RO130152A2 - Procedeu de obţinere de hidrogeluri hibride pe bază de celuloză bacteriană şi copolimeri acrilici - Google Patents

Procedeu de obţinere de hidrogeluri hibride pe bază de celuloză bacteriană şi copolimeri acrilici Download PDF

Info

Publication number
RO130152A2
RO130152A2 ROA201300681A RO201300681A RO130152A2 RO 130152 A2 RO130152 A2 RO 130152A2 RO A201300681 A ROA201300681 A RO A201300681A RO 201300681 A RO201300681 A RO 201300681A RO 130152 A2 RO130152 A2 RO 130152A2
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
concentration
paste
aqueous solution
acrylic acid
hours
Prior art date
Application number
ROA201300681A
Other languages
English (en)
Other versions
RO130152B1 (ro
Inventor
Andrei Sarbu
Anamaria Zaharia
Stela Iancu
Anicuţa Stoica
Marta Cătălina Stroescu
Tănase Dobre
Anita-Laura Ciripoiu
Original Assignee
Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Chimie Şi Petrochimie - Icechim
Universitatea Politehnica Din Bucureşti
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Chimie Şi Petrochimie - Icechim, Universitatea Politehnica Din Bucureşti filed Critical Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Chimie Şi Petrochimie - Icechim
Priority to ROA201300681A priority Critical patent/RO130152B1/ro
Publication of RO130152A2 publication Critical patent/RO130152A2/ro
Publication of RO130152B1 publication Critical patent/RO130152B1/ro

Links

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a unor hidrogeluri hibride, utilizate în agricultură. Procedeul conform invenţiei constă în copolimerizarea acidului acrilic cu N, Nmetilenbisacrilamidă în structura celulozei bacteriene apoase, eventual se adaugă o soluţie apoasă de uree cu concentraţia de 440...490 g/l sau o soluţie apoasă de fertilizant lichid NPK, din care rezultă hidrogeluri hibride, având caracteristici de eliberare controlată a apei şi a fertilizantului.

