Гідрофільний композитний матеріал
Номер патенту: 8393
Опубліковано: 15.08.2005
Автори: Пімченко Віталій Петрович, Таран Оксана Петрівна, Таран Сергій Володимирович, Замахаєв Леонід Миколайович, Майгур Віктор Георгійович
Формула / Реферат
1. Гідрофільний композитний матеріал, що містить основу і зв'язуюче, який відрізняється тим, що основа включає принаймні один інгредієнт органічного походження, а зв'язуюче має принаймні один компонент, споріднений до такого інгредієнта основи, при цьому елементи основи і зв'язуючого з’єднані між собою в єдине функціональне ціле з можливістю змінювання об'єму і/або поверхні композиту, а структурне компонування композиту вибране з можливістю вибіркового з'єднання між згаданими елементами.
2. Матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що принаймні основа включає інгредієнт, вибраний із групи ненасичених аліфатичних вуглеводнів або їхніх похідних.
3. Матеріал за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що структурне компонування композиту вибране з можливістю диференційованого варіювання зв'язків основи і зв'язуючого.
4. Матеріал за пп. 1-3, який відрізняється тим, що елементи основи і зв'язуючого з’єднані в єдине функціональне ціле у вигляді комбінації щонайменше двох сполук із групи гомологів етилену і/або їхніх похідних.
5. Матеріал за пп. 1-4, який відрізняється тим, що принаймні один елемент основи і принаймні один елемент зв'язуючого з’єднані між собою шляхом термообробки.
6. Матеріал за пп. 1-5, який відрізняється тим, що основа включає принаймні одну сполуку з групи вініловмісних ненасичених вуглеводнів або їхніх похідних, що містять кисневмісний елемент у зв'язаному стані.
7. Матеріал за пп. 1-6, який відрізняється тим, що основа з’єднана зі зв'язуючим з утворенням структурно-функціональної ланки у вигляді комбінації щонайменше двох субодиниць згаданої основи з принаймні однією субодиницею зв'язуючого.
8. Матеріал за пп. 1-7, який відрізняється тим, що основа з’єднана зі зв'язуючим у вигляді комбінації субодиниць зі зв'язками множинного типу.
9. Матеріал за пп. 1-8, який відрізняється тим, що субодиниці основи і зв'язуючого він містить у вигляді однакових або структурноподібних азотовмісних сполук, що є похідними вініловмісної кислоти або її солі.
10. Матеріал за пп. 1-9, який відрізняється тим, що азотовмісні сполуки включають принаймні пептидний компонент і/або аміногрупу.
11. Матеріал за пп. 1-10, який відрізняється тим, що субодиниці основи і зв'язуючого мають повторювані елементи, з’єднані полімеризованими зв'язками.
Текст
1. Гідрофільний композитний матеріал, що містить основу і зв'язуюче, який відрізняється тим, що основа включає принаймні один інгредієнт органічного походження, а зв'язуюче має принаймні один компонент, споріднений до такого інгредієнта основи, при цьому елементи основи і зв'язуючого з'єднані між собою в єдине функціональне ціле з можливістю змінювання об'єму і/або поверхні композиту, а структурне компонування композиту вибране з можливістю вибіркового з'єднання між згаданими елементами. 2. Матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що принаймні основа включає інгредієнт, вибраний із групи ненасичених аліфатичних вуглеводнів або їхніх похідних. 3. Матеріал за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що структурне компонування композиту вибране з можливістю диференційованого варіювання зв'язків основи і зв'язуючого. 4. Матеріал за пп. 1-3, який відрізняється тим, що елементи основи і зв'язуючого з'єднані в єдине функціональне ціле у вигляді комбінації щонайме нше двох сполук із групи гомологів етилену і/або їхніх похідних. 5. Матеріал за пп. 1-4, який відрізняється тим, що принаймні один елемент основи і принаймні один елемент зв'язуючого з'єднані між собою шляхом термообробки. 6. Матеріал за пп. 1-5, який відрізняється тим, що основа включає принаймні одну сполуку з групи вініловмісних ненасичених вуглеводнів або їхніх похідних, що містять кисневмісний елемент у зв'язаному стані. 7. Матеріал за пп. 1-6, який відрізняється тим, що основа з'єднана зі зв'язуючим з утворенням структурно-функціональної ланки у вигляді комбінації щонайменше двох субодиниць згаданої основи з принаймні однією субодиницею зв'язуючого. 8. Матеріал за пп. 1-7, який відрізняється тим, що основа з'єднана зі зв'язуючим у вигляді комбінації субодиниць зі зв'язками множинного типу. 9. Матеріал за пп. 1-8, який відрізняється тим, що субодиниці основи і зв'язуючого він містить у вигляді однакових або структурноподібних азотовмісних сполук, що є похідними вініловмісної кислоти або її солі. 10. Матеріал за пп. 1-9, який відрізняється тим, що азотовмісні сполуки включають принаймні пептидний компонент і/або аміногрупу. 