ПЛЕНОЧНАЯ РАДИОХРОМНАЯ ИНДИКАТОРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Советский патент 1994 года по МПК G01T1/04 

Изобретение относится к химической дозиметрии ионизирующих излучений, в частности к пленочной радиохромной композиции, используемой в качестве индикатора доз в радиационной химии и технологии, радиобиологии и клинической дозиметрии, например, для стерилизации медицинских изделий.

Известна композиция, радиационно-чувствительным компонентом которой является смесь водорастворимого красителя синего водного (трифенил-n-розаминсульфонат) и нерастворимого в воде, но растворимого в органических растворителях желтого красителя Минлангелоб Р [смесь 5-амино-о-толуолсульфонамимида с 3-метил-1-(n-сульфофенил-5-пиразоланом)] , a матрицей служит сополимер винилхлорида с винилиденхлоридом (дисперсия).

Указанный дисперсионный состав наносят на белую бумагу (нейтральную или меловую) и после сушки покрывают защитным слоем смеси поливинилацетата, 2-гидрокси-4-метоксибензофенола и ацетона.

При облучении происходит изменение цвета от зеленого до красно-коричневого.

Недостатками композиции являются сложный состав и малое цветовое различие при изменении дозы от 15 до 25 кГр (см. табл. 1, N 10).

Наиболее близка к предлагаемой пленочная радиохромная индикаторная композиция, содержащая в качестве радиохромной компоненты смесь красителей: анилинового синего, метилового желтого и бензоазодифениламина (соотношение 2: 1: 1), в качестве матрицы - сополимер винилхлорида с винилиденхлоридом, винилхлорида с акриловым эфиром. Пластификатором служат трихлорэтилфосфат, хлорированный парафин, полиэфир адипиновой кислоты. Вещества, входящие в состав композиции, растворяют в тетрагидрофуране, раствор поливают на пленку полиэфира или бумагу.

Недостатки композиции - сложная, экологически вредная технология изготовления и недостаточная чувствительность к излучению при дозе 15 кГр, которой в настоящее время стерилизуют ряд медицинских изделий наряду с дозой 25 кГр.

Цель изобретения - повышение чувствительности композиции к дозам 15 и 25 кГр, упрощение состава и повышение экологической чистоты технологии изготовления.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемая пленочная радиохромная индикаторная композиция, состоящая из радиохромной компоненты и матрицы, содержит в качестве радиохромной компоненты соль тетразолия, в качестве матрицы - поливиниловый спирт и дополнительно - наполнитель и/или оттеночный краситель при следующем соотношении компонентов, мас. % : Соль тетразолия 0,5-2 Наполнитель 20-29 и/или оттеночный желтый краситель 3,5-4 ˙10^-2- 15 Пластификатор 1-15 Поливиниловый эфир Остальное
В качестве соли тетразолия используют 2,3,5-трифенилтетразолий хлористый (ТУ-609-3838-78), 3,3' -бианизилен-4,4' -бис-(2,5-дифенил)-2Н-тетразолий хлористый (МРТУ-6092921-66), 2,5-дифенил-3-(1-нафтил)тетразолий бромистый (Лахема, ЧССР), в качестве оттеночного красителя - метаниловый желтый (МРТУ-609-1965-64), ализариновый желтый (ВТУ-РУ 1022-63), стронциат желтый (ГОСТ 18172-80), кадмий желтый (ГОСТ 16872-78), в качестве наполнителя - крахмал (ГОСТ-8832-76), окись алюминия (фирмы "Reanal", Венгрия), силикагель (фирмы "Chemapol", Чехословакия), в качестве пластификатора - глицерин (ГОСТ 6259-75), борную (ГОСТ 18704-78) или соляную кислоту (ГОСТ 857-78), в качестве матрицы - поливиниловый спирт марки ВД (ТУ-6-05-05-156-78).

Отличием предложенной композиции является использование сочетания водорастворимой, экологически чистой, но прозрачной матрицы с радиационно-стабильными неорганическими желтыми красителями либо органическими и индикаторными красителями с наполнителем, придающим пленке исходный цвет и непрозрачность. Обладающие большой отражательной способностью в желтой области спектра индикаторные красители, введенные в пленку в небольшом количестве, дают интенсивный исходный желтый цвет, но не влияют на радиационно-химические процессы восстановления солей тетразолия.