Description

PROCEDEU DE OBȚINERE DE HIDROGELURI HIBRIDE PE BAZĂ DE CELULOZĂ BACTERIANÂ ȘI COPOLIMERI ACRILICI
Autori :
Sârbu Andrei, Zaharia Anamaria, Stela Iancu, Stoica Anicuța, Stroescu Marta, Dobre Tănase, Ciripoiu Anita- Laura
Prezenta invenție se referă Ia un procedeu de obținere de hidrogeluri hibride pe bază de celuloză bacteriană și copolimeri acrilici, pe bază de acid acrilic, cu aplicații în agricultură.
Utilizarea hidrogelurilor în agricultură are ca scop stocarea apei în sol o perioadă mai îndelungată în vederea eliberării ulterioare în perioade secetoase și totodată eliberarea controlată de substanțe bioactive de tipul fertilizanților sau substanțelor de tratare. în aceste aplicații este important ca hidrogelul să posede biodegradabilitate și în același timp o retenție de apă cât mai mare. în cazul hidrogelurilor hibride pe bază de celuloză bacteriană, biodegradabilitatea este conferită de concentrația de biopolimer.
Se cunosc mai multe metode de producere a hidrogelurilor hibride pe bază de celuloză bacteriană (BC) și copolimeri acrilici.
1. Unul din procedee folosește celuloza bacteriană uscată prin liofilizare. Din aceasta se prepară o suspensie de 1 % (greutate/volum) în apă distilată, peste care se adaugă acid acrilic (AA), pentru a se obține un raport de 20:80- 40:60 AA:BC. Polimerizarea a fost realizată cu un fascicul de electroni furnizat de un accelerator [1], Procedeul are mai multe dezavantaje: mai întâi este dezavantajoasă utilizarea de BC liofilizată, deoarece se consumă energie pentru uscare, după care BC este din nou umezită prin introducere în apă. Al doilea dezavantaj îl reprezintă faptul că inițierea are loc cu un fascicul de electroni, ceea ce rece<ra existența unui aparat scump și oericulos (acceleratorul de electroni). Al treilea dezavantaj îl reprezintă neutilizarea unui comonomer reticulant ceea ce face dificilă dirijarea gradului de absorbție de apă.
2. Un alt procedeu folosește BC umedă, dar pentru obținerea hidrogelului hibrid, apa din BC este înlocuită cu etanol. Monomerii acrilici (2 hidroxietilacrilat sau 2 hidroxietilmetacrilat) sunt copolimerizați cu trietilelenglicoldimetacrilat și eventual cu N vinilpirolidona în dispersia de BC în etanol prin fotopolimerizare [2j. Procedeul are
^2013-006811 3 -IM- 2813 dezavantajul principal că necesită înlocuirea apei din bioceluloză cu un solvent mai scump, care ulterior se pierde, la prepararea hidrogelului apos. De asemenea se lucrează cu monomeri și fotoinițiatori scumpi.
3. Un alt procedeu folosește BC liofilizată. Aceasta este îmbibată prin ultrasonare cu un monomer acrilic (preferabil 2-hidroxietil metacrilat) și un comonomer reticulant, (preferabil etilenglicol dimetacrilat), după care are loc polimerizarea monomerilor sintetici îmbibați în celuloză. Polimerizarea este realizată de preferință cu inițiatori de descompunere termică, sau cu radiații (microunde, fascicol de electroni sau radiații UV). Hidrogelurile obținute, conțin o cantitate mică de BC (sub 0,1%) și au aplicații în special pentru lentile de contact și biosenzori optici [3], Dezavantajele majore ale acestui procedeu constau în faptul că se lucrează cu BC liofilizată, deci necesită consum de energie pentru uscarea BC și în faptul că se face inițierea termică (cu consum de energie), sau cu radiații (care necesită dispozitive speciale). De asemenea, cantitatea mică de BC din hidrogel nu asigură biodegradabilitatea dorită în aplicații de agricultură.
4. Un alt procedeu folosește ca materie primă BC apoasă, așa cum rezultă ea din sinteză, cu un conținut de apă de 99%, drept comonomeri glicerolmonometacrilat, 2hidroxietilmetacrilat sau 2-etoxietilmetacrilat, drept reticulant etilenglicol dimetacrilat (EDMA), iar inițierea este efectuată cu un inițiator de descompunere UV. Hidrogelurile au destinații medicale. Acest procedeu are dezavantajul principal că utilizează monomeri metacrilici de mic tonaj și scumpi, ceea ce nu se justifică pentru aplicații în agricultură. Un alt dezavantaj îl constituie faptul că inițierea UV necesită un inițiator scump și un dispozitiv specializat de iluminare UV [4],
Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în îmbibarea acidului acrilic (parțial neutralizat cu amoniac) și a reticulantului N, Ν’ metilenbisacrilamidă (MBA) în BC rezultată din sinteză, neliofilizată, cu conținutul de apă diminuat prin mărunțire și filtrare, urmată de polimerizarea la temperatura camerei, inițiată cu un sistem de inițiere redox format din persulfat de potasiu (PK) și metabisulfit de sodiu (MS), fazele tehnologice și parametrii de lucru fiind astfel aleși încât hidrogelul hibrid rezultat să posede caracteristici corespunzătoare aplicării în agricultură pentru menținerea apei în sol și pentru eliberarea controlată de fertilizând.
<ν 2 ο 1 3 - ο Ο 6 8 1 1 S-M-2IM3