11. Матеріал за пп. 1-10, який відрізняється тим, що субодиниці основи і зв'язуючого мають повторювані елементи, з'єднані полімеризованими зв'язками. Корисна модель являє собою технічне рішення щодо нового продукту із бажаними (прогнозованими) або визначеними (заданими) утилітарними властивостями. Галузь техніки даної корисної моделі відноситься переважно до області технології гідрофільних композитних матеріалів, що використовуються і/або можуть бути використані безпосередньо для виробництва рідинозбірних і рідиноутримувальних виробів, а також у технологіях з прийомами концентрації, локалізації, сепарації та елімінування рідких та рідиноподібних фаз. У зв'язку з цим запропонована корисна модель може знайти, зокрема, такі застосування: при створенні гігроскопічних різновидів посуду і упаковок; як елемент захисних і санітарно-гігієнічних засобів з гідрофільними властивостями; при виготовленні і застосуванні гідрофільних пластифікаторів, композитних розчинів і сумішей таких; для з'єднувальних, розділювальних і модифікуючих агентів, у т.ч. для розділення рідин і рідиноподібних фаз; для прийнятних фармацевтичних виробів і медичних продуктів, у т.ч. профілактичних і протекційних со О) со 00 о> 8393 засобів, наприклад, для штучних замінників або поліпшувачів проблемних частин і органів тіла, а також для замінників протиопікових та інших дерматологічних засобів. Крім того, штучні маси, суміші, композиції і т.п. утворення, виготовлені з вищевказаного матеріалу або при його частковому використанні, або на його основі можуть знайти застосування при вирішенні проблем регулювання і контролювання кількісного і якісного стану досить широкого спектра рідин та рідиноподібних речовин, і зокрема в області технології обробки рідких відходів, стічних вод, рідких видів палива, в технології виготовлення й застосування пестицидів тощо. Суттєві аналоги й модифікації гідрофільного композитного матеріалу, що заявляється, можуть бути використані також у паперовій промисловості, парфумерії та інших галузях. Окремим перспективним напрямком реалізації даної корисної моделі може бути застосування запропонованого матеріалу (в т.ч. згаданих його аналогів і модифікацій) у біотехнології, мікробіології та сільському господарстві, наприклад, при культивуванні тканин, органів і організмів, насамперед у якості поліпшуючого і/або основного функціонального елемента середовища вирощування, як засобу для технологій кормовиробництва і зберігання, для обробки насіння і садівного матеріалу та ін. Нижчеописані особливості гідрофільного композитного матеріалу, що заявляється, вказують на його можливу функціональну універсальність, а відтак не виключена ймовірність подальшого розширення діапазону цільового використання запропонованої корисної моделі і/або успішної реалізації його в інших, не названих тут галузях. Відомі гідрофільні композитні матеріали, що містять основу і зв'язуюче у вигляді компонентів рідких сумішей. Такі суміші та їх функціональні аналоги можуть бути одержані, зокрема, на основі з хлористого натрію, гідроокису натрію, хлориду кальцію або сірчаної кислоти [1]. Більш-менш успішне використання ці матеріали одержали у біохімії, фізіології та деяких інших вузькоспецифічних областях, що пов'язано як з природою самих матеріалів, так і з умовами їхнього застосування. Характерна особливість цих матеріалів полягає у обмеженій здатності до поглинання вологи і підтримування на певному рівні умов вологості середовища. З допомогою таких матеріалів регулюють відносну вологість повітря, переважно у замкнутих камерах, помішуючи ці засоби, як правило, у вигляді розчинів. Поглинаючи деяку кількість вологи, що міститься в повітрі, ці матеріали забезпечують також підтримування певного тиску випарів над відповідними об'єктами. При цьому виявляється механізм подвійної дії: або, у випадку перенасичення середовища, суміш поглинає деяку кількість надлишкових випарів об'єкта, або, у випадку дефіциту вологості, відбувається зворотне випаровування води з суміші, що містить згадані сполуки, в середовище місцезнаходження об'єкта. Суттєвим недоліком цих матеріалів є те, що вони спроможні, за винятком гідроокису натрію та хлориду кальцію, поглинати дуже незначну кількість вологи у вигляді газоподібної фази, розчиненої в певному об'ємі оточуючого середовища як надлишкових випарів у атмосфері відповідного об'єкта. Тобто для реалізації призначення цих сумішей сам об'єкт також повинен характеризуватися певним рівнем здатності до віддачі утримуваної ним вологи через обов'язковий перехід останньої в газоподібний стан (випаровування). Тому такі матеріали практично неефективні по відношенню до всіх видів краплинної і рідкої вологи, в т.