Способ получения раствора для формования волокон из коллагена

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ВОЛОКОН ИЗ КОЛЛАГЕНА обработкой последнего 10-12%-ным раствором гидроокиси натрия, содержащим сульфат натрия, при жидкостном , коэффициенте 5-10, нейтрализацией борной кислотой и введением растворителя, отличающийс я тем, что, с целью повышения растворимости коллагена,.снижения вязкости , увеличения концентрации и стабильности раствора, повышения физико-механических свойств волокон , коллаген предварительно обрабатывают углекислом газом при (-60) - (-70)°С в течение 7-10 сут, обработку раствором гидроокиси натрия проводят при 25-28 с, а в качестве растворителя вводят сначала смесь на основе этилового спирта, уксусной кислоты воды в соотношении 0,8-1,2:1,0-1,5:8,0-9,0 соотКЛ ветственно, содержащую 1-10 г/л оксиэтилированного алкилфенола со сте-; с пенью оксиалкилирования 7-10 до рН 3,5-4,5, а затем - соляную кислоту ДО рН 2,5-3,5.

союз советских социдлистичесних

РЕСПУБЛИН (1% (11) p(5D D 01 F 4 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Ао делАм изОБРетений и ОтнРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3324191/23-05 (22) 17.07.81 (46) 07.04 .83. Бюл. Р 13 (72) Л.М. Гришина, Б.М. Пугач, М.П. Васильев, В.В. Котецкий, A,Н . Сеткин, Л.A. Вольф и В.С. Смирнов (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени институт текстильной и легкой промышленности им. С.М. Кирова (53) 677.494(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство

СССР У 171502, кл. С 24 С 1/08, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 162280, кл. С 14 С 1/08, 1964 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА

ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ВОЛОКОН ИЗ КОЛЛАГЕНА обработкой последнего 10-123-ным раствором гидроокиси натрия, содержащим сульфат натрия, при жидкостном,коэффициенте 5-10, нейтрализацией борной кислотой и введением растворителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения ра- створимости коллагена, снижения вяз° кости, увеличения концентрации и стабильности раствора, повышения физико-механических свойств волокон, коллаген предварительно обрабатывают углекислым газом при (-60) — (-70) С в течение 7-10 сут, обработку раствором гидроокиси натрия проводят при 25-28 С, а в качестве растворителя вводят сначала смесь на основе этилового спирта, уксусной кислоты и воды в соотношении 0,8-1, 2: 1,0-1, 5: 8,0- 9,0 соотЖ ветственно, содержащую 1-10 г/л оксиэтилированного алкилфенола со сте-, пенью оксиалкилирования 7-10 до С рН 3,5-4,5, а затем — соляную кислоту до рН 2,5-3,5. а с

1010164

Изобретение относится к получению искусственных волокон, использу» емых в качестве рассасывающихся медицинских материалов и в текстиль— ной промышленности, в частности к получению растворов для формования волокон из коллагена.

Известен способ получения нейтральных (рН 7) высококонцентрированных (7-12%) дисперсий коллагена, который осуществляют путем последовательной обработки коллагенсодержащего сырья смесью гидроокиси калия и сернокислого калия, нейтрализации борной кислотой, промывки и механической гомогенизации, исключая стадию растворения (1) .

Однако данный метод предполагает получение дисперсии, а не раствора, что весьма существенно, так как

Hp. позволяет получить прочные и эластичные волокна вследствие неоднородности дисперсии.

Наиболее близким по технической сущности и получаемому положитель- ному результату к изобретению является способ получения раствора для формованиия волоко!1 из коллаге"" на обработкой последнего 10-12%- ныл раствором гидроскиси натрия, содер->кащим сульфат натрия, при жидкостном коэффициенте 5-10 и температуре

19- 20 С, нейтрализацией борной кис.логой и введением растворителя водного раствора уксусной кислотыt?j.

Недостатками известного .способа являются следующие.

Необходимость осуществлять щелочно-солевую обработку в узком температурном интервале 19-20 С, о так как повышение температуры приводит к усилению деструкции полиме-" ра, а снижение до 18 С вызывает

Q кристаллизацию сернокислого натрия и его выпадение в осадок. Продолжительность растворения коллагена в уксусной кислоте не менее 7 сут.

Вследствие резкого увеличения вязкости (до 400 Па ° с ) концентраци» полученных растворов не превышает

2,5Ъ, что затрудняет применять такие растворы при формовании волокна в солевые осадительные ванны.