Procedeul conform invenției înlătură dezavantajele procedeelor menționate anterior prin aceea că membrana de celuloză bacteriană, așa cum rezultă ea din sinteza cu Acetobacter Xylinum, conținând peste 98 % apă, este mărunțită timp de 10-15 minute cu un blender, pentru a se obține particule de 1-2 mm, amestecul obținut este filtrat pe o pâlnie de filtrare conică cu hârtie de filtru calitativă, timp de 1-2 ore, în vederea reducerii concentrației de apă la 60-70%, după care pasta de BC se introduce într-un recipient și peste ea se adaugă acid acrilic (30 -40 % molar neutralizat prin contactarea prealabilă cu soluție concentrată de amoniac) și o soluție apoasă de N,N’ metilenbisacrilamidă cu concentrația de 1-2 %, astfel încât să se asigure un raport între pasta de BC și acidul acrilic parțial neutralizat de 0,2:1- 2:1 și o concentrație de N,N’ metilenbisacrilamidă de 0,1- 0,5 % molare față de acidul acrilic parțial neutralizat și opțional se poate adăuga o soluție apoasă de uree cu concentrația de 440- 490 g/1 sau o soluție apoasă de fertilizant lichid NPK de aceeași concentrație (440-490 g/1 formată din 120- 390 g/1 uree și 320-100 g/1 fosfat mono- și dipotasic), concentrația de fertilizant (în cazul introducerii acestuia în amestec) fiind de 30-50 % față de pasta de BC și după aceea amestecul obținut este introdus într-o baie de ultrasonare, la temperatura camerei, timp de 1-3 ore, în vederea omogenizării și îmbibării monomerilor și eventual a fertilizanților în structura BC, după care se adaugă o soluție apoasă de metabisulfit de sodiu, cu concentrația de 8- 12 % și o altă soluție apoasă de persulfat de potasiu cu concentrația de 4-6 %, astfel încât pentru inițierea polimerizării, să se asigure o concentrație de MS și respectiv PK de 0,8-1,2 % față de acidul acrilic parțial neutralizat, amestecul de reacție obținut este introdus din nou în baia de ultrasonare, unde se menține 1-3 minute, pentru omogenizare și apoi se toarnă în matrițe de polimerizare pentru a se obține hidrogelul, durata de polimerizare fiind de 0,5-2 ore, la temperatura camerei (20-25 °C), după care hidrogelul este scos din matriță, măcinat și folosit ca atare pentru menținerea apei în sol și eventual pentru eliberarea controlată a fertilizantului încapsulat.
Invenția prezintă următoarele avantaje:
- Se lucrează cu BC așa cum rezultă din sinteză evitându-se liofilizarea sau înlocuirea apei cu alt solvent;
- Monomerul folosit, acidul acrilic, este un monomer de mare tonaj, ieftin și netoxic;
ο 1 3 - Ο Ο 6 8 1 1 3 -Ofl- 2013
Cză
- Reacția de polimerizare se desfășoară la temperatura camerei, nefiind necesare instalații de încălzire sau surse de radiații;
- Hidrogelul obținut se poate folosi atât pentru stocarea apei în sol cu eliberarea ulterioară a acesteia, cât și concomitent pentru stocarea apei în sol și pentru eliberarea controlată de apă si fertilizanți;
- Gradul de gonflare și capacitatea de eliberare controlată a fertilizanților pot fi reglate prin varierea raportului BC: acid acrilic cât și a concentrației de monomer reticulant față de AA;
- Datorită concentrației mari de BC din hidrogel acesta prezintă o bună biodegradabilitate, absolut necesară pentru aplicații în agricultură.
Se dau în continuare exemple de realizare a invenției:
Exemplul 1. într-un pahar Erlenmayer cu dop rodat se prepară o cantitate de acid acrilic, neutralizat 30% molar prin contactarea acidului acrilic cu o cantitate corespunzătoare de soluție apoasă concentrată de amoniac (circa 29%). Apoi, într-o capsulă de porțelan se introduce o cantitate de cca 100 g membrană de celuloză bacteriană, conținând 98,0 % apă, așa cum rezultă ea dintr-o sinteză cu Acetobacter Xylinum și se mărunțește cu un blender timp de 15 minute. Pasta obținută se introduce într-o pâlnie de filtrare conică, echipată cu hârtie de filtru calitativă și se lasă în pâlnie timp de 2 h pentru reducerea conținutului de apă la 60 %. Apoi pasta se scoate de pe filtru și se introduce într-o cutie Petri. Din cutia Petri se scoate o cantitate (cântărită) de circa 20 g de pastă de BC necesară sintezei, care se introduce într-un pahar Berzelius, iar restul de pastă din cutia Petri se menține în frigider pentru folosirea ulterioară. Peste această cantitate de pastă de BC luată în lucru se toarnă o cantitate de acid acrilic neutralizat 30% molar (AA30) astfel încât să se realizeze un raport între pasta de BC și AA30 de 0,2:1. Se introduce apoi o cantitate de soluție apoasă 1% de N,N’ metilenbisacrilamidă (MBA) astfel încât să se realizeze o concentrație de MBA față de AA30 de 0,5% molar. Amestecul obținut este introdus într-o baie de ultrasonare fără încălzire, unde se menține la temperatura camerei timp de 1 h. Apoi se adaugă ojșoluție apoasă de MS cu concentrația de 12%, astfel încât să se realizeze o fi ί
^*2013-00681-
3 -09- 2013
concentrație de MS față de AA30 de 0,8%, după care se introduce o soluție apoasă de PK cu concentrația de 6 %, astfel încât să se realizeze o concentrație de PK față de AA30 de 0,8%. Paharul Berzelius cu amestecul obținut se introduce timp de 1 minut în baia de ultrasonare, pentru omogenizare. Amestecul omogenizat se toarnă rapid în matrița de polimerizare, unde se lasă timp de 0,5 h, la temperatura camerei (20 °C). Hidrogelul obținut se scoate din matriță, se mărunțește cu un blender și poate ii folosit în amestec cu diferite sorturi de sol, pentru menținerea mai îndelungată a umidității în sol. Hidrogelul obținut a avut o retenție de apă de 2414 % și o biodegradabilitate în sol exprimată printr-o pierdere de masă de 6,2 % după 15 zile, conform metodei ghiveciului de compost la temperatura de 25 °C și umiditatea relativă de 65% [5], în care în calitate de compost s-a folosit pământ de flori (turbă) cu umiditatea inițială de 70%.