ч. різних видів водних та водовмісних конденсатів. Крім того, при застосуванні рідких гідрофільних сумішей на основі сірчаної кислоти та гідроокису натрію існує підвищена імовірність опіків і/або вибухонебезпечність для користувача. Однак найбільш значною вадою таких матеріалів є зворотність їхньої дії, тому вони не можуть бути застосовані з метою ефективного зв'язування і утримування необхідної кількості рідкої і/або рідиноподібної фази, її локалізації, концентрування та елімінації. Відомі також адсорбуючі композитні матеріали, що містять основу і зв'язуюче у вигляді компонентів твердофазних сумішей. Такі суміші та їх функціональні аналоги можуть бути одержані, зокрема, на основі з аморфного вуглецю у вигляді деревного, в т.ч. активованого вугілля [2]. Успішного застосування ці матеріали набули в технології одержання й використання адсорбентів, переважно у фармакології, медицині, ветеринарії, а також у деяких інших специфічних областях. Деревне вугілля здебільшого застосовують як запобіжнонейтралізуючий засіб, а також як ефективний детоксикант для видалення шкідливих речовин із організму. У промислових і побутових умовах такі матеріали використовують також для видалення газів і усунення неприємних запахів при обробці питної води. Порошкоподібні матеріали на основі з деревного вугілля можуть бути використані при видаленні забарвлених домішок із сполук, які підлягають виділенню й очищенню. Більш високою адсорбційною активністю характеризуються матеріали на основі активованого деревного вугілля, одержаного із так званої "кістяної черні" та/або із шкаралуп кокосових горіхів. Адсорбційна ємність такого матеріалу може бути у деякій мірі збільшена шляхом обробки розпеченого добіла вугілля перегрітою водяною парою. Суттєвим недоліком цих матеріалів є те, що, маючи порівняно високий рівень функціональної здатності, вони ефективні лише по відношенню до газів, парів і розчинених речовин. Такі властивості обумовлені власне механізмом дії матеріалів, який полягає в здатності до тимчасового утримування зазначених адсорбатів на пористій поверхні матеріалу адсорбенту. Під дією рідин або в їхньому середовищі такі матеріали дуже швидко втрачають свою початкову структуру, а відтак - і функціональність. У зв'язку з цим діапазон використання таких матеріалів також обмежений. Активоване вугілля застосовують для очищення рідиноподібних речовин типу напоїв, сиропів, рослинних олій і жирів від домішок, у т.ч. від небажаного забарвлення. У медицині і ветеринарії використовують таблетки у вигляді спресованого порошкоподібного активованого вугілля. Активоване вугілля застосовують також у фільтруючих протигазах для поглинання газоподібних отруйних речовин. На відміну від вищеназваних гідрофільних композитних матеріалів [1], адсорбуючі композитні матеріа 8393 ли на основі аморфного вуглецю характеризуються незворотністю механізму дії. Тобто адсорбати в нормальних умовах порівняно добре утримуються на поверхні адсорбента. Однак нестабільність функціональної структури вказаних матеріалів не дає змоги використовувати їх в якості гідрофільних засобів для ефективного поглинання і утримування необхідної кількості рідкої і/або рідиноподібної фази, її локалізації, концентрування та елімінації. Також відомі гідрофільні композитні матеріали, що містять основу і зв'язуюче у вигляді компонентів напіврідких (желеподібних, або драглистих) сумішей. Такі суміші та їх функціональні аналоги можуть бути одержані, зокрема на основі з окису кремнію (кремнезему) [3]. Суттєві особливості згаданих компонентів таких матеріалів можуть бути охарактеризовані на прикладі силікагелю, вибраного як прототип. Силікагель, або безводний кремнезем, являє собою дисперсну систему типу колоїдного розчину, де дисперсною фазою виступають частинки аморфного кремнезему, а вільна і частково зв'язана вода служать дисперсійним середовищем. Частинки розміром від 10 до ЮОнм мають переважно сферичну форму і утворюють дуже пористу рідиноподібну масу з добре розвиненою поверхнею. Величина пористої поверхні становить 5-800м2/г. Сухий гель нагадує медові стільники з численними тонкими отворами. Структура силікагелю утворена шляхом об'єднання відособлених дисперсних колоїдних часток кремнезему в більш крупні агрегати з виглядом упорядкованих областей. Силікагель одержують зневодненням желеподібної кремнієвої кислоти, при цьому