Способ получения раствора для формования волокон из коллагена

Способ получения раствора для формования волокон из коллагена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ВОЛОКОН ИЗ КОЛЛАГЕНА обработкой последнего 10-12%-ным раствором гидроокиси натрия, содержащим сульфат натрия, при жидкостном , коэффициенте 5-10, нейтрализацией борной кислотой и введением растворителя, отличающийс я тем, что, с целью повышения растворимости коллагена,.снижения вязкости , увеличения концентрации и стабильности раствора, повышения физико-механических свойств волокон , коллаген предварительно обрабатывают углекислом газом при (-60) - (-70)°С в течение 7-10 сут, обработку раствором гидроокиси натрия проводят при 25-28 с, а в качестве растворителя вводят сначала смесь на основе этилового спирта, уксусной кислоты воды в соотношении 0,8-1,2:1,0-1,5:8,0-9,0 соотКЛ ветственно, содержащую 1-10 г/л оксиэтилированного алкилфенола со сте-; с пенью оксиалкилирования 7-10 до рН 3,5-4,5, а затем - соляную кислоту ДО рН 2,5-3,5.

союз советских социдлистичесних

РЕСПУБЛИН (1% (11) p(5D D 01 F 4 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Ао делАм изОБРетений и ОтнРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3324191/23-05 (22) 17.07.81 (46) 07.04 .83. Бюл. Р 13 (72) Л.М. Гришина, Б.М. Пугач, М.П. Васильев, В.В. Котецкий, A,Н . Сеткин, Л.A. Вольф и В.С. Смирнов (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени институт текстильной и легкой промышленности им. С.М. Кирова (53) 677.494(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство

СССР У 171502, кл. С 24 С 1/08, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 162280, кл. С 14 С 1/08, 1964 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА

ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ВОЛОКОН ИЗ КОЛЛАГЕНА обработкой последнего 10-123-ным раствором гидроокиси натрия, содержащим сульфат натрия, при жидкостном,коэффициенте 5-10, нейтрализацией борной кислотой и введением растворителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения ра- створимости коллагена, снижения вяз° кости, увеличения концентрации и стабильности раствора, повышения физико-механических свойств волокон, коллаген предварительно обрабатывают углекислым газом при (-60) — (-70) С в течение 7-10 сут, обработку раствором гидроокиси натрия проводят при 25-28 С, а в качестве растворителя вводят сначала смесь на основе этилового спирта, уксусной кислоты и воды в соотношении 0,8-1, 2: 1,0-1, 5: 8,0- 9,0 соотЖ ветственно, содержащую 1-10 г/л оксиэтилированного алкилфенола со сте-, пенью оксиалкилирования 7-10 до С рН 3,5-4,5, а затем — соляную кислоту до рН 2,5-3,5. а с

1010164

Изобретение относится к получению искусственных волокон, использу» емых в качестве рассасывающихся медицинских материалов и в текстиль— ной промышленности, в частности к получению растворов для формования волокон из коллагена.

Известен способ получения нейтральных (рН 7) высококонцентрированных (7-12%) дисперсий коллагена, который осуществляют путем последовательной обработки коллагенсодержащего сырья смесью гидроокиси калия и сернокислого калия, нейтрализации борной кислотой, промывки и механической гомогенизации, исключая стадию растворения (1) .

Однако данный метод предполагает получение дисперсии, а не раствора, что весьма существенно, так как

Hp. позволяет получить прочные и эластичные волокна вследствие неоднородности дисперсии.

Наиболее близким по технической сущности и получаемому положитель- ному результату к изобретению является способ получения раствора для формованиия волоко!1 из коллаге"" на обработкой последнего 10-12%- ныл раствором гидроскиси натрия, содер->кащим сульфат натрия, при жидкостном коэффициенте 5-10 и температуре

19- 20 С, нейтрализацией борной кис.логой и введением растворителя водного раствора уксусной кислотыt?j.

Недостатками известного .способа являются следующие.

Необходимость осуществлять щелочно-солевую обработку в узком температурном интервале 19-20 С, о так как повышение температуры приводит к усилению деструкции полиме-" ра, а снижение до 18 С вызывает

Q кристаллизацию сернокислого натрия и его выпадение в осадок. Продолжительность растворения коллагена в уксусной кислоте не менее 7 сут.

Вследствие резкого увеличения вязкости (до 400 Па ° с ) концентраци» полученных растворов не превышает

2,5Ъ, что затрудняет применять такие растворы при формовании волокна в солевые осадительные ванны.