Непрозрачность является необходимым условием индикаторной пленочной композиции, в противном случае цвет индикатора зависит от цвета упаковки, на которую он наклеен.

Изобретение иллюстрируют следующие примеры.

П р и м е р 1. Для приготовления раствора поливинилового спирта (ПВС) в мерную колбу емкостью 200 мл помещают 34 г ПВС доливают до метки дистиллированной водой и оставляют на сутки для набухания. Набухшую смесь выдерживают на водяной бане при 85-90^оС в течение 10 ч до получения однородного прозрачного раствора. Затем горячий ПВС фильтруют через густую капроновую сетку. Полученный 17% -ный раствор ПВС используют для приготовления пленочной композиции. Для этого к 50 мл раствора приливают 2,5 мл дистиллированной воды, содержащей 0,0255 г 3,3' -бианизилен-4,4' -бис-(2,5-дифенил)-2Н-тетразолия хлористого, тетразолиевого синего, 3 мл 0,1% -ного водного раствора ализаринового желтого, 6,9 г окиси алюминия, 1 мл глицерина в качестве пластификатора. Смесь после тщательного перемешивания оставляют в тепловом шкафу при 35-40^оС на 6 ч для удаления пузырьков воздуха. Затем смесь с помощью щелевой кюветы поливают на стеклянную пластину и сушат в шкафу при комнатной температуре в строго горизонтальном положении 24-36 ч. После высыхания пленку отделяют от стеклянной пластины. Получают непрозрачную пленку толщиной 0,15-0,25 мм с содержанием тетразолиевого синего 0,3 мас. % , ализаринового желтого 3,5 ˙10^-2 % , окиси алюминия 45% , пластификатора 16% . Пленку нарезают на кружки диаметром 4,5-5 см и облучают на γ-установке с источником излучения Со⁶⁰ типа "Исследователь" с мощностью дозы 1,8 Гр/c. Дозы по облучению - от 5 до 25 кГр. Исходная желтая пленка окрашивается в бордово-синий цвет. Спектры отражения измеряют на спектрофотометре СФ-18. Колористический анализ цвета пленки, изменяющегося при облучении, проводят в равноконтрастной системе координат U*, V*, W* МКО 1964. Цветовое различие ΔЕ в данной системе координат определяется как расстояние между двумя точками 1 и 2, соответствующими дозам Д1 и Д2, вызывающим изменение цвета. Единичному расстоянию Δ Е = 1 между двумя цветами в данном пространстве соответствует порог цветоразличения при наиболее благоприятных условиях цветосравнения. Колориметрический анализ образцов индикатора проводят по специально разработанной программе на ЭВМ СМ-1403.02. Данные по калориметрическому анализу приведены в табл. 1 и 2.

П р и м е р 2. По способу, описанному в примере 1, готовят композицию следующего состава, мас. % : Тетразолиевый синий 1 Силикагель 29 Метаниловый желтый 3,5˙ 10^-2 Пластификатор (глицерин) 15 Поливиниловый спирт Остальное
Данные по облучению и колористическому анализу приведены в табл. 1 и 2.

П р и м е р 3. Готовят композицию, как в примере 1, следующего состава, мас. % :
2,5-Дифенил-3-(1-
нафтил)тетразолий
бромистый 2
Метаниловый желтый 4 ˙10^-2 Окись алюминия 20
Пластификатор (гли-
церин) 15%
Поливиниловый спирт Остальное
Данные по облучению и колористическому анализу приведены в табл. 3.

П р и м е р 4. Композиция, как в примере 3, но вместо 2,5-дифенил-3-(1-нафтил)тетразолия бромистого-2,3,5-трифенилтетразолий хлористый 2 мас. % .

Данные по облучению и колористическому анализу приведены в табл. 1 и 2, N 4.

П р и м е р 5. Композиция, как в примере 3, но вместо 2,5-дифенил-3-(1-нафтил)тетразолия бромистого - 2-нитрофенил-3,5-дифенилтетразолий хлористый, 0,5% .

