Модифицированный сложный полиэфир с антибактериальными свойствами и его применение Российский патент 2020 года по МПК C08G63/44 C08G63/672 C08G63/91 C08G69/44 D01F6/62 A61K8/41 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области полимеров. В частности, раскрытые в настоящем описании варианты осуществления относятся к улучшению полимеров для получения синтетических нитей, волокон и пряжи, например для получения тканых, нетканых или других текстильных изделий. Прочие варианты осуществления относятся к улучшению полимеров для получения изделий для медицинского применения.

Раскрытые в настоящем описании варианты осуществления относятся к улучшению сложных полиэфиров и, в частности, к полиэтилентерефталату (в дальнейшем также называемому ПЭТ), а также к новым применениям данных полимеров.

Уровень техники

При производстве текстильных изделий, например для применения в одежде, мебели и в автомобильной области, а также в области медицины и здравоохранения, все более возрастает потребность в придании противомикробных или антибактериальных свойств нитям, пряже и волокнам, используемым для получения изделий, а также самим изделиям, полученным из данных полуфабрикатов. Необходимость придания противомикробных или антибактериальных свойств полуфабрикатам для производства текстильных изделий, с одной стороны, связана со здоровьем и гигиеной, а с другой - с непатологическими побочными эффектами, вызванными присутствием и ростом микроорганизмов в текстильных изделиях, предназначенных для производства одежды или, в любом случае, для областей применения, подразумевающих контакт изделия с кожей. Соображения, связанные со здоровьем и гигиеной, относятся к необходимости снизить пропускание текстильными изделиями патогенных микроорганизмов, например в условиях промышленной или больничной сред. Нужно принимать во внимание побочные эффекты, связанные с присутствием и ростом микроорганизмов, особенно на одежде, в частности, в связи с тем, что микроорганизмы ответственны за образование неприятного запаха.

Проведено много исследований, направленных на получение полимеров, в частности предназначенных для производства текстильных изделий, изготовленных из синтетических волокон или нитей, обладающих биоцидным действием. Способы придания антибактериальных или бактериостатических свойств полимерам обычно подразделяют на три макрокатегории:

- биоцидные полимеры: это полимеры, обладающие имманентной антибактериальной активностью, обычно основанной на использовании поликатионов, способных уничтожать микроорганизмы за счет воздействия на их клеточную мембрану,

- полимерные биоциды: это полимеры, не обладающие имманентной антибактериальной активностью, с которыми через функциональные группы связаны биоцидные молекулы. Как правило, полимерные биоциды менее эффективны, чем биоцидные полимеры, вследствие характерных для них стерических затруднений. Известно, что стерические затруднения определяют как эффект, при котором пространственное расположение атомов в структуре молекуле может приводить к замедлению или ингибированию химической реакции. Молекулы с биоцидными характеристиками, используемые в таких случаях, имеют сложное строение, термически относительно нестабильны, затратны в получении и обычно плохо поддаются обработке,

- биоцид-высвобождающие полимеры: это полимеры, сами по себе не обладающие антибактериальным действием, с которыми связаны биоцидные молекулы, высвобождающиеся с течением времени. В веществе они представляют собой полимерные матрицы, в которые помещены биоцидные молекулы, инкапсулированные в данной матрице различными способами. У таких полимеров много недостатков, связанных с тем, что, с одной стороны, высвобождаемые биоциды являются веществами, загрязняющими окружающую среду, а с другой стороны, количество биоцида в полимере уменьшается с течением времени и должно пополняться.

Подробный обзор недавних достижений в области антибактериальных полимеров приведен у Madson R.E. Santos et al., "Recent Developments in Antimicrobial Polymers: A review", в Materials, 2016, 9, 599; doi:10.3390/ma9070599 (www.mdpi.com/journal/materials); Xan Xue et al., "Antimicrobial Polymeric Materials with Quaternary Ammonium and Phosphonium Salts", в International Journal of Molecular Sciences, 2015, 16, 3626-3655; doi: 10.3390/ijms16023626 (www.mdpi.com/journals/ijms); Diana Santos Morais et al. "Antimicrobial Approaches for Textiles: From Research to Market", в Materials, 2016, 9, 498; doi:10.3390/ma9060498, (www.mdpi.com/journal/materials); Felix Siedenbiedel et al, "Antimicrobial Polymers in Solution and Surfaces: Overview and Functional Principles", в Polymers 2012, 4, 46-71; doi:10.3390/ polym4010046 (www.mdpi.com/journal/polymers); Sheila Shahidi et al, "Antibacterial Agents in Textile Industry", в "Antimicrobial Agents", опубликованном Varaprasad Bobbarala, ISBN 978-953-51-0723-1, September 12, 2012, глава 19, страницы 388-406.

Необходимость в использовании текстильных изделий, обладающих антибактериальными свойствами, в области медицины и санитарии возникает из того, что такие изделия могут представлять собой опасные переносчики, распространяющие микроорганизмы. Опасности, связанные с бактериальным загрязнением текстильных изделий, используемых в медицине и санитарии, также обсуждают A. Pinon et al., "Microbiological Contamination of Bed Linen and Staff Uniforms in a Hospital", в Advances in Microbiology, 2013, 3, 515-519, опубликованном онлайн: http://www.scirp.org/journal/aim; http://dx.doi.org/10.4236/aim.2013.37069, и S. Fijan et al., "Hospital Textiles, Are They a Possible Vehicle for Healthcare-Associated Infections?", в Int. J. Environ. Res. Public Health 2012, 9, 3330-3343; doi:10.3390/ijerph9093330, опубликованном www.mdpi.com/journal/ijerph.

Как отмечено в упомянутой выше технической и научной литературе, в процессе получения волокна из полимеров, обладающих антибактериальными свойствами, или при применении полуфабриката и материала, получаемого из указанного полуфабриката, сталкиваются с значительными техническими сложностями и/или недостатками. Кроме того, в упомянутой выше литературе показано, что существует все возрастающая потребность в полимерах с биоцидными свойствами, особенно в области производства одежды и в области медицины.

Поэтому постоянно проводятся исследования с целью поиска решений для производства текстильных изделий с антибактериальными свойствами, являющихся экономически более выгодными, более эффективными и экологически менее вредными.

Помимо областей применения, связанных с производством текстильных волокон и нитей и получением из них соответствующих изделий, у полимерных материалов есть много других применений в области медицины, в которых антибактериальные свойства могли бы оказаться полезными. Общий обзор областей применения полимерных материалов в медицине и хирургии смотри у V.P. Shastri, "Non-Degradable Biocompatible Polymers in Medicine: Past, Present and Future", в Current Pharmaceutical Biotechnology, 2003, 4, 331-337; W. Khan et al. "Implantable Medical Devices", в Focal Controlled Drug Delivery, глава 2, авторы A.J. Domb и W. Khan; Advances in Delivery Science and Technology, DOI 10.1007/978-1-4614-9434-8_2, по ссылке http://www.springer.com/gp/book/9781461494331; L.W. McKeen, "Plastics Used in Medical Devices", в "Handbook of Polymer Applications in Medicine and Medical Devices. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-323-22805-3.00003.7, 2014, опубликованный издательством Elsevier. (https://www.elsevier.com/__data/assets/pdf_file/0011/91649/Plastics-Used-in-Medical-Devices_link.pdf); M.F. Maitz, "Applications of Synthetic Polymers in Clinical Medicine", в Biosurface and Biotribology 1 (2015) 161-176, доступно онлайн на сайте www.sciencedirect.com.

Было бы полезно получить полимеры, обладающие антибактериальными свойствами, для применения в области медицины и хирургии.

Краткое раскрытие сути изобретения

Неожиданно было обнаружено, что сложному полиэфиру можно придать антибактериальные свойства путем модификации цепи полиэтилентерефталата с введением по меньшей мере одного полиэфирамина. Модифицированный сложный полиэфир, полученный функционализацией с использованием полиэфирамина, проявлял биоцидные свойства, т.е. способность уменьшать, по сравнению с аналогичным полиэтилентерефталатом, не содержащим полиэфирамина, рост колоний бактерий на образцах полимера.

Поэтому, согласно одному из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к сложному полиэфиру, включающему в себя полиэтилентерефталат и по меньшей мере один полиэфирамин, в частности в качестве полимера, обладающего антибактериальными свойствами. Таким образом, модифицированный сложный полиэфир представляет собой функционализированный сложный полиэфир, который содержит цепь полиэтилентерефталата, включающую звенья одного или более полиэфираминов.

Хотя в вариантах осуществления, проиллюстрированных в настоящем документе, в комбинации с полиэтилентерефталатом для его функционализации путем введения групп полиэфирамина в его цепь используют один полиэфирамин, также можно использовать и комбинацию нескольких полиэфираминов, например еще и с различным числом аминогрупп (например, полиэфирдиаминов, полиэфирмоноаминов и полиэфиртриаминов).

В рамках настоящего раскрытия и прилагаемой формулы изобретения, если не указано иное, антибактериальные свойства подразумевают, в общем, способность снижать или ингибировать рост микроорганизмов, в частности, бактерий, микробов, грибов и вирусов. Следовательно, антибактериальная способность может включать в себя также противогрибковую или антимикозную активность.

Использование полиэфираминов в качестве молекул для функционализации полимеров известно. В заявках WO2014/057364 и WO2015/001515 описаны способы получения модифицированных полиэфирамидов, включающих нейлон и полиэфирдиамин, для повышения влагопоглощения, т.е. способности абсорбировать и удерживать влагу. В частности, предполагают, что такие модифицированные полиамиды улучшат тактильные ощущения от тканей и одежды, произведенной с их использованием. Однако данные источники относятся к другому семейству полимеров и предполагают применение полиэфираминов для других целей.

Введение по меньшей мере одного полиэфирамина в цепь полиэтилентерефталата усиливает антибактериальные свойства сложного полиэфира, т.е. позволяет получать модифицированный сложный полиэфир, обладающий большей антибактериальной активностью по сравнению с тем же сложным полиэфиром, не содержащим полиэфирамина. В полимерной цепи сложного полиэфира полиэфирамин и полиэтилентерефталат связаны друг с другом ковалентными связями. Таким образом, антибактериальные свойства, обеспечиваемые полиэфирамином, являются устойчивыми и долгосрочными, даже если сложный эфир подвергается химическому, термическому или механическому воздействиям, таким как экструзия, промывание или стерилизация или т.п., например в процессе получения нитей, волокон или других полуфабрикатов, в процессе мытья или стерилизации текстильных изделий, таких как ткани, нетканые материалы или т.п., полученных из волокон модифицированного сложного полиэфира.

