Медьсодержащий целлюлозный материал

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и представляет собой медьсодержащий целлюлозный материал, обладающий фунгицидными, бактерицидными и дезодорирующими свойствами, включающий целлюлозную матрицу с нанесенными на нее частицами меди, полученными химическим восстановлением ионов меди, адсорбированных в целлюлозной матрице, отличающийся тем, что восстановление ионов меди, адсорбированных в целлюлозной матрице, производят в мицеллярном растворе катионного ПАВ, материал содержит наночастицы меди и оксида меди размером 5-19 нм и имеет состав, масс.%: целлюлозная матрица 99,5-98,0, наночастицы меди 0,5-2,0. Указанные материалы могут найти применение при изготовлении изделий санитарно-гигиенического назначения. 2 пр.

 

Изобретение относится к получению целлюлозных материалов, обладающих фунгицидными, бактерицидными и дезодорирующими свойствами. Указанные материалы могут найти применение при изготовлении изделий санитарно-гигиенического назначения: простыней, стелек, носков и т.д.

Известно, что соли двухвалентной меди, гидроксид меди обладают антимикробной и дезодорирующей активностью. Однако в контакте с кожей человека под действием воздуха, влаги, пота содержимого раны (раневого секрета) ионы меди постепенно исчезают. Ткань, содержащая ионы меди, со временем перестает быть бактерицидной. Как материал длительного санитарно-гигиенического назначения она неприменима, поскольку нестабильна. Другое дело ткань, содержащая наночастицы меди. Они так же, как ионы меди, адсорбируются химическими связями на целлюлозе и представляют собой своеобразное депо для поставки ионов меди в раствор.

Известен материал (патент РФ №2398599, С1 МПК А 61215/18), наиболее близкий к заявляемому изобретению, выбранный за прототип. Он содержит целлюлозную матрицу с нанесенными на нее наночастицами меди размером 20-100 нм и дополнительно микрочастицы меди размером 125-3000 нм при соотношении нано- и микрочастиц меди, масс.%: наночастицы 2-45 и микрочастицы 55-98. Частицы меди получают восстановлением ионов меди, адсорбированных на целлюлозной матрице, при следующем соотношении компонентов материала, масс.%:

целлюлозная матрица 99,3-97,8

частицы меди 0,7-2,2.

В случае известного медьсодержащего целлюлозного материала фунгицидный и бактерицидный эффект достигается, главным образом, наночастицами. Микрочастицы меди плохо соотносятся со строением и молекулярными размерами матрицы. Кроме того, они обладают слабым бактерицидным эффектом в силу своей малой удельной площади, т.е. отсутствием размерного эффекта. Микрочастицы меди являются балластом в медьсодержащем целлюлозном материале и лишь увеличивают общее содержание меди. Кроме этого недостатка, на получение микрочастиц дополнительно тратится восстановитель, щелочь, вода для промывки полученного после реакции восстановления материала.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в уменьшении содержания меди с улучшением санитарно-гигиенических свойств медьсодержащего целлюлозного материала.

Указанный технический результат достигается тем, что медьсодержащий целлюлозный материал, включающий целлюлозную матрицу с нанесенными частицами меди, полученными химическим восстановлением ионов меди, содержит на поверхности и в объеме в качестве частиц наночастицы металлической меди размером 5-19 нм, полученные химическим восстановлением ионов меди, адсорбированных в целлюлозной матрице и в мицеллярном растворе катионоактивных ПАВ. Медьсодержащий целлюлозный материал имеет состав (масс.):

целлюлозная матрица 99,5-98,0

наночастицы меди 0,5-2,0.

В качестве целлюлозного материала могут быть использованы хлопчатобумажные, льняные ткани или ткани из льняного и гидратцеллюлозного волокна. Катионоактивные ПАВ могут быть разного строения, но предпочтительны те, которые в водном растворе образуют мицеллы. Целлюлоза с мицеллами ПАВ выступают в роли шаблона для синтеза наночастиц меди. Кроме того, катионоактивные ПАВ являются бактерицидными препаратами (Миргород Ю.А. и др.. Микроб. журн. 1979. Т.41. С.612-616). Они расширяют бактерицидное действие наночастиц меди. На поверхности наночастиц меди в щелочной среде имеются ионы CuO2-. Катионоактивные ПАВ взаимодействуют с этими ионами

CuO2-[N(CH3)3R]2+

и прочно удерживаются на целлюлозном материале. Благодаря катионоактивным ПАВ санитарно-гигиенические свойства медьсодержащего целлюлозного материала улучшаются.