Exemplul 2. într-un pahar Erlenmayer cu dop rodat se prepară o cantitate de acid acrilic, neutralizat 40 % molar prin contactarea acidului acrilic cu o cantitate corespunzătoare de soluție apoasă concentrată de amoniac (circa 29%). Apoi, intr-o capsulă de porțelan se introduce o cantitate de cca 100 g membrană de celuloză bacteriană, conținând 99, 2% apă, așa cum rezultă ea dintr-o sinteză cu Acetobacter Xylinum si se mărunțește cu un blender timp de 10 minute. Pasta obținută se introduce într-o pâlnie de filtrare conică, echipată cu hârtie de filtru calitativă și se lasă în pâlnie timp de 3 ore pentru reducerea conținutului de apă la 70%. Apoi pasta se scoate de pe filtru și se introduce într-o cutie Petri. Din cutia Petri se scoate o cantitate cântărită de circa 20 g de pastă de BC necesara sintezei, care se introduce intr-un pahar Berzelius, iar restul de pastă din cutia Petri se menține în frigider pentru folosirea ulterioară. Peste cantitatea de pastă de BC luată în lucru se toarnă o cantitate de acid acrilic 40% molar neutralizat (AA40), astfel încât să se realizeze un raport între pasta de BC și AA40 de 2:1. /Apoi se introduce o cantitate de soluție apoasă 2% de N,N’ metilenbisacrilamidă (MBA) astfel încât să se realizeze o concentrație de MBA față de AA40 de 0,3 % molar. Amestecul obținut este introdus într-o baie de ultrasonare fără încălzire, unde se menține la temperatura camerei timp de 2 h. Apoi se adaugă o soluție apoasă de MS cu concentrația de 8%. astfel încât să se realizeze o concentrație
<V2 0 1.3 - 0 0 6 8 1 1 3 -09- 2013 de MS față de AA40 de 1,2 %, după care se introduce o soluție apoasă de PK cu concentrația de 4 %, astfel încât să se realizeze o concentrație de PK față de AA40 de 1,2 %. Paharul Berzelius cu amestecul obținut se introduce timp de 3 minute în baia de ultrasonare, pentru omogenizare. Amestecul omogenizat se toarnă rapid în matrița de polimerizare, unde se lasă timp de 2 ore, la temperatura camerei (25 °C). Hidrogelul obținut se scoate din matriță, se mărunțește cu un blender și poate fi folosit in amestec cu diferite sorturi de sol, pentru menținerea mai îndelungată a umidității în sol. Hidrogelul obținut a avut o retenție de apa de 2057 % o biodegradabilitate în sol exprimată printr-o pierdere de masă de 9,6 % după 15 zile, conform metodei ghiveciului de compost la temperatura de 25 °C și umiditatea relativă de 65% [5], în care în calitate de compost s-a folosit pământ de flori (turbă) cu umiditatea inițială de 70%.
Exemplul 3. într-un pahar Erlenmayer cu dop rodat se prepară o cantitate de acid acrilic, neutralizat 35% molar prin contactarea acidului acrilic cu o cantitate corespunzătoare de soluție apoasă concentrată de amoniac (circa 29%). Apoi, într-o capsulă de porțelan se introduce o cantitate de cca 100 g membrană de celuloză bacteriană, conținând 98,0 % apă, așa cum rezultă ea dintr-o sinteză cu Acetobacter Xylinum și se mărunțește cu un blender timp de 10 minute. Pasta obținută se introduce într-o pâlnie de filtrare conică, echipată cu hârtie de filtru calitativă și se lasă în pâlnie timp de 2 h pentru reducerea conținutului de apă la 60 %. Apoi pasta se scoate de pe filtru și se introduce într-o cutie Petri. Din cutia Petri se scoate o cantitate (cântărită) de circa 20 g de pastă de BC necesară sintezei, care se introduce într-un pahar Berzelius, iar restul de pastă din cutia Petri se menține în frigider pentru folosirea ulterioară. Peste această cantitate de pastă de BC luată în lucru se toarnă o cantitate de acid acrilic neutralizat 35% molar (AA35) astfel încât să se realizeze un raport între pasta de BC și AA35de 1:1. Apoi o cantitate de soluție apoasă 2% de N,N’ metilenbisacrilamidă (MBA) astfel încât să se realizeze o concentrație de MBA față de
AA35 de 0,1% molar. Amestecul obținut este introdus într-o baie de ultrasonare fără încălzire, unde se menține la temperatura camerei timp de 2 h. Apoi se adaugă o soluți^apeasă^de MS cu concentrația de 10%, astfel încât să se realizeze o
-ΛΥ*;s H
V/'·-3 x\/>, ·· '·- iK ·// ·<¢¢-2 0 1 3 - 0 0 6 8 1 1 3-Ol-2013 concentrație de MS față de AA35 de 1.0%, după care se introduce o soluție apoasă de PK cu concentrația de 5 %, astfel încât să se realizeze o concentrație de PK față de AA35 de 1,0%. Paharul Berzelius cu amestecul obținut se introduce timp de 2 minut în baia de ultrasonare, pentru omogenizare. Amestecul omogenizat se toarnă rapid în matrița de polimerizare, unde se lasă timp de 1,5 h, la temperatura camerei (25 °C). Hidrogelul obținut se scoate din matriță, se mărunțește cu un blender și poate fi folosit în amestec cu diferite sorturi de sol, pentru menținerea mai îndelungată a umidității în sol. Hidrogelul obținut a avut o retenție de apă de 13331% și o biodegradabilitate în sol exprimată printr-o pierdere de masă de 8,2 % după 15 zile, conform metodei ghiveciului de compost la temperatura de 25 °C și umiditatea relativă de 65% [5], în care în calitate de compost s-a folosit pământ de flori (turbă) cu umiditatea inițială de 70%.