Механизмы, согласно которым достигается подобный удивительный эффект, на котором основаны различные варианты осуществления, описанные в настоящем изобретении, до конца не ясны. Предположительно, но это не должно рассматриваться как ограничение настоящего изобретения, аминогруппы, имеющиеся в полиэфирамине, препятствуют росту микроорганизмов, придавая биостатические свойства модифицированному полиэтилентерефталату.

Предпочтительно полиэфирамин чаще всего помещают на конце цепи полиэтилентерефталата, со свободной концевой аминогруппой (NH₂).

Полиэфирамин может представлять собой полиэфирмоноамин.

В предпочтительных на данный момент вариантах осуществления полиэфирамин содержит более одной аминогруппы и, следовательно, может представлять собой, например, полиэфирдиамин или полиэфиртриамин.

Полиэфирамин может присутствовать в массовом процентном количестве, составляющем по меньше мере приблизительно 1%, предпочтительно по меньше мере приблизительно 2%, более предпочтительно по меньше мере приблизительно 5% от общей массы сложного полиэфира. В описанных в настоящей заявке вариантах осуществления полиэфирамин может присутствовать в массовом количестве, составляющем приблизительно не более 50%, предпочтительно приблизительно не более 30%, более предпочтительно приблизительно не более 25%, еще более предпочтительно приблизительно не более 20% от общей массы сложного полиэфира. Например, массовый процент полиэфирамина в сложном полиэфире может составлять приблизительно от 1% приблизительно до 50%, предпочтительно приблизительно от 1% приблизительно до 25%. В некоторых вариантах осуществления процентная доля полиэфирамина в сложном полиэфире составляет приблизительно от 1% приблизительно до 20%, например приблизительно от 2% приблизительно до 20%, или приблизительно от 2,5% приблизительно до 15%.

В некоторых вариантах осуществления содержание полиэтилентерефталата в сложном полиэфире может составлять по меньшей мере приблизительно 50 массовых %, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 60% массовых %, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 70% массовых %, еще более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 80% массовых % от общей массы сложного полиэфира. В вариантах осуществления, описанных в настоящем документе, массовое процентное содержание полиэтилентерефталата составляет приблизительно не более 99 массовых %, предпочтительно приблизительно не более 98 массовых %, еще более предпочтительно приблизительно не более 95 массовых % относительно общей массы сложного полиэфира. Например, сложный полиэфир может составлять приблизительно от 50% приблизительно до 99 массовых %, предпочтительно приблизительно от 75% приблизительно до 99 массовых %, приблизительно от 80% приблизительно до 99 массовых %, или приблизительно от 80% приблизительно до 98 массовых %, или приблизительно от 85% приблизительно до 97,5 массовых % от массы полиэтилентерефталата.

В некоторых вариантах осуществления средняя молекулярная масса (Mw) полиэфирамина составляет по меньшей мере приблизительно 500 г/моль, предпочтительно составляет по меньшей мере приблизительно 800 г/моль, более предпочтительно составляет по меньшей мере приблизительно 1000 г/моль, еще более предпочтительно составляет по меньшей мере приблизительно 1500 г/моль, а предпочтительно приблизительно не более 5000 г/моль, более предпочтительно приблизительно не более 3000 г/моль, например составляет от 1500 до 2800 г/моль.

Описанный в настоящем изобретении сложный полиэфир, модифицированный полиэфирамином, можно особенно предпочтительно применять для производства текстильной продукции. В контексте настоящем изобретении под текстильной продукцией подразумевают как полуфабрикаты, так и готовые изделия. Под полуфабрикатами имеются в виду непрерывные монофиламентные или многофиламентные нити, или пряжу, полученную путем прядения штапельного волокна. Полуфабрикаты могут также подразумевать одежду, ленты или изделия из мешковой ткани, или трикотажное полотно, слои нетканого полотна, состоящего из скрепленных или не скрепленных волокон, нитей или филаментных нитей, например скрепленных между собой механическим, термическим, химическим, гидравлическим или любым другим способом, например путем комбинации двух или более упомянутых выше способов. Полуфабрикаты или текстильные изделия могут также состоять из многослойных продуктов, например изготовленных из двух или более слоев текстильных волокон или нитей.

Текстильное изделие может включать в себя только сложный полиэфир, содержащий полиэтилентерефталат и по меньшей мере один полиэфирамин, как описано выше. В некоторых вариантах осуществления текстильное изделие может включать в себя один или более дополнительных компонентов, помимо сложного полиэфира, содержащего ПЭТ и полиэфирамин. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления сложный полиэфир, содержащий ПЭТ и полиэфирамин, можно комбинировать с различными полимерами. Например, варианты осуществления изобретения, описанного в настоящем документе, могут включать в себя двухкомпонентные нити или волокна, в которых один из компонентов состоит из сложного полиэфира, содержащего ПЭТ и полиэфирамин, а другой компонент может состоять из другого полимера, например полиамида или полиэтилентерефталата, не содержащего полиэфирамин.

Двухкомпонентные волокна или филаментные нити могут, например, содержать сложный полиэфир, включающий полиэтилентерефталат и полиэфирамин, в массовой процентной концентрации, составляющей по меньшей мере приблизительно 40 массовых %, предпочтительно составляющей по меньшей мере приблизительно 50 массовых %, еще более предпочтительно составляющей по меньшей мере приблизительно 60 массовых % от общей массы текстильного изделия.

Нити, филаментные нити, волокна или пряжу, полученную из модифицированного сложного полиэфира, содержащего полиэтилентерефталат и полиэфирамин, описанные в настоящем изобретении, можно использовать как есть или в смеси с другими природными, искусственными или синтетическими нитями, филаментными нитями, волокнами или пряжей, например полученными из других полимеров, таких как сложный полиэфир, не содержащий полиэфирамин, или полиамида, или других подходящих компонентов. В таком случае в текстильном изделии сложный полиэфир, содержащий полиэтилентерефталат и полиэфирамин, может присутствовать в процентном количестве, составляющем по меньшей мере приблизительно 10%, предпочтительно составляющем по меньшей мере приблизительно 50%, более предпочтительно составляющем по меньшей мере приблизительно 60% или 70%. Предпочтительно данное процентное содержание составляет приблизительно не более 95%, более предпочтительно приблизительно не более 80% от общей массы текстильного изделия.

Согласно следующему аспекту в настоящем изобретении раскрыто применение сложного полиэфира, содержащего полиэтилентерефталат и по меньшей мере один полиэфирамин, для изготовления продукта или изделия с антибактериальными свойствами.

В частности, в настоящем описании раскрыто применение сложного полиэфира, содержащего полиэтилентерефталат и по меньшей мере один полиэфирамин, для изготовления текстильного изделия с антибактериальными свойствами. Данное текстильное изделие можно выбрать из группы, включающей в себя нетканое полотно, состоящее из скрепленных или не скрепленных волокон, тканого полотна, трикотажного полотна или их комбинаций.

Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения раскрыт способ придания антибактериальных свойств сложному полиэфиру, содержащему полиэтилентерефталат, при этом данный способ включает в себя стадию введения полиэфирамина в цепь полиэтилентерефталата, например в процессе полимеризации или после процесса полимеризации, вводя во взаимодействие уже заполимеризованный сложный полиэфир с полиэфирамином.

Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения раскрыт способ получения сложного полиэфира, в частности модифицированного сложного полиэфира, обладающего антибактериальными свойствами, включающий в себя реакцию терефталевой кислоты, этиленгликоля и полиэфирамина при температуре и давлении, достаточных для протекания полимеризации и образования сложного полиэфира, содержащего полиэтилентерефталат и полиэфирамин.

В некоторых вариантах осуществления данный способ включает в себя стадии:

реакции терефталевой кислоты и этиленгликоля в присутствии избытка этиленгликоля, приводящего к получению полиэтилентерефталата с терминальными карбоксильными группами,

реакции терминальных карбоксильных групп с полиэфирамином и получения сложного полиэфира, содержащего цепь полиэтилентерефталата и полиэфирамин.

Согласно другим вариантам осуществления данный способ позволяет осуществлять модификацию уже полимеризованного сложного полиэфира, чтобы ввести по меньшей мере один полиэфирамин в цепь полиэтилентерефталата. Данный способ может включать в себя стадию реакции полиэтилентерефталата с полиэфирамином и получение сложного полиэфира, обладающего антибактериальными свойствами и содержащего полиэтилентерефталат и полиэфирамин. Данный способ можно осуществлять, например, в экструдере для изготовления непрерывной монофиламентной или многофиламентной нити, полученной из модифицированного полиэтилентерефталата, содержащего полиэфирамин и обладающего улучшенными антибактериальными свойствами, исходя из сложного полиэфира, содержащего полиэтилентерефталат, например в виде крошки, гранул или тому подобного, к которому добавляют, непосредственно в экструдер или в контейнер, находящийся отдельно от экструдера и соединенный с ним жидкостным соединением, подходящее количество по меньшей мере одного полиэфирамина. Сложный полиэфир взаимодействует с полиэфирамином, и модифицированный таким образом сложный полиэфир экструдируют, получая полуфабрикат, например нить, для применения при производстве текстильных изделий или т.п.

В других вариантах осуществления полученный таким образом модифицированный сложный полиэфир можно вновь превратить в полуфабрикат, имеющий форму крошки, гранул или т.п., для последующих операций переработки. Другими словами, в том случае, когда имеет место реакция функционализации сложного полиэфира полиэфирамином, исходя из уже заполимеризованного сложного полиэфира, а не из исходных мономеров, модифицированный сложный полиэфир можно использовать для получения полуфабриката в любой физической форме, которая может быть предназначена для последующих процессов, включая последующие стадии плавления и экструзии. Устойчивость ковалентной химической связи между полиэфирамином и полиэтилентерефталатом является гарантией того, что антибактериальные свойства, приобретенные за счет введения полиэфирамина в цепь полиэтилентерефталата, сохранятся, даже если подвергнуть данный полимер последующим циклам термической обработки и операциям механической обработки.