процес проводять щонайменше в два етапи. Спочатку отримують рідкий проміжний субпродукт кремнієвої кислоти шляхом додавання соляної кислоти до метасилікату натрію, а потім цей субпродукт перетворюють в силікагель нагріванням при зниженому тиску. Деякі різновиди силікагелю можуть мати такі ж або подібні функціональні властивості, зокрема, щодо ознак вбирної здатності, але інший вигляд, відмінний від вищеописаного, наприклад, вигляд тонкодисперсних порошків. Вони складаються із розділених агрегатів колоїдних кремнеземних часток і також мають високий питомий об'єм пор. Прикладами таких модифікацій силікагелю є кабосил і аеросил. Останні можуть бути одержані окисленням або гідролізом парів чотирихлористого кремнію при високих температурах. Силікагель є добрим поглиначем газів і частково адсорбує деякі з рідких речовин, особливо ефективний він щодо водяної пари. Матеріали на його основі характеризуються порівняно високою гігроскопічністю. Однак їх застосовують як адсорбенти переважно для очищення газів і в якості осушувальних агентів, наприклад, для конденсатів. Після використання силікагелю його можна в деякій мірі активувати нагріванням у печі для видалення адсорбованої водяної пари. Проте така активація не забезпечує повного відновлення адсорбційних властивостей, а зазначена температурна обробка значно прискорює руйнування упорядкованої структури колоїдних агрегатів. Незважаючи на відносну стійкість самого окису кремнію до кислих і лужних середовищ, матеріали на основі силікагелю мають досить нестабільне структурне компонування і здатність розпливатися, а тому є малопридатними для виготовлення з них виробів стійкої форми. Крім того, матеріали, що містять силікагель, хоча і мають добрі гігроскопічні властивості, але дуже мало поглинають рідку фазу. Суттєвим недоліком є і те, що збільшення гідратації колоїдних часток і агрегатів не лише обумовлює зрідження консистенції силікагелю, але й знижує коефіцієнт адсорбції, оскільки останній залежить від величини незайнятої пористої поверхні. Відтак нетривкість форми, недостатня стабільність функціональної структури в змінюваних умовах середовища, порівняно невисока здатність до поглинання і утримування рідин, в тому числі води і рідких компонентів з розчинів, обмежують діапазон застосування матеріалів на основі з силікагелю. Для кращого розуміння недоліків щодо поглинальних та інших властивостей матеріалупрототипу доцільно розглянути особливості його структурно-функціональних механізмів в узагальненому вигляді. В процесі утворення силікагелю колоїдні частки адсорбують на своїй поверхні молекули води й перетворюються в тонкі нитки, які створюють своєрідну тимчасову скелетну структуру. Вода при цьому потрапляє в пустоти між нитками, в результаті чого виходить нестійка драглиста маса. Таку структуру легко зруйнувати розрізанням або сильним струшуванням, після чого утворюється розчин, подібний до сиропу. Колоїдні частки мають здатність адсорбувати іони, утримуючи їх на своїй поверхні. Деякі адсорбовані іони тримаються на поверхні колоїдів дуже міцно, і в залежності від заряду іона, адсорбованого на поверхні колоїдної частки, остання набуває того чи іншого заряду, що обумовлює також небажану селективність поглинання. Адсорбція іонів на поверхні частки може посилюватися або послаблюватися під дією статичної електрики, що ставить функціональність матеріалу на основі силікагелю в залежність від цього фактора. При іонізації часток колоїду їх заряд залежить також від природи дисперсійного середовища, однак дуже великі колоїдні агрегати здатні іонізуватися самостійно, що обумовлює гетерогенність такої колоїдної системи по відношенню до одного й того ж адсорбату. З цього можна зробити висновок, що поглинання по типу адсорбції, яке є специфічною властивістю колоїдних систем, до яких належать описані вище активоване вугілля та силікагель, не забезпечує можливості належного використання матеріалів на їхній основі в якості гідрофільних засобів, у т.