Exemplul 4. într-un pahar Erlenmayer cu dop rodat se prepară o cantitate de acid acrilic, neutralizat 30 % molar prin contactarea acidului acrilic cu o cantitate corespunzătoare de soluție apoasă concentrata de amoniac (circa 29%). Intr-o capsulă de porțelan se introduce o cantitate de cca 100 g membrană de celuloză bacteriană, conținând 99% apă, așa cum rezultă ea dintr-o sinteză cu Acetobacter Xylinum și se mărunțește cu un blender timp de 10 minute. Pasta obținută se introduce într-o pâlnie de filtrare conică, echipată cu hârtie de filtru calitativă și se lasă în pâlnie timp de 2 ore pentru reducerea conținutului de apă la circa 60%. Apoi pasta se scoate de pe filtru și se introduce într-o cutie Petri. Din cutia Petri se scoate o cantitate cântărită de circa 20 g de pastă de BC necesară sintezei, care se introduce într-un pahar Berzelius, iar restul de pastă din cutia Petri se menține în frigider pentru folosirea ulterioară. Peste cantitatea de pastă de BC luată în lucru se toarnă o cantitate de acid acrilic neutralizat 30% (AA30), astfel încât sa se realizeze un raport între pasta de BC si AA30 de 1,2:1. Apoi se introduce o cantitate de soluție apoasă 2% de N,N’ metilenbisacrilamidă (MBA) astfel încât sa se realizeze o concentrație de MBA față de AA30 de 0,5 % molare. Se adăuga apoi o cantitate de soluție apoasă de uree cu concentrația de 440 g/1, astfel încât sa se realizeze o concentrație de uree față de pasta de BC luată în lucru de 30%. Amestecul obținut este introdus într-o baie de ultrasonare fără încălzire, unde se
0-2 0 1 5 - 0 0 6 8 1 - ¢2
I 3 -β- 200 menține la temperatura camerei timp de 1 oră. Apoi se adaugă o soluție apoasă de MS cu concentrația de 10%, astfel încât să se realizeze o concentrație de MS față de AA30 de 1,0 %, după care se introduce o soluție apoasă de PK cu concentrația de 5 %, astfel încât să se realizeze o concentrație de PK față de AA30 de 1,0 %. Paharul Berzelius cu amestecul obținut se introduce timp de 3 minute în baia de ultrasonare, pentru omogenizare. Amestecul omogenizat se toarnă rapid în matrița de polimerizare, unde se lasă timp de 1,5 ore, la temperatura camerei (25 °C). Hidrogelul obținut se scoate din matriță, se mărunțește cu un blender și poate fi folosit în amestec cu diferite sorturi de sol, pentru menținerea mai îndelungată a umidității în sol și pentru eliberarea controlată a ureei. Hidrogelul obținut a avut o retenție de apă de 1847 % , o eliberare de circa 80% din conținutul de uree în decurs de 10 zile și o biodegradabilitate în sol exprimată printr-o pierdere de masă de 9,0 % după 15 zile, conform metodei ghiveciului de compost la temperatura de 25 °C și umiditatea relativă de 65% [5], în care în calitate de compost s-a folosit pământ de flori (turbă) cu umiditatea inițială de 70%.
Exemplul 5. într-un pahar Erlenmayer cu dop rodat se prepară o cantitate de acid acrilic, neutralizat 35 % molar prin contactarea acidului acrilic cu o cantitate corespunzătoare de soluție apoasă concentrată de amoniac (circa 29%). Intr-o capsulă de porțelan se introduce o cantitate de cca 100 g membrană de celuloză bacteriană, conținând 98% apă, așa cum rezultă ea dintr-o sinteză cu Acetobacter Xylinum și se mărunțește cu un blender timp de 15 minute. Pasta obținută se introduce într-o pâlnie de filtrare conică, echipată cu hârtie de filtru calitativă și se lasă în pâlnie timp de l oră pentru reducerea conținutului de apă la circa 60%. Apoi pasta se scoate de pe filtru și se introduce într-o cutie Petri. Din cutia Petri se scoate o cantitate cântărită de circa 20 g de pastă de BC necesară sintezei, care se introduce într-un pahar Berzelius, iar restul de pastă din cutia Petri se menține în frigider pentru folosirea ulterioară. Peste cantitatea de pastă de BC luată în lucru se toarnă o cantitate de acid acrilic neutralizat 35% (AA35), astfel încât să se realizeze un raport între pasta de BC și AA35 de 0,8:1. Apoi se introduce o cantitate de soluție apoasă 1% de N,N’ metilenbisacrilamidă (MB A) astfel încât să se realizeze o concentrație de MB A față de AA35 de 0,1 %
C\- 2 Ο 1 3 - Ο Ο 6 8 1 - 1 3 -OU- 2013
molare. Se adăugă apoi o cantitate de soluție apoasă de uree cu concentrația de 490 g/1, astfel încât să se realizeze o concentrație de uree față de pasta de BC luată în lucru de 50%. Amestecul obținut este introdus într-o baie de ultrasonare fără încălzire, unde se menține la temperatura camerei timp de 2 ore. Apoi se adăugă o soluție apoasă de MS cu concentrația de 8 %, astfel încât sa se realizeze o concentrație de MS față de AA35 de 1,0 %, după care se introduce o soluție apoasă de PK cu concentrația de 4 %, astfel încât să se realizeze o concentrație de PK față de AA35 de 1,2 %. Paharul Berzelius cu amestecul obținut se introduce timp de 2 minute în baia de ultrasonare, pentru omogenizare. Amestecul omogenizat se toarnă rapid în matrița de polimerizare, unde se lasă timp de 2 ore, la temperatura camerei (20 °C). Hidrogelul obținut se scoate din matriță, se mărunțește cu un blender și poate fi folosit în amestec cu diferite sorturi de sol, pentru menținerea mai îndelungată a umidității în sol și pentru eliberarea controlată a ureei. Hidrogelul obținut a avut o retenție de apă de. 10887 % , o eliberare de circa 80% din conținutul de uree în decurs de 7 zile și o biodegradabilitate în sol exprimată printr-o pierdere de masă de 8,2 % după 15 zile, conform metodei ghiveciului de compost la temperatura de 25 °C și umiditatea relativă de 65% [5], în care în calitate de compost s-a folosit pământ de flori (turbă) cu umiditatea inițiala de 70%.
