Ингибирование прилипания микроорганизмов неионными поверхностно-активными веществами

Ингибирование прилипания микроорганизмов неионными поверхностно-активными веществами

Реферат

Настоящее изобретение относится к применению неионных поверхностно-активных веществ (ПАВ) для уменьшения прилипания микроорганизмов к поверхностям, а также к составам, препаратам и материалам, которые содержат подобные вещества или покрыты подобными веществами.

Потребность в средствах для предотвращения прилипания микроорганизмов существует в самых разных сферах.

Например, что касается бытовой сферы, то в самых разных местах, в частности на кухнях или во влажных помещениях, например, таких как ванная комната, могут находиться плесневые грибки. Плесневые грибки могут стать причиной возникновения серьезных проблем, поскольку выделяемые ими в воздух помещений споры нередко вызывают аллергическую реакцию. Борьба с подобными грибками, предусматривающая использование биоцидных действующих веществ, связана с повышенной опасностью возникновения у грибков резистентности, поэтому после определенного периода применения того или иного биоцидного средства вынуждены искать новые антимикробные действующие вещества, которые оказывали бы воздействие на микроорганизмы, которые приобрели устойчивость к прежнему биоцидному средству. Кроме того, биоциды не всегда безвредны с точки зрения экологического воздействия и токсичности.

Кроме того, для изготовления предметов одежды все чаще используют чувствительные текстильные материалы, например шелк или микроволокнистые материалы, которые можно стирать лишь при температурах, не превышающих 30 или 40°С. Однако некоторые виды грибков, оказывающих патогенное воздействие на человека, например, такие как Candida albicans, не гибнут в подобных условиях стирки. Не умерщвленные патогенные грибки, прилипшие к предметам одежды, способны вызывать грибковую реинфекцию, в особенности после первичной грибковой инфекции.

Кроме того, люди, пользующиеся зубными протезами, нередко заболевают оральным кандидамикозом (молочницей). Прилипающие к поверхности зубного протеза клетки грибков при контакте со слизистой оболочкой полости рта могут переселяться на участки слизистой, поврежденные вследствие часто повторяющегося прижатия к ним зубного протеза.

Для предотвращения реинфекции, обусловленной прилипшими к одежде или поверхности полимеров микроорганизмами, до сих пор использовали антимикробные вещества, подавляющие рост (биостатики) или вызывающие гибель (биоциды) микроорганизмов. Недостатком при этом является попадание биоцидов и биостатиков, используемых, например, в моющих и чистящих средствах, в сточные воды, а следовательно, нарушение функционирования стадии микробиологического осветления на станциях очистки сточных вод. Кроме того, вследствие оказываемого на микроорганизмы давления отбора значительно возрастает их резистентность к антимикробным веществам, в связи с чем по истечении определенного периода применения того или иного антимикробного средства приходится подбирать новое антимикробное средство взамен прежнего, к которому микроорганизмы успели приобрести устойчивость.

Кроме того, уменьшение прилипания, достигаемое благодаря ограничению контакта человеческого тела с клетками микроорганизмов, например ограничению контакта дыхательных путей со спорами плесневых грибков, также может способствовать уменьшению потенциальной возможности возникновения аллергии.

Учитывая вышеизложенное, в основу настоящего изобретения была положена задача целенаправленного удаления микроорганизмов с поверхностей без ущерба этим поверхностям или сточным водам, наносимого биоцидными и/или биостатическими действующими веществами.

Указанная задача решается благодаря применению неионных ПАВ для уменьшения прилипания микроорганизмов к поверхностям.

