Полимерная композиция

Полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: химическая промышленщрбть для защиты поверхностей от коррозии и биообрастаний в системах водоснабжения и водоотводения. Сущность изобретения: полимерная композиция содержит 35-65 мае.ч. поли-1,1,2,-трихлорбутадиен- 1,3 или поли-1,2,3- трихлорбутадиен-1,3, 35-65 мае.ч. полигексаметилен-гуанидина в форме гидроксида. Смешивают 2%-ный водный раствор полигексаметиленгуанидина с 2%-ным хлороформенным раствором политрихлорбутадиена в присутствии 0,1 н. раствора едкого натра до щелочной реакции по универсальному индикатору. Нижний слой отделяют. Промывают дистиллированной водой. Сушат над хлористым кальцием при комнатной температуре . Раствор отфильтровывают от хлористого кальция, упаривают в два раза. Распыляют из пульверизатора на обезжиренную поверхность . Сушат при 40°С. Характеристика покрытия: покрытие не отслаивается от поверхности в течение 2 мес при выдержке в воде при 25°С, удаление микробных тел за 40 мин контакта 99,9%, сопротивление отслаиванию 19,2 Н/см , разрушающее напряжение при растяжении 16 МПа. 7 табл. г fe

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 08 1 15/02, 79/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Д 6 к в-I j

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4628418/05 (22) 28.12.88 (46) 23.04;92. Бюл. ¹ 15 (71) Московский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт "Мосводоканалниипроект" (72) И. И. Воинцева, П. А. Гембицкий, О. Ю.

Кузнецов, Н. И. Данилина, Е, А. Аскадская, Д. О. Коптевский, Н. А. Папазян, Э. Е. Капланян, Э. С. Восканян и Г. Т. Мартиросян (53) 678.04(088,8) (56) Супрун А. П. и др. Структурирование полимеров. 1,1,2-трихлорбутадиена- l,3.—

Высокомолекулярные соединения, 1980, т.

12,А, №9, с. 2125.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1509372, кл. С 08 1 15/02, 1987. (54) ПОЛ МЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ (57) Ис ользование: химическая промышлен ть для защиты поверхностей от коррозии и биообрастаний в системах водоснабжения и водоотведения. Сущность

Изобретение относится к химической отрасли, в частности к получению полимерных композиций, предназначенных для покрытия различных поверхностей, находящихся в водной среде, с целью защиты их от коррозии и биообрастаний, и может быть использовано в системах водоснабжения и водоотведения.

Известен поли-1,1,2-трихлорбутадиен1,3 (1,1,2-ПТХБ), который представляет собой высокомолекулярный плен кообразующий полимер, обладающий огнестойкостью и хорошей адгезией, который используется в качестве клеевых композиций.

ЫЛ 1728264 А1 изобретения: полимерная композиция содержит 35-65 мас.ч. поли-1,1,2,-трихлорбутадиен- 1,3 или поли-1,2,3трихлорбутадиен-1,3, 35-65 мас.ч. полигексаметилен-гуанидина в форме гидроксида. Смешивают 2%>-ный водный раствор полигексаметиленгуанидина с 2 -ным хлороформенным раствором политрихлорбутадиена в присутствии 0,1 н. раствдра едкого натра до щелочной реакции по универсальному индикатору. Нижний слой отделяют. Промывают дистиллированной водой. Сушат над хлористым кальцием при комнатной температуре. Раствор отфильтровывают от хлористого кальция, упаривают в два раза. Распыляют из пульверизатора на обезжиренную поверхность. Сушат при 40 С. Характеристика покрытия: покрытие не отслаивается от

-- поверхности в течение 2 мес при выдержке в воде при 25 С, удаление микробных тел за

4D иин контакта 99,9, Сепротивпение отслаиванию 19,2 Н/см, разрушающее напряжение при растяжении 16 МПа. 7 табл.

Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является полимерная композиция, включающая 1,1,2-ПТХБ и азотсодержащий сшивающий агент — полиэтиленимин со средней мол. м, 15000, Недостатком этой композиции является отсутствие биоцидных свойств и водостойкости полимерных покрытий: в-водной среде полимерное покрытие отслаивается от поверхности в течение 1 ч, влагопоглощение составляет 25 .

Целью изобретения является обеспечение биоцидных свойств и водостойкости.

1728264

10

20

35 воде 24 ч при температуре 25 С. Затем промокают фильтровальной бумагой и повторно взвешивают. Результаты представлены в табл, 1, 40 Пример 4. Определение устойчивости покрытия из полимерной композиции в воде.