Exemplul 6. Intr-un pahar Erlenmayer cu dop rodat se prepară o cantitate de acid acrilic, neutralizat 40% molar prin contactarea acidului acrilic cu o cantitate corespunzătoare de soluție apoasă concentrată de amoniac (circa 29%). într-o capsulă de porțelan se introduce o cantitate de cca 100 g membrană de celuloză bacteriană, conținând 99% apă, așa cum rezultă ea dintr-o sinteză cu Acetobacter Xylinum și se mărunțește cu un blender timp de 15 minute. Pasta obținută se introduce într-o pâlnie de filtrare conică, echipată cu hârtie de filtru calitativă și se lașa în pâlnie timp de 1,5 ore pentru reducerea conținutului de apă la circa 65 %. Apoi pasta se scoate de pe filtru și se introduce într-o cutie Petri. Din cutia Petri se scoate o cantitate cântărită de circa 20 g de pasta de BC necesară sintezei, care se introduce într-un pahar Berzelius, iar restul de pastă din cutia Petri se menține în frigider pentru folosirea ulterioară. Peste cantițatea_de pastă de BC luată în lucru se toarnă o cantitate de acid acrilic
c\- 2 Ο 1 3 ~ Ο Ο 6 8 1 1 3-09-2113
neutralizat 40% (ΑΑ40), astfel încât să se realizeze un raport între pasta de BC și AA40 de 1,2:1. Apoi se introduce o cantitate de soluție apoasă 2% de N,N’ metilenbisacrilamidă (MBA) astfel încât să se realizeze o concentrație de MBA față de AA40 de 0,5 % molare. Se adaugă apoi o cantitate de soluție apoasă de fertilizant NPK cu concentrația de 440 g/1 formată din 120 g/1 uree și 320 g/1 fosfat mono- și dipotasic, astfel încât să se realizeze o concentrație de NPK față de pastă de BC luată în lucru de 30%. Amestecul obținut este introdus într-o baie de ultrasonare fără încălzire, unde se menține la temperatura camerei timp de 2 ore. Apoi se adaugă o soluție apoasă de MS cu concentrația de 10%, astfel încât să se realizeze o concentrație de MS față de AA40 de 1,0 %, după care se introduce o soluție apoasă de PK cu concentrația de 5 %, astfel încât să se realizeze o concentrație de PK față de AA40 de 1,0 %. Paharul Berzelius cu amestecul obținut se introduce timp de 3 minute în baia de ultrasonare, pentru omogenizare. Amestecul omogenizat se toarnă rapid în matrița de polimerizare, unde se lasă timp de 1,5 ore, la temperatura camerei (25 °C). Hidrogelul obținut se scoate din matrița, se mărunțește cu un blender și poate fi folosit în amestec cu diferite sorturi de sol, pentru menținerea mai îndelungată a umidității în sol și pentru eliberarea controlată a ureei. Hidrogelul obținut a avut o retenție de apă de 1726 % , o eliberare de circa 80% din conținutul de uree în decurs de 9 zile și o biodegradabilitate în sol exprimată printr-o pierdere de masă de 8,9 % după 15 zile, conform metodei ghiveciului de compost la temperatura de 25 °C și umiditatea relativă de 65% [5], în care în calitate de compost s-a folosit pământ de flori (turbă) cu umiditatea inițială de 70%.
Exemplul 7. într-un pahar Erlenmayer cu dop rodat se prepară o cantitate de acid acrilic, neutralizat 30% molar prin contactarea acidului acrilic cu o cantitate corespunzătoare de soluție apoasă concentrată de amoniac (circa 29%). Intr-o capsulă de porțelan se introduce o cantitate de cca 100 g membrană de celuloză bacteriană, conținând 99% apă, așa cum rezultă ea dintr-o sinteză cu Acetobacter Xylinum și se mărunțește cu un blender timp de 12 minute. Pasta obținută se introduce într-o pâlnie de filtrare conică, echipată cu hârtie de filtru calitativă și se lasă în pâlnie timp de 2 ore
Λ-2 Ο 1 3 - 0 0 6 8 1 -1 3 -09- 2013 se introduce într-o cutie Petri. Din cutia Petri se scoate o cantitate cântărită de circa 20 g de pastă de BC necesară sintezei, care se introduce într-un pahar Berzelius, iar restul de pastă din cutia Petri se menține în frigider pentru folosirea ulterioară. Peste cantitatea de pasta de BC luată în lucru se toarnă o cantitate de acid acrilic neutralizat 30% (AA30), astfel încât să se realizeze un raport între pasta de BC și AA30 de 1:1. Apoi se introduce o cantitate de soluție apoasă 2% de N,N’ metilenbisacrilamidă (MB A) astfel încât să se realizeze o concentrație de MB A față de AA40 de 0,1 % molare. Se adaugă apoi o cantitate de soluție apoasă de fertilizant NPK cu concentrația de 490 g/1 formată din 390 g/1 uree și 100 g/1 fosfat mono- și dipotasic, astfel încât să se realizeze o concentrație de NPK față de pasta de BC luată în lucru de 50%. Amestecul obținut este introdus într-o baie de ultrasonare fără încălzire, unde se menține la temperatura camerei timp de 3 ore. Apoi se adaugă o soluție apoasă de MS cu concentrația de 8 %, astfel încât să se realizeze o concentrație de MS față de AA30 de 1,0 %, după care se introduce o soluție apoasă de PK cu concentrația de 5 %, astfel încât să se realizeze o concentrație de PK față de AA30 de 1,2 %. Paharul Berzelius cu amestecul obținut se introduce timp de 3 minute în baia de ultrasonare, pentru omogenizare. Amestecul omogenizat se toarnă rapid în matrița de polimerizare, unde se lasă timp de 2 ore, la temperatura camerei (25 °C). Hidrogelul obținut se scoate din matrița, se mărunțește cu un blender și poate fi folosit în amestec cu diferite sorturi de sol, pentru menținerea mai îndelungată a umidității în sol și pentru eliberarea controlata a ureei. Hidrogelul obținut a avut o retenție de apă de 10024 % , o eliberare de circa 80% din conținutul de uree în decurs de 7 zile și o biodegradabilitate în sol exprimată printr-o pierdere de masă de 6,2 % după 15 zile, conform metodei ghiveciului de compost la temperatura de 25 °C și umiditatea relativă de 65% [5], în care în calitate de compost s-a folosit pământ de flori (turbă) cu umiditatea inițiala de 70%.
Notă:
Toate procentele din brevet sunt procente masice, cu excepția cazului când se specifică ca sunt procente molare.
Λτ 2 Ο 1 3 - Ο Ο 6 8 1 - -