Известно, что полиэтиленгликолевые группы способны предотвращать прилипание к определенным поверхностям при условии, что подобные группы ковалентно зафиксированы на соответствующей поверхности. Однако описанные методы фиксирования полиэтиленгликолевых групп на поверхностях являются весьма дорогостоящими и вместе с тем пока ограничены не представляющими коммерческого интереса поверхностями и/или трудно осуществимы на практике. Так, например, Du и другие в Biochimica et Biophysica Acta 1326, 236-248 (1997), описывают нанесение слоев липидного покрытия на поверхность стекла и последующее введение в липидные слои модифицированных полиэтиленгликолем жиров, что осуществляется с целью предотвращения адсорбции определенных белков и клеток крови. Полиэтиленгликолевые группы наносили на поверхности субстратов также посредством самоорганизующихся отдельных липидных слоев. Например, описано нанесение покрытий из н-алкантиолов со структурными единицами олигоэтиленгликоля на поверхности серебра и золота, осуществляемое с целью предотвращения адсорбции белка (Harder и другие (1998). J. Phys. Chem. В 102, 426-436; Prime и другие (1993). J. Am. Chem. Soc. 115, 10714-10721). Cunliffe и другие (1999; Appl Environ Microbiol. 65(11):4995-5002) описывают нанесение содержащего аминогруппы покрытия на поверхность силиката с функциональными группами и последующее присоединение к этим функциональным группам содержащих полиэтиленгликоль групп, что осуществлялось с целью предотвращения адсорбции бактерий и белков. Однако указанные методы являются чрезвычайно дорогостоящими и лишь условно пригодны для практической реализации. Кроме того, реализация описанных методов ограничена поверхностями, которые представляют незначительный интерес с коммерческой точки зрения. Так, например, описанные методы прежде всего не позволяют предотвратить прилипание микроорганизмов к поверхности ни одного из указанных выше, представляющих интерес с коммерческой точки зрения материалов, таких как полимер и текстиль.

Неожиданно было обнаружено, что прилипание микроорганизмов к поверхностям может быть уменьшено простым методом при помощи неионных ПАВ без необходимости их фиксирования на поверхности ковалентными связями. Этого можно достичь, например, путем введения неионных ПАВ в чистящее или отделочное средство, которым обрабатывают соответствующую поверхность. Однако согласно особенно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения неионные ПАВ вводят в материал и/или включают в состав материала, поверхность которого подлежит защите от прилипания микроорганизмов.

Таким образом, объектом настоящего изобретения является способ уменьшения прилипания микроорганизмов к поверхностям, отличающийся тем, что неионные ПАВ вводят в материалы и/или наносят на материалы, причем нанесение и/или введение предпочтительно осуществляют нековалентно.

Под микроорганизмами прежде всего следует подразумевать бактерии, грибки, а также вирусы и водоросли. Речь при этом идет также о бактериальных эндоспорах и экзоспорах, а также о спорах, которые служат структурами размножения грибков.

Под уменьшением прилипания подразумевается существенное сокращение количества прилипающих к поверхностям клеток микроорганизмов. При этом прилипание уменьшается предпочтительно более чем на 20 или 40%, особенно предпочтительно более чем на 60 или 80%, прежде всего более чем на 90 или 95% по сравнению с неподвергнутым обработке сравнительным образцом. В идеальном случае прилипание микроорганизмов к поверхностям предотвращают полностью или почти полностью.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения неионные ПАВ используют в таких конечных концентрациях, в которых они не обладают биоцидным или биостатическим действием. Особое преимущество данного варианта состоит в незначительной опасности формирования у микроорганизмов резистентности к используемым веществам, поскольку не наблюдается ни умерщвления микроорганизмов, ни подавления их роста. Концентрации используемых веществ, при которых еще не наблюдается подавление роста микроорганизмов, а также минимальные ингибирующие концентрации специалисты могут определить с помощью простых известных методов. Экспериментальным путем было установлено, что предлагаемые в изобретении предпочтительные неионные ПАВ не обладают фунгицидным действием даже при использовании в относительно высоких концентрациях.

Вместе с тем согласно известному на сегодняшний день уровню знаний большинство неионных ПАВ не вызывают опасений и в токсикологическом отношении.

Другое преимущество настоящего изобретения заключается в том, что некоторые неионные ПАВ обладают эффективностью при использовании уже в незначительных конечных концентрациях по сравнению с общеупотребительными биоцидами и биостатиками, благодаря чему применению подлежат лишь ограниченные количества ПАВ.

Другим объектом настоящего изобретения являются составы, препараты и материалы, которые содержат неионные ПАВ и/или покрыты, соответственно отделаны этими неионными ПАВ, причем речь предпочтительно идет об алкоксилированных, прежде всего об этоксилированных и/или пропоксилированных ПАВ, причем степень этоксилирования предпочтительно составляет от 5 до 15 и причем неионные ПАВ могут быть также фторированными.