Цель изобретения — говышение растворимости коллагена, снижение при (-60) — (-70)ОС в атмосфере углекисло1 о го газа в течение 7-8 сут затем

1 режут на пл асти ны толщи ной 5-10 мм и обрабатывают щелочно-солевой смесью, содержа1цей гиДроокись натрия и натрий сернокислый при 250

28 С в течение 2 cy r. Жидкост ный

Зз коэффициент 5-10. Полученный полу .>Г Щ фабрикат промывают проточной водой и нейтрализуют насыщенным раствором

0 борной кислоты при температуре не выше 5 С, Растворение коллагена

25 вязкости, увеличение концентрации и стабильности раствора, повышение физико-механических свойств волокон.

Цель осуществляется тем, что согласно способу получения раствора для формования волокон из коллагена обработкой последнего 10-12%-ным раствором гидроокиси натрия, содержащем сульфат натрия, при жидкостном коэффициенте 5-10, нейтрализацией борной кислотой и введением растворителя, коллаген предварительно обрабатывают углекислым газом при (-60) — (-70) С в течение 710 сут, обработку раствором гидроокиси натрия проводят при 25- 28 С, а в качестве растворителя вводят сначала смесь на основе этилового спирта, уксусной кислоты и воды в соотношении 0,8-1,2:1,0-1,5:8,0-9,0 соответственно, содержащую 1-10 г/л оксиэтилированного алкилфенола со степенью оксиалкилирования 7-10 до рН 3,5-4,5, а затем — соляную кислоту до рН 2,5-3,5.

Процесс приготовления раствора осуществляют следующим образом.

Обводненные сухожилия крупного рогатого скота подвергают замораживанию осуществляют в два приема: сначала в течение 1 ч — в многокомпонентном растворителе (до рН 3,5-4,5), включающем воду, укусуную кислоту и зтиловый спирт с добавлением поверхностно-активного вещества ОП-10 или

ОП-7, а затем — в соляной кислоте до рН 2,5-3,5 в течение 5 мин. ПолученныЕ таким образом растворы стабильны в течение 7 мес (при температуре 20 С), а волокна, сформовано ные из них, имеют достаточно высокие физико-механические показатели, Примеры, иллюстрирующие способ, представлены в виде таблицы.

1010164

1 1 С» х о к

О3 ь (n

CI

СЧ

Ф Ъ

Ф о и

«3(Ф

1 ЛФЦ

И и 34 Ф ь (Г\ с»Ъ

44

ОЪ (l

OI

1»Ъ

ГЧ (Ч

%»Ъ ь ч

Г Ъ

Ф

О

Ф

Ф

С3 о

v х

1 CI Ф н и оа о

2 !» х

Ф н о

СФ

% 4

СЧ Ф

ГЧ

СО

Ч»

° 4 о

Ю

3»

41

СЧ

° У

CO 1 33 ххоох нно

42hX3

«

ФГЪ

4 Ф

CO О

% 4

%-4 м

М

\3

ФГЪ

% °

° У о

СЧ

4 (Ч ь

СЧ

ОЪ

Ю

%-% (О ь

%.4 О о ч (»Ъ

CO н

l(3

% Ъ

ГЧ

%(Ъ

»О

° t с Ъ

»О

СО

ГЧ ь

%1 с Ъ о

% Ъ

%1 х

И ГЧ

Ф

С» 33 XO хо аой

IO Х ЦС 4!

О (О

Г

%n ь ь

Ф х

О

О о

С 3 ь

CI (О

Ю (O

Ю

»О

»Ъ м

ОЪ ! о

l0

Ф

Ф Ф

Ж К

1 и х

Ф х

d d

Х Cl 44 оа х н

Ю

%O

CI

С4

4 (%I

Г \

Ф

3 е кол х

Ц О Ц g

2 ok, Ф

Ф

Фо

X Ч3

I I 43

0 ц,а

С! Ф I

ОНок аg о

Ю

Ю (4

CI

%-1

Ю

4 (»Ъ

О (. 3

Ю

Ю

Г 3

С!

«%

0,О ци

O 3C

I

33 а

Ю

% 4

° CI

Ю r4

1 (О

О ™1

ОО

% 4

СЧ

»О

Ю «4

1 о

О 1 й

О О

4 (D C1

Х 0 х н

Ф X

3 Ф

0 х

Х 0 н с

or

oo о х

4 (%3

" C3

° ФЮ о !

1»

СО О о сI о о

И ео

Ю

Ю I

«й

СО

О 3!

ОО

ln

CI (О!

CO

СЧ

О

% Ъ

Й О

С3 ГЧ

X о

Ю

Ю

С1

Ю

Ф

X !

0

Ф

О3 %.4

34

ФОФФ

CI (3 O K f j

333ХХНйХФ

Ф

Ф

Я о

О а

8 х о ц н . (33 О, Ц 0 ХХ с3 5 u z х ((3ою

C(CI С3 4.