Для облегчения взаимодействия между уже полимеризованным полиэтилентерефталатом и полиэфирамином в некоторых вариантах осуществления данный способ может включать в себя стадию добавления мономера прививки или удлинителя цепи. Способ может включать в себя стадии взаимодействия мономера прививки или удлинителя цепи с полиэтилентерефталатом для получения функционализированного полиэтилентерефталата, и взаимодействия функционализированного полиэтилентерефталата с полиэфирамином.

Согласно следующему варианту осуществления настоящее изобретение относится к применению волокна или нити из сложного полиэфира, содержащего полиэтилентерефталат и, по меньшей мере, полиэфирамин, для изготовления текстильного изделия, обладающего антибактериальными свойствами, например спецодежды, простыни, одеяла, занавеси, марли или изделия медицинского или хирургического назначения.

Благодаря антибактериальным свойствам, приобретенным за счет модификации полиэтилентерефталата полиэфирамином, модифицированный таким образом сложный полиэфир особенно хорошо подходит для всех областей применения, в которых антибактериальные свойства являются желательными или предпочтительными, например в области медицины-хирургии, а также при производстве одежды, где снижение бактериальной обсемененности приводит к уменьшению образования неприятного запаха вследствие потоотделения.

Кроме того, в настоящем изобретении раскрыт способ производства текстильного изделия, включающий в себя стадию превращения полуфабриката в виде текстильного волокна или нити в текстильную структуру, такую как нетканый материал, тканый материал, трикотажный материал, содержащую один или более слоев, где данный полуфабрикат содержит полиэтилентерефталат и полиэфирамин, для усиления антибактериальных свойств текстильной структуры.

В некоторых вариантах осуществления полиэфирамин содержит по меньшей мере две аминогруппы (NH₂), одну из которых вводят во взаимодействие с полиэтилентерефталатом, в результате чего образуется ковалентная связь с цепью сложного полиэфира, а вторая остается доступной в образовавшейся полимерной цепи.

Признаки и варианты осуществления раскрыты в настоящем документе ниже и далее представлены в прилагаемой формуле изобретения, которая составляет неотъемлемую часть настоящего описания. В приведенном выше кратком описании признаки различных вариантов осуществления настоящего изобретения приведены для того, чтобы облегчить понимание последующего подробного описания и чтобы лучше оценить вклад настоящего изобретения в данную область техники. Безусловно, существуют другие признаки, которые будут описаны далее и которые будут представлены в прилагаемой формуле изобретения. В связи с этим, прежде чем подробно объяснять некоторые варианты осуществления, нужно понимать, что различные варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены в своем применении подробностями конструкции и порядком компонентов, приведенных в последующем описании или иллюстрированных на чертежах. В изобретении возможны другие варианты осуществления, и его можно осуществлять на практике и воплощать различными способами. Кроме того, нужно понимать, что формулировки и терминология, используемые в настоящем документе, предназначены для описания и не должны рассматриваться как ограничивающие.

В связи с этим, многие специалисты в данной области примут во внимание, что концепцию, на которой основано данное раскрытие, легко можно использовать в качестве основы для создания других структур, способов и/или систем для осуществления нескольких задач настоящего изобретения. Поэтому важно рассматривать формулу изобретения, как охватывающую такие эквивалентные конструкции в той мере, в которой они не выходят за пределы духа и рамок настоящего изобретения.

Применение модифицированного сложного полиэфира, содержащего полиэфирамины, описанного в настоящем изобретении, дает возможность получить текстильные нити и волокна, или другие полуфабрикаты или готовую продукцию, обладающие антибактериальными свойствами, при помощи способа, легко реализуемого в промышленном масштабе. Вообще говоря, в частности, условия процесса введения полиэфирамина в цепь полиэтилентерефталата не слишком изменяются по сравнению с условиями, используемыми для получения нормального обычного полиэтилентерефталата, т.е. не содержащего полиэфирамина. Кроме того, такой подход имеет несомненное преимущество в меньшей стоимости по сравнению с известными в настоящее время промышленными способами, направленными на получение похожих эффектов в отношении усиления антибактериальных свойств.

Краткое описание чертежей

Далее настоящее изобретение будет описано со ссылкой на ряд иллюстративных вариантов осуществления и достигаемых при этом результатов, что показано на прилагаемом чертеже, в котором на Фигуре показана антибактериальная активность материала, полученного с использованием обычных нитей из ПЭТ и нитей, изготовленных из ПЭТ, содержащего полиэфирдиамин, т.е. функционализированного полиэфирамином согласно настоящему раскрытию.

Подробное описание вариантов осуществления

Следующее подробное описание вариантов осуществления, приведенное при помощи примеров, содержит ссылки на прилагаемые чертежи. Одинаковыми номерами на разных чертежах обозначены одинаковые или похожие элементы. Кроме того, данные чертежи не обязательно масштабировать. Следующее подробное описание не ограничивает изобретение. Напротив, рамки настоящего изобретения определены прилагаемой формулой изобретения.

Ссылка в описании на «вариант осуществления», или «данный вариант осуществления», или «некоторые варианты осуществления» означает, что какая-либо конкретная характеристика, структура или элемент, описанные применительно к какому-либо варианту осуществления, включены по меньшей мере в один вариант осуществления описываемого объекта. Таким образом, выражение «в варианте осуществления», или «в данном варианте осуществления», или «в некоторых вариантах осуществления» в разных местах данного описания не обязательно относятся к одному и тому же варианту (вариантам) осуществления. Кроме того, конкретные признаки, структуры или элементы могут быть скомбинированы любым подходящим образом в одном или нескольких вариантах осуществления.

Соотношения, концентрации, количества и другие численные данные, приведенные и упомянутые в настоящем описании и в прилагаемой формуле изобретения, могут быть представлены в виде диапазонов. Нужно понимать, что такая форма представления используется для удобства и краткости изложения. Ее не следует понимать в том смысле, что диапазон включает в себя только численные данные, явно указанные в качестве границ данного диапазона. Напротив, диапазон величин следует понимать как широкий и гибкий, в том смысле, что он включает все численные значения, индивидуально содержащихся в данном диапазоне, а также все поддиапазоны, ограниченные любыми двумя численными значениями, содержащимися в данном диапазоне. Поэтому, в общем, выражение «диапазон приблизительно от А приблизительно до В» раскрывает не только диапазон, ограниченный граничными значениями А и В, но также любой поддиапазон «приблизительно от X приблизительно до Y», где X и Y являются значениями в диапазоне от А до В.

При определении содержания вещества А в смеси веществ В при помощи ряда процентных концентраций максимальных значений и ряда процентных концентраций минимальных значений, нужно понимать, что вещество А может содержаться в смеси B в количестве, находящемся в пределах множества диапазонов, каждый из которых определен парой из любого минимального значения и любого максимального значения. Например, определение «содержащий по меньшей мере x%, предпочтительно по меньшей мере (x-n)%, и не более y%, предпочтительно не более (y-m)%» включает в себя диапазоны [x; y], [x; (y-m)], [(x-n); y], [(x-n); (y-m)]. Каждый из этих диапазонов включает в себя любой поддиапазон, заключенный между его максимальной и минимальной границами.

Термин «приблизительно» может включать в себя округление численных величин до значащих цифр.

Использованный в настоящем описании термин «приблизительно», относящийся к численному значению или диапазону численных значений, допускает степень варьирования данного численного значения или данного диапазона, например, в пределах 10% или в пределах 5% от указанного численного значения или указанной границы диапазона.

Согласно описанным в настоящем изобретении вариантам осуществления для получения полимера на основе сложного полиэфира, содержащего полиэтилентерефталат (ПЭТ), обладающего повышенной антибактериальной активностью, используют полиэфирамин, связанный с одним или более мономерами полиэтилентерефталата в цепи сложного полиэфира.

Сложный полиэфир, содержащий полиэтилентерефталат и полиэфирамин, можно получить, исходя из мономеров (терефталевой кислоты и этиленгликоля), получая полиэтилентерефталат путем периодической или непрерывной реакции полимеризации, в процессе которой добавляют по меньшей мере один полиэфирамин.

Примеры полиэфираминов и, в частности, полиэфирдиаминов и полиэфиртриаминов, которые можно использовать в способах и продуктах, описанных в настоящем изобретении, будут представлены ниже.

В некоторых вариантах осуществления в данном способе предложено взаимодействие терефталевой кислоты и этиленгликоля с избытком этиленгликоля для получения полиэтилентерефталата, содержащего терминальные карбоксильные группы, согласно следующей реакции:

Эту реакцию проводят при температуре, составляющей приблизительно от 150°C приблизительно до 200°C и давлении приблизительно 4 бар в присутствии кислотного катализатора. Полученный в результате ПЭТ вводят во взаимодействие с полиэфирдиамином, получая модифицированный полиэтилентерефталат, содержащий терминальные NH₂ группы согласно следующей реакции:

где H₂N-R-NH₂ представляет собой обобщенный полиэфирдиамин, примеры которого приведены ниже в настоящем описании. Реакция может протекать при температуре приблизительно от 120°C приблизительно до 140°C в течение 24 часов при атмосферном давлении.

Полученный в результате реакции полиэтилентерефталат может иметь форму гранул, крошки или другую подходящую форму, и может быть использован в последующих процессах производства, например для формования, формования под давлением, совместного формования, экструзии, выдувания и т.д.

В частности, синтезированный таким образом сложный полиэфир, содержащий полиэтилентерефталат и полиэфирамин, можно расплавить и экструдировать, получая монофиламентные или многофиламентные нити в качестве полуфабрикатов для последующего производства текстильных изделий. Непрерывные нити можно нарезать на волокна, которые затем использовать для производства нетканых материалов, или подвергнуть прядению для получения непрерывной пряжи.

