АНТИСЕПТИЧЕСКИЙ ПОЛИМЕРНЫЙ МАТЕРИАЛ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ НЕГО Российский патент 2009 года по МПК C08K3/08 C08J5/18 A61J1/18 D01F1/02 B82B3/00 

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к антисептическим полимерным материалам, которые широко используются для изготовления в различных изделиях: компьютеров и сопутствующих к нему изделий, корпусов холодильников и другой бытовой техники, имеющей полимерные детали и/или корпуса, панелей для приборов автомобилей, а также медицинских изделий из пластика, подвергающихся в процессе эксплуатации обсеменению микроорганизмами при использовании.

В настоящее время известны антимикробные пластики, содержащие в своем составе биоциды, придающие полимерным материалам биостойкость к микроорганизмам.

Так, известен антимикробный пластик на основе полимера, содержащий полигуанидиновый антисептик и изделия из него. (RU 22664337).

Недостатком данного материала является сложная технология получения такого материала, сокращение времени службы изделий, из-за деструкции полученного пластика.

Наиболее близким техническим решением к заявленному, по мнению авторов, является антисептический пластик с добавлением фосфата ПГМГ, полученного распылительной сушкой, который используется для получения изделий (ЕР 1110948).

Недостатком данного материала является неравномерное распределение биоцидной добавки, узкая область применения, деструкция при длительном хранении, что в совокупности снижает потребительские свойства данного пластика.

Технической задачей, на решение которой направлена данная разработка, является получение антисептического пластика на основе полимера, с широкой областью использования, которая не ограничивается только медициной, легкой промышленностью, автопромом, но как понятно специалисту, может применяться в любой области, где используется пластик, подвергающийся в процессе использования обсеменению микроорганизмами, биоэнертного, со стойкими антисептическими свойствами, при упрощении технологии его получения.

Поставленная задача решается путем изготовления антисептического полимерного материала, который включает металлические наночастицы, содержащие серебро, при чем размер наночастиц не более 0,1 мкм, а содержание серебра в этих частицах составляет от 80% до 99,999%, содержание железа - от 0,001 до 20%, содержание алюминия от - 0,001 до 20%, содержание меди - от 0,001 до 20%.

Способ получения антисептического полимерного материала состоит в следующем (чертеж): гранулы полимера с размером не более 100 мкм помещают в загрузочный бункер 1 вакуумной установки. С помощью дозирующего вибрационного устройства 2 (вибрирующей пластины) с частотой 40 Гц монослой гранул помещают на движущую ленту 3, которая проходит под распылительным устройством - магнетроном 4, в результате чего на поверхности гранул полимера формируют слой биологически активного металла. Затем гранулы со слоем наночастиц поступают в приемный бункер 5, где с помощью нагревателя 6 переплавляются в сплошную полимерную массу, наноструктурированную биологически активными включениями, из которой формируют пластмассовые приборы и/или детали к ним для различных областей техники.

В качестве полимерного компонента используют полимеры, выбранные из следующих групп:

- полиуглеводороды, например, полиэтилен высокой и/или низкой плотности, и/или полипропилен, и/или сополимеры с пропиленом или высшими олефинами, или ударопрочный полистирол;

- полиэфиры, например, полиэтилентерефталат, или целлюлоза, или ее эфиры;

- полиакрилаты, например, полиакриламид, полиакрилонитрил, или их соли;

- поливинилхлорид и/или сополимеры винилхлорида, или их сополимеры;

- полиамиды, например синтетические полиамиды.

Композиция может дополнительно содержать краситель, в качестве которого используют термостойкие органические и неорганические пигменты.

Технический результат - заявляемый полимерный материал обладает улучшенными прочностными свойствами, обеспечивает длительную антисептическую активность, имеет улучшенную термо- и химическую стабильность, универсален, т.к. может быть использован для изготовления пластмассовых приборов и деталей в любой области техники.

Антисептический полимерный материал может быть выполнен:

- в виде пленки (двух- и многослойной), из которой изготавливают упаковочные пакеты, сумки и т.п.;

- в виде одноразовой посуды (стаканчики, тарелки, ложки, вилки и т.п.);

- в виде деталей приборов автомобиля, корпусов холодильника, бытовых приборов, корпуса и сопутствующих деталей компьютера;

- в виде текстильных волокон, например из полипропилена.

Антисептические свойства пластика проверяли путем выращивания в чашке Петри колоний микроорганизмов (S.aureus, A.niger), затем помещали в чашку антисептический заявленный пластик на 5 дней при комнатной температуре. После истечения которых измеряли задержку роста тест-организмов. Корреляцию проводили по 3-4 опытам. Результаты исследования показали, что рост колоний S.aureus и плесени A.niger под микроскопом не обнаружено.

