RU2689626C1 - Нановолокнистый полимерный материал с высокими прочностными показателями и стойкостью к уф-излучению - Google Patents
Нановолокнистый полимерный материал с высокими прочностными показателями и стойкостью к уф-излучению Download PDFInfo
- Publication number
- RU2689626C1 RU2689626C1 RU2018140335A RU2018140335A RU2689626C1 RU 2689626 C1 RU2689626 C1 RU 2689626C1 RU 2018140335 A RU2018140335 A RU 2018140335A RU 2018140335 A RU2018140335 A RU 2018140335A RU 2689626 C1 RU2689626 C1 RU 2689626C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polyhydroxybutyrate
- radiation
- resistance
- molding solution
- high strength
- Prior art date
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
- D01F6/62—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters
Abstract
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.
Description
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.
Claims (1)
- 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. %.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018140335A RU2689626C1 (ru) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Нановолокнистый полимерный материал с высокими прочностными показателями и стойкостью к уф-излучению |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018140335A RU2689626C1 (ru) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Нановолокнистый полимерный материал с высокими прочностными показателями и стойкостью к уф-излучению |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2689626C1 true RU2689626C1 (ru) | 2019-05-28 |
Family
ID=67037209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018140335A RU2689626C1 (ru) | 2018-11-15 | 2018-11-15 | Нановолокнистый полимерный материал с высокими прочностными показателями и стойкостью к уф-излучению |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2689626C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2543377C2 (ru) * | 2012-12-27 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственные университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) | Нановолокнистый полимерный материал |
| US9517433B2 (en) * | 2011-06-07 | 2016-12-13 | Dpoint Technologies Inc. | Selective water vapour transport membranes comprising a nanofibrous layer and methods for making the same |
| US9968892B2 (en) * | 2011-01-04 | 2018-05-15 | National Science Foundation | Functionalization of nanofibrous microfiltration membranes for water purification |
-
2018
- 2018-11-15 RU RU2018140335A patent/RU2689626C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9968892B2 (en) * | 2011-01-04 | 2018-05-15 | National Science Foundation | Functionalization of nanofibrous microfiltration membranes for water purification |
| US9517433B2 (en) * | 2011-06-07 | 2016-12-13 | Dpoint Technologies Inc. | Selective water vapour transport membranes comprising a nanofibrous layer and methods for making the same |
| RU2543377C2 (ru) * | 2012-12-27 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственные университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова" (МИТХТ им. М.В. Ломоносова) | Нановолокнистый полимерный материал |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Heydary et al. | A novel nano-fiber of Iranian gum tragacanth-polyvinyl alcohol/nanoclay composite for wound healing applications | |
| Liao et al. | Electrospun bioactive poly (ɛ-caprolactone)–cellulose acetate–dextran antibacterial composite mats for wound dressing applications | |
| KR100968231B1 (ko) | 골조직유도 재생용 차폐막 및 이의 제조방법 | |
| Ni et al. | Electrospun preparation and biological properties in vitro of polyvinyl alcohol/sodium alginate/nano-hydroxyapatite composite fiber membrane | |
| Gupta et al. | Retracted Article: Polycaprolactone composites with TiO 2 for potential nanobiomaterials: tunable properties using different phases | |
| US8512741B2 (en) | Electrospun calcium phosphate nanofibers | |
| Roozbahani et al. | Effects of chitosan alkali pretreatment on the preparation of electrospun PCL/chitosan blend nanofibrous scaffolds for tissue engineering application | |
| KR101313898B1 (ko) | 히알루론산―도파민 컨쥬게이트로 표면이 개질된 하이드록시아파타이트 나노입자를 포함하는 실크피브로인 나노섬유 및 이를 이용한 지지체 | |
| Lee et al. | Electrospun nanofibrils embedded hydrogel composites for cell cultivation in a biomimetic environment | |
| Mohammadalipour et al. | Optimization and characterization of polyhydroxybutyrate/lignin electro-spun scaffolds for tissue engineering applications | |
| Jiang et al. | Implantation of multiscale silk fibers on poly (lactic acid) fibrous membrane for biomedical applications | |
| RU2689626C1 (ru) | Нановолокнистый полимерный материал с высокими прочностными показателями и стойкостью к уф-излучению | |
| Zhang et al. | Preparation of polyamide 6/CeO2 composite nanofibers through electrospinning for biomedical applications | |
| JP6090160B2 (ja) | 刺激応答性材料およびそれを用いた医療材料 | |
| Karbowniczek et al. | Strategies of nanoparticles integration in polymer fibers to achieve antibacterial effect and enhance cell proliferation with collagen production in tissue engineering scaffolds | |
| Chellamani et al. | Antibacterial properties of allopathic drug loaded polycaprolactone nanomembrane | |
| TONG et al. | Negative voltage electrospinning and positive voltage electrospinning of tissue engineering scaffolds: a comparative study and charge retention on scaffolds | |
| RU2543377C2 (ru) | Нановолокнистый полимерный материал | |
| Snigdha et al. | Nylon 6, 12/Cloisite 30B electrospun nanocomposites for dental applications | |
| Augustine et al. | Air-jet spun tissue engineering scaffolds incorporated with diamond nanosheets with improved mechanical strength and biocompatibility | |
| Sosiati et al. | The influence of ALOEVERA concentration on morphology and tensile properties of electrospun ALOEVERA-PVA NANOFIBER | |
| Ufere et al. | Contact angle, conductivity and mechanical properties of polycaprolactone/hydroxyapatite/polypyrrole scaffolds using freeze-drying technique | |
| Tursucular et al. | Preperation and antibacterial investigation of polycaprolactone/chitosan nano/micro fibers by using different solvent systems | |
| KR20130038598A (ko) | 골조직 유도 재생용 차폐막 및 이의 제조방법 | |
| Kamaruzaman et al. | Fabrication, characterization and degradation of electrospun poly (ε-caprolactone) infused with selenium nanoparticles |