Нановолокнистый полимерный материал с высокими прочностными показателями и стойкостью к уф-излучению

Изобретение относится к нетканым полимерным нановолокнистым материалам на основе полигидроксибутирата, применяющимся для фильтрации различных сред, выращивания живых клеток, создания пористых матриц для контролируемого высвобождения лекарственных препаратов. Описан нетканый полимерный нановолокнистый материал для фильтрации на основе полигидроксибутирата, полученный из формовочного раствора, содержащего в качестве технологической добавки соль тетрабутиламмоний йодид, растворенную в смеси хлороформа и муравьиной кислоты в концентрации 1 г/л, отличающийся тем, что формовочный раствор включает наноразмерный карбид кремния, который является однофазным поликристаллическим и состоящим из синтетического карборунда (SiC) со структурой муассанита политип 6Н со средним размером частиц 34±3 нм в количестве 0,1-1,5 мас. %. Технический результат: повышение прочности и стойкости к УФ-излучению полимерного нетканого композиционного материала. 2 табл.

 

Настоящее изобретение относится к нетканым полимерным нановолокнистым материалам на основе полигидроксибутирата и наноразмерных частиц минерального вещества, применяющихся для фильтрации различных сред, выращивания живых клеток, создания пористых матриц для контролируемого высвобождения лекарственных веществ и др.

Известны полимерные нетканые материалы на основе полигидроксибутирата или его сополимеров, или его смесей с полилактидами и их сополимерами [О.Н. Kwon, I.S. Lee, Y. -G. К o, W. Meng, K.-H. Jung, I.-K. Kang, Y. Ito / Electrospinning of microbial polyester for cell culture / Biomed. Mater. 2 (2007) S52-S58], [H. Kenar, G.T. Kose, V. Hasirci / Design of a 3D aligned myocardial tissue construct from biodegradable polyesters / J Mater Sci: Mater Med (2010) 21:989-997], [O. Suwantong, S. Waleetomcheepsawat, N. Sanchavanakit, P. Pavasant, P. Cheepsunthorn, T. Bunaprasert, P. Supaphol. / In vitro biocompatibility of electrospun poly(3-hydroxybutyrate) and poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) fiber mats / International Journal of Biological Macromolecules 40 (2007) 217-223], [J.S. Choi, S.W. Lee, L. Jeong, S.-H. Bae, B.C. Min, J.H. Youk, W.H. Park / Effect of organosoluble salts on the nanofibrous structure of electrospun poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) / International Journal of Biological Macromolecules 34 (2004) 249-256].

Недостатками известных композиций являются низкие физико-механические характеристики: относительное удлинение и разрывная длина, что накладывает значительные ограничения на их применение.

Аналогичным по технической сущности к предлагаемому изобретению является нетканый полимерный материал на основе полигидроксибутирата, полученного из формовочного раствора, содержащего в качестве технологической добавки соль тетрабутиламмоний йодид, а в качестве эксплутационной добавки - диоксид титана двух наноразмерных модификаций [О.В. Староверова, А.А. Ольхов, С.В. Власов, Г.М. Кузьмичева, Е.Н. Доморощина, Ю.Н. Филатов / Ультратонкие волокна на основе биополимера полигидроксибутирата (ПГБ), модифицированные наноразмерными модификациями диоксида титана. / Вестник МИТХТ, 2011, т. VI, №6, с. 120-127].

Недостатком данных композиционных материалов является низкие показатели разрывной длины и относительного удлинения, а также низкие значения стойкости к УФ излучению.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является нетканый полимерный материал на основе полигидроксибутирата, полученного из формовочного раствора, содержащего в качестве технологической добавки соль тетрабутиламмоний йодид, а в качестве эксплутационной добавки - нанокристаллический кремний [Ольхов А.А., Староверова О.В., Иорданский А.Л., Филатов Ю.Н., Ищенко А.А., Симонов-Емельянов И.Д. Нановолокнистый полимерный материал. // Патент RU №2543377 С2. Опубликовано: 27.02.2015. Бюл. №6.]. Характеристики нанокристаллическогго кремния, использующегося в прототипе, приведены в следующем источнике [Патент RU 2429189 С1 «Полимерная нанокомпозиция для защиты от УФ-излучения»/ Ищенко А.А., Ольхов А.А., Гольдштрах М.А., опубл. 20.09.2011, Бюл. №26].

