PL220522B1

PL220522B1 - Sposób wytwarzania zmodyfikowanych włókien poliakrylonitrylowych

Info

Publication number: PL220522B1
Application number: PL405763A
Authority: PL
Inventors: Helena Teterycz; Marta Fiedot; Olga Rac; Patrycja Suchorska-Woźniak; Dominika Oleś; Grzegorz Małozięć; Iwona Karbownik; Marcin Rubacha; Tomasz Rybicki; Andrzej Kurzak; Krystyna Krawczyk; Barbara Stawińska
Original assignee: Politechnika Łódzka; Politechnika Wroclawska
Priority date: 2013-10-24
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2015-11-30
Also published as: PL405763A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania zmodyfikowanych włókien poliakrylonitrylowych przeznaczonych do stosowania jako włókna o właściwościach antybakteryjnych.

Sposób nadawania włóknom chemicznym właściwości antybakteryjnych, znany z polskiego opisu patentowego nr PLl74680 polega na tym, że włókna poddaje się spęcznieniu rozpuszczalnikiem organicznym, korzystnie benzenem lub toluenem, w temperaturze 20-50°C w czasie od kilku do kilkudziesięciu minut, a po usunięciu nadmiaru rozpuszczalnika i następnie odparowaniu rozpuszczalnika z włókien, włókna napawa się kąpielą modyfikującą zawierającą biocyd szeregu furanowego stosowany w ilości 0,5-1,5% wagowych, kwaśny katalizator, korzystnie w postaci roztworu wodnego kwasu octowego, aktywator reakcji napawania w postaci związku aromatycznego, korzystnie difenylu i/lub dyspergator, korzystnie w postaci mieszaniny soli skondensowanych wielordzeniowych sulfokwasów aminoaromatycznych. Włókna chemiczne nie zawierające w cząsteczce grup funkcyjnych poddaje się przed procesem spęcznienia hydrolizie, utlenieniu łub szczepieniu odpowiednimi monomerami.

Sposób nadawania włóknom chemicznym właściwości antybakteryjnych, znany z polskiego opisu patentowego nr PL 179483 polega na tym, że do makrocząsteczek włókien, przed napawaniem ich roztworem antybiotyku lub antybiotyków, wprowadza się grupy kwasowe karboksylowe na drodze szczepienia, hydrolizy lub utlenienia, po czym włókna napawa się wodnym roztworem antybiotyku lub mieszaniny antybiotyków o charakterze zasadowym, o stężeniu od kilku do kilkudziesięciu procent, w temperaturze pokojowej lub podwyższonej, w czasie od kilku do kilkudziesięciu minut, po czym włókna płucze się suszy i ewentualnie sterylizuje.

Sposób nanoszenia pokrycia antybakteryjnego na wyrób włókienniczy, znany z polskiego zgłoszenia patentowego nr P395710 polega na tym, że wodny roztwór jonów cynku i heksametylenotetraaminy miesza się, przez co najmniej 0,5 godziny, po czym w odsączonym roztworze zanurza się wyrób włókienniczy i podgrzewa do temperatury od 30°C do 98°C w czasie od 15 minut do 24 godzin, przy czym do odsączonego roztworu ewentualnie dodaje się chlorek amonu w ilości do 3,5% wag., i/lub octan anionu w ilości do 7% wag., i/lub azotan amonu w ilości do 7% wag., i/lub azotan sodu w ilości do 4,5% wag., i/lub azotan potasu w ilości do 5% wag., i/lub cytrynian sodu w ilości do 10% wag., i/lub cytrynian potasu w ilości do 8% wag., i/lub cytrynian amonu w ilości do 10% wag., i/lub kwas askorbinowy w ilości do 12% wag., i/lub kwas kumarowy w ilości do 5% wag., i/lub glikol polietylenowy w ilości do 5% wag., i/lub polietylenoaminę w ilości do 5% wag., i/lub alkohol poliwinylowy w ilości do 5% wag., i/lub poliwinylopirolidon w ilości do 5% wag., i/lub polialliloaminę w ilości do 5% wag. będące surfaktantami niejonowymi.

Sposób nadawania przewodnictwa elektrycznego poliakrylonitrylowym włóknom i włóknom z kopolimerów poliakrylonitrylowych według polskiego opisu patentowego nr PL 115631 polega na tym, że włókna w postaci taśmy włókien elementarnych, po koagulacji i wypłukaniu z nich rozpuszczalnika, w postaci żelowej, aktywuje się katalitycznie, poddając działaniu związków srebra, które w następnej kąpieli poddaje się redukcji, następnie poddaje się chemicznej metalizacji przy zastosowaniu kompleksowego związku miedzi i wykańcza w znany sposób.