При этом под составами, препаратами и материалами подразумеваются прежде всего фильтрующие средства, клеевые материалы, строительные материалы, вспомогательные строительные материалы, текстиль, меха, бумага, шкурки, кожи, моющие средства, чистящие средства, средства для полоскания белья, средства для ручной стирки, средства для ручного мытья посуды, средства для машинного мытья посуды, косметические и фармацевтические препараты, а также средства для отделки или обработки поверхностей, строительных материалов, фильтрующих средств, вспомогательных строительных материалов, керамики, полимеров, металлов, текстиля, мехов, бумаги, шкурок, кож или упаковок, прежде всего упаковок, контактирующих с пищевыми продуктами.

В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления изобретения уменьшают прилипание микроорганизмов к фильтрующим средствам, клеям, строительным материалам и/или вспомогательным строительным материалам.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения уменьшают прилипание микроорганизмов к поверхностям, которые часто вступают в контакт с человеческим телом. Под подобными поверхностями прежде всего подразумеваются относящиеся к неорганическому миру, технические (соответственно изготовленные техническими методами) поверхности. Таким образом, в соответствии с этим особым вариантом осуществления изобретения речь не идет о тканях людей или животных.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения уменьшают прилипание микроорганизмов к поверхностям таких материалов, как текстиль, керамика, металлы и/или полимеры. Речь при этом прежде всего идет о белье, санитарном оборудовании, покрытиям пола, обуви, кожам, изготовленным из резины предметам обихода, протезам или зубным протезам.

При использовании в указанных выше сферах неионные ПАВ предпочтительно наносят на материал или вводят в материал, соответственно включают в его состав без фиксирования ПАВ к его поверхности ковалентными связями.

Уменьшение прилипания микроорганизмов к поверхностям текстильных или полимерных материалов снижает риск реинфекции пораженных участков тела. Уменьшение прилипания микроорганизмов к керамике, полимерам или металлам, прежде всего к протезам или зубным протезам, снижает риск инфекции, соответственно реинфекции без причинения ущерба коже, слизистым оболочкам или сточным водам, которые причиняют вещества, обладающие биоцидным или биостатическим, соответственно виростатическим действием. Кроме того, применение неионных ПАВ, например, в полосканиях или чистящих средствах позволяет избавиться от прилипания микроорганизмов к катетерам, а также к другим медицинским устройствам и/или протезам, выполненным из полимеров или металлов.

Применение неионных ПАВ в составе продукции, предназначенной для ухода за полостью рта, зубами и/или зубными протезами, позволяет эффективно, просто и без причинения обрабатываемой поверхности вреда очищать зубные протезы, прежде всего вставные челюсти, от прилипших к ним микроорганизмов посредством обладающих сильным биоцидным действием, возможно даже условно токсичных веществ.

Неионные поверхностно-активные вещества

В качестве неионных ПАВ предпочтительно используют алкоксилированные, преимущественно этоксилированные или пропоксилированные, прежде всего первичные спирты предпочтительно с 8-22 атомами углерода, прежде всего 8-18 атомами углерода, содержащие в среднем от 1 до 20, предпочтительно от 1 до 12, особенно предпочтительно от 5 до 15 молей алкиленоксида, предпочтительно этиленоксида (ЭО) в расчете на моль спирта, спиртовой остаток в которых может быть неразветвленным или предпочтительно может быть разветвлен в положении 2 метилом, соответственно может представлять собой смесь неразветвленных и разветвленных метилом остатков, подобную характерной для кетоспиртов смеси остатков. Однако предпочтительными прежде всего являются этоксилаты с неразветвленными остатками спиртов природного происхождения с 12-18 атомами углерода, например спирта кокосового масла, спирта пальмового масла, спирта животного жира или олеилового спирта, и в среднем 2-8 или 5-15 молями ЭО на моль спирта. К предпочтительным этоксилированным спиртам относятся, например, спирты с 12-14 атомами углерода и 3 или 4 молями ЭО, спирт с 9-11 атомами углерода и 7 молями ЭО, спирты с 13-15 атомами углерода и 3, 5, 7 или 8 молями ЭО, спирты с 12-18 атомами углерода и 3, 5 или 7 молями ЭО, а также их смеси, такие как смеси спирта с 12-14 атомами углерода и 3 молями ЭО и спирта с 12-18 атомами углерода и 5 молями ЭО. Указанные степени этоксилирования являются средними статистическими показателями, которые в случае особых продуктов могут иметь целочисленное или дробное значение. Предпочтительные этоксилированные спирты обладают узким распределением гомологов. В дополнение к указанным неионным ПАВ могут использоваться также алифатические спирты с числом молей ЭО более 12. Примером подобных спиртов является спирт животного жира с 14, 25, 30 или 40 молями ЭО.