Недостатком данного композиционного материала является недостаточно высокие показатели разрывной длины, относительного удлинения и стойкости к УФ излучению в опасной для живых организмов спектральной области.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение разрывной длины, относительного удлинения, повышение стойкости к УФ излучению, а также расширение арсенала полимерных материалов, стойких с УФ-излучению.

Указанный технический результат достигается тем, что формовочный раствор, из которого получают нетканый полимерный материал на основе полигидроксибутирата, включает наноразмерный карбид кремния, который является однофазным поликристаллическим и состоящим из синтетического карборунда (SiC) со структурой муассанита политип 6Н со средним размером частиц 34±3 нм в количестве в количестве 0,1-1,5 масс. % (вместо нанокристаллического кремния).

Примеры выполнения изобретения.

Нетканые волокнистые материалы получены методом электростатического формования. Формовочный раствор содержит биополимер, соль тетрабутиламмоний йодид, муравьиную кислоту и наноразмерный наполнитель. Примеры реализации данного изобретения приведены в таблицах 1 и 2 (пп. 7-8) в сравнении с прототипом (пп. 4-6) и аналогом (пп. 1-2). Установка для получения полимерных волокон методом электростатического формования и сама технология описана в [Филатов Ю.Н. Электроформование волокнистых материалов (ЭФВ-процесс). М.: Нефть и Газ, 1997.].

Измерение физико-механических свойств нетканых полимерных нановолокнистых материалов (изделий) выполняют на разрывной машине РМ-3-1 по методике, изложенной в ТУ 25.061065-72 или РМ-30-1 по ТУ 25.061066-76.

Разрывная длина рассчитывалась как:

L=(F⋅l0/g⋅m0)⋅10-3 м, где

L - разрывная длина пробы; F - разрушающее усилие, Н; m0 - масса разорванной элементарной пробы, г; l0 - начальная длина образца, м.

Разрывная длина и относительное удлинение рассчитывались по методике МИ-ЛА-4-01 для волокнистых фильтрующих материалов ФП.

где ТБАИ - тетрабутиламмоний йодид; ПГБ - полигидроксибутират; ХФМ/МК - смесь хлороформа и муравьиной кислоты; η-TiO2, TiO2 (анатаз) - модификации наноразмерного диоксида титана; nSi - нанокристаллический кремний, nSiC - наноразмерный карбид кремния.

Определение стойкости нетканого нановолокнистого материала к УФ-излучению проводили с использованием камеры искусственной погоды Feutron 1001 (Германия) по методике : оОблучение осуществляли ртутной лампой высокого давления (мощность 375 Вт, расстояние до образцов - 30 см).

где ТБАИ - тетрабутиламмоний йодид; ПГБ - полигидроксибутират; ХФМ/МК - смесь хлороформа и муравьиной кислоты; η-TiO2, TiO2 (анатаз) -модификации наноразмерного диоксида титана; nSi - нанокристаллический кремний, nSiC - наноразмерный карбид кремния.

Предлагаемый нетканый полимерный нановолокнистый материал позволяет увеличить разрывную длину, характеризующую прочность материала, в 3-5 раз и существенно увеличить стойкость к УФ излучению в опасной для живых организмов спектральной области.

Нетканый полимерный нановолокнистый материал для фильтрации на основе полигидроксибутирата, полученный из формовочного раствора, содержащего в качестве технологической добавки соль тетрабутиламмоний йодид, растворенную в смеси хлороформа и муравьиной кислоты в концентрации 1 г/л, отличающийся тем, что формовочный раствор включает наноразмерный карбид кремния, который является однофазным поликристаллическим и состоящим из синтетического карборунда (SiC) со структурой муассанита политип 6Н со средним размером частиц 34±3 нм в количестве 0,1-1,5 мас. %.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов и касается многофиламентных сложнополиэфирных волокон. Волокно содержит по меньшей мере один полимер, содержащий сложный полиэфир и по меньшей мере один наполнитель, содержащий поверхностно обработанный карбонат кальция, содержащий на по меньшей мере доступной площади поверхности обработанный слой, содержащий гидрофобизирующий агент, выбранный из группы, состоящей из алифатической карбоновой кислоты, имеющей общее количество углеродных атомов от С4 до С28, и/или ее продуктов реакции, монозамещенного янтарного ангидрида, состоящего из янтарного ангидрида, монозамещенного группой, выбранной из линейной, разветвленной, алифатической и циклической группы, имеющей общее количество углеродных атомов от по меньшей мере С2 до С30 в заместителе, и/или ее продуктов реакции, смеси эфиров фосфорной кислоты из одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции и одного или более диэфиров фосфорной кислоты и/или их продуктов реакции, и их смесей.