Восстановление ионов меди на поверхности и внутри целлюлозной матрицы осуществляют следующим образом. Образцы ткани пропитывают 0,5-10% водным раствором сульфата меди. К раствору сульфата меди добавляют мицеллярный раствор катионоактивного ПАВ с тем расчетом, чтобы в растворе его концентрация была больше критической концентрации мицеллообразования. Добавляют щелочь до рН 10. В качестве восстановителя используют 0,5-40% водный раствор гидразингидрата. Раствор гидразингидрата при перемешивании и температуре 25-80°С постепенно приливают к мицеллярному раствору медной соли. Восстановление ионов меди с образованием наночастиц меди при температуре 20-80°С происходит по реакции

Cu2++H2N-NH2+4ОН-→Cu+N2+4H2O.

По данной реакции рассчитывают количество соли, гидразингидрата и ПАВ, необходимое для синтеза наночастиц меди на целлюлозном материале. Щелочная среда необходима для улучшения восстанавливающих свойств гидразингидрата. Кроме того, она нужна для получения гидроксида меди, благодаря которому наночастицы меди закрепляются на волокне ковалентными и координационными связями, Ковалентные и координационные связи с ионами меди, расположенными на поверхности наночастиц, соединяют целлюлозную матрицу и наночастицы в единое целое. Ковалентные и координационные связи направлены в пространстве. Большие микрочастицы меди мешают направленному образованию связей, а наночастицы - не мешают.

Для изделий, подвергающихся длительным срокам стирки-использования, готовят материал с большим содержанием наночастиц и, наоборот, для кратковременных сроков готовят материал с меньшим содержанием наночастиц меди.

Полученные образцы промывают дистиллированной водой, контролируя в промывных водах отсутствие ионов меди по реакции с тиосульфатом натрия (Алексеев В.Н. Курс качественного химического микроанализа. М.: Химия, 1973). Концентрацию металлической меди и кислорода определяют с помощью энергодисперсионного анализа на спектрометре модели EDX- 800 HS производства фирмы Shimadzu. Фазы меди и оксида меди определяют на рентгеновском дифрактометре Rigaku RAD-C. Диаграммы имеют пики металлической меди на углах 43.3, 50.5, 74.1, которые соответствуют пикам стандартных рентгеновских карт JCPDS номер 4-0836 меди. Кроме того, они имеют пики на углах 36.6, 42.4, 61.4, соответствующие пикам стандартных рентгеновских карт JCPDS номер 5-0667 оксида меди. Размер наночастиц меди определяют на просвечивающем электронном микроскопе JEOL JEM-2000 FX. Далее изобретение иллюстрируется примерами, но ими не ограничено.

Пример 1.

2 г отбеленной хлопчатобумажной ткани с поверхностной плотностью 185 г/м и 100 мл 10% водного раствора CuSO4 помещают в круглодонную колбу на 500 мл. Раствор нагревают до 50°С, после чего приливают 100 мл 9% раствора гидразингидрата с 0,003 М цетилпиридиний бромида. Раствор подщелачивают и перемешивают в течение 40 мин. В результате реакции ткань окрашивается в оранжево-бурый цвет, не исчезающий после тщательного промывания дистиллированной водой. Образец сушат на воздухе. Ткань содержит 1,95 масс.% металлической меди с размером наночастиц 5-12 нм. Рентгенограмма указывает на присутствие в наночастицах и оксида одновалентной меди Cu2O.

Пример 2.