Claims (2)

REVENDICĂRI
1. Procedeu de obținere de hidrogeluri hibride pe bază de celuloză bacteriană și copolimeri acrilici, caracterizat prin aceea că membrana de celuloză bacteriană, așa cum rezultă ea din sinteza cu Acetobacter Xylinum, conținând peste 98 % apă, este mărunțita timp de 10-15 minute cu un blender, pentru a se obține particule de 1-2 mm, amestecul obținut este filtrat pe o pâlnie de filtrare conică cu hârtie de filtru calitativă, timp de 1-2 ore, în vederea reducerii concentrației de apă la 60-70%, după care pasta de BC se introduce într-un recipient si peste ea se adaugă acid acrilic (30 -40 % molar neutralizat prin contactarea prealabila cu soluție concentrata de amoniac) si o soluție apoasă de N,N’ metilenbisacrilamidă cu concentrația de 1-2 %, astfel încât să se asigure un raport între pasta de BC și acidul acrilic parțial neutralizat de 0,2:1- 2:1 și o concentrație de N,N’ metilenbisacrilamidă de 0.1- 0,5 % molare față de acidul acrilic parțial neutralizat și după aceea amestecul obținut este introdus într-o baie de ultrasonare, la temperatura camerei, timp de 1-3 ore, în vedere omogenizării și îmbibării monomerilor și eventual a fertilizanților în structura BC, după care se adaugă o soluție apoasă de metabisulfit de sodiu, cu concentrația de 8- 12 % și o altă soluție apoasă de persulfat de potasiu cu concentrația de 4-6 %, astfel încât, pentru inițierea polimerizării, să se asigure o concentrație de MS și respectiv PK de 0,8-1,2 % față de acidul acrilic parțial neutralizat, amestecul de reacție obținut este introdus din nou în baia de ultrasonare, unde se menține 1-3 minute, pentru omogenizare și apoi se toarnă în matrițe de polimerizare pentru a se obține hidrogelul, durata de polimerizare fiind de 0,5-2 ore, la temperatura camerei (2025 °C), după care hidrogelul este scos din matrița, măcinat și folosit ca atare pentru menținerea apei în sol.
2. Procedeu de obținere de hidrogeluri hibride pe bază de celuloză bacteriană și copolimeri acrilici, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, înainte de ultrasonarea timp de 1-3 ore, în amestec se adaugă o soluție apoasă de uree cu concentrația de 440- 490 g/1 sau o soluție apoasă de fertilizant lichid NPK de aceiași concentrație (440-490 g/1 formată din 120- 390 g/1 uree și 320-100 g/1 fosfat mono și dipotasic), concentrația de fertilizant fiind de 30-50 % față de pasta de BC, iar hidrogelul măcinat obținut este folosit ca atare pentru menținerea apei în sol și pentru eliberarea controlată a fertilizantului încapsulat.
ROA201300681A 2013-09-13 2013-09-13 Procedeu de obţinere de hidrogeluri hibride pe bază de celuloză bacteriană şi copolimeri acrilici RO130152B1 (ro)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201300681A RO130152B1 (ro) 2013-09-13 2013-09-13 Procedeu de obţinere de hidrogeluri hibride pe bază de celuloză bacteriană şi copolimeri acrilici