Istota sposobu wytwarzania zmodyfikowanych włókien poliakrylonitrylowych, według wynalazku, polega na tym, że do roztworu prekursora jonów srebra w postaci azotanu srebra w ilości od 0,01 do 3% wagowych w dwumetyloformamidzie DMF w temperaturze otoczenia dodaje się poliakrylonitryl PAN w ilości od 18 do 25% wagowych oraz stabilizator jonów srebra w ilości molowej równej ilości molowej jonów srebra, po czym roztwór ogrzewa się do temperatury 40-43°C i rozpuszcza PAN, otrzymany roztwór przędzalniczy miesza się i wkrapla się do niego porcjami roztwór rzeczywisty reduktora jonów srebra rozpuszczonego w DMF w czasie od 1 do 60 min, następnie po zakończeniu wkraplania, roztwór nadal miesza się przez około 3 godziny w temperaturze od 40 do 43°C, po czym roztwór ciągle mieszany, schładza się do temperatury pokojowej w czasie 2-3 godzin, po czym z roztworu rzeczywistego reduktora jonów srebra z dodatkiem stabilizatora tworzy się włókno poliakrylonitrylowe z nanocząstkami srebra uwięzionymi w objętości masy przędzalniczej, które następnie płucze się i suszy.

Korzystnie, stabilizatorem jonów srebra jest poliwinylopirolidon (PVP), alkohol poliwinylowy (PVA) lub polialliloamina (PAA).

Korzystnie, roztworem rzeczywistym reduktora jest roztwór kwasu organicznego, wybrany w grupy: roztwór kwasu askorbinowego, roztwór kwasu szczawiowego lub roztwór kwasu cytrynowego.

Zaletą sposobu według wynalazku, jest bezpośrednie utworzenie i pozostawienie nanocząstek srebra w miejscu, w którym jest on wprowadzony przez roztwór, z którego się wytrąca. W roztworze

PL 220 522 B1 azotanu srebra w DMF powstają jony srebra. Po rozpuszczeniu PAN w roztworze rzeczywistym reduktora jonów srebra i dodatku stabilizatora tworzy się włókno poliakrylonitrylowe z wytrąconymi in situ nanocząstkami srebra w objętości masy przędzalniczej na etapie jej uzyskiwania. Nanocząstki srebra zostają zaokludowane w strukturze włókna. Duża ich część znajduje się także na powierzchni otrzymanego włókna. Tak domieszkowane włókna charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami antybakteryjnymi.

Przedmiot wynalazku objaśniony jest w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d 1

Sposób wytwarzania zmodyfikowanych włókien poliakrylonitrylowych polega na tym, że do roztworu azotanu srebra oraz stabilizatora, którym jest poliwinylopirolidon PVP w dwumetyloformamidzie

DMF, dodaje się poliakrylonitryl PAN w temperaturze otoczenia (20-23°C), przy czym ilość PAN w roztworze wynosi 18% wagowych, ilość prekursora jonów srebra wynosi 0,01% wagowych, a ilość stabilizatora jonów srebra w ilości molowej jest równa ilości molowej jonów srebra. Podnosi się temperaturę do 43°C i rozpuszcza się PAN, a następnie do otrzymanego roztworu przędzalniczego, ciągle mieszając, dodaje się porcjami przez 1 min, roztwór rzeczywisty reduktora jonów srebra w postaci kwasu askorbinowego rozpuszczonego w dwumetyloformamidzie DMF. Po zakończeniu wkraplania kwasu, całość miesza się przez 2 godziny i schładza mieszany roztwór do temperatury 24°C. Po ostudzeniu otrzymane włókno poliakrylonitrylowe płucze się i suszy.

P r z y k ł a d 2

Sposób wytwarzania zmodyfikowanych włókien poliakrylonitrylowych przebiega jak w przykładzie pierwszym, z tą różnicą, że ilość PAN w roztworze wynosi 25% wagowych, ilość prekursora jonów srebra wynosi 3% wagowych, PAN rozpuszcza się podnosząc temperaturę do 40°C. Ponadto do otrzymanego roztworu przędzalniczego, ciągle mieszając, dodaje się przez 60 min, porcjami roztwór rzeczywisty reduktora jonów srebra w postaci kwasu askorbinowego rozpuszczonego w DMF. Po zakończeniu wkraplania kwasu, całość miesza się jeszcze przez 3 godziny schładzając mieszany roztwór do temperatury 24°C.

