного Вугілля КАУ 97,0 матеріалу формують під тиском 0,028кг/см 2, Модифікований поліуретан 3,0 t=25°С при нормальних умовах. Адсорбційні властивості матеріалу: Склад матеріалу мас. %: Ws=0,21см 3/г (95,5% відносно Ws вихідного Вугілля КАУ 99,0 КАУ) Модифікований поліуретан 1,0 Sпит=150см 2/г (71,7% відносно Sпит вихідного Адсорбційні властивості матеріалу:КАУ) Ws=0,215см 3/г (97,7% відносно Ws вихідного Запиленість відсутня КАУ) Приклад 5 Sпит=181см 2/г (86,7% відносно Sпит вихідного Процес проводять аналогічно пр. 3, за КАУ) виключенням того, що використовують гранули Запиленість відсутня активного вугілля фракції (0,5-1,0)+(0,1-0,25). Приклад 9 Зразки сорбенту формують в ПЕ пресформах під Процес проводять аналогічно пр. 7, за тиском 0,022кг/см 2, t=20°С при нормальних виключенням того, що використовують гранули умовах. активного вугілля фракції 0,25-0,5мм і насичують Склад матеріалу мас. %: ІПС. Зразки сорбенту формують в ПЕ формах під Вугілля КАУ 94,5 тиском 0,030кг/см 2, t=25°С при нормальних Модифікований поліуретан 5,5 умовах. Адсорбційні властивості матеріалу: Склад матеріалу мас. %: Ws=0,18см 3/г (81,8% відносно Ws вихідного Вугілля КАУ 99,6 КАУ) Модифікований поліуретан 0,4 Sпит=105см 2/г (49,0% відносно Sпит вихідного Адсорбційні властивості матеріалу: КАУ) Ws=0,22см 3/г (100 відносно Ws вихідного КАУ) 7 27241 8 Sпит=199см 2/г (95,2 відносно Sпит вихідного моделі, мають фінгіцидну та бактерицидну КАУ) активність пролонгованоі дії, що є перевагою цих Запиленість відсутня матеріалів по відношенню до найближчого Приклад 10 аналога. Процес проводять аналогічно пр. 9, за Високонаповнені блочні сорбційні матеріали, виключенням того, що гранули активного вугілля одержані на основі в'яжучих поліуретанової насичують гексаном. природи, в складі яких є біологічно активні Склад матеріалу мас. %: сполуки, дають можливість створювати сорбційноВугілля КАУ 99,8 активні матеріали направленої дії. Модифікований поліуретан 0,2 Застосування заявленого високонаповненого Адсорбційні властивості матеріалу: вуглецевополімерного композиційного сорбційного Ws=0,22см 3/г (100 відносно Ws вихідного КАУ) матеріалу відкриває широкі перспективи для Sпит=207см 2/г (99,04 відносно Sпит вихідного вирішення актуальних екологічних проблем: КАУ) застосування при ліквідації наслідків екологічних Запиленість відсутня. катастроф як на суші, так і на воді, очищення Отримані ВКСМ досліджували на величину промислових стічних вод, газових викидів, об'єму сорбційних пор по бензолу Ws, см 3/г одержання екологічно чистих продуктів (ексікаторний метод), значення питомої поверхні харчування і сільськогосподарської продукції. методом теплової десорбції аргону S(пит), см 2/г, Джерела інформації ртутну порометрію (Пор-Сайзер М9200 фірми [1] Cagliostro D.E., Changtai W, Smith J.M. Ind. «Культронікс-Франс»). Рівень запиленості розчину Eng. Chem. Proc. Des Dev 1985, 24, 377. після контакту з ВКСМ визначали в мас. % по [2] Пат. 25473 Україна MKI C2 6 B01J20/26. різниці мас фільтрів. Вуглецевополімерний композиційний сорбційний Результати прикладів 1-10, які стосуються матеріал та спосіб його отримання //С.З. Марушко, складу та властивостей ВКСМ наведено в табл. 1. М.Т. Картель, Ю.В. Савельев, С.