Е»30Н-

НХЦОЮ4

ХОХФ а нр <ю

oucI g-

СФХ-ЦЮ

3»CIO-И

О-НХСОО

»Ъ

Ol

Ю сО

ГЧ ь

CI

an

% 4

CI

О\

FL

Ф н а

2 а

5

Ф к

СЧ (Ъ ь (Ч (Ч

СГ» %43 С"Ъ (O сО (О сО

Ю О »Г» о

Ч Ч» Ч» 1

1 1 1

l ((3 %3% Ю

° -Ф

1010164 юч

ФЧ

С> сЪ

О

»44

3

11 Ф

I Ф 4 о с о

° «

C»I юч с

CC ч» с0 М

«ч

W с

63 ч юч ю»4

М юч о

° Ъ

40 о

*o

5 сс ф Q

ФО

g Ф

Ф g »

444 Х

CO с

II

О

D с

ЪО

CO с

4Ч

cV

«

М о

«ч

Il7

° 4»

М ч («4 с

Ю ч ь а

»С»

C»l

»4Ъ

»О

F4 о о

Щ 4 ю:Ъ о в

vox оих

И О»

С) Ц

Ъ4 ю

IE

)в

Cl

Ф ж

1р 4

4 0

3 Д Ф

Ф

4» и ж и

Фю

Ф х д Ц

pl

OE; u

I юс4

° ч 4 Ъ

D I 1 с 41

° ч

«ч с ° 4»

D Ф о

CO

О Ф» о ч

CO

«ч о о с ю-Ю о с

« «1 о

DCO

«ЧЬ WD

«eV

М .Ь О еО е8

5 е

K II

3 - Ъ4 фюб 0 (1

Ig ) «4 «. I

4Ъ 0

_#_ o

f (O и х „ ((„,9

1 а е

7, 1010164

Составитель И. Девнина

Редактор М. Дылын Техред А. Бабинец Корректор Ю. Макаренко

Заказ 2416/15 Тираж 459 Подписное

BHHHIlH Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5 т

Фили, л ППП "П,.тент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В примере 1 показано растворение сухожилий крупного рогатого скота по прототипу. Продолжительность растворения в уксусной кислоте 6-7 сут.

Необходимое количество фильтраций достигает 15. Полученный раствор 5 имеет низкую концентрацию (не более 2,5%) и высокую вязкость (4000 Па c), что затрудняет формование волокна в сульфат-натриевые осадительные ванны. 10

При растворении сухожилий согласно предложенному способу получают висококонцентрированные (10-18%) низковязкие (до 2000 Па с), способные к фильерному волокнообразованию 5 растворы, которые могут быть сфор-, мованы в водные растворы натрия сернокислого.

В примерах 2-6 показано влияние температуры щелочного гидролиэа на свойства прядильных растворов и волокон из них. Диапазон температур (25-28ОC) обеспечивает получение наиболее концентрированных и ниэковязких прядильных pdcTBQpoB способных перерабатываться в прочные коллагенсодержащие волокна (до

50 rc/текс). Проводить щелочно-солевую обработку при температуре ниже 25 С не имеет смысла, так как при этом получают низкоконцентриро- Зр ванные, высоковязкие растворы, не способные к фильерному волокнообразованию. При увеличении температуры щелочно-солевой обработки до

30 С и более коллаген денатурируется и раствор теряет свои вяэкотекучие свойства.

В примерах 7-11 показано влияние температуры предварительного замораживания сырья на cBQAGTBcl прядиль 40 ных растворов и волокон иэ них. Результаты эксперимента свидетельствуют о том, что предварительное замораживание сырья необходимо осуществлять при температурах от (-60) (-70) C. Дальнейшее понижение температуры нецелесообразно из-эа сложностей в создании и поддержании таких температур. При температурах же выше (-60) С не удается получить концентрированный раствор низкой вязкости, что исключает возможность формования волокна в сульфат-натриевую осадительную ванну.

Продолжительность замораживания сухожилий может быть ограничена

10 сут (примеры 13-15). Дальнейшее увеличение продолжительности замораживания не приводит к улучшению каких-либо свойств растворов и волокон и поэтому не имеет смысла.

Длительность замораживания не должна быть менее 7 сут, так как при этом получают волокна с низкими физикомеханическими показателями (пример.

12).

Таким образом, использование изобретения обеспечивает следующее: в 150 раэ сокращается продолжительность растворения по сравнению с прототипом; в 10 — 15 раз снижаются трудовые затраты на фильтрацию прядильных растворов; в 7-8 раэ увеличивается концентрация прядильных растворов, что ведет к уменьшению рабочих емкостей, оборудования, сокращению производственных площадей и, как следствие,. к снижению себестоимости волокна.

Полученные растворы могут быть использованы для формования в солевую осадительную ванну со скоростью

60-80 м/мин на стандартном оборудовании производства химических волокон. Прн этом исключается выделение в атмосферу вредных веществ, обеспечивается взрыво- и пожаробеэопасность технологического процесса в отличие от способа формования в ацетон.