ч. для ефективного поглинання і утримування необхідної (визначеної) кількості рідкої і/або рідиноподібної фази, її локалізації, концентрування, елімінації та/або переміщення. В основу корисної моделі поставлено задачу створити новий гідрофільний композитний матеріал, який маючи рівень поглинальних властивостей не нижче від такого у вищеописаних аналогів і прототипу, мав би здатність більш інтенсивно поглинати і надійно утримувати рідку і/або рідиноподібну фазу і при цьому бути придатним для ефективної ЇТ локалізації, концентрування, елімінації та/або переміщення, а також в тій чи іншій мірі 8393 бути позбавленим принаймні від деяких інших описаних вад, притаманних згаданим аналогам і прототипу Поставлена задача вирішується тим, що одержано гідрофільний композитний матеріал, що містить основу і зв'язуюче, в якому, згідно з корисною моделлю, основа включає принаймні один інгредієнт органічного походження, а зв'язуюче має принаймні один компонент, споріднений до такого інгредієнта основи, при цьому елементи основи і зв'язуючого з'єднані між собою в єдине функціональне ціле з можливістю змінювання об'єму і/або поверхні композиту, а структурне компонування композиту вибране з можливістю вибіркового з'єднання між згаданими елементами Введення в гідрофільний композитний матеріал основи, яка включає принаймні один інгредієнт органічного походження, а також використання зв'язуючого, яке має принаймні один компонент, споріднений до такого інгредієнта основи, причому, виходячи із умови, що елементи основи і зв'язуючого поєднані між собою в єдине функціональне ціле з можливістю змінювання об'єму і/або поверхні композиту, а структурне компонування композиту вибране з можливістю вибіркового з'єднання між такими елементами, забезпечує досягнення основного технічного результату, який полягає у розширенні арсеналу гідрофільних засобів При цьому одержано тип матеріалу з принципово новим функціонально-структурним механізмом, а також із непритаманними для прототипу властивостями інтенсивного поглинання і вбирання рідкої і/або рідиноподібної фази Завдяки зазначеному виконанню, матеріал згідно корисної моделі отримує ще одну додаткову істотну перевагу над матеріалом-прототипом, яка полягає в тому, що він забезпечує можливість не лише інтенсивно вбирати різні види рідких і/або рідиноподібних адсорбатів, але й, що не менш важливо, надійно утримувати їх у своїй конструкції, без можливості самовільного зворотного їх вивільнення Крім того, структурно-компонентна конструкція композиту матеріалу вибрана таким чином, що забезпечує можливість ефективного регулювання і контролювання за функціональністю поглинально-вбирного механізму та іншими важливими властивостями, в т ч консистенцією, селективністю, провідністю, МІЦНІСТЮ, формованістю тощо без істотних змін суттєвих ознак його виконання В конкретних формах виконання матеріал згідно корисної моделі характеризується наступними уточнюючими і розвиваючими ознаками 1) принаймні основа включає інгредієнт, вибраний із групи ненасичених аліфатичних вуглеводнів або їхніх похідних, 2) структурне компонування композиту вибране з можливістю диференційованого варіювання зв'язків основи і зв'язуючого, 3) елементи основи і зв'язуючого поєднані в єдине функціональне ціле у вигляді комбінації щонайменше двох сполук із групи гомологів етилену і/або їхніх похідних, 4) принаймні один елемент основи і принаймні один елемент зв'язуючого поєднані між собою шляхом термообробки, 5) основа включає принаймні одну сполуку з групи ВІНІЛОВМІСНИХ ненасичених вуглеводнів або їхніх похідних, що містять кисневмісний елемент у зв'я 8 заному стані, 6) основа поєднана зі зв'язуючим з утворенням структурно-функціональної ланки у вигляді комбінації щонайменше двох субодиниць згаданої основи з принаймні однією субодиницею зв'язуючого, 7) основа поєднана зі зв'язуючим у вигляді комбінації субодиниць зі зв'язками множинного типу, 8) субодиниці основи і зв'язуючого він містить у вигляді однакових або структурно подібних азотовмісних сполук, що є похідними ВІНІЛОВМІСНОІ кислоти або іі солі, 9) азотовмісні сполуки включають принаймні пептадний компонент і/або аміногрупу, 10) субодиниці основи і зв'язуючого мають повторювані елементи, поєднані полімеризованими зв'язками Заявлений гідрофільний композитний матеріал характеризується досить високою поглинальновбирною і водночас утримуючою здатністю завдяки використанню в ньому структурнофункціонального механізму, який забезпечує можливість набухання, непритаманну для матеріалупрототипу Цей механізм реалізується шляхом збільшення об'єму (маси) матеріалу в результаті поглинання рідини або рідиноподібної фази і/або їхньої пари при збереженні матеріалом властивості нетекучості, тобто попередня форма його практично не змінюється Матеріал характеризується також можливістю регульованого набухання до певних критичних значень Така можливість здійснюється шляхом збільшення або зменшення КІЛЬКОСТІ додаткових сполучень між основою і зв'язуючим Особливістю запропонованого матеріалу, яка істотно відрізняє його від прототипу, є досить високий ступінь можливого набухання, що дає змогу утримувати КІЛЬКІСТЬ рідини і/або рідиноподібної фази, яка більше ніж в 