Кроме того, в качестве неионных ПАВ могут использоваться также вещества, которые обычно бывают известны специалистам как неионные эмульгаторы. Подобные неионные ПАВ в качестве гидрофильной группы содержат, например, полиольную группу, группу простого полиэфира, полиаминную группу, полиамидную группу или сочетание указанных групп. Подобными соединениями являются, например, алкилмоногликозиды и алкилолигогликозиды с 8-22 атомами углерода в алкиле и их этоксилированные аналоги, продукты присоединения 2-30 молей этиленоксида и/или 0-10 молей, прежде всего 0-5 молей пропиленоксида к неразветвленным алифатическим спиртам с 8-22 атомами углерода, жирным кислотам с 12-22 атомами углерода и алкилфенолам с 8-15 атомами углерода в алкильной группе, сложные моноэфиры и диэфиры жирных кислот с 12-22 атомами углерода и продуктов присоединения 1-30 молей этиленоксида к глицерину, а также продукты присоединения 5-60 молей этиленоксида к касторовому маслу и отвержденному касторовому маслу.

Могут использоваться также слабовспенивающиеся неионные ПАВ, которые содержат чередующиеся структурные единицы этиленоксида и алкиленоксида (АО). Предпочтительными среди подобных веществ являются ПАВ с блоками типа ЭО-АО-ЭО-АО, причем друг с другом соединены от одной до десяти групп ЭО, соответственно АО, прежде чем следует блок, состоящий из других соответствующих групп. Примером подобных соединений являются ПАВ общей формулы

в которой R¹ означает неразветвленный или разветвленный, насыщенный или однократно, соответственно многократно ненасыщенный алкильный или алкенильный остаток с 6-24 атомами углерода; каждый из остатков R², соответственно R³, независимо друг от друга выбран из группы, включающей -СН₃, -CH₂CH₃, -СН₂СН₂-СН₃, СН(СН₃)₂, a w, x, y, z независимо друг от друга означают целое число от 1 до 6. Подобные соединения могут быть получены известными методами из соответствующих спиртов R¹-OH и этиленоксида, соответственно алкиленоксида. Остаток R¹ в приведенной выше формуле можно варьировать в зависимости от происхождения спирта. Если для синтеза используют спирты природного происхождения, то остаток R¹ содержит целое число атомов углерода и, как правило, является неразветвленным, причем предпочтительными являются неразветвленные остатки спиртов природного происхождения с 12-18 атомами углерода, например спирта кокосового масла, спирта пальмового масла, спирта животного жира или олеилового спирта. Спиртами синтетического происхождения являются, например, спирты Гербе или спирты с остатками, замещенными в положении 2 метилом, соответственно смешанными неразветвленными и разветвленными метилом остатками, подобными остаткам, обычно содержащимся в кетоспиртах. Независимо от типа спирта, используемого для получения неионных ПАВ, которые содержатся в предлагаемых в изобретении средствах, предпочтительными являются предлагаемые в изобретении средства, у которых R¹ в приведенной выше формуле означает алкильный остаток с 6-24, предпочтительно 8-20, особенно предпочтительно 9-15 и прежде всего 9-11 атомами углерода. В качестве алкиленоксидной структурной единицы, которая в неионных ПАВ может чередоваться с этиленоксидной структурной единицей, наряду с пропиле-ноксидом пригоден прежде всего бутиленоксид. Однако пригодными являются и другие алкиленоксиды, у которых остатками R², соответственно R³, выбранными независимо друг от друга из указанной выше группы, являются -CH₂CH₂-CH₃, соответственно CH(CH₃)₂.