Данные по облучению и колористическому анализу приведены в табл. 1.

П р и м е р 6. Композиция, как в примере 4, но вместо окиси алюминия - крахмал 23% -ный, вместо глицерина - борная кислота 1% -ная. Данные по облучению и колористическому анализу приведены в табл. 2, N 6.

П р и м е р 7. 30 г пигмента стронциата желтого затирают с 50 мл 17% -ного водного раствора ПВС, полученную смесь растворяют в 1 л 17% -ного водного раствора ПВС, содержащего 1% тетразолия синего и добавляют 1 мл 20% -ного водного раствора борной кислоты. Из полученной смеси отливают непрозрачную пленку по способу, описанному в примере 1, следующего состава, мас. % : Тетразолий синий 1 Пигмент стронциат желтый 15 Пластификатор (борная кислота) 1,0 Поливиниловый спирт Остальное
Данные по облучению и колористическому анализу приведены в табл. 3.

П р и м е р 8. Готовят композицию, как в примере 6, но вместо стронциата железо-кадмий желтый 15 мас. % , вместо борной кислоты - соляная, 1,2% .

Данные по облучению и колористическому анализу приведены в табл. 3.

П р и м е р 9 (прототип). Готовят пленочную композицию следующего состава: смесь анилинового синего, метилового желтого и бензоазодифениламина (соотношение 2: 1: 1). Концентрация красителей 1,5 мас. ч. на 100 мас. ч. хлорсодержащего полимера, сополимер винилхлорида и винилиндехлорида. Пластификатор в смеси содержится в количестве 20% на 100 мас. ч. полимера. Пленку готовят по методике, описанной в патенте (2). Данные по облучению и колористическому анализу композиции приведены в табл. 1, N 9.

Повышение концентрации радиохромного компонента затруднено из-за недостаточной растворимости солей тетразолия в смеси вода - поливиниловый спирт. Кроме того, в случае 2,3,5-трифенилтетразолия хлористого и 2-нитрофенил-3,5-дифенилтетразолия хлористого при увеличении концентрации растет светочувствительность.

При повышении концентрации наполнителя пленки теряют эластичность и становятся ломкими, при уменьшении остаются прозрачными.

Из табл. 1-3 видно, что композиция имеет высокое цветовое различие между необлученным образцом и образцами, облученными дозами 15 и 25 кГр.

Композиция позволяет различать дозы 15 и 25 кГр.

Кроме того, в описанной композиции в качестве растворителя используют воду вместо канцерогенного тетрагидрофурана, используемого в прототипе. (56) Патент ФРГ N 1287706, кл. G 01 T 1/04, 1974.

Патент США N 3899677, кл. G 01 T 1/04, 1975.

Джадд Д. , Вышецки Г. Цвет в науке и технике. М. : Мир, 1978, с. 50.

Изобретение относится к химической дозиметрии ионизирующих излучений, более конкретно - к пленочной радиохромной композиции, используемой в качестве индикатора доз для стерилизации медицинских изделий. Целью изобретения является повышение чувствительности композиции к дозам 15 - 25 кбр и экологической чистоты технологии изготовления. Цель достигается тем, что в данном предложении используют поливиниловый спирт, а в качестве радиохромной компоненты - соли тетразоля. Это позволяет создать индикаторную композицию, более чувствительную к дозам в указанном интервале. 3 табл.

ПЛЕНОЧНАЯ РАДИОХРОМНАЯ ИНДИКАТОРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая радиационно-чувствительный компонент и матрицу, отличающаяся тем, что, с целью повышения чувствительности композиции к дозам 15 - 25 кГр, экологической чистоты технологии изготовления, она содержит в качестве радиационно-чувствительного компонента соль тетразолия, в качестве матрицы - поливиниловый спирт и дополнительно-наполнитель и/или оттеночный краситель при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Соль тетразолия 0,5 - 2
Наполнитель 20 - 29
и/или
оттеночный краситель (3,5 - 4) · 10^-2 - 15,0
Пластификатор 1,0 -15,0
Поливиниловый спирт Остальное