Цель изобретения — говышение растворимости коллагена, снижение при (-60) — (-70)ОС в атмосфере углекисло1 о го газа в течение 7-8 сут затем

1 режут на пл асти ны толщи ной 5-10 мм и обрабатывают щелочно-солевой смесью, содержа1цей гиДроокись натрия и натрий сернокислый при 250

28 С в течение 2 cy r. Жидкост ный

Зз коэффициент 5-10. Полученный полу .>Г Щ фабрикат промывают проточной водой и нейтрализуют насыщенным раствором

0 борной кислоты при температуре не выше 5 С, Растворение коллагена

25 вязкости, увеличение концентрации и стабильности раствора, повышение физико-механических свойств волокон.

Цель осуществляется тем, что согласно способу получения раствора для формования волокон из коллагена обработкой последнего 10-12%-ным раствором гидроокиси натрия, содержащем сульфат натрия, при жидкостном коэффициенте 5-10, нейтрализацией борной кислотой и введением растворителя, коллаген предварительно обрабатывают углекислым газом при (-60) — (-70) С в течение 710 сут, обработку раствором гидроокиси натрия проводят при 25- 28 С, а в качестве растворителя вводят сначала смесь на основе этилового спирта, уксусной кислоты и воды в соотношении 0,8-1,2:1,0-1,5:8,0-9,0 соответственно, содержащую 1-10 г/л оксиэтилированного алкилфенола со степенью оксиалкилирования 7-10 до рН 3,5-4,5, а затем — соляную кислоту до рН 2,5-3,5.

Процесс приготовления раствора осуществляют следующим образом.

Обводненные сухожилия крупного рогатого скота подвергают замораживанию осуществляют в два приема: сначала в течение 1 ч — в многокомпонентном растворителе (до рН 3,5-4,5), включающем воду, укусуную кислоту и зтиловый спирт с добавлением поверхностно-активного вещества ОП-10 или

ОП-7, а затем — в соляной кислоте до рН 2,5-3,5 в течение 5 мин. ПолученныЕ таким образом растворы стабильны в течение 7 мес (при температуре 20 С), а волокна, сформовано ные из них, имеют достаточно высокие физико-механические показатели, Примеры, иллюстрирующие способ, представлены в виде таблицы.

1010164

1 1 С» х о к

О3 ь (n

CI

СЧ

Ф Ъ

Ф о и

«3(Ф

1 ЛФЦ

И и 34 Ф ь (Г\ с»Ъ

44

ОЪ (l

OI

1»Ъ

ГЧ (Ч

%»Ъ ь ч

Г Ъ

Ф

О

Ф

Ф

С3 о

v х

1 CI Ф н и оа о

2 !» х

Ф н о

СФ

% 4

СЧ Ф

ГЧ

СО

Ч»

° 4 о

Ю

3»

41

СЧ

° У

CO 1 33 ххоох нно

42hX3

«

ФГЪ

4 Ф

CO О

% 4

%-4 м

М

\3

ФГЪ

% °

° У о

СЧ

4 (Ч ь

СЧ

ОЪ

Ю

%-% (О ь

%.4 О о ч (»Ъ

CO н

l(3

% Ъ

ГЧ

%(Ъ

»О

° t с Ъ

»О

СО

ГЧ ь

%1 с Ъ о

% Ъ

%1 х

И ГЧ

Ф

С» 33 XO хо аой

IO Х ЦС 4!

О (О

Г

%n ь ь

Ф х

О

О о

С 3 ь

CI (О

Ю (O

Ю

»О

»Ъ м

ОЪ ! о

l0

Ф

Ф Ф

Ж К

1 и х

Ф х

d d

Х Cl 44 оа х н

Ю

%O

CI

С4

4 (%I

Г \

Ф

3 е кол х

Ц О Ц g

2 ok, Ф

Ф

Фо

X Ч3

I I 43

0 ц,а

С! Ф I

ОНок аg о

Ю

Ю (4

CI

%-1

Ю

4 (»Ъ

О (. 3

Ю

Ю

Г 3

С!

«%

0,О ци

O 3C

I

33 а

Ю

% 4

° CI

Ю r4

1 (О

О ™1

ОО

% 4

СЧ

»О

Ю «4

1 о

О 1 й

О О

4 (D C1

Х 0 х н

Ф X

3 Ф

0 х

Х 0 н с

or

oo о х

4 (%3

" C3

° ФЮ о !

1»

СО О о сI о о

И ео

Ю

Ю I

«й

СО

О 3!

ОО

ln

CI (О!

CO

СЧ

О

% Ъ

Й О

С3 ГЧ

X о

Ю

Ю

С1

Ю

Ф

X !

0

Ф

О3 %.4

34

ФОФФ

CI (3 O K f j

333ХХНйХФ

Ф

Ф

Я о

О а

8 х о ц н . (33 О, Ц 0 ХХ с3 5 u z х ((3ою

C(CI С3 4.