В других вариантах осуществления модифицированный сложный полиэфир можно получать, исходя из уже заполимеризованного полиэтилентерефталата, например в виде крошки, гранул или тому подобного, осуществляя реакцию функционализации, в результате которой молекулы полиэфирамина взаимодействуют с терминальными группами молекул полиэтилентерефталата или с двумя последовательными мономерами молекул ПЭТ. Следующая реакция может происходить между терминальной группой цепи полиэтилентерефталата и обобщенным полиэфирдиамином H₂N-R-NH₂, приводя к получению модифицированного сложного полиэфира с образованием этанола:

В случае, когда молекула полиэфирамина взаимодействует с двумя мономерами полиэтилентерефталата, находящимися вне цепи, напротив, будет протекать следующая реакция:

Для содействия образованию полимерных цепей, содержащих модифицированный полиэтилентерефталат с добавлением молекул полиэфирамина, исходя из уже заполимеризованного полиэтилентерефталата, можно использовать удлинители цепи или мономеры прививки, чтобы облегчить образование связей между молекулой полиэфирамина и мономерами полиэтилентерефталата. В некоторых вариантах осуществления в качестве удлинителя цепи можно использовать последовательность формальдегида и бромуксусной кислоты. На первой стадии ранее заполимеризованный полиэтилентерефталат взаимодействует с удлинителем цепи, образуя полиэтилентерефталат, функционализированный карбоксильной группой, согласно реакциям:

Первую реакцию можно проводить при температуре приблизительно 30°C в течение приблизительно 4 часов в 1M уксусной кислоте, тогда как вторую - при температуре приблизительно 30°C в 2М гидроксиде натрия в течение 18 ч.

Образовавшиеся в результате молекулы могут взаимодействовать с соответствующими терминальными группами COOH по реакции амидирования полиэфирамином, приводя к образованию сложного полиэфира, содержащего полиэфирамин, согласно следующей реакции:

где H₂N-R-NH₂ снова представляет собой полиэфирдиамин общей формулы, примеры которой будут приведены ниже, и где m означает количество мономеров ПЭТ в молекуле, содержащей n мономеров ПЭТ, которую вводят во взаимодействие с полиэфирамином. Данную реакцию можно проводить при температуре приблизительно 120-140°C в течение 24 часов при атмосферном давлении.

Значение

Параметр n может составлять приблизительно от 10 приблизительно до 1000. Параметр m может составлять приблизительно от 1 приблизительно до 100.

Описанную выше реакцию можно осуществлять в виде периодического процесса.

В других вариантах осуществления полиэтилентерефталат можно функционализировать полиэфирамином в ходе непрерывного процесса, в котором полиэтилентерефталат вводят во взаимодействие с полиэфирамином, в присутствии или в отсутствие мономеров прививки или удлинителей цепи, согласно описанной выше реакции, в условиях температуры и давления, подходящих для проведения реакции функционализации за короткое время, сопоставимое с временем пребывания реагентов в постоянно загружаемом объеме.

Например, сложный полиэфир и полиэфирамин можно подавать в экструдер, оба в одно и то же положение или в различные положения вдоль продольной стороны экструдера, т.е. вдоль длинной стороны шнека или другой подающей системы вдоль экструдера. Например, полиэтилентерефталат можно подавать в верхнее положение в контейнер с продольной протяженностью, содержащий одно- или двухшнековый питатель. Полиэфирамин можно подавать в нижнее положение от места подачи полиэтилентерефталата относительно направления подачи шнека, приводя его, таким образом, в контакт с полиэтилентерефталатом, предварительно расплавленным в верхней секции пути, определенного подачей шнека. Ниже места подачи полиэфирамина последний реагирует с полиэтилентерефталатом, образуя при этом сложный функционализированный полиэфирамином полиэфир, который затем экструдируют в потоке.

При осуществлении реакции при использовании одного или более веществ, содействующих реакции, например мономеров прививки или удлинителей цепи, описанных выше, эти вещества можно вводить вместе с полиэтилентерефталатом или после него, например между местом подачи полиэтилентерефталата и местом подачи полиэфирамина, или вместе с полиэфирамином, или ниже места подачи полиэфирамина.

Расплавленную массу полиэтилентерефталата, который прореагировал или находится в процессе реакции с полиэфирамином, можно экструдировать, получая нити или филаментные нити, или другие полуфабрикаты неограниченной длины.

В некоторых вариантах осуществления при функционализации в процессе экструзии полиэтилен и полиэфирамин можно вводить во взаимодействие в экструдере при времени пребывания, составляющем 200-800 секунд, например составляющем приблизительно от 300 приблизительно до 700 секунд, предпочтительно приблизительно от 450 приблизительно до 600 секунд, обычно приблизительно 550 секунд. Температура пребывания может составлять приблизительно от 250°C приблизительно до 350°C, предпочтительно приблизительно от 270°C приблизительно до 310°C, например, в частности, приблизительно 290°C. Давление в экструдере может составлять, например, приблизительно от 100 бар приблизительно до 300 бар, предпочтительно приблизительно от 100 бар приблизительно до 250 бар. Массу полимера полиэтилентерефталата, функционализированного полиэфирамином, можно экструдировать при общей скорости потока, составляющей приблизительно от 10 до 20 кг/ч, предпочтительно от 12 до 18 кг/ч, например приблизительно 15 кг/ч. Иллюстративные варианты осуществления, заданные конкретными параметрами монофиламентной или многофиламентной нити, описаны ниже.

Исходный полиэтилентерефталат может иметь среднемассовую молекулярную массу (Mw), составляющую приблизительно от 10000 приблизительно до 40000, а в некоторых вариантах осуществления, удельную вязкость (метод: дихлоруксусная кислота в 1%-ном растворе), составляющую приблизительно от 0,4 до 1,0 дл/г. В некоторых вариантах осуществления ПЭТ может содержать TiO₂ в процентной массовой концентрации до 2%, предпочтительно до 1,5%. Примеры полиэтилентерефталата, подходящего для получения модифицированного сложного полиэфира, описанного в настоящем изобретении, особенно для применения в текстильной области, представляют собой: сложный полиэфир RT20, производимый и поставляемый компанией INVISTA Resins & Fibers GmbH & Co KG, Германия, SM-01/D535, поставляемый компанией Novapet, Испания.

В других вариантах осуществления вместо полиэфирдиаминов можно использовать полиэфирмоноамины или полиэфиртриамины, как указано при помощи примера в предшествующих реакциях.

Процессы функционализации, в которых полиэтилентерефталат реагирует непосредственно с полиэфирамином, в присутствии или в отсутствие мономеров прививки или удлинителей цепи, могут представлять особый интерес в том случае, когда сложный полиэфир, функционализированный полиэфирамином, предназначен для производства непрерывных нитей, например для текстильного применения. Фактически, в этом случае можно использовать полиэтилентерефталат в виде крошки и полиэфирамин в качестве исходных веществ в процессах экструзии и прядения, где два компонента (ПЭТ и полиэфирамин) приводят в контакт, например в экструдере или в камере под давлением, имеющей жидкостное соединение с экструдером, на выходе которой находится прядильная машина, из которой получают непрерывную нить.

В других вариантах осуществления модифицированный полимер, полученный в результате взаимодействия ПЭТ и полиэфирамина, можно снова превратить в крошку, гранулы или в другие формы, отличающиеся от нити, для последующего использования в любом способе превращения, например формования или экструзии.

Далее будут предоставлены некоторые подробности, относящиеся к возможным полиэфираминам, подходящим для применения в способах производства сложного полиэфира, содержащего полиэтилентерефталат и полиэфирамин, любым из описанных выше способов.

Несмотря на то, что в настоящем описании особое внимание уделяют примерам, в которых используют один полиэфирамин, т.е. молекулу полиэфирамина только одного типа, нужно понимать, что в некоторых вариантах осуществления в цепь полиэтилентерефталата можно также ввести более одного полиэфирамина, имеющего различные химические формулы.

В некоторых вариантах осуществления полиэфирамин может представлять собой полиэфирамин общей формулы:

где R = H в случае этиленоксида и R = CH₃ в случае пропиленоксида, и где x и y изменяются в соответствии с количеством молекул пропиленоксида и этиленоксида, находящихся в цепи. Полиэфирмоноамины формулы (1) доступны, например, от компании Huntsman Corporation, США, под торговым названием Jeffamine® серии M.

В предпочтительных вариантах осуществления полиэфирамин содержит более одной свободной NH₂ группы, так что в реакции с полиэтилентерефталатом одна из NH₂ групп образует ковалентную связь с цепью полиэтилентерефталата, тогда как оставшиеся NH₂ группы остаются доступными.

В некоторых вариантах осуществления полиэфирамин представляет собой полиэфирдиамин формулы

где x, y и z могут меняться в соответствии с количеством молекул пропиленоксида и этиленоксида, находящихся в цепи.

Полиэфирдиамины общей формулы (2) доступны, например, от компании Huntsman Corporation, США, под торговым названием Jeffamine® серии ED и Elastamine® серии RE.

В некоторых вариантах осуществления полиэфирдиамин имеет среднемассовую молекулярную массу (Mw), составляющую по меньшей мере приблизительно 500 г/моль, предпочтительно составляющую по меньшей мере приблизительно 800 г/моль, более предпочтительно составляющую по меньшей мере приблизительно 1000 г/моль, еще более предпочтительно составляющую по меньшей мере приблизительно 1500 г/моль, и предпочтительно приблизительно не более 5000 г/моль, более предпочтительно приблизительно не более 3000 г/моль, например составляющую приблизительно от 1500 приблизительно до 2500 г/моль.

В одном из вариантов осуществления предусмотрено применение Elastamine® RE-2000 (Huntsman) или Jeffamine® ED2003, оба из которых имеют формулу (1), в которой:

y равен приблизительно 39, а

(x+z) равно приблизительно 6,

и имеют среднемассовую молекулярную массу (Mw), составляющую приблизительно 2000 г/моль.

В других вариантах осуществления можно использовать полиэфирдиамин формулы (2), имеющий следующие характеристики:

y ≅ 12,5; (x+z) ≅ 6, среднемассовая молекулярная масса Mw = 900 г/моль,

y ≅ 9; (x+z) ≅ 3,6, среднемассовая молекулярная масса Mw = 600 г/моль

Предпочтительно полиэфирдиамин имеет AHEW (эквивалентную массу аминного водорода) не более 10% относительно идеализированной AHEW. Данный термин (AHEW) определяют как отношение среднемассовой молекулярной массы полиэфирамина к количеству активных атомов водорода на одну молекулу. Например, идеализированный полиэфирамин со среднемассовой молекулярной массой 2000 г/моль, в котором все концы данного полиэфира являются аминными концами, внося, соответственно, 4 активных атома водорода в молекулу, имел бы AHEW, составляющую 500 г на эквивалент. Если 10% концов являются гидроксилами, а не аминами, на одну молекулу будет приходиться только 3,6 активных атома водорода, и полиэфирамин будет иметь AHEW, составляющую 556 г на эквивалент.

