Спосіб отримання поліуретанового матеріалу

Реферат: Спосіб отримання поліуретанового матеріалу включає синтез макродіізоціанату (МДІ) з поліокситетраметиленгліколем молекулярної маси 1000 (ПОТМГ-1000), що містить наночастинки міді, та 4,4'-дифенілметандіізоціанатом (4,4'-ДФМДІ) при перемішуванні за температури 50-55 °C з подальшим охолодженням до 10-15 °C, і реакцію подовження ланцюга ведуть протягом години за температури 50-55 °C додаванням 1,4-бутандіолу БД в ДМФА. Синтез МДІ здійснюють взаємодією сухого ПОТМГ-1000, що містить 0,0092-0,0154 % мас. наночастинок Сu та 0,0031-0,0123 % мас. наночастинок Ag. UA 98460 U (54) СПОСІБ ОТРИМАННЯ ПОЛІУРЕТАНОВОГО МАТЕРІАЛУ UA 98460 U UA 98460 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до приготування композитів на основі поліуретанів з використанням металів і призначена для застосування в біомедицині. Відомі способи отримання полімерних матеріалів на основі аліфатичних та полярних полімерів, наповнених солями металів, які стійкі до біокорозії, індукованої мікроорганізмами. Недоліком цих полімерних матеріалів є те, що вони мають у своєму складі токсичний для (мікро)організмів наповнювач, який хімічно не зв'язаний з полімерним матеріалом, це є причиною токсичності такого полімерного матеріалу для людини внаслідок дифузії наповнювача на поверхню полімеру. Це значно знижує практичну цінність вказаних полімерних матеріалів та унеможливлює їх використання в біомедицині [1]. Найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, є спосіб отримання поліуретанового матеріалу синтезом макродіізоціанату (МДІ) та поліокситетраметиленгліколю з молекулярною масою 1000 (ПОТМГ-1000), що містить 0,00306-0,01024 % мас. наночастинок міді, та 4,4'-дифенілметандіізоціанатом (4,4'-ДФМДІ), при перемішуванні за температури 5055 °C з подальшим охолодженням до 10-15 °C, і реакцію подовження ланцюга ведуть протягом години за температури 50-55 °C додаванням 1,4-бутандіолу БД в ДМФА. По завершенні стадії подовження ланцюга отриманий поліуретановий матеріал виділяли шляхом випаровування розчинника ДМФА [2]. Поліуретановий матеріал, що має наночастинки міді у своєму складі має бактеріостатичну дію на патогенні бактерії та мікроміцети. Недоліком цього матеріалу є відсутність бактерицидної дії на патогенні мікроорганізми, а саме бактерії, мікроміцети і гриби роду Candida. В основу корисної моделі поставлена задача розробки способу отримання поліуретанового матеріалу на основі лінійного поліуретану, ще забезпечує бактерицидні властивості відносно патогенних мікроорганізмів, а саме до бактерій, мікроміцетів і грибів роду Candida. Поставлена задача вирішується тим, що за способом отримання поліуретанового матеріалу синтезом макродіізоціанату (МДІ) з поліокситетраметиленгліколю з молекулярною масою 1000 (ПОТМГ-1000), що містить наночастинки міді, та 4,4'-дифенілметандіізоціанатом (4,4'-ДФМДІ), при перемішуванні за температури 50-55 °C з подальшим охолодженням до 10-15 °C, і реакцію подовження ланцюга ведуть протягом години за температури 50-55 °C додаванням 1,4бутандіолу БД в ДМФА, згідно із запропонованою корисною моделлю, синтез МДІ здійснюють взаємодією сухого ПОТМГ-1000, що містить 0,0307 % мас. наночастинок Сu та 0,01075 % мас. наночастинок Ag. Технічна задача вирішується тим, що в синтезі поліуретанових матеріалів використовують сухий ПОТМГ-1000 насичений наночастинками міді та срібла одночасно. Суть корисної моделі пояснюється такими прикладами. Приклад 1 Синтез макродіізоціанату здійснювали в тригорлому реакторі, який забезпечений пристроєм входу-виходу інертного газу (аргону), при нагріванні (0,01 моля) 10,0 г сухого ПОТМГ-1000, що містить 0,0154 г (0,0154 % мас.) наночастинок міді та 0,0123 г (0,0123 % мас.) срібла з 5,025 г (0,02 моля) 4,4'-дифенілметандіізоціанатом (4,4'-ДФМДІ) до температури (50-55)°С. Реакцію зупиняли охолодженням реактора холодною водою до (10-15)°С. Вміст ізоціанатних груп в МДІ має бути близьким до 5,6 % мас. Стадія подовження ланцюга здійснюється додаванням (0,01 моль) 0,9012 г БД, розчиненого в 20 мл ДМФА та нагріванні до температури 50-55 °C протягом години. По завершенні стадії подовження ланцюга отриманий поліуретановий матеріал виділяли шляхом випаровування розчинника ДМФА. Приклад 2 Аналогічно за прикладом 1 здійснювали синтез, використовуючи (0,01 моля) 10,0 г сухого ПОТМГ-1000, що містить 0,0138 г (0,0138 % мас.) наночастинок міді та 0,0077 г (0,0077 % мас.) срібла. Приклад 3 Аналогічно за прикладом 1 здійснювали синтез, використовуючи (0,01 моля) 10,0 г сухого ПОТМГ-1000, що містить 0,0092 г (0,0092 % мас.) наночастинок міді та 0,0031 г (0,0031 % мас.) срібла. Вміст металів у складі ПОТМГ-1000 визначали методом атомно-абсорбційної спектроскопії [3]. Склад поліуретанових матеріалів, вміст міді та срібла прикладу прототипу наведені в табл. 1. 