Для определения устойчивости берут образец, приготовленный по примеру 2, По45 мещают образец в воду при температуре

25 С на длительное время и ведут визуальное наблюдение за состоянием покрытия, В течение времени эксперимента (2 мес) отслаивания покрытия не произошло, 0 Пример 5, Определение бактерицидных свойств полимерного покрытия.

Для определения бактерицидных свойств берут образец с полимерным покрытием по примеру 2. Взвешенный обра5 зец помещают в колбу со 100 мл воды, содержащей 12,9 10 кл, Е.. Coll n, (Е. СоИ— кишечная палочка), Через определенные промежутки времени отбираются пробы и выполняют посев через мембранный фильтр N. 6 на среду Эндо. После посева чашки Петри помещали на инкубацию в тер.Пример 1. Получение гидроксида 5

ПГМГ.

18 г гидрохлорида ПГМГ растворяют в

36 мл горячей воды при перемешивании, Полученный раствор по каплям прибавляют в 500 мл 20%-ного водного раствора едкого 5 натра. Собирают всплывающий на поверхность раствора гидроксид ПГМГ, отжимают от раствора щелочи, быстро ополаскивают водой и сушат в вакуумном шкафу. Протекающая реакция может быть представлена уравнением

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция, включающая хлорированный полибутадиен и сшивающий азотсодержащий агент, содержит в качестве хлорированного полибутадиена 1,1,2ПТХБ или поли-1,2,3-трихлорбутадиен-1,3 (1,2,3-ПТХБ) с мол. м, 50000-30000, а в качестве сшивающего агента — полигексаметиленгуанидин (ПГМГ) в форме гидроксида, мас. ч.:

1,1,2-ПТХБ или 1,2,3-ПТХБ 35 — 65

ПГМГ в форме гидроксида 35 — 65

Изомеры ПТХБ: 1,1,2-ПТХБ и 1,2,3ПТХБ, структуры представляют собой волокнистый твердый продукт, растворимый в аооыатических и хлорированных углеводородах и образующий из раствора эластичные, но малопрочные пленки, обладающие адгезией к различным поверхностям. ПГМà — водорастворимый полимерный продукт, выпускаемый в виде гидрохлорида.

Наличие полярной гуанидиновой и непал рной гексаметиленовой группировок в

ПГМГ промотирует адгезию между разнородными компонентами. ПГМГ обладает би.оцидными свойствами.

Предлагаемую композицию готовят путем механического смешения 2 -ного водного раствора ПГMl и 2%-ного хлороформенного раствора ПТХБ в присутствии 0,1 н, раствора (до щелочной реакции по универсальному индикатору). После перемешивания нижний (хлороформенный) слой отделяют, а затем его промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции и сушат над хлористым кальцием (CaCIz) при комнатной гемпературе. Далее раствор отфильтровывают от CaClz, упаривают в 2 раза и распыляют из пульверизатора на обезжиренную поверхность.

Полимерное покрытие представляет собой блестящую пленку темно-коричневого цвета.

f Ока,ки-с -в иаон инр. ((0Н ),1И вЂ” ь-11Н)„+ п Май

"4,сн

Пример 2. Приготовление и нанесение полимерной композиции, Для получения композиции готовят два раствора: раствор 1 — 45 мас, ч, изомера

ПТХБ (4,5 г) растворяют в 225 мл хлороформа; раствор 2 — 55 мас. ч. ПГМГ (5,5 г) растворяют в 275 мл дистиллированной воды, Растворы смешивают при комнатной температуре и добавляют 0,1 н. раствор

Na0H до щелочной реакции (рН 10). Реакционный раствор перемешивают 10 мин, Ход реакции контролируют по появлению темной окраски. После окончания перемешивания раствор отстаивают и в делительной воронке отделяют нижний (хлороформенный) слой. Хлороформенный раствор промывают 2 — 3 раза дистиллированной водой до нейтральной реакции и сушат над CaCI2.

Затем раствор отфильтровывают, упаривают B роторном испарителе в 2 раза по объему и распыляют на обезжиренную подло>кку, После этого сушат в вакуумном сушильном шкафу при температуре 40 С и остаточном давлении 3 мм рт, ст.

Г1 р и м е р 3. Определение влагопоглощения полимерной композиции.