Количество активных атома водорода на оду молекулу и, следовательно, AHEW данного полиэфирамина, можно рассчитать в соответствии с уровне техники и обычными методами, например путем расчета содержания азота аминогрупп по методике, определенной стандартом ISO 9702.

В особенно предпочтительных вариантах осуществления полиэфирамин представляет собой полиэфирдиамин, среднемассовая молекулярная масса которого предпочтительно больше или равна 1500 г/моль, а AHEW превышает идеализированную AHEW для данного полиэфирамина не более чем на 10%.

В описанных в настоящем изобретении вариантах осуществления полиэфирдиамин имеет общую формулу (2) и состав цепи с преобладанием групп ПЭГ (полиэтиленгликоля) относительно групп ППГ (полипропиленгликоля), т.е. для которой y >(x+z).

В других вариантах осуществления полиэфирдиамин может иметь цепь, содержащую группы полиэтиленгликоля (ПЭГ) и группы полипропиленгликоля (ППГ) с преобладанием ППГ групп. Полиэфирдиамины данного типа доступны от Huntsman Corporation под торговым названием Elastamine® серии RP.

В следующих вариантах осуществления полиэфирдиамин может иметь базовую структуру пропиленгликоля и поли(эфиртетраметиленгликоль) (PTMEG). Примеры полиэфирдиаминов данного типа представляют собой полиэфирдиамины, поставляемые Huntsman Corporation под торговым названием Elastamine® серии RT.

Несмотря на то, что в настоящее время предпочитают полиэфирдиамины серии RE, среднемассовая молекулярная масса которых больше или равна приблизительно 1500 г/моль и меньше или равна приблизительно 2500 г/моль, в частности, для применения со сложными полиэфирами для производства волокон и нитей, было бы также желательно использовать полиэфирдиамины с более высокой среднемассовой молекулярной массой, например вплоть до 5000 г/моль, таких как Elastamine® RP3-5000 (Huntsman). В других вариантах осуществления полиэфирдиамин может иметь среднемассовую молекулярную массу (Mw) менее 1500 г/моль, например не более 1000 г/моль, или не более 800 г/моль.

В других вариантах осуществления полиэфирдиамин имеет цепь, состоящую из групп полипропиленгликоля ППГ общей формулы

Примерами полиэфирдиаминов данного типа являются полиэфирдиамины Jeffamine® серии D, производимые и поставляемые Huntsman Corporation, среднемассовая молекулярная масса (Mw) которых может изменяться приблизительно от 230 г/моль приблизительно до 4000 г/моль, и в которых x может изменяться приблизительно от 2,5 приблизительно до 68.

В еще одних вариантах осуществления можно использовать полиэфирамины с количеством аминогрупп (NH₂) больше двух. Например, полиэфирамин может представлять собой полиэфиртриамин общей формулы,

в котором (x+y+z) может составлять от 5 до 6, а среднемассовая молекулярная масса Mw может составлять приблизительно 440 г/моль. В других вариантах осуществления полиэфиртриамин может иметь общую формулу,

где x+y+z составляет приблизительно от 50 приблизительно до 85 для средней молекулярной массы (Mw), возрастающей приблизительно от 3000 г/моль приблизительно до 5000 г/моль. Полиэфиртриамины данного типа представляют собой Jeffamine® серии T, производимые и поставляемые, например, Huntsman Corporation, США.

В некоторых вариантах осуществления количество полиэфирамина в сложном полиэфире может составлять приблизительно от 1% приблизительно до 50 массовых %, например приблизительно от 2% приблизительно до 30%, предпочтительно приблизительно от 2% приблизительно до 25 массовых %, например приблизительно от 2,5% приблизительно до 20 массовых %, или приблизительно от 5% приблизительно до 20 массовых % от общей массы сложного полиэфира.

В некоторых вариантах осуществления сложный полиэфир содержит полиэтилентерефталат в количестве, составляющем по меньшей мере приблизительно 50%, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 60%, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 70%, еще более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 80%, например по меньшей мере приблизительно 85 массовых % от общей массы сложного полиэфира. В вариантах осуществления процентная концентрация полиэтилентерефталата составляет приблизительно не более 99%, предпочтительно приблизительно не более 98%, например приблизительно не более 95%, или приблизительно не более 90%, или приблизительно 85 массовых % от общей массы сложного полиэфира.

При использовании модифицированного сложного полиэфира, содержащего полиэфирамин, в смеси или в комбинации с другими полимерами, например в случае двухкомпонентных волокон, или в случае смесей с волокнами, нитями или филаментными нитями, изготовленными из других полимеров, процентные концентрации полиэтилентерефталата и полиэфирамина, указанные выше, относятся к общей массе сложного полиэфира, содержащего полиэтилентерефталат и полиэфирамин, без учета массы какого-либо второго или последующего полимера в данной смеси.

Молярная масса подходящего для применения сложного полиэфира может составлять, например, приблизительно от 1000 приблизительно до 10000000 г/моль. В некоторых вариантах осуществления молярная масса сложного полиэфира может составлять приблизительно от 2000 приблизительно до 1000000 г/моль.

Описанный в настоящем изобретении сложный полиэфир может быть предпочтительно использован для получения полуфабрикатов для текстильной промышленности, в виде непрерывной нити штапельной пряжи. Нить может быть монофиламентной или многофиламентной.

Нить можно получать экструзией, а штапельную пряжу можно получать, отрезая экструдированную непрерывную нить. Нить, полученная экструзией полимера описанным в настоящем изобретении способом, может представлять собой многофиламентную текстильную нить типа LOY (слабо ориентированная нить), POY (частично ориентированная нить), или FDY (полностью вытянутая нить).

При разрезании нити на волокна длина таких волокон может составлять, например, приблизительно от 2 приблизительно до 200 мм, предпочтительно приблизительно от 10 приблизительно до 100 мм. Штапельные волокна можно превратить в непрерывную пряжу при помощи известного способа прядения.

Согласно следующему аспекту, штапельные волокна можно использовать для производства нетканых материалов, получения слоев волокон, впоследствии подвергаемых процессам механического, гидравлического, химического или термического связывания, или их комбинации.

Нити или пряжу можно использовать в процессах ткачества, процессах вязания или для других областей применения.

Нити, полученные способом, описанным в настоящем изобретении, можно подвергнуть последующей обработке для модификации их физических и механических характеристик. В некоторых вариантах осуществления данные нити можно соединить с другими нитями для получения комбинированных изделий. В некоторых вариантах осуществления нити, полученные в результате прядения, можно текстурировать, или прясть объемную пряжу по способу «таслан», вытягивать, соединять с эластомерными нитями, например при помощи переплетающего или окруточного сопла, или другого подходящего устройства.

Нить или волокно могут быть однокомпонентными. В этом случае филаментная нить или филаментные нити, из которого они образованы, состоят из одного материала.

В других вариантах осуществления нить может быть многокомпонентной, например двухкомпонентной. Одна, некоторые, или каждая филаментная нить, образующая нить, состоит, в таком случае, из двух частей, полученных из двух различных полимеров. В некоторых вариантах осуществления филаментная нить состоит из внутреннего ядра и внешнего покрытия (двухкомпонентное волокно «ядро-оболочка»), полученных из разных полимеров. Согласно возможным вариантам осуществления внешнюю часть, или оболочку, окружающую внутреннее ядро, можно получить из сложного полиэфира, содержащего полиэтилентерефталат и полиэфирамин, тогда как ядро может быть получено из другого полимера.

В некоторых вариантах осуществления двухкомпонентное волокно может содержать второй компонент, состоящий или содержащий полиамид, полипропилен или термопластичный полиуретан, или сложный полиэфир, например полиэтилентерефталат или полибутилентерефталат, без добавления полиэфирамина.

В других вариантах осуществления два компонента, образующие каждую филаментную нить, могут находиться бок о бок друг с другом (двухкомпонентное волокно с конфигурацией «бок о бок), а не находиться один внутри другого.

Экструзионные головки для получения многокомпонентных, в частности двухкомпонентных нитей, известны и могут быть предпочтительно использованы применительно к описанным в настоящем изобретении способам.

В некоторых вариантах осуществления можно получить двухкомпонентные нити, в которых от 10% до 95 массовых %, предпочтительно от 50% до 80 массовых % полимера, из которого они состоят, представляет собой сложный полиэфир, содержащий полиэтилентерефталат и полиэфирамин, тогда как оставшаяся часть состоит из полиамида, немодифицированного сложного полиэфира, т.е. не содержащего полиэфирамина, или полимера другого типа, например полипропилена.

Согласно предполагаемому применению, количество филаментных волокон в нити может составлять от 1 (монофиламентная) до 10000. В некоторых вариантах осуществления плотность нити может составлять приблизительно от 5 приблизительно до 6000 дтекс, предпочтительно приблизительно от 5 приблизительно до 5000 дтекс, например, приблизительно от 5 приблизительно до 3000 дтекс.

В некоторых вариантах осуществления нить экструдируют при количестве филаментных волокон, составляющих приблизительно от 1 приблизительно до 300, например приблизительно от 5 приблизительно до 200.

В предпочтительных вариантах осуществления значение DPF (дтекс на филаментную нить) нити составляет от 0,3 до 20, например от 0,4 до 20.

В некоторых вариантах осуществления, в частности, например для применения при производстве одежды, количество филаментных волокон в нити может составлять от 1 (монофиламентная) приблизительно до 100, предпочтительно приблизительно от 30 приблизительно до 80, в некоторых вариантах осуществления приблизительно от 40 приблизительно до 75, а плотность составляет приблизительно от 7 приблизительно до 140 дтекс, предпочтительно приблизительно от 40 приблизительно до 120 дтекс, например, приблизительно от 50 приблизительно до 100 дтекс, в некоторых вариантах осуществления приблизительно 90 дтекс.

В некоторых вариантах осуществления полимер экструдируют при скорости экструзии от 20 до 80 см/с. Филаментные нити, выходящие из фильеры, можно предпочтительно охладить известным способом, например при помощи потока воздуха.