100 разів перевищує КІЛЬКІСТЬ самого матеріалу (в середньому 1 масова частина матеріалу спроможна поглинати й утримувати в собі 150 і більше частин рідкої або рідиноподібної фази ВІДПОВІДНОГО сорбату) Після повного насичення до критичної межі матеріал не втрачає своєї первинної конструктивної форми, якщо середовище такого сорбату не виявляє на нього надто агресивного впливу Швидкість і інтенсивність набухання залежить від активності дифузійних процесів, а також від міри спорідненості сорбату до компонентів основи і зв'язуючого, що містяться в матеріалі, при цьому функцюнальноструктурна стабільність самого матеріалу обумовлена, в свою чергу, відсутністю можливої взаємодії в композиті між вибраними основою і зв'язуючим по причині їхньої спорідненості Така конструктивна особливість композиту забезпечує йому індиферентність і підвищену СТІЙКІСТЬ до впливів зовнішнього середовища, за винятком особливо агресивних Матеріал характеризується одночасною наявністю в ньому стабільних твердої і рідиноподібної фаз, відтак включає пористу структуру і, крім того структуру переплетених між собою ланцюгів, які в сукупності створюють особливо прийнятний конструктив для ефективної реалізації обох функціональних механізмів власне адсорбції і набухання Пористість забезпечує переважно капілярний шлях проникнення сорбату, а внутрішнє напруження, яке зберігається завдяки наявності ланцюгових переплетень сприяє утриманню склелету композиту і створює своєрідну пастку для 9 8393 поглинання і утримання великої КІЛЬКОСТІ сорбату Ланцюгові переплетення характеризуються досить високою еластичністю і здатністю до збільшення/зменшення свого об'єму за рахунок відповідної конформації внутрішніх і ЗОВНІШНІХ сполучень, відтак віддалено нагадують рибальські СІТІ При контакті з рідиною або рідиноподібною фазою переплетення активізуються шляхом розкручування, при відсутності такого контакту - з часом складаються в компактну форму, таким же чином матеріал може бути звільнений від останніх, тобто забезпечується можливість їх елімінації Подібна властивість певною мірою притаманна і матеріалупрототипу, однак в ньому вона реалізується істотно ВІДМІННИМ шляхом, при якому форма і функція матеріалу не зберігаються і не відновлюються повністю Еластичність ланцюгових сполучень, досягнута завдяки адекватному вибору компонентів основи і зв'язуючого, забезпечує можливість регульованого збільшення КІЛЬКОСТІ увібраної рідкої і/або рідиноподібної фази сорбату завдяки розтягуваності "СІТІ", а зменшення КІЛЬКОСТІ такої фази може бути досягнуто шляхом регулювання співвідношень основи і зв'язуючого в композиті, тобто вибірковим з'єднанням останніх, причому як між собою, так і з композитом в цілому Інакше кажучи, КІЛЬКІСТЬ рідини, що надходить до "СІТІ" може бути регульованою як розтягуванням ниток cm, так і зміною розміру "вічок", крім того сама нитка такої "СІТІ" має високу пористість Так само або подібним чином може бути змінена селективність матеріалу по відношенню до того чи іншого рідкого чи рідиноподібного сорбату залежно від консистенції і в'язкості останнього Реалізація вищеописаного структурно-функціонального механізму дає також змогу значною мірою уникнути вирішення такого роду проблем, а відтак ще більше розширити діапазон застосування заявленого матеріалу Всі ЦІ ознаки в сукупності забезпечують основний загальний технічний результат корисної моделі, який полягає у створенні нового гідрофільного засобу з високими функціональними якостями і можливістю їх ефективного регулювання Крім того, шляхом варіювання і комбінування ознак заявленого гідрофільного композитного матеріалу в межах запропонованої формули 10 можуть бути одержані аналогові модифікації даного матеріалу, на які, очевидно, також поширюється обсяг патентних домагань даної корисної моделі Суть корисної моделі пояснюється також кресленнями (Фіг 1-6), на яких зображена загальна схема функціонування заявленого гідрофільного композитного матеріалу при обробці рідкої (або рідиноподібної) фази довільно взятого сорбату На Фіг 1 позначено початок процесу, співвідношення об'ємів „матеріал рідка фаза" - 1 150, матеріал неактивний, рідка фаза вільна, на Фіг 2 — стадія інтенсивного поглинання, матеріал активізований, на Фіг 3 - момент рівноваги поглинання, зв'язування і втримування рідкої фази, на Фіг 4 - стан критичного насичення, активність поглинання мінімальна, рідка фаза повністю зв'язана і втримується матеріалом, співвідношення об'ємів „матеріал рідка фаза" - 1 1, на Фіг 5 - стадія відділювання поглинутої рідкої фази (напр, термообробкою), на Фіг 6 — сухий залишок