Е»30Н-

НХЦОЮ4

ХОХФ а нр <ю

oucI g-

СФХ-ЦЮ

3»CIO-И

О-НХСОО

»Ъ

Ol

Ю сО

ГЧ ь

CI

an

% 4

CI

О\

FL

Ф н а

2 а

5

Ф к

СЧ (Ъ ь (Ч (Ч

СГ» %43 С"Ъ (O сО (О сО

Ю О »Г» о

Ч Ч» Ч» 1

1 1 1

l ((3 %3% Ю

° -Ф

1010164 юч

ФЧ

С> сЪ

О

»44

3

11 Ф

I Ф 4 о с о

° «

C»I юч с

CC ч» с0 М

«ч

W с

63 ч юч ю»4

М юч о

° Ъ

40 о

*o

5 сс ф Q

ФО

g Ф

Ф g »

444 Х

CO с

II

О

D с

ЪО

CO с

4Ч

cV

«

М о

«ч

Il7

° 4»

М ч («4 с

Ю ч ь а

»С»

C»l

»4Ъ

»О

F4 о о

Щ 4 ю:Ъ о в

vox оих

И О»

С) Ц

Ъ4 ю

IE

)в

Cl

Ф ж

1р 4

4 0

3 Д Ф

Ф

4» и ж и

Фю

Ф х д Ц

pl

OE; u

I юс4

° ч 4 Ъ

D I 1 с 41

° ч

«ч с ° 4»

D Ф о

CO

О Ф» о ч

CO

«ч о о с ю-Ю о с

« «1 о

DCO

«ЧЬ WD

«eV

М .Ь О еО е8

5 е

K II

3 - Ъ4 фюб 0 (1

Ig ) «4 «. I

4Ъ 0

_#_ o

f (O и х „ ((„,9

1 а е

7, 1010164

Составитель И. Девнина

Редактор М. Дылын Техред А. Бабинец Корректор Ю. Макаренко

Заказ 2416/15 Тираж 459 Подписное

BHHHIlH Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5 т

Фили, л ППП "П,.тент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В примере 1 показано растворение сухожилий крупного рогатого скота по прототипу. Продолжительность растворения в уксусной кислоте 6-7 сут.

Необходимое количество фильтраций достигает 15. Полученный раствор 5 имеет низкую концентрацию (не более 2,5%) и высокую вязкость (4000 Па c), что затрудняет формование волокна в сульфат-натриевые осадительные ванны. 10

При растворении сухожилий согласно предложенному способу получают висококонцентрированные (10-18%) низковязкие (до 2000 Па с), способные к фильерному волокнообразованию 5 растворы, которые могут быть сфор-, мованы в водные растворы натрия сернокислого.

В примерах 2-6 показано влияние температуры щелочного гидролиэа на свойства прядильных растворов и волокон из них. Диапазон температур (25-28ОC) обеспечивает получение наиболее концентрированных и ниэковязких прядильных pdcTBQpoB способных перерабатываться в прочные коллагенсодержащие волокна (до

50 rc/текс). Проводить щелочно-солевую обработку при температуре ниже 25 С не имеет смысла, так как при этом получают низкоконцентриро- Зр ванные, высоковязкие растворы, не способные к фильерному волокнообразованию. При увеличении температуры щелочно-солевой обработки до

30 С и более коллаген денатурируется и раствор теряет свои вяэкотекучие свойства.

В примерах 7-11 показано влияние температуры предварительного замораживания сырья на cBQAGTBcl прядиль 40 ных растворов и волокон иэ них. Результаты эксперимента свидетельствуют о том, что предварительное замораживание сырья необходимо осуществлять при температурах от (-60) (-70) C. Дальнейшее понижение температуры нецелесообразно из-эа сложностей в создании и поддержании таких температур. При температурах же выше (-60) С не удается получить концентрированный раствор низкой вязкости, что исключает возможность формования волокна в сульфат-натриевую осадительную ванну.

Продолжительность замораживания сухожилий может быть ограничена

10 сут (примеры 13-15). Дальнейшее увеличение продолжительности замораживания не приводит к улучшению каких-либо свойств растворов и волокон и поэтому не имеет смысла.

Длительность замораживания не должна быть менее 7 сут, так как при этом получают волокна с низкими физикомеханическими показателями (пример.

12).

Таким образом, использование изобретения обеспечивает следующее: в 150 раэ сокращается продолжительность растворения по сравнению с прототипом; в 10 — 15 раз снижаются трудовые затраты на фильтрацию прядильных растворов; в 7-8 раэ увеличивается концентрация прядильных растворов, что ведет к уменьшению рабочих емкостей, оборудования, сокращению производственных площадей и, как следствие,. к снижению себестоимости волокна.

Полученные растворы могут быть использованы для формования в солевую осадительную ванну со скоростью

60-80 м/мин на стандартном оборудовании производства химических волокон. Прн этом исключается выделение в атмосферу вредных веществ, обеспечивается взрыво- и пожаробеэопасность технологического процесса в отличие от способа формования в ацетон.