На этой стадии индивидуальные филаментные нити охлаждают потоком воздуха сбоку и направляют их в направлении и через приспособление для смазки, чтобы таким образом объединить их, получая многофиламентную нить. После этого данную нить можно намотать на один или более натяжных и/или ослабляющих и/или стабилизирующих валиков, работающих и регулируемых при значениях скорости по окружности, которые могут отличаться друг от друга, придавая нити необходимую и желательную степень натяжения и/или ориентации.

Нить можно подвергнуть натяжению и/или текстурированию, при этом процент удлинения составляет приблизительно от 15% приблизительно до 200%. В некоторых вариантах осуществления нить подвергают удлинению, составляющему от 20% до 150%.

Наконец, нить подвергают намотке, получая бобину или паковку. Скорость намотки может составлять приблизительно от 1000 приблизительно до 5500 м/мин, предпочтительно приблизительно от 2000 приблизительно до 3500 м/мин, например приблизительно от 2500 приблизительно до 3000 м/мин, в некоторых вариантах осуществления приблизительно 2800 м/мин.

Тесты на антибактериальные свойства

Были проведено сравнительное тестирование антибактериальной активности сложного полиэфира, содержащего полиэтилентерефталат и полиэфирамин, которое описано ниже.

Было получено следующее: образцы трикотажной ткани, связанной на кругловязальной машине из многофиламентных нитей, полученных из полиэтилентерефталата с использованием крошки сложного полиэфира RT20 (Invista Resins & Fibers GmbH & Co KG, Германия), с номером 50 дтекс и 52 филаментными нитями, 70 дтекс и 60 филаментными нитями, 90 дтекс и 92 филаментными нитями, и образцы трикотажной ткани, связанной на кругловязальной машине из многофиламентных нитей с теми же номерами и количеством филаментных нитей, что указано выше, полученных из сложного полиэфира, содержащего полиэтилентерефталат (RT20, Invista) и полиэфирдиамин Elastamine® RE2000 (Huntsman) в количестве 2,5 массовых % от общей массы нити. Полиэтилентерефталат, функционализированный Elastamine® RE2000, получали реакцией в экструдере, как описано выше.

Образцы ткани двух типов (содержащие и не содержащие полиэфирамина в цепи полиэтилентерефталата) инокулировали следующими микроорганизмами согласно стандарту ASTM E2315-03:

- грамположительными бактериями staphilococcus aureus (DSM 346)

- грамотрицательными бактериями klebsiella pneumoniae (DSM 789)

На Фигуре представлены полученные результаты. Количество микроорганизмов (на 10⁶), определенное для стандартного полиэтилентерефталата (гистограмма, обозначенная ПЭТ) и для модифицированного полиэтилентерефталата с добавлением полиэфирдиамина Elastamine® RE2000 (Huntsman) в количестве 2,5 массовых%, относительно общей массы нити (гистограмма, обозначенная ПЭТ Golden Lady), дано для каждого микроорганизма. Из Фигуры видно, что образец ткани, полученной из сложного полиэфира, модифицированного за счет функционализации полиэтилентерефталата полиэфирамином, приобретал антибактериальную активность, составляющую

- 30% относительно staphilococcus aureus, т.е. рост бактериальной флоры на 30% меньше, чем в случае стандартной ткани, полученной из того же полиэфира, но в отсутствие полиэфирамина,

- 18% относительно klebsiella pneumoniae, т.е. рост бактериальной флоры на 18% меньше, чем в случае ткани сравнения, полученной из того же полиэфира, но в отсутствие полиэфирамина.

Указанные данные были получены через 24 часа после инокуляции микроорганизмами, и для каждого микроорганизма на гистограмме представлены две гистограммы: гистограмма слева относится к образцу сравнения, полученному из стандартной полиэтилентерефталатной нити (материал сравнения), тогда как гистограмма справа относится к образцу, полученному из сложного полиэфира, содержащего полиэтилентерефталат и полиэфирдиамин.

Важно отметить, что в использованных международных стандартах проведения испытаний только установлена методика, которой нужно следовать для проведения данного теста. В них не предоставлен какой-либо абсолютный, или даже относительный критерий сравнения для определения того, является ли определенная активность слабой, хорошей или превосходной. Этот параметр нужно определять на основании конечных свойств продукта (например, запахов, испускаемых тканью), с которыми его нужно сравнивать в конечном итоге.

Исходя из указанных выше данных, можно сказать, что для тканей, полученных из волокон, химически модифицированных за счет введения полиэфирамина, проявляется снижение роста бактерий на данной ткани по сравнению с теми же тканями, полученными из стандартного волокна. Следует отметить, что klebsiella pneumoniae является особенно устойчивой бактерией и с трудом подвергается уничтожению. Поэтому естественно, что в этом случае получены более низкие значения активности по сравнению со штаммами других бактерий.

Из проведенных тестов видно, что введение групп полиэфирамина в цепь полиэтилентерефталата позволяет добиться существенных улучшений свойств полимера в отношении его антибактериальной активности.

Примеры способов получения и применения

Приведенные ниже примеры иллюстрируют настоящее изобретение более подробно.

Пример 1 - Получение пряжи на основе ПЭТ, содержащего Elastamine RE2000, методом реакционной экструзии.

В описанных далее способах описано получение пряжи на основе ПЭТ (полиэтилентерефталата), функционализированного полиэфирдиамином под названием Elastamine RE2000 производства Huntsman Corporation, США.

Технологический регламент для производства пряжи:

ПЭТ при скорости потока 5 кг/ч подают в экструдер, функционирующий при температуре 290°C, скорость потока Elastamine RE2000 составляет 0,26 кг/ч, а время пребывания составляет 10 минут (процентная концентрация Elastamine RE2000 составляет 5 массовых % от общей массы полимера).

Для оценки эффективности функционализации пряжи, полученной при использовании описываемого способа, осуществляли следующий технологический регламент для проведения химического и физического анализа.

В частности, после промывания при температуре 40, 60 и 80°C в воде при 5%-ной концентрации (масса/объем) додецилсульфата натрия, подтверждали 100%-ную конверсию в реакции функционализации. Данные ядерного магнитного резонанса на ядрах углерода также показали присутствие в пряже Elastamine RE2000. В спектре можно наблюдать характерные сигналы ПЭТ: δ 167,6 (C=OR), 133,1 (C Ar), 129,3 (C Ar), 63,0 (CH2). Характеристический пик Elastamine RE2000 находится при 69,15 м.д.

Образцы пряжи подвергали тестам с использованием бактериальных культур согласно стандартам ISO 20743 и ASTM 2315-03. Использовали два бактериальных штамма: один грамположительный, Staphilococcus aureus (DSM 346), и один грамотрицательный, Klebsiella pneumoniae (DSM 789).

Тесты проводили следующим образом:

Ткани из функционализированного ПЭТ разрезали на крошку 0,04 г ± 0,05 и использовали 6 образцов, сопоставляя их с 6 образцами нефункционализированного ПЭТ.

Образцы помещали в многолуночный планшет и проводили их дезинфекцию 70%-ным (объем/объем) водным раствором этанола в течение 30 минут.

После этого проводили оценку бактериального роста в соответствии со стандартами ISO 20743 и ASTM 2315-03.

На образце ПЭТ, функционализированном полиэфирамином, проявлялся рост бактерий в объеме 5% по сравнению с необработанным образцом ПЭТ (100%) в отношении как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий.

Противогрибковую активность оценивали по стандарту ISO 13629-2:2014 с использованием штамма гриба Aspergillus aculeatus ATCC 36411. Процент роста грибов на образце ПЭТ, функционализированного полиэфирамином, составлял 2% относительно образца необработанного ПЭТ (100%).

В данном и последующем примерах величина 100% относится к росту микроорганизмов на нефункционализированном ПЭТ, а способность к росту бактерий на образце обработанного ПЭТ представлена в виде процента от роста бактерий на необработанном ПЭТ. Поэтому 5%-ный процент роста бактерий или грибов означает, что рост микроорганизмов на тестируемом образце составляет 5% от роста микроорганизмов на образце сравнения, изготовленном из необработанного ПЭТ, т.е. не функционализированного полиэфирамином.

В модифицированном варианте осуществления на стадии реакции в экструдер можно добавить один или более мономеров прививки или удлинителей цепи.

Пример 2 - Получение пряжи на основе ПЭТ, содержащего Elastamine RP3-5000, методом реакционной экструзии.

В приведенном ниже способе описано получение пряжи на основе ПЭТ, функционализированного Elastamine RP3- 5000 производства Huntsman Corporation, США. Elastamine RP3-5000 представляет собой трехфункциональный первичный амин с молекулярной массой (Mw), равной приблизительно 5000, характеризуемый повторяющимися оксипропиленовыми звеньями.

Технологический регламент получения пряжи:

ПЭТ при скорости потока 5 кг/ч подают в экструдер, функционирующий при температуре 290°C, скорость потока RP3-5000 равна 0,26 кг/ч, а время пребывания составляет 10 минут (процентная концентрация RP3-5000 составляет 5 массовых % относительно общей массы полимера).

Для оценки эффективности функционализации пряжи, описанной в приведенном выше способе, осуществляли следующий технологический регламент для проведения химического и физического анализа.

В частности, после промывания при температуре 40, 60 и 80°C в воде при 5%-ной концентрации (масса/объем) додецилсульфата натрия, подтверждали 98%-ную конверсию в реакции функционализации. Данные ядерного магнитного резонанса на ядрах углерода также показали присутствие в пряже RP3-5000. В спектре можно наблюдать характерные сигналы ПЭТ: δ 167,6 (C=OR), 133,1 (C Ar), 129,3 (C Ar), 63,0 (CH2). Характеристический пик RP3-5000 находится при 69,15 м.д.

Затем пряжу подвергали тестам с использованием бактериальных культур в соответствии со стандартами ISO 20743 anиd ASTM 2315-03. Использовали два бактериальных штамма: грамположительные Staphilococcus aureus (DSM 346), и грамотрицательные Klebsiella pneumoniae (DSM 789).

Тесты проводили следующим образом:

Ткани из ПЭТ, функционализированного RP3-5000, разрезали на кусочки по 0,04 г ± 0,05 и использовали 6 образцов, сопоставляя их с 6 образцами нефункционализированного ПЭТ.