в структурі матеріалу ВІДОМОСТІ про можливість здійснення даної корисної моделі можуть бути підтверджені наступними даними Запропонований гідрофільний композитний матеріал, означений у формулі, у загальній формі виконання заявленого технічного рішення являє собою полімеризовану композицію на базі високомолекулярного вуглеводню з нижченаведеними фізико-хімічними властивостями, що встановлені із застосуванням відомих аналітичних, в т ч інструментальних, методів та експериментальними випробуваннями Приклад здійснення корисної моделі, охарактеризованого в незалежному пункті формули Гідрофільний композитний матеріал містить основу і зв'язуюче, причому як основу він містить водорозчинну азотовмісну сіль пропен(нбутен)овоі кислоти вініл(пропіл)заміщений карбамід, а зв'язуюче у вигляді спорідненого до основи азотовмісного похідного акрил(метакрил)овоі кислоти - N-заміщений сим-4-(мет)карбамід Додатковим компонентом композиту є сіль неорганічної кислоти при масовому (об'ємному) співвідношенні основа+зв'язуюче додатковий компонент I99 0,001-0,1 Інші приклади виконання корисної моделі Основа Акрилат кальцію + сульфат кальцію Зв язуюче (полі)амід (|\]-)заміщений + (ПОЛІ)ВІНІЛ конденсат + параформ + толуол Вініл(амін)хлорид + анілін Акрилонітрил Оксипропюнітрил + амід (м)етил(ен)овоі кислоти метал(ен) сим-мет(акрид)амід Матеріал прозорий або злегка жовтавий чи сіруватий (із-за забарвлення домішок), твердої або напіврідкої консистенції, без запаху і смаку, повністю безпечний для користувача, може бути одержаний шляхом низькотемпературного поєднання (сплавлювання) інгредієнтів основи і зв'язуючого у водному або іншому розчині, в т ч при обмеженні (усуненні) доступу молекулярного кисню Має такі характерні ознаки і властивості Вміст ОСНОВНОГО інгредієнта в композиті - до 5%, Присутність вільних радикалів - не більше Додатковий(і) інгредієнти) Неорганічна кислота (І\І-)(заміщена) основна сіль у ізотонічному розчині Нейтральна сіль у обезкисненому водному розчині 0,02%, Об'ємна маса - 1,03г/см3, Молекулярна маса активної еубодиниці - 1,5-2,8104, Нерозчинний у воді й органічних розчинниках, БІОЛОГІЧНО інертний, ХІМІЧНО неактивний і безпечний для оточення, Вогнестійкий, температура самозапалювання не нижче 465°С, Охолодження до мінус 25°С не викликає структурних змін, Негативного впливу помірно агресивних факторів, у т ч газових аерозолів і конденсатів, світла, слабких кислот та інших, на основні функціональні властивості не виявлено, Тривалість акумуляції розчинів (інтен 11 8393 12 сивність поглинання) при температурі оточуючого 3. В галузі експлуатації техніки і ресурсозберісередовища від +1 до +100°С складає 1-24год і гання - для збирання і зв'язування води, що перезростає з підвищенням температури в зазначених буває в рідкій стадії. Деякі напрямки такого викомежах; Здатний до поглинання відносно великих ристання: а) для видалення так званої об'ємів (у експерименті - від 50 до 150 власних) "підтоварної" води із ємностей зберігання паливоводних розчинів солей, в тому числі солей важких мастильних матеріалів, зокрема при зберіганні металів; Функціонально-структурний механізм особливо важливих видів цих продуктів, у т.ч. осмотичне поглинання і еластичність міжмолекуавіаційного палива. Випробування, проведені спілярних зв'язків - забезпечує регульовану змінювально ДП "УкравіаПММ" та УДАУ, свідчать, що зраність об'єму; При нагріванні зневоднюється; При зки матеріалу мають високий потенціал набухання температурах понад 100°С може частково втрачаз можливістю змінювання коефіцієнта набухання в ти початковий вигляд, але при внесенні у водне досить широких межах. Зокрема, експериментальсередовище повністю відновлюється й набуває не встановлено, що 1кг матеріалу здатний ефеквихідних характеристик. тивно поглинати, зв'язувати і надійно утримувати від 50 до понад 150кг вільної "підтоварної" води, Підтвердженням можливості реалізації цільопричому коефіцієнт набухання можна задавати вого призначення гідрофільного композитного матехнологічно в межах від 1 до 150 і більше. Така теріалу згідно корисної моделі і досягнення заяввластивість матеріалу дозволяє повністю виклюленого технічного результату може служити чити потрапляння води в паливну систему машин, нижченаведена інформація про результати провев т.ч. літальних апаратів, не виявляючи ніякого дення експериментальних випробувань матеріалу, впливу на хімічний склад палива. Завдяки біологів т.