P r z y k ł a d 3

Sposób wytwarzania zmodyfikowanych włókien poliakrylonitrylowych przebiega jak w przykładzie pierwszym, z tą różnicą, że do roztworu prekursora jonów srebra w postaci azotanu srebra oraz stabilizatora, którym jest PVP w dwumetyloformamidzie DMF w temperaturze otoczenia (20-23°C), dodaje się poliakrylonitryl PAN, przy czym ilość PAN w roztworze wynosił 20% wagowych, ilość prekursora jonów srebra wynosił 0,5% wagowych. Ponadto do otrzymanego roztworu przędzalniczego, ciągle mieszając, dodaje się porcjami przez 30 min, roztwór rzeczywisty reduktora jonów srebra w postaci kwasu askorbinowego rozpuszczonego w DMF. Po zakończeniu wkraplania kwasu, całość mieszano jeszcze przez 2,5 godziny schładzając mieszany roztwór do temperatury 24°C.

P r z y k ł a d 4

Sposób wytwarzania zmodyfikowanych włókien poliakrylonitrylowych przebiega jak w przykładzie pierwszym, z tą różnicą, że do roztworu prekursora jonów srebra w postaci azotanu srebra oraz stabilizatora, którym jest PVP w dwumetyloformamidzie DMF w temperaturze otoczenia (20-23°C), dodaje się poliakrylonitryl PAN, przy czym ilość PAN w roztworze wynosił 20% wagowych, ilość prekursora jonów srebra wynosił 0,5% wagowych. Ponadto do otrzymanego roztworu przędzalniczego, ciągle mieszając, dodaje się porcjami przez 30 min, roztwór rzeczywisty reduktora jonów srebra w postaci kwasu szczawiowego rozpuszczonego w DMF. Po zakończeniu wkraplania kwasu, całość mieszano jeszcze przez 2,5 godziny schładzając mieszany roztwór do temperatury 24°C.

P r z y k ł a d 5

Sposób wytwarzania zmodyfikowanych włókien poliakrylonitrylowych przebiega jak w przykładzie pierwszym, z tą różnicą, że do roztworu prekursora jonów srebra w postaci azotanu srebra oraz stabilizatora, którym jest PVP w dwumetyloformamidzie DMF w temperaturze otoczenia (20-23°C), dodaje się poliakrylonitryl PAN, przy czym ilość PAN w roztworze wynosił 20% wagowych, ilość prekursora jonów srebra wynosił 0,5% wagowych. Ponadto do otrzymanego roztworu przędzalniczego, ciągłe mieszając, dodaje się porcjami przez 30 min, roztwór rzeczywisty reduktora jonów srebra w postaci kwasu cytrynowego rozpuszczonego w DMF. Po zakończeniu wkraplania kwasu, całość mieszano jeszcze przez 2,5 godziny schładzając mieszany roztwór do temperatury 24°C.

P r z y k ł a d 6

Sposób wytwarzania zmodyfikowanych włókien poliakrylonitrylowych przebiega jak w przykładzie piątym z tą różnicą, że stabilizatorem jest alkohol poliwinylowy w dwumetyloformamidzie DMF.

PL 220 522 B1

P r z y k ł a d 7

Sposób wytwarzania zmodyfikowanych włókien poliakrylonitrylowych przebiega jak w przykładzie piątym z tą różnicą, że stabilizatorem jest polialliloamina w dwumetyloformamidzie DMF.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania zmodyfikowanych włókien poliakrylonitrylowych, znamienny tym, że do roztworu prekursora jonów srebra w postaci azotanu srebra w ilości od 0,01 do 3% wagowych w dwumetyloformamidzie DMF w temperaturze otoczenia dodaje się poliakrylonitryl PAN w ilości od 18 do 25% wagowych oraz stabilizator jonów srebra w ilości molowej równej ilości molowej jonów srebra, po czym roztwór ogrzewa się do temperatury 40-43°C i rozpuszcza PAN, otrzymany roztwór przędzalniczy miesza się i wkrapla się do niego porcjami roztwór rzeczywisty reduktora jonów srebra rozpuszczonego w DMF w czasie od 1 do 60 min, następnie po zakończeniu wkraplania, roztwór nadal miesza się przez około 3 godziny w temperaturze od 40 do 43°C, po czym roztwór ciągle mieszany, schładza się do temperatury pokojowej w czasie 2 - 3 godzin, po czym z roztworu rzeczywistego reduktora jonów srebra z dodatkiem stabilizatora tworzy się włókno poliakrylonitrylowe z nanocząstkami srebra uwięzionymi w objętości masy przędzalniczej, które następnie płucze się i suszy.
2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że stabilizatorem jonów srebra jest poliwinylopirolidon (PVP), alkohol poliwinylowy (PVA) lub polialliloamina (PAA).
3. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że roztworem rzeczywistym reduktora jest roztwór kwasu organicznego wybrany z grupy: kwas askorbinowy, kwas szczawiowy, kwas cytrynowy.