Кроме того, в качестве неионных ПАВ пригодны неионные блок-сополимеры, приведенные, например, в описании международной заявки WO 00/12660, полное содержание которого используется в настоящей заявке в качестве ссылки. Речь при этом идет о блок-сополимерах типа АВ-, AA'B-, ABB'-, АВА'- или ВАВ'-, причем А и А' означают гидрофильные блоки, а В и В' гидрофобные блоки. Под блоками А и А' независимо друг от друга подразумеваются, например, полиалкиленоксид, прежде всего полипропиленоксид или полиэтиленоксид, поливинилпиридин, поливиниловый спирт, полиметилвиниловый эфир, поливинилпирролидон или полисахарид. Под блоками В и В' независимо друг от друга подразумеваются, например, при необходимости замещенные алкильные остатки, которые могут быть получены, например, путем полимеризации мономеров, выбранных из группы, включающей 1,3-бутадиен, изопрен, любые изомеры диметилбутадиена, 1,3-пентадиен, 2,4-гексадиен, α-метилстирол, изобутилен, этилен, пропилен, стирол и их смеси. Молекулярная масса блоков А, А', В и В' независимо друг от друга предпочтительно составляет от 500 до 50000 г/моль. Согласно изобретению предпочтительно по меньшей мере один из блоков А и А' образован алкиленоксидом.

К предпочтительным неионным ПАВ другого класса, которые могут использоваться как в качестве единственного неионного ПАВ, так и в сочетании с другими неионными ПАВ, относятся алкоксилированные, предпочтительно этоксилилированные или этоксилированные и пропоксилированные сложные алкиловые эфиры жирных кислот предпочтительно с 1-4 атомами углерода в алкильном остатке, прежде всего метиловые эфиры жирных кислот.

Кроме того, в качестве неионных ПАВ возможно использование также алкилполигликозидов общей формулы RO(G)_x, в которой R означает первичный неразветвленный или разветвленный метилом, прежде всего находящимся в положении 2, алифатический остаток с 8-22, предпочтительно 12-18 атомами углерода, a G означает глюкозную структурную единицу с 5 или 6 атомами углерода, предпочтительно глюкозу. Степени олигомеризации x, которая служит указанием о распределении моногликозидов и олигогликозидов, соответствует любое число в интервале от 1 до 10, причем x предпочтительно составляет от 1,2 до 1,4.

Пригодными могут быть также неионные ПАВ типа аминоксидов например, N-кокосалкил-N,N-диметиламиноксид, N-тальгалкил-N,N-дигидроксиэтиламиноксид (в данном случае и в нижеприведенных соединениях ”тальг” означает животный жир) и алканоламиды жирных кислот.

Другими пригодными ПАВ являются амиды жирных полигидроксикислот формулы

в которой RCO означает алифатический ацильный остаток с 6-22 атомами углерода, R¹ означает водород, алкильный или гидроксиалкильный остаток с 1-4 атомами углерода и [Z] означает неразветвленный или разветвленный полигидроксиалкильный остаток с 3-10 атомами углерода и 3-10 гидроксильными группами. Под амидами жирных полигидроксикислот подразумеваются известные вещества, которые обычно можно получить путем восстановительного аминирования восстанавливающегося сахара аммиаком, алкиламином или алканоламином и последующего ацилирования продуктов аминирования жирной кислотой, сложным алкиловым эфиром жирной кислоты или хлорангидридом жирной кислоты.

К группе амидов жирных полигидроксикислот относятся также соединения формулы

в которой R означает неразветвленный или разветвленный, алкильный или алкенильный остаток с 7-12 атомами углерода, R¹ означает неразветвленный, разветвленный или циклический алкильный остаток или арильный остаток с 2-8 атомами углерода и R² означает неразветвленный, разветвленный или циклический алкильный остаток, арильный остаток или оксиалкильный остаток с 1-8 атомами углерода, причем предпочтительным является алкильный остаток с 1-4 атомами углерода или фенильный остаток, и [Z] означает неразветвленный полигидроксиалкильный остаток, алкильные цепи которого замещены по меньшей мере двумя гидроксильными группами, или означает алкоксилированные, предпочтительно этоксилированные или пропоксилированные производные этого остатка.