1 г белой ткани смешанного состава (60% льняного волокна, 40% гидратцеллюлозы) с поверхностной плотностью 62 г/м2 и 50 мл 9% водного раствора CuSO4 помещают в круглодонную колбу на 250 мл, раствор нагревают до 40°С. После чего приливают 50 мл 10% раствора гидразингидрата с 1,2·10-3 М триметилцетиламмоний бромида. Раствор подщелачивают и перемешивают в течение 60 мин. В результате реакции раствор окрашивается в темно-бурый цвет, не исчезающий после тщательного промывания дистиллированной водой. Ткань содержит 0,54 масс.% металлической меди с размером наночастиц 8-19 нм.

При многократных промывках водой с рН от 4 до 9 цвет материала не изменялся, что свидетельствовало о прочном закреплении наночастиц меди на целлюлозной матрице. Повторная аналитическая проверка содержания меди в образцах после двух десятков сроков использование-стирка показали, что содержание меди в ткани не изменялось.

Для оценки биологической активности полученного материала была изучена его устойчивость к естественной ассоциации микробных культур - плесневых грибов и почвенной микрофлоре. Образцы выдерживали при контакте с землей при постоянной температуре 25°С и влажности 98-100% в течение 2 недель, после чего проводили анализ в соответствии с методикой испытания ткани с указанными микробиологическими системами. Незащищенные образцы тканей теряли прочность на 90-100%. Заявляемый материал выдерживал испытание с потерей не более 20% прочности.

Проведенные испытания показывают, что заявляемый материал пригоден для санитарно-гигиенического использования, например для изготовления устойчивых к гниению стелек, носков, портянок и т.п.

Медьсодержащий целлюлозный материал, обладающий фунгицидными, бактерицидными и дезодорирующими свойствами, включающий целлюлозную матрицу с нанесенными на нее частицами меди, полученными химическим восстановлением ионов меди, адсорбированных в целлюлозной матрице, отличающийся тем, что восстановление ионов меди, адсорбированных в целлюлозной матрице, производят в мицеллярном растворе катионного ПАВ, материал содержит наночастицы меди и оксида меди размером 5-19 нм и имеет состав, масс.%:

целлюлозная матрица 99,5-98,0
наночастицы меди 0,5-2,0



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к мембранному фильтрующему элементу для очистки агрессивных жидкостей. Мембранный фильтрующий элемент состоит из полого пористого цилиндра 1 из керамического материала, днища 3 и крышки 4, установленных по торцам полого пористого цилиндра 1.

Изобретение относится к области полупроводниковой электроники и может быть использовано при создании многоспектральных и многоэлементных фотоприемников. Гибридная фоточувствительная схема содержит алмазный матричный фотоприемник (МФП), индиевые столбики и кремниевый мультиплексор с чувствительными площадками, расположенными на нем в шахматном порядке в виде прямоугольной матрицы и по числу равными числу индиевых столбиков.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для отопления и терморегулирования. Изобретение позволит снизить энергетические потери и повысить эффективность регулирования мощности нагрева.

Изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к способу получения субстанции рекомбинантного эритропоэтина и ее нанокапсулированной форме, и может быть использовано в медицине.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, а именно к фотоэлектрическим преобразователям (ФП) для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую энергию.

Изобретение относится к области низкоразмерной нанотехнологии и высокодисперсным материалам и может быть использовано при изготовлении детекторов электромагнитного излучения, преимущественно оптического, с наноструктрированным поглощающим (фоточувствительным) слоем.
Изобретение относится к медицине, а именно к нейрохирургии, и может быть использовано для стимулирования регенерации нерва путем имплантации кондуита. Стенка кондуита представлена материалом из неупорядоченно ориентированных микро- и нановолокон биорастворимого полимера поли(ε-капролактона), а содержимое представлено самособирающимся наноструктурированным гидрогелем на основе олигопептида ацетил-(Arg-Ala-Asp-Ala)4-CONH2(PuraMatrix™).

Изобретение предназначено для использования в мембранных нанотехнологиях для производства управляемых микро- и нанофлюидных фильтров, биосенсорных устройств, приборов медицинской диагностики.

Изобретение относится к наноструктурам с высокими термоэлектрическими свойствами. Предложена одномерная (1D) или двумерная (2D) наноструктура, являющаяся нанопроволокой из кремния, полученной методом безэлектролизного травления или выращенной методом VLS (пар-жидкость-кристалл).