Образцы помещали в многолуночный планшет и проводили их дезинфекцию 70%-ным (объем/объем) водным раствором этанола в течение 30 минут.

После этого проводили оценку бактериального роста в соответствии со стандартами ISO 20743 и ASTM 2315-03.

На образце, полученном на основе ПЭТ, функционализированного полиэфирамином, проявлялся рост бактерий в объеме 40% по сравнению с необработанным образцом ПЭТ (100%) в отношении как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий.

Противогрибковую активность оценивали по стандарту ISO 13629-2:2014 с использованием штамма гриба Aspergillus aculeatus ATCC 36411. Процент роста грибов на образце ПЭТ, функционализированного полиэфирамином, составлял 1% от образца необработанного ПЭТ (100%).

Пример 3 - Получение пряжи на основе ПЭТ, содержащего Jeffamine M2005, методом реакционной экструзии.

В приведенном ниже способе описано получение пряжи на основе ПЭТ, функционализированного Jeffamine M2005 производства Huntsman Corporation, США. Jeffamine M2005 представляет собой моноамин с молекулярной массой (Mw), равной приблизительно 2000 г/моль.

Технологический регламент получения пряжи:

ПЭТ при скорости потока 5 кг/ч подают в экструдер, функционирующий при температуре 290°C, скорость потока Jeffamine M2005 равна 0,26 кг/ч, а время пребывания составляет 10 минут (процентная концентрация Jeffamine M2005 составляет 5 массовых % относительно общей массы полимера).

Для оценки эффективности функционализации пряжи, описанной в приведенном выше способе, осуществляли следующий технологический регламент для проведения химического и физического анализа.

В частности, после промывания при температуре 40, 60 и 80°C в воде при 5%-ной концентрации (масса/объем) додецилсульфата натрия, была подтверждена 97%-ная конверсия в реакции функционализации. Данные ядерного магнитного резонанса на ядрах углерода также показали присутствие в пряже JA. В спектре можно наблюдать характерные сигналы ПЭТ: δ 167,6 (C=OR), 133,1 (C Ar), 129,3 (C Ar), 63,0 (CH2). Характеристический пик Jeffamine M2005 находится при 69,15 м.д.

Затем пряжу подвергали тестам с использованием бактериальных культур в соответствии со стандартами ISO 20743 anиd ASTM 2315-03. Использовали два бактериальных штамма: грамположительные Staphilococcus aureus (DSM 346), и грамотрицательные Klebsiella pneumoniae (DSM 789).

Тесты проводили следующим образом:

Ткани из ПЭТ, функционализированного M2005, разрезали на кусочки по 0,04 г ± 0,05 и использовали 6 образцов, сопоставляя их с 6 образцами нефункционализированного ПЭТ. Образцы помещали в многолуночный планшет и проводили их дезинфекцию 70%-ным (объем/объем) водным раствором этанола в течение 30 минут.

После этого проводили оценку бактериального роста в соответствии со стандартами ISO 20743 и ASTM 2315-03.

На образце, полученном на основе функционализированного ПЭТ, проявлялся рост бактерий в объеме 55% по сравнению с образцом необработанного ПЭТ (100%) в отношении как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий.

Противогрибковую активность оценивали по стандарту ISO 13629-2:2014 с использованием штамма гриба Aspergillus aculeatus ATCC 36411. Процент роста грибов на образце ПЭТ, функционализированного Jeffamine M2005, составлял 1% относительно образца необработанного ПЭТ (100%).

Пример 4 - Получение пряжи на основе ПЭТ, содержащего Elastamine RE2000.

В приведенном ниже способе описано получение пряжи на основе ПЭТ, функционализированного Elastamine RE2000 производства Huntsman Corporation, США, методом прямой этерификации и последующей поликонденсации.

Технологический регламент получения пряжи:

Этиленгликоль и терефталевую кислоту загружают в автоклав, снабженный дистиллятором. Рабочие параметры включают в себя давление от 2,7 до 5,5 бар и температуру от 220 до 260°C. Образующуюся в результате поликонденсации воду удаляют перегонкой.

Реакция этерификации может также состоять из двух стадий, и в этом случае рабочие параметры второй стадии включают в себя температуру 250-270°C и атмосферное давление.

Полученный в результате реакции мономер направляют в реактор полимеризации, функционирующий при давлении 10-40 мм рт.ст. и температуре 250-300°C при непрерывном прибавлении по каплям Elastamine RE2000 в количестве 5 массовых % относительно общей массы полимера.

Полученный в результате сухой полимер загружают в экструдер для получения пряжи на основе ПЭТ, функционализированного Elastamine RE2000.

Для оценки эффективности функционализации пряжи, описанной в приведенном выше способе, осуществляли следующий технологический регламент для проведения химического и физического анализа.

В частности, после промывания при температуре 40, 60 и 80°C в воде при 5%-ной концентрации (масса/объем) додецилсульфата натрия, подтверждали 100%-ную конверсию в реакции функционализации. Данные ядерного магнитного резонанса на ядрах углерода также показали присутствие в пряже JA. В спектре можно наблюдать характерные сигналы ПЭТ: δ 167,6 (C=OR), 133,1 (C Ar), 129,3 (C Ar), 63,0 (CH2). Характеристический пик Elastamine находится при 69,15 м.д.

После этого проводили оценку бактериального роста в соответствии со стандартами ISO 20743 и ASTM 2315-03. Использовали два бактериальных штамма: грамположительные Staphilococcus aureus (DSM 346), и грамотрицательные Klebsiella pneumoniae (DSM 789).

Тесты проводили следующим образом:

Ткани из ПЭТ, функционализированного Elastamine RE200, разрезали на кусочки по 0,04 г ± 0,05 и использовали 6 образцов, сопоставляя их с 6 образцами не функционализированного ПЭТ.

Образцы помещали в многолуночный планшет и проводили их дезинфекцию 70%-ным (объем/объем) водным раствором этанола в течение 30 минут.

После этого проводили оценку бактериального роста в соответствии со стандартами ISO 20743 и ASTM 2315-03.

Образец, полученный на основе функционализированного ПЭТ, проявлял способность к бактериальному росту в объеме 8% относительно необработанного образца ПЭТ (100%), в отношении как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий.

Противогрибковую активность оценивали по стандарту ISO 13629-2:2014 с использованием штамма гриба Aspergillus aculeatus ATCC 36411. Процент роста грибов на образце функционализированного ПЭТ составлял 5% относительно образца необработанного ПЭТ (100%).

Пример 5 - Получение маточной смеси на основе ПЭТ, содержащего Elastamine RE2000.

В приведенном ниже способе описано получение пряжи на основе ПЭТ, функционализированного Elastamine RE2000 производства Huntsman Corporation, США, методом прямой этерификации и последующей поликонденсации.

Технологический регламент получения пряжи:

Этиленгликоль и терефталевую кислоту загружают в автоклав, снабженный дистиллятором. Рабочие параметры включают в себя давление от 2,7 до 5,5 бар и температуру от 220 до 260°C. Образующуюся в результате поликонденсации воду удаляют перегонкой.

Реакция этерификации может также состоять из двух стадий, и в этом случае рабочие параметры второй стадии включают в себя температуру 250-270°C и атмосферное давление.

Полученный в результате реакции мономер направляют в реактор полимеризации, функционирующий при давлении 10-40 мм рт.ст. и температуре 250-300°C при непрерывном прибавлении по каплям Elastamine RE2000 (30 массовых % Elastamine RE2000 относительно общей массы).

Полученный в результате сухой полимер загружают в экструдер вместе с коммерческим (нефункционализированным ПЭТ) для получения ПЭТ, функционализированного Elastamine RE2000 в концентрации 5 массовых %.

Для оценки эффективности функционализации пряжи, описанной в приведенном выше способе, осуществляли следующий технологический регламент для проведения химического и физического анализа.

В частности, после промывания при температуре 40, 60 и 80°C в воде при 5%-ной концентрации (масса/объем) додецилсульфата натрия, подтверждали 100%-ную конверсию в реакции функционализации. В спектре можно наблюдать характерные сигналы ПЭТ: δ 167,6 (C=OR), 133,1 (C Ar), 129,3 (C Ar), 63,0 (CH2). Характеристический пик Elastamine RE2000 находится при 69,15 м.д.

После этого проводили оценку бактериального роста в соответствии со стандартами ISO 20743 и ASTM 2315-03. Использовали два бактериальных штамма: грамположительные Staphilococcus aureus (DSM 346), и грамотрицательные Klebsiella pneumoniae (DSM 789).

Тесты проводили следующим образом:

Ткани из ПЭТ, функционализированного Elastamine RE200, разрезали на кусочки по 0,04 г ± 0,05 и использовали 6 образцов, сопоставляя их с 6 образцами нефункционализированного ПЭТ.

Образцы помещали в многолуночный планшет и проводили их дезинфекцию 70%-ным (объем/объем) водным раствором этанола в течение 30 минут.

После этого проводили оценку бактериального роста в соответствии со стандартами ISO 20743 и ASTM 2315-03.

Образец, полученный на основе функционализированного ПЭТ, проявлял способность к бактериальному росту в объеме 6% относительно необработанного образца ПЭТ (100%), в отношении как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий.

Противогрибковую активность оценивали по стандарту ISO 13629-2:2014 с использованием штамма гриба Aspergillus aculeatus ATCC 36411. Процент роста грибов на образце функционализированного ПЭТ составлял 4% относительно образца необработанного ПЭТ (100%).

Несмотря на то, что в приведенных выше примерах 4 и 5 маточную смесь полимера, функционализированного полиэфирамином, получали в реакторе полимеризации, в других возможных вариантах осуществления получение маточной смеси ПЭТ, функционализированного полиэфирамином, можно осуществить методом прямой реакционной экструзии. В этом случае базовый полимер, т.е. коммерческий ПЭТ, загружают в экструдер вместе с полиэфирамином, который можно выбрать из числа указанных выше. В некоторых вариантах осуществления полиэфирамин добавляют в количестве, составляющем от 10% до 60%, предпочтительно от 15% до 50% от общей массы полимера. Дозирование можно осуществлять при помощи объемного дозатора, весового дозатора, или комбинации как объемного, так и весового дозаторов. Компоненты загружают либо в твердом (гранулы или порошок), либо в жидком виде. За счет перемешивания в экструдере, который может быть двухшнековым экструдером, и точным временем пребывания достигается надлежащее взаимодействие между ПЭТ и полиэфирамином. Данные условия гарантируют необходимую когезию (за счет образования ковалентных связей) между ПЭТ и полиэфирамином для получения стабильного продукта с постоянными свойствами.