Примеры реализации назначения:

Для получения антисептической пленки из заявленного полимерного материала используют полимер низкой плотности в виде гранул помещают в загрузочный бункер 1 вакуумной установки. С помощью дозирующего вибрационного устройства 2 (вибрирующей пластины) с частотой 40 Гц монослой гранул помещают на движущую ленту 3, которая проходит под распылительным устройством - магнетроном 4, в результате чего на поверхности гранул полимера формируют слой биологически активного металла. Затем гранулы со слоем наночастиц поступают в приемный бункер 5, где с помощью нагревателя 6 переплавляются в сплошную полимерную массу, наноструктурированную биологически активными включениями. Затем полученную смесь перерабатывают в пленку методом экструзии при температуре 15-20°С и вытяжке 15 м/мин.

Аналогичным способом получают из антисептического полиэтилена высокого давления методом склеивания шаблона сумки-пакеты упаковочные контейнеры как для пищевых продуктов, так и для предметов народного потребления.

Антисептический полимерный материал из полиамид-полиолефина может использоваться для изготовления медицинских перевязочных средств.

Способом термоформования получают из предложенного антисептического полипропилена, например, марки ПТР 3 г/10 минут, одноразовую посуду: стаканчики, тарелки, вилки и т.п.

Из антисептического полимерного материала на основе полиэтилентерефталата изготавливают антисептическую тару в форме бутылок для разлива и хранения безалкогольных напитков, тары для жидких удобрений и т.п.

Из антисептического полимерного материала на основе ударопрочного полистирола изготавливают преимущественно методом штамповки панели автомобилей, корпуса холодильников, компьютера, клавиатуру и другие бытовые и технические пластиковые изделия.

Заявленный полимерный материал обладает пролонгированным антисептическим свойством и высокой стабильностью, кроме того, включение наночастиц металла упрочняет структуру пластика.

Антисептический полимерный материал используется для изготовления компьютеров и сопутствующих к ним изделий, корпусов холодильников и другой бытовой техники, имеющей полимерные детали и/или корпуса, панелей для приборов автомобилей, а также медицинских изделий из пластика, подвергающихся обсеменению микроорганизмами при его использовании. Антисептический материал включает металлические наночастицы, содержащие серебро, причем размер наночастиц не более 0,1 мкм, а содержание серебра в этих частицах составляет от 80% до 99,999%, содержание железа - от 0,001 до 20%, содержание алюминия от - 0,001 до 20%, содержание меди - от 0,001 до 20%. Полимерный материал может быть выполнен из полимеров, выбранных из группы: полиуглеводородов, полиэфиров, полиакрилатов, поливинилхлоридов, полиамидов, а также дополнительно содержать краситель, в виде пленки (двух- и многослойной), из которой изготавливают упаковочные пакеты, сумки и т.п. Изделие, выполненное из антисептического полимерного материала, представляет собой одноразовую посуду (стаканчики, тарелки, ложки, вилки и т.п.); детали приборов автомобиля, корпусов холодильника, бытовых приборов, корпусов и сопутствующих деталей компьютера; текстильные волокна, например, из полипропилена.2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Антисептический полимерный материал, включающий металлические наночастицы, содержащие серебро, причем размер наночастиц не более 0,1 мкм, а содержание серебра в этих частицах составляет от 80 до 99,999%, содержание железа - от 0,001 до 20%, содержание алюминия - от 0,001 до 20%, содержание меди - от 0,001 до 20%.2. Антисептический полимерный материал по п.1, отличающийся тем, что полимерный материал выполнен из полимеров, выбранных из группы: полиуглеводородов, полиэфиров, полиакрилатов, поливинилхлоридов, полиамидов.3. Антисептический полимерный материал по п.1 дополнительно может содержать краситель.4. Изделие, выполненное из антисептического полимерного материала, включающего металлические наночастицы, содержащие серебро, причем размер наночастиц не более 0,1 мкм, а содержание серебра в этих частицах составляет от 80 до 99,999%, содержание железа - от 0,001 до 20%, содержание алюминия - от 0,001 до 20%, содержание меди - от 0,001 до 20%.5. Изделие по п.4, отличающееся тем, что оно выполнено в виде пленки для упаковочных пакетов и сумок.6. Изделие по п.4, отличающееся тем, что оно выполнено в виде одноразовой посуды.7. Изделие по п.4, отличающееся тем, что оно выполнено в виде деталей приборов автомобиля, корпусов холодильника, бытовых приборов, корпуса и сопутствующих деталей компьютера.8. Изделие по п.4, отличающееся тем, что оно выполнено в виде текстильных волокон.