Изобретение относится к полиэфирной кордной ткани для использования в автомобильных шинах. Способ изготовления полиэфирной кордной ткани с низкой линейной плотностью и высоким модулем включает следующие этапы: кручение, уменьшение расхода расплава для экструзии нити с линейной плотностью 500-1000 ден; использование высокооборотного двигателя и нагревательного ролика со скоростью формования 6000-6500 м/мин для получения необработанной нити; выполнение начального и повторного кручений необработанной нити на прямой крутильной машине; производство кордной ткани из крученой нити на пневматическом бесчелночном ткацком станке Dornier с использованием берда и размещением двух нитей между зубьями берда и добавлением роликового подшипника шпулярника и ремня управления натяжением одного шпинделя шпулярника для повышения однородности; выполнение пропитки кордной ткани с использованием двух ванн, при этом регулируя температуру в интервале 250-260°С, натяжение в интервале 0,3-2,9 даН/каждая нить в основной области, причем скорость хода нити составляет 55-70 м/мин.
Изобретение относится к полилактидным волокнам, которые ввиду способности быстро разлагаться в определенных условиях, потенциально имеют использование в сельскохозяйственной, лесной, морской и нефтегазовой промышленности.

Группа изобретений относится к текстильной промышленности. Волокно выполнено на основе сложного полиэфира, состоящего из ароматических дикарбоновых кислот и алифатических диолов.

Изобретение относится к полимерным материалам, в частности к введению добавок в полимерные материалы. Способ введения добавки в полимерный материал включает выбор жидкой композиции, содержащей добавку, носитель и активное соединение, добавляемое для повышения вязкости расплава полимерного материала.

Изобретение относится к химической технологии полимерных волокон и касается упрочненных волокон полимолочной кислоты. Волокна из полимолочной кислоты получают из термопластической композиции, которая содержит полимолочную кислоту и полимерную упрочняющую добавку.

Изобретение относится к диспергирующимся в воде биологически разрушающимся композициям, которые можно сформовать в пленки и волокна, а именно к фильтрующему элементу курительного изделия, содержащему волокна, изготовленные из композиции, содержащей смесь полилактида (PLA) и растворимого в воде полимера, где смесь дополнительно содержит реакционноспособное вещество, обеспечивающее совместимость, в количестве, достаточном для обеспечения совместимости смеси.

Изобретение относится к нетканым полимерным нановолокнистым материалам на основе полигидроксибутирата, применяющимся для фильтрации различных сред, выращивания живых клеток, создания пористых матриц для контролируемого высвобождения лекарственных препаратов.
Изобретение относится к химии и технологии полимеров и касается способов получения термостойкого нанокомпозитного полиэтилентерефталатного волокна, которое может найти применение в текстильной промышленности, в строительстве, а также в других отраслях промышленности.
Изобретение относится к области технологии формования регенерированного терилена из полиэфирных отходов, в частности к способу получения териленового волокна из полиэфирных отходов.

Изобретение относится к нетканым полимерным нановолокнистым материалам на основе полигидроксибутирата, применяющимся для фильтрации различных сред, выращивания живых клеток, создания пористых матриц для контролируемого высвобождения лекарственных препаратов. Описан нетканый полимерный нановолокнистый материал для фильтрации на основе полигидроксибутирата, полученный из формовочного раствора, содержащего в качестве технологической добавки соль тетрабутиламмоний йодид, растворенную в смеси хлороформа и муравьиной кислоты в концентрации 1 гл, отличающийся тем, что формовочный раствор включает наноразмерный карбид кремния, который является однофазным поликристаллическим и состоящим из синтетического карборунда со структурой муассанита политип 6Н со средним размером частиц 34±3 нм в количестве 0,1-1,5 мас. . Технический результат: повышение прочности и стойкости к УФ-излучению полимерного нетканого композиционного материала. 2 табл.

Наверх