Изобретение относится к области физической и коллоидной химии и может быть использовано при получении полимерных композиций. Тонкодисперсную органическую суспензию углеродных металлсодержащих наноструктур получают взаимодействием наноструктур и полиэтиленполиамина.

Изобретение относится к медицине. Описано абсорбирующее изделие, содержащее материал, управляющий запахом, содержащий, по меньшей мере, один комплекс включения циклодекстрина с органическим соединением, диспергированным в матриксе, содержащем полисилоксановое масло.
Группа изобретений относится к области медицины. Противомикробная композиция содержит хлоргексидин и пентан-1,5-диол, где количество хлоргексидина составляет от 0,000001 до 5% масс.
Изобретение относится к медицине. .
Изобретение относится к области личной гигиены и касается абсорбирующего изделия для устранения запаха мочи, выбранного из группы, состоящей из памперсов, прокладок для нижнего белья, тампонов, трусов и прокладок при недержании мочи, содержащего пентан-1,5-диол в качестве активного агента для устранения запаха мочи.

Изобретение относится к медицине. .
Изобретение относится к области гигиены и касается средства личной гигиены, содержащего (а) впитывающее изделие, прикладываемое вплотную к телу, (b) множество частиц, связанных с компонентом изделия, сформированное с помощью способа, содержащего стадию распылительной сушки, и содержащее циклодекстриновый комплексообразователь и первое ароматическое вещество, по меньшей мере, часть которого связана в комплекс с циклодекстрином, причем упомянутое множество частиц имеет уровень влаги перед их связыванием с компонентом изделия менее, чем приблизительно 20% по массе частиц; (с) второе ароматическое вещество, которое не связано в комплекс с циклодекстрином и отлично от первого ароматического вещества.

Изобретение относится к абсорбирующему изделию, такому как подгузник, подгузник-трусы, гигиеническая прокладка или защитное приспособление, используемое при недержании, содержащему проницаемый для жидкостей покрывающий слой, предназначенный для того, чтобы быть направленным к пользователю во время использования, не проницаемый для жидкостей задний слой, предназначенный для того, чтобы быть направленным от пользователя во время использования, и абсорбирующую сердцевину между покрывающим слоем и задним слоем, при этом указанное изделие имеет продольное направление 2, поперечное направление 3, два по существу продольных боковых края 4, 5, по существу поперечный передний край 7, по существу поперечный задний край 8, по существу продольную среднюю линию 6, переднюю часть 9 и заднюю часть 10 с каждой стороны от центральной линии 11, при этом указанные средняя линия 6 и центральная линия 11 пересекаются в точке 12 пересечения, при этом абсорбирующее изделие содержит, по меньшей мере, одну соль, образованную одновалентными (однозарядными) ионами, вида Х+Y- в количестве 1-75 вес.%, рассчитанном исходя из веса сердцевины.

Изобретение относится к медицине. Описан способ получения трансдермальной терапевтической системы на основе сополимеров молочной и гликолевой кислот, включающий растворение сополимера лактид-гликолида и фармакологически активного вещества в органическом растворителе, перемешивание полученного раствора до полного растворения, высушивание горячим воздухом до полного высыхания и постоянной массы с получением пленки, разрезание полученной пленки на части и упаковку, при этом соотношение лактида и гликолида в пределах от 95:5 до 5:95 (варианты).

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и представляет собой медьсодержащий целлюлозный материал, обладающий фунгицидными, бактерицидными и дезодорирующими свойствами, включающий целлюлозную матрицу с нанесенными на нее частицами меди, полученными химическим восстановлением ионов меди, адсорбированных в целлюлозной матрице, отличающийся тем, что восстановление ионов меди, адсорбированных в целлюлозной матрице, производят в мицеллярном растворе катионного ПАВ, материал содержит наночастицы меди и оксида меди размером 5-19 нм и имеет состав, масс.: целлюлозная матрица 99,5-98,0, наночастицы меди 0,5-2,0. Указанные материалы могут найти применение при изготовлении изделий санитарно-гигиенического назначения. 2 пр.

Наверх