ВА. Кузнецов. Результати дослідження сорбційних Институт сорбції та проблем ендоекології НАНУ. властивостей адсорбційних матеріалів, Опубл.15.04.2002. Бюл. №4 – прототип. отриманих, згідно запропованої корисної моделі, [3] Машковский М.Д. Лекарственные средства. по відношенню до найближчого аналога (табл. 2), - Москва: Медицина, 1978. - Т.2. - С.256. показали значне підвищення об'єму сорбційних [4] Лекарственные препараты Украины 1999пор по бензолу до рівня 86,4-100% у порівнянні з 2000. //Под ред. В.П. Черных. - Харьков: изд-во прототипом 79,1-98,5%, збільшення питомої УкрФА, «Прапор». - 1999. - Т.1. - С-573-574. поверхні 49,0-99,5% (по найближчого аналога [5] ГОСТ 9. 048 - 9.053-75 (91). Материалы и 39,0-98,2%) при зменшенні вмісту в'яжучого у изделия. Методы испытания на ВКСМ. микробиологическую устойчивость. Для дослідження фунгіцидності та [6] Методы экспериментальной микологии. грибостійкості використовували метод Справочник. - К.: На ук. думка, 1989. - 540с. встановлення грибостійкості згідно [5] та метод встановлення фунгіцидності, прийнятий в експериментальній мікології [6]. Зразки ВКСМ у вигляді дисків розміщували в живильне Склад та сорбційні властивості ВКСМ із вм середовище «Сабуро». Фунгіцидні властивості оцінювали за наявністю стерильної зони, а Роз-ник ПУ: Вміст Розм. грибостійкість - за наявністю росту грибів на Приклади (блокіратор БАС мольн. ПУ, в фрак КАУ см 3 зразках. пор) соотн. % Бактерицидну активність вуглецевополімерних Найближчий чотирихл. 0,5-1,0 0,2-7 0,66 композиційних сорбційних матеріалів також аналог вуглець 0,5 визначали методом дисків, розміщених в 1 0,5-1,0 Гексан 1:1 2,7 0,2 живильному середовищі [5]. Для визначення 2 0,5-1,0 ІПС 1:1 4,0 0,2 пролонгованості фунгіцидної та бактерицидної дії 3 0,5-1,0 Гексан 1:1 5,0 0,1 високонаповнених вуглецевополімерних 4 0,25-0,5 ІПС 1:1 3,0 0,2 композиційних сорбційних матеріалів застосовано (0,5-1)+0,1- Гексан 5 1:1 5,5 0,1 зразки полімерів через три роки після їх 0,25 отримання. Результати досліджень фунгіцидних та (0,5-1)+0,1- ІПС 6 1:1 2,0 0,2 бактерицидних властивостей ВКС М наведено в 0,25 табл. 2 7 0,5-1,0 Гексан 1,5:1 1,5 0,2 Проведені дослідження показали (табл. 2), що 8 0,5-1,0 ІПС 1,5:1 1.0 0,21 всі одержані вуглецевополімерні композиційні 9 0,25-0,5 ІПС 1,5:1 0,4 0,2 сорбційні матеріали на основі поліуретану, 10 0,25-0,5 Гексан 1,5:1 0,2 0,2 модифікованого біологічно активними сполуками, характеризуються біологічною активністю, яка проявляється в зонах затримки росту мікроорганізмів як навколо досліджуваних зразків, так і відсутності заростання самого зразка, тобто вуглецевополімерні композиційні сорбційні матеріали, отримані згідно запропованої корисної Результати досліджень фунгіцидної та бактерицидної активності з отримання 9 Staphyi№ зразку Е.соlі lococcus АТС epiderКCМ 25922 midis 43 Найближчий аналог 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 27241 Тест-культури Klebsiella. Pneumon 50/55 Staphilocjccusaureus ATCC 25923 Pseudomonas aureginosa 561 10 SacCanCanchadida Can- dida romyAsper- Penicilium albidida paraces gil lus brevco cans krusei psicerevioryzae mpactum ATCC siae 791 losis 10231 890 4888 – – – + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +