Рейтинг пользователей: / 2
ХудшийЛучший 

УДК 676.224

Шевченко В.М., Підгорний А.В.,Гуц Н.А.

Фунгіцидно - біоцидний матеріал на основі базальтових волокон

Національний технічний університет України «КПІ», м. Київ

У статті описано метод одержання тонкого міцного фунгіцидно-біоцидного папероподібного матеріалу з використанням неорганічних волокон, який можна використовувати в електротехнічній, харчовій, фармацевтичній та інших галузях промисловості.

Ключові слова: фунгіцидно - біоцидний матеріал, базальтове волокно, сорбінова кислота.

This paper describes a method for producing a strong thin paper-like fungicide-biocide material based on inorganic fibres, which can be used in elecrical engineering, food industry, pharmaceutical industry and other industries.

Keywords: fungicide-biocide material, basalt fibres, sorbic acid.

Одержання спеціального пакувального паперу, що може використовуватись на протязі довгого часу для захисту харчових продуктів, медичних препаратів та косметичних виробів від впливу плісньових грибів та мікроорганізмів є актуальною проблемою протягом багатьох років.

Існує чимало методів консервування вище зазначеного типу продуктів, але висока вартість, складність одержання та невисока ефективність дії значно звужують можливості їх застосування.

Практично всі матеріали, до складу яких входять натуральні рослинні волокна не можуть чинити опір утворенню та розповсюдженню плісняви. Ідеальним було б використання в цьому напрямку неорганічних волокон, що мають високу стійкість до впливу грибів та мікроорганізмів (деякі з них навіть пригнічують розповсюдження плісняви). Це волокна з кварцу, кераміки, кремнезему, базальту тощо.

Можна одержати достатньо міцний картоноподібний матеріал з будь-якого волокна неорганічної природи (до того ще й термостійкий), але його навряд чи можна застосовувати для пакування продуктів заданого напрямку внаслідок незручності. Одержання тонкого міцного матеріалу з неорганічного волокна, що може знайти застосування як пакувальний у довготерміновому періоді часу та не впливав би на продукцію є досить складною задачею.

У роботі досліджено можливість застосування тонкого папероподібного матеріалу на основі базальтового волокна (БАЗ) у композиціях з целюлозним волокном та її ефіром (карбоксіметилцелюлозою). Як фунгіцидно-активна речовина застосовувалась майже нетоксична сорбінова кислота. Існують два основних способи введення її у композиційний склад: поверхневе просочення основи матеріалу водяним або спиртовим розчином кислоти (розчинність сорбінової кислоти у спирті значно вища за її розчинність у воді) або поверхневе покриття основи з водяної дисперсії.

Відомо, що при розробці технології виробництва фунгіцидного матеріалу даного напрямку необхідно враховувати вплив таких факторів як спосіб введення фунгіцидно-активної речовини, що пригнічує зростання грибів та мікроорганізмів, фракційний склад цієї речовини тощо.

Встановлено, що при випаровуванні розчинника (спирту) відбувається укрупнення кристалів кислоти, що приводить до її відриву з поверхні (обсипання). Крім того при роботі зі спиртовими розчинами устаткування повинно бути у вогненебезпечному виконанні.

Був застосований метод нанесення сорбінової кислоти з водяної суспензії зі зв’язуючим (метилцелюлозою). Встановлено, що велика кількість зв’язуючого (більше 10% від ваги сорбінової кислоти) зменшує зону пригнічення грибів та мікроорганізмів (зменшується фунгіцидна активність матеріалу). Тому використовували суспензії, що складали 5-7% метилцелюлози. У зв’язку з тим, що сорбінова кислота має у своєму складі грубо дисперсні частинки розміром до 300 мкм, для підвищення седиментаційної стабільності її додатково  подрібнювали у шаровому млині до одержання середнього розміру частинок 15-20 мкм, що забезпечує якісне покриття та високу фунгіцидну властивість матеріалу.

За розробленою методикою одержували композиції матеріалу, який обробляли 5% розчином бактерицидного препарату і висушували при 20-60ºС, а також досліджували бактерицидну активність по відношенню до хвороботворних мікроорганізмів: стафілоккоку золотистому (Staph. aureus) та кишковій паличці (E. Coli). В якості  бактерицидних реагентів використовували похідні нітрофуранового ряду (фуралгін, гекацид), що пригнічують ріст хвороботворних бактерій. Бактерицидні властивості визначались нанесенням суспензії на поверхню матеріалу та висівом на м’ясопептоновому розчині. Результати досліджень наведені нижче (табл. 1).

Таблиця 1

Антибактеріальні властивості матеріалів                                                 

Композиція

Діаметр зони пригнічення росту мікроорганізмів, мм

Staph. aureus

E. Coli

50% СФІ + 50% Баз. + фуралгін

12

15

50% СФІ + 50% Баз. + Собінова кислота + фуралгін

28

42

50% КМЦ + 50% Баз. + гекацид

24

0,8

50% КМЦ + 50% Баз. + сорбінова кислота + гекацид

52

34

Дані дослідження надають можливість запропонувати матеріал та композиційний склад, який ефективно пригнічує ріст мікроорганізмів.

Найбільш ефективні антибактеріальні властивості виявлено у біоцидному матеріалі на основі базальтового волокна, до складу якого введено гекацид та сорбінову кислоту. Поясненням такого значного фунгіцидного ефекту може бути фракційний склад сорбінової кислоти, що зумовлює якісне покриття нею полісахаридних волокон у композиціях з базальтом.

 Література:

  1. Алексеев О.Л., Шевченко В.М. «Фильтровальный бумагоподобный материал на основе базальтового волокна». Труды I Международного НПК «Защита окружающей среды, здоровье, безопасность в сварочном пр-ве» Одесса,сентябрь, 2002, с.320-326.
  2. Алексєєв О.Л., Шевченко В.М. «Біологічно активний матеріал на основі базальтових волокон».-Ж. «Наносистеми. Наноматеріали. Нанотехнології», 2007, т.5, №2, с.419-426
 
КОНФЕРЕНЦИЯ:
  • "Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития.'2011"
  • Дата: Октябрь 2011 года
  • Проведение: www.sworld.com.ua
  • Рабочие языки: Украинский, Русский, Английский.
  • Председатель: Доктор технических наук, проф.Шибаев А.Г.
  • Тех.менеджмент: к.т.н. Куприенко С.В., Федорова А.Д.

ОПУБЛИКОВАНО В:
  • Сборник научных трудов SWorld по материалам международной научно-практической конференции.