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201300681A RO130152B1 (ro) 2013-09-13 2013-09-13 Procedeu de obţinere de hidrogeluri hibride pe bază de celuloză bacteriană şi copolimeri acrilici

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RO130152A2 true RO130152A2 (ro) 2015-04-30
RO130152B1 RO130152B1 (ro) 2019-09-30

Family

ID=52991303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA201300681A RO130152B1 (ro) 2013-09-13 2013-09-13 Procedeu de obţinere de hidrogeluri hibride pe bază de celuloză bacteriană şi copolimeri acrilici

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO130152B1 (ro)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110105590A (zh) * 2019-04-30 2019-08-09 南京林业大学 基于羧甲基纤维素/氯化锂-聚丙烯酰胺水凝胶的柔性应变传感器的制备方法及其应用
CN110170315A (zh) * 2019-04-15 2019-08-27 绍兴文理学院元培学院 一种纤维基气凝胶吸附剂及其在吸附染色废水中的应用

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110170315A (zh) * 2019-04-15 2019-08-27 绍兴文理学院元培学院 一种纤维基气凝胶吸附剂及其在吸附染色废水中的应用
CN110170315B (zh) * 2019-04-15 2021-12-31 绍兴文理学院元培学院 一种纤维基气凝胶吸附剂及其在吸附染色废水中的应用
CN110105590A (zh) * 2019-04-30 2019-08-09 南京林业大学 基于羧甲基纤维素/氯化锂-聚丙烯酰胺水凝胶的柔性应变传感器的制备方法及其应用
CN110105590B (zh) * 2019-04-30 2021-09-24 南京林业大学 基于羧甲基纤维素/氯化锂-聚丙烯酰胺水凝胶的柔性应变传感器的制备方法及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
RO130152B1 (ro) 2019-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Fabrication and characterization of biodegradable KH560 crosslinked chitin hydrogels with high toughness and good biocompatibility
Sharma et al. Three‐dimensional supermacroporous carrageenan‐gelatin cryogel matrix for tissue engineering applications
CN108047465B (zh) 一种甲基丙烯酸酯明胶/壳聚糖互穿网络水凝胶、制备方法及应用
CN102172498B (zh) 一种三维多孔壳聚糖/明胶微球及其制备方法和在肝细胞培养中的应用
Resmi et al. Synthesis and characterization of silver nanoparticle incorporated gelatin‐hydroxypropyl methacrylate hydrogels for wound dressing applications
CN103013014B (zh) 一种具有多重网络的超强水凝胶及其制备方法
RU2010101082A (ru) Композиции фрагментов ткани для лечения недержания
Qiu et al. Biocompatible and biodegradable Bletilla striata polysaccharides hydrogels crosslinked by BDDE for wound healing through the regulating of macrophage polarization
CN101454348A (zh) 用于组织工程学和用作活性物质载体的多糖混合物水凝胶
CN106492279A (zh) 一种丝素蛋白‑透明质酸复合凝胶的快速制备方法
CN104292497B (zh) 一种重组人源胶原蛋白生物海绵的制备方法
CN115887772B (zh) 一种明胶/海藻酸钠水凝胶基3d打印生物墨水及其应用
CN105169454A (zh) 一种海藻酸盐复合水凝胶敷料及其制备方法和用途
CN102250390A (zh) 海藻酸盐水凝胶微载体及其制备方法
CN106729960B (zh) 一种负载山奈酚的壳聚糖基水凝胶复合敷料及其制备方法
RO130152A2 (ro) Procedeu de obţinere de hidrogeluri hibride pe bază de celuloză bacteriană şi copolimeri acrilici
Guan et al. Carboxymethyl cellulose-enhanced recombinant human collagen hydrogel promotes hemostasis and wound healing
CN108018620B (zh) 抗菌性磷酸锆钠银海藻纤维及其制备方法
CN118697933A (zh) 自愈合医用水凝胶的制备方法和用途
CN108165236A (zh) 一种可循环使用可塑形定型的人造雪及其制备方法
CN103283605A (zh) 一种不用琼脂的组培培养基制备方法
CN103435837B (zh) 一种重组人源胶原蛋白生物海绵的制备方法
Zhang et al. A bacteriostatic and hemostatic medical dressing based on PEG modified keratin/carboxymethyl chitosan
CN103804696A (zh) Pva/p(aa-am)复合水凝胶的制备方法
HU180266B (en) Process for enhancing the stability of streptomyces cell agregate