Данный процесс может происходить на стадии экструзии при температуре от 250 до 300°C при времени пребывания от 60 до 120 секунд, в зависимости от скорости потока и типа экструдера.

После этого полученную филаментную нить, обычно имеющую диаметр порядка миллиметров, охлаждают, например, на водяной бане при соответствующей температуре, например обычно при 30°C. Затем данную нить нарезают на гранулы или крошку. Полученную в результате маточную смесь ПЭТ, функционализированного полиэфирамином, можно использовать в качестве исходного продукта для производства нити или пряжи, например обычно многофиламентной, для текстильного применения.

В этом случае функционализированный ПЭТ подают в экструдер в комбинации с нефункционализированным компонентом, т.е. не содержащим полиэфирамина. Например, в процессе экструзии конечной пряжи прибавляют нефункционализированный ПЭТ в таком количестве, чтобы получить в конечной пряже массовое содержание полиэфирамина порядка 5%.

Повышение антибактериальной активности за счет модификации полиэтилентерефталата путем добавления полиэфирамина в полимерную цепь позволяет получать пригодный для прядения полимерный материал, т.е. подходящий для получения из него многофиламентных или монофиламентных нитей, которые, в свою очередь, можно превратить в штапельную пряжу, которую можно предпочтительно использовать для производства текстильных изделий за счет превращения данного волокна или данной нити в тканые или нетканые материалы. Такие текстильные изделия можно предпочтительно использовать для производства одежды, в частности, спортивной экипировки, благодаря их способности ослаблять неприятных запах, вызванный ростом бактерий. Фактически антибактериальная активность, включая противогрибковую активность, эквивалентна пониженному росту микроорганизмов, ответственных за возникновение неприятного запаха.

Кроме того, модифицированный таким образом полимер может также иметь полезные применения, в которых требуется снижение бактериальной обсемененности, т.е. присутствия микроорганизмов, таких как бактерии и грибы, также из соображений здоровья и гигиены. Текстильные материалы, в которых используют описанный в настоящем изобретении модифицированный сложный полиэфир, обладающий антибактериальными свойствами, можно использовать, например, при производстве ночных рубашек, пижам, простыней, одежды, защитных масок, наволочек, одеял, занавесей, бандажей и прочих изделий, все из которых предназначены для специального использования в больничных учреждениях в качестве изделий для медицинского и хирургического применения. Данный полимер можно также использовать для производства тканых и нетканых материалов для декоративных изделий (обивочной ткани, ковровых покрытий, ковров) в бытовом и автомобильном секторе и можно предпочтительно использовать для производства фильтров, в частности, воздушных фильтров, например для применения в системах кондиционирования воздуха.

Сложный полиэфир, модифицированный за счет использования полиэфирамина, ковалентно связанного с мономерами полиэтилентерефталата, можно использовать в медицинском секторе и в хирургических процедурах, обычно во всех применениях, в которых на сегодняшний день можно использовать полиэтилентерефталат, и в которых использование полимера с антибактериальными свойствами может принести пользу. Например, полиэфирамин можно использовать для придания антибактериальных свойств полиэтилентерефталату, предназначенному для производства нитей и мембран для медицинского применения, таких как шовные материалы, мембраны для баллонных катетеров для ангиопластики, бандажи и медицинские пленки, мембраны для гемодиализа, материалы для реконструкции сухожилий и связок, трансплантаты или сосудистых протезов, хирургических сеток, компонентов искусственных сердечных клапанов и т.д.

Настоящее изобретение относится к текстильному продукту; применению сложного полиэфира; применению текстильного продукта и способу придания антибактериальных свойств сложному полиэфиру. Данный текстильный продукт содержит сложный полиэфир, обладающий антибактериальными свойствами, содержащий полиэтилентерефталат и по меньшей мере один полиэфирамин. Сложный полиэфир, содержащий полиэтилентерефталат и по меньшей мере один полиэфирамин, применяется для получения продукта, обладающего антибактериальными свойствами. Текстильный продукт в форме нити или волокна применяется для получения текстильного изделия, обладающего антибактериальными свойствами. Способ придания антибактериальных свойств сложному полиэфиру, содержащему полиэтилентерефталат включает в себя стадию введения полиэфирамина в цепь полиэтилентерефталата. Текстильное изделие может представлять собой: нетканое полотно, состоящее из скрепленных или не скрепленных волокон, тканого полотна, трикотажного полотна или их комбинаций. Технический результат - применение сложного полиэфира, содержащего полиэтилентерефталат и по меньшей мере один полиэфирамин, для изготовления продукта или изделия с антибактериальными свойствами. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 пр.

1. Текстильный продукт, содержащий сложный полиэфир, обладающий антибактериальными свойствами, содержащий полиэтилентерефталат и по меньшей мере один полиэфирамин.

2. Текстильный продукт по п. 1, в котором полиэфирамин преимущественно находится в конце цепи полиэтилентерефталата, с аминогруппой (NH₂) на конце.

3. Текстильный продукт по п. 1 или 2, в котором полиэфирамин представляет собой полиэфирдиамин или полиэфиртриамин.

4. Текстильный продукт по любому из предшествующих пунктов, в котором полиэфирамин присутствует в концентрации, составляющей по меньшей мере приблизительно 1 массовый %, предпочтительно составляющей по меньшей мере приблизительно 2 массовых %, более предпочтительно составляющей по меньшей мере приблизительно 5 массовых % от общей массы сложного полиэфира, и в котором массовое содержание полиэфирамина не превышает приблизительно 50 массовых %, предпочтительно не превышает приблизительно 30 массовых %, более предпочтительно не превышает приблизительно 25 массовых %, еще более предпочтительно не превышает приблизительно 20 массовых % от общей массы сложного полиэфира.

5. Текстильный продукт по одному или более предшествующих пунктов, в котором сложный полиэфир содержит полиэтилентерефталат в процентном количестве, составляющем по меньшей мере приблизительно 50 массовых %, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 60 массовых %, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 70 массовых %, еще более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 80 массовых % от общей массы сложного полиэфира, и в котором предпочтительно массовая концентрация полиэтилентерефталата не превышает приблизительно 99%, более предпочтительно не превышает приблизительно 98 массовых %, еще более предпочтительно не превышает приблизительно 95 массовых % от общей массы сложного полиэфира.

6. Текстильный продукт по одному или более предшествующих пунктов, в котором среднемассовая молекулярная масса (Mw) полиэфирамина составляет по меньшей мере приблизительно 500 г/моль, предпочтительно составляет по меньшей мере приблизительно 800 г/моль, более предпочтительно составляет по меньшей мере приблизительно 1000 г/моль, еще более предпочтительно составляет по меньшей мере приблизительно 1500 г/моль, и предпочтительно не превышает приблизительно 5000 г/моль, более предпочтительно не превышает приблизительно 3000 г/моль.

7. Текстильный продукт по одному или более предшествующих пунктов, выбранный из группы, состоящей из: штапельной пряжи, непрерывных монофиламентных нитей, непрерывных многофиламентных нитей, нитей, состоящих из спряденных волокон, тканей, нетканых материалов.

8. Текстильный продукт по одному или более предшествующих пунктов, в котором массовое количество указанного сложного полиэфира составляет по меньшей мере приблизительно 40 массовых %, предпочтительно составляет по меньшей мере приблизительно 50 массовых %, еще более предпочтительно составляет по меньшей мере приблизительно 60 массовых % от общей массы текстильного продукта.

9. Применение сложного полиэфира, содержащего полиэтилентерефталат и по меньшей мере один полиэфирамин, для получения продукта, обладающего антибактериальными свойствами.

10. Применение по п. 9, в котором полиэфирамин преимущественно находится в конце цепи полиэтилентерефталата, с аминогруппой (NH₂) на конце.

11. Применение по п. 9 или 10, в котором полиэфирамин представляет собой полиэфирдиамин или полиэфиртриамин.

12. Применение по одному или более из пп. 9-11, в котором полиэфирамин присутствует в концентрации, составляющей по меньшей мере приблизительно 1 массовый %, предпочтительно составляющей по меньшей мере приблизительно 2 массовых %, более предпочтительно составляющей по меньшей мере приблизительно 5 массовых % от общей массы сложного полиэфира, и в котором массовое содержание полиэфирамина не превышает приблизительно 50 массовых %, предпочтительно не превышает приблизительно 30 массовых %, более предпочтительно не превышает приблизительно 25 массовых %, еще более предпочтительно не превышает приблизительно 20 массовых % от общей массы сложного полиэфира.

13. Применение по одному или более из пп. 9-12, в котором сложный полиэфир содержит полиэтилентерефталат в процентном количестве, составляющем по меньшей мере приблизительно 50 массовых %, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 60 массовых %, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 70 массовых %, еще более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 80 массовых % от общей массы сложного полиэфира, и в котором предпочтительно массовая концентрация полиэтилентерефталата не превышает приблизительно 99%, более предпочтительно не превышает приблизительно 98 массовых %, еще более предпочтительно не превышает приблизительно 95 массовых % от общей массы сложного полиэфира.

14. Применение по одному или более из пп. 9-13, в котором среднемассовая молекулярная масса (Mw) полиэфирамина составляет по меньшей мере приблизительно 500 г/моль, предпочтительно составляет по меньшей мере приблизительно 800 г/моль, более предпочтительно составляет по меньшей мере приблизительно 1000 г/моль, еще более предпочтительно составляет по меньшей мере приблизительно 1500 г/моль, и предпочтительно не превышает приблизительно 5000 г/моль, более предпочтительно не превышает приблизительно 3000 г/моль.

15. Применение текстильного продукта в форме нити или волокна, соответствующего одному или более из пп. 1-6, для получения текстильного изделия, обладающего антибактериальными свойствами.

16. Способ придания антибактериальных свойств сложному полиэфиру, содержащему полиэтилентерефталат, включающий в себя стадию введения полиэфирамина в цепь полиэтилентерефталата.