1 UA 98460 U Таблиця 1 Склад поліуретанового матеріалу прикладів 1-3 та за прототипом Склад поліуретану, моль ПОТМГ-1000 ДФМДІ БД 0,01 0,02 0,01 0,01 0,02 0,01 0,01 0,02 0,01 0,01 0,02 0,01 Приклад 1 2 3 Прототип 5 Вміст Сu, % мас. Вміст Ag, % мас. 0,01 0,009 0,006 0,01024 0,008 0,005 0,002 Поліуретановий матеріал, який одержаний за способом, що заявляється, та за прототипом випробувані на біологічну активність до дії мікроорганізмів згідно ГОСТ 9.048….9.053-75 (91) [4] - (табл. 2-3). Таблиця 2 Результат дії зразків отриманого поліуретанового матеріалу за прикладами та за прототипом на бактерії, гриби роду Candida та мікроміцети Зразки Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Прототип Бактерії Кандиди Мікроміцети К. S. Е. P. P. С. PeniciA. Paecilopneu Е. С. nonA. aureu aeroge mirabi- aerugi albican llium nig myces mo- coli albicans flavus s -nes lis -nosa s spp. er spp. niae 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/2 0/0 0/3 чисельник - зона пригнічення росту культури навколо диску; знаменник - повторний ріст випробуваної культури на диску, мм. Таблиця 3 Результат висіву тест-культур з поверхні поліуретанових дисків отриманого поліуретанового матеріалу за прикладами та за прототипом після культивування протягом 5 діб (для бактерій) та 30 діб (для мікроміцетів) Бактерії Кандиди Мікроміцети S. К. Е. Е. P. P. PeniciPaeciloЗразки С. albi- С. nonA. A. aureu pneum col aerog mirabi aerugillium myces cans albicans flavus niger s o-niae i e-nes -lis nosa spp. spp. Приклад 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Приклад 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 Приклад 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 Прототи # # # # # # # # # # # # п 0 - відсутність росту; # - суцільний ріст. 2 UA 98460 U 5 10 15 Поліуретановий матеріал отриманий за способом, що заявляється, проявляє новий біологічний ефект - бактерицидну дію не тільки на бактерії і гриби роду Candida, але й на мікроміцети та завдяки своїй термопластичності. Наночастинки металів у складі біологічно-активного поліуретанового матеріалу не впливають на термопластичний характер полімерного нанокомпозиту, що дозволяє переробляти одержаний поліуретановий матеріал методом екструзії (Тпл=140 °C та Трозкл.=180 °C) та виробляти на його основі катетори, дренажі та інші прилади медичного призначення. Джерела використання інформації. 1. Панарин Е.Ф. Основные типы и принципы синтеза биологически активных полимеров // В кн.: Синтез, структура и свойства полимеров. - Л.: Наука, 1989. - С. 187-198. 7 2. Деклараційний патент України на корисну модель МПК С08J 3/00, С08G 18/00, С08K 3/08 Спосіб отримання поліуретанового матеріалу, Ю.В. Савельєв, О.М. Гончар, Б.О. Мовчан, О.В. Горностай, А.В. Руденко № u 201405751, 28.05.2014. - прототип. 3. Хавезов И., Цалев Д. Атомно-абсорбционный анализ. Л.: Химия. 1983. - 144 с. 4. ГОСТ 9.048…9.053-75 (91). Материалы и изделия. Методы испытаний на микробиологическую устойчивость. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб отримання поліуретанового матеріалу, який включає синтез макродіізоціанату (МДІ) з поліокситетраметиленгліколем молекулярної маси 1000 (ПОТМГ-1000), що містить наночастинки міді, та 4,4'-дифенілметандіізоціанатом (4,4'-ДФМДІ) при перемішуванні за температури 50-55 °C з подальшим охолодженням до 10-15 °C, і реакцію подовження ланцюга ведуть протягом години за температури 50-55 °C додаванням 1,4-бутандіолу БД в ДМФА, який відрізняється тим, що синтез МДІ здійснюють взаємодією сухого ПОТМГ-1000, що містить 0,0092-0,0154 % мас. наночастинок Сu та 0,0031-0,0123 % мас. наночастинок Ag. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3