Берут подложку с нанесенным покрытием, полученным по примеру 2. Взвешивают приготовленный образец и выдер>кивают в

1728264

Таблица1

Увеличение веса, 7ь

Состав полимерной композиции, мас.ч

Вес об аз а, г

До контакта с водой

После контакта с воой

ПТХ6-45

ПГМГ-55

0,3

5,0323

5,0324

Таблица 2

Состав полимерной композиции. мас,ч

Вес об азс а, г

Вес покрытия, r

До нанесения покрытия

После нанесения пок ытия

ПТХБ-45

П Гм Г-55

0,2675

4,5559

5,8234

Таблица3

Таблица 4

Принер

Конпоэмция

Состав композиции, Удаление микробным тел эа 40 нин контакта, 8

Сопротивление отслаиванмо

П1ХБ, ноп.м.

Устойиивость покрытия в воде

Влагопоглощеиие, 8

По ГОСТУ По ГОСТУ

411-41, 15140-78 кгс/сн балл

l лэвестнаяе

55

50000 . 0

2 Сравнительная 55

14,8

50000

Полное отсла- 25 иванне эа 1

3 Предлагаемая

15,4

99,9

Не отслаивает- 0,3 ся эа 2 нес

50000

5 н

II

7 -1 °8

°

13,4

19,3

12 ° 0

21,4

15,6

18,3

19,5

99,9

99,9

99,9

99.9

99.9

99.9

Хрупкая

31,1

50000

О ° 3

0,5

l,0

1,5

2,0

3.5 це отслаива- 17 ется эа 1 нес 45

Хрупкая пленка

120000 а

Содеркание аэотсодеркащего скивателя (полиэтиленинина) не нокет быть Уеелнмено свыше 45 нас.u., т.к.,прм этом конпоэицмя не отеерклается.

Таким образом, предлагаемая полимерная.композиция, по сравнению с прототипом, обладает биоцидными свойствами и устойчивостью в водной среде, Формула изобретения

Полимерная композиция, включающая хлорированный полибутадиен и сшивающий азотсодержащий агент, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения биоцидных свойств и водостойкости, композиция содержит в качестве хлорированного полибутадиена поли-1,1,2-трихлорбутадиен-1,3 или поли-1,2,3-трихлорбутадиен-1,3 с мол, м. 50000-300000, а в качестве сшивающего агента — полигексаметиленгуанидин в фор5 ме гидроксида, мас. ч.:

Поли-1,1,2-трихлорбутадиен-1,3 или поли-1,2,3трихлорбутадиен-1,3 с мол.м. 50000-300000 .

10 Полигексаметиленгуанидин в форме гидроксида 35 — 65

1728264

25 свойствами, высоким сопротивлением отслаиванию и небольшим влагопоглощением, т. е. качество полимерной композиции не зависит от использования изомера

ПТХБ. В примерах 4, 8 и 9 табл, 4 приводится сравнение свойств заявляемой полимерной композиции, полученной на основе

1,1,2-ПТХБ с различной мол. м. и одинакового количества ПГМГ, откуда видно, что величина мол. м. в пределах 50000 — 300000 существенно не влияет на свойства заявляемой композиции, Использование ПТХБ с мол. м. ниже

50000, например 12000, приводит к резкому ухудшению механических свойств покрытия.

На основании данных, представленных в табл. 4, можно сделать вырод о том, что наилучшими физико-механическими и бактерицидными свойствами обладают композиции, содержащие 1,1,2-ПТХБ или

1,2,3-ПТХБ со средней мол. м.. 50000—

45 мостат при температуре 37 С в течение 24 ч.

По истечении времени инкубации производится подсчет выросших колоний, Результаты определений представлены в табл. 2 и 3.

Проведено определение физико-механических и бактерицидных свойств заявляемой полимерной композиции при различном соотношении исходных компокентов (изомеров ПТХБ и ПГМГ) и при различной мол. м. ПТХБ.

Результаты испытаний представлены в табл. 4. Анализ результатов испытаний по-. казывает, что использование в предлагаемой композиции ПГМГ в качестве сшивающего агента, придает полимерной композиции биоцидные свойства (пример 6, табл. 4) и устойчивость полимерного покрытия к воде (пример 9, табл, 7), а также улучшает сопротивление отслаиванию и снижает влагопоглощение (примеры 7, 8. 10, табл. 4). Увеличение содержания ПГМГ в заявляемой композиции от 35 до 657; приводит к увеличению сопротивления отслаиванию, определяемому по ГОСТУ 11-41 (пример 7, табл. 4), и к снижению влагопоглощения покрытия (пример 10, табл, 4), Содержание ПГМГ больше 65% мас. ч. приводит к резкому ухудшению механических свойств покрытия (пример 10, табл, 4), содержание ПГМГ ниже 35 мас. ч, ведет к потере бактерицидных свойств (пример 11, табл. 4).