ч. його окремих аналогових модифікацій, розчній інертності матеріалу повністю виключається роблених у межах запропонованої формули кориможливість розвитку будь-якої мікрофлори у палисної моделі: вних ємностях та потрапляння її до палива; б) для 1. В мікробіології та біотехнології - для діагновидалення води із трансформаторних та інших стики інфекційних захворювань і в якості компоневидів олив; в) видалення рідких відходів у промиснта живильного середовища для вирощування й ловості та побуті. Одержані аналогічні результати, розмноження, в т.ч. в умовах ізольованої і відкриякі свідчать про придатність для таких напрямків тої культури. Застосовані форми матеріалу у вицільового застосування матеріалу. Зокрема, попегляді таблеток, пластин і гранул. Зокрема, зразки редні випробування показали перспективність його матеріалу були перевірені ІК УААН і виявили ряд використання для видалення різних розчинів сотехнологічних і економічних переваг при вирощулей, в т.ч. важких металів і активних сполук, що ванні як окремих ізольованих фрагментів, так і при дає змогу ефективно запобігати потраплянню таповній регенерації вибраних об'єктів. При цьому ких у грунт і грунтові води, а також дає змогу істотсеред багатьох речовин, випробовуваних на суміно спростити технологію їх елімінування та/або сність з матеріалом, що заявляється, в жодному утилізації. випадку не виявилась дія антагоністичного характеру, або така, що погіршувала б властивості 4. У побутових областях матеріал виявив доббудь-якої з них. ру функціональність, зокрема, при очищенні різних матеріалів, у т.ч. будівельних, від небажаних рід2. У медицині - а) в комбустіології для лікуванких складників, зокрема на основі води, у т.ч. від ня ран і опіків, зокрема як перев'язувальний або конденсатів у побутових пристроях. Матеріал добізолюючий матеріал, що не прилипає до уражених ре зарекомендував себе для гербарування, а татканин. При необхідності такий матеріал здатний кож для створенняцікавих і цілком безпечних ігвиконувати також функції дренуючого (осушувальрашок, специфічного посуду та інших виробів з ного) засобу, а також утримувати медикаменти різним, у т.ч. заданим, ступенем гідрофільності. безпосередньо в зонах контакту з ранами. Ще одна істотна перевага матеріалу виявилась у тому, Вищенаведене вказує на можливу функціонащо його можна стерилізувати як традиційними льну універсальність гідрофільного композитного методами (кип'ятінням), так і будь-якими іншими, матеріалу, що заявляється, у зв'язку з чим він мооскільки матеріал біологічно інертний і не проявже бути успішно застосований також в інших, не ляє хімічної активності. Зразки матеріалу випробузазначених тут галузях. Відтак, в цій частині і в вані в опіковому центрі АМНУ, де були одержані даному відношенні, патентні домагання вищенапозитивні результати і висновки про можливість і веденого технічного рішення слід, очевидно, вваперспективність такого застосування матеріалу; б) жати такими, що є явно означені в контексті даної в офтальмології - для створення контактних лінз; заявки і не виходять за межі запропонованої форв) у пластичній хірургії - для одержання прийнятмули корисної моделі, а також мають достатню них протезивних засобів, при цьому виявлено, що підставу для такого роду аргументації. за ефективністю виготовлення і оціночними якосДжерела інформації: тями цих виробів запропонований матеріал істотно 1. Гродзинский A.M., Гродзинский Д.М. Кратпереважає одну з модифікацій матеріалукий справочник по физиологии растений - К.: Наупрототипу, поширену саме в даній галузі, - кремнікова думка, 1973. йорганічний композит силікон; г) для профілактики 2. Роут Дж. Химия XX века /Пер. с англ.. - М: і обробки рідких і/або рідиноподібних виділень як Мир, 1966. елемент захисних і санітарно-гігієнічних засобів, в 3. Айлер Р. Химия кремнезема /Пер, с англ.. тому числі різного роду прокладок, пов'язок, памТ.1-2.-М.: Наука, 1982. персів тощо. 8393 13 14 Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. З Фіг. 4 Фіг. S Фіг. 6 Комп'ютерна верстка М Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюHydrophilic composite material
Автори англійськоюZamakhaev Leonid Mykolaiovych
Назва патенту російськоюГидрофильный композитный материал
Автори російськоюЗамахаев Леонид Николаевич
МПК / Мітки
МПК: B01D 15/00
Мітки: гідрофільний, композитний, матеріал
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-8393-gidrofilnijj-kompozitnijj-material.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Гідрофільний композитний матеріал</a>
Попередній патент: Підшипник кочення
Наступний патент: Спосіб стимуляції регенерації печінки у хворих на цироз
Випадковий патент: Суцільнолитий незнімний кобальто-хромовий зубний протез та спосіб його виготовлення