В примерах 4 и 5 табл. 4 приводится сравнение свойств композиции, содержащей одинаковое количество ПГМГ, но приготовленной на основе различных изомрров

ПТХБ, из чего видно, что в обоих случаях композиция обладает бактерицидными

300000, взятом в количестве 35 — 65 мас. ч., и

ПГМГ в форме гидроксида, взятом в количестве 35-65 мас. ч. Аналогичные результаты получены при испытании полимерного покрытия на подложке из бетона и керамзита.

Для определения эффективности защиты металлических поверхностей от коррозии и биообрастаний была выбрана композиция, приготовленная по примеру 2, с использованием 1,1,2-ПТХБ и 1,2,3-ПТХБ, физико-механические и бактерицидные свойства которой представлены в примерах

4 и 5 табл. 4.

Пример 6. Определение эффективности защиты металлической поверхности от коррозии и биообрастаний.

Для проведения данного определения готовится образец по примеру 2. Приготов.ленный образец взвешивают и помещают в

100 мл воды на длительное время, В исходную воду добавляют 50 мл суспензии водорослей рода "Хлорелла" с концентрацией

2,3 10 клеток/л, В течение времени эксперимента ведется визуальное наблюдение эа развитием водорослей в воде, в которую помещены образцы, взятые для испытания. Через определенные промежутки времени образцы вынимают из воды, сушат фильтровальной бумагой и взвешивают, Скорость коррозии (Кп) определяют по следующему соотношению:

ЛП1

K.m= -р —, где urn — изменение веса образца, г;

S — площадь образца, м; т — время контакта образца с водой, ч.

Результаты определения скорости представлены в табл, 5.

Результаты визуального наблюдения за развитием водорослей в присутствии заявляемых покрытий представлены в табл. 6, Результаты проведенных экспериментов показывают, что предлагаемое полимерное покрытие обладает бактерицидными и альгицидными свойствами, что позволяет говорить о его биоцидных свойствах.

Сравнение свойств предлагаемой композиции с известными полимерными композициями и полимерами представлено в табл. 7, Из табл. 7 видно, что предлагаемая полимерная композиция по сравнению с известными полимерами и полимерными композициями обладает свойствами, которые позволяют испольэовать ее в качестве защитного покрытия различных поверхностей, находящихся в водной среде, от коррозии и биообрастаний.

1728264

Таблица5

* B качестве подложки использована Ст. 3.

" Увеличение веса образца произошло за счет набухания покрытия.

Таблица б

Образец

Развитие водорослей а пресном воде, клг л

Вреня контакта, сут

1 (3 5 .(7 !О 1Ь (.1:

1. и

С покрытием по примеру 2 на основе:,6-10 1,2 ° 1C Отсутст- Отсутст- Отсутст- Отсутст

L 1 вует . вует еует кует

2,3 1О

1,1,2-ПТХБ

Отсутст- Отсутст- Отсутст- 2 вует вует вует

Отсутст- Отсутвует ствует

Оо примеру

1,2,3-ATXS без покрытия

То we То ве То пе То пе

8,6-10

3 ° 10

3 16

2,3 ° 10

2,3. 1О

Тоwe То пе Топе Топе Топе 2, Водоросли скоагулированы на продуктах коррозии и продолваот пиэнедеятельность

Водоросли скоагулированы на лродуктак коррозии и продоппает миэнедеятельность.Таблица7

Полимер или Удаление микрополимерная ком- бных тел за 40 пози ия мин контакта, Сопротивление отслаиванию, Н/см

Примечание

Разрушающее напряжение при астяжении, МПа

Устойчиво в водной среде

19,2

99,9

16,0

14,8

Отслаивается в водной среде

2.3

1,0

99.9

Известная (3) 18,4-18,8

31,1

Чч

Составитель Н.Родченкова

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор Л.Гратилло

Заказ 1379 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Предлагаемая

1,1,2-ПТХБ с мол.м,.

300 тыс. 45 мас.ч, ПТМГ 55 мас.ч, Известная (1)

Известная (2)

Исходн ый 1,1,2ПТХБ или 1,2,3ПТХБ

Исходный ПГМГгидрохлорид

Не образует пленки и покрытия

Покрытие гидролизуется в воднойс е е