[Z] предпочтительно получают путем восстановительного аминирования восстанавливающегося сахара, например глюкозы, фруктозы, мальтозы, лактозы, галактозы, маннозы или ксилозы. N-Алкоксизамещенные или N-арилоксизамещенные соединения могут быть затем переведены в целевые амиды жирных полигидроксикислот путем взаимодействия со сложными метиловыми эфирами жирных кислот, осуществляемого в присутствии алкоксида, используемого в качестве катализатора.

Другими используемыми неионными ПАВ являются полиоксиалкилированные поверхностно-активные вещества с концевыми группами, которые обладают формулой

в которой R¹ и R² означают неразветвленные или разветвленные, насыщенные или ненасыщенные, алифатические или ароматические углеводородные остатки с 1-30 атомами углерода, R³ означает водород или метильный, этильный, н-пропильный, изопропильный, н-бутильный, 2-бутильный или 2-метил-2-бутильный остаток, x означает число от 1 до 30, k и j соответственно означают число от 1 до 12, предпочтительно от 1 до 5. Если x 2, то соответствующие остатки R³ в приведенной выше формуле могут быть разными. R¹ и R² предпочтительно являются неразветвленными или разветвленными, насыщенными или ненасыщенными, алифатическими или ароматическими углеводородными остатками с 6-22 атомами углерода, причем особенно предпочтительными являются остатки с 8-18 атомами углерода. Остатком R³ особенно предпочтительно является водород, -СН₃ или -СН₂СН₃. Особенно предпочтительным значениям x соответствует интервал от 1 до 20, прежде всего от 6 до 15.

В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления изобретения под неионным ПАВ подразумевается продукт присоединения алкиленоксидных, прежде всего этиленоксидных и/или пропиленоксидных структурных единиц к алкилфенолам, причем алкильный остаток алкилфенола предпочтительно содержит 6-18 атомов углерода, особенно предпочтительно 6-12 атомов углерода, прежде всего 8, 9 или 10 атомов углерода, и причем к алкилфенольному остатку предпочтительно присоединены от 1 до 18, особенно предпочтительно от 5 до 15 структурных единиц ЭО, прежде всего 8, 9 или 10 структурных единиц ЭО, причем указанные значения являются средними и причем алкильный остаток алкилфенола может быть неразветвленным или может быть разветвлен находящимся в положении 2 метилом, соответственно может представлять собой смесь неразветвленных и разветвленных метилом остатков, подобную характерной для кетоспиртов смеси остатков. В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления изобретения под неионным ПАВ подразумевается продукт присоединения в среднем девяти структурных единиц ЭО к нонилфенолу, причем алкильный остаток и полиэтиленовый остаток находятся предпочтительно в мета-положении относительно друг друга. Соответствующий продукт может быть приобретен под торговым названием Disponil NP9, например, у фирмы Cognis (Германия).

В другом особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения под неионным ПАВ подразумевается продукт присоединения структурных единиц ЭО к алифатическому спирту, причем алифатический спирт предпочтительно содержит 10-22 атомов углерода, особенно предпочтительно 14-20 атомов углерода, прежде всего 16-18 атомов углерода, и причем к алифатическому спирту предпочтительно присоединены от 4 до 24, особенно предпочтительно от 10 до 22, структурных единиц ЭО, прежде всего 11, 12, 13, 19, 20 или 21 структурных единиц ЭО. Предпочтительные продукты, представляющие собой спирт с 16-18 атомами углерода и присоединенными к нему двенадцатью, соответственно двадцатью структурными единицами ЭО, могут быть приобретены, например, у фирмы Cognis (Германия) под торговым названием Eumulgin B1, соответственно Eumulgin B2.

В другом особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения под неионным ПАВ подразумевается продукт присоединения структурных единиц ЭО к алифатическому спирту, причем алифатический спирт содержит предпочтительно 8-22 атомов углерода, особенно предпочтительно 10-20 атомов углерода, прежде всего 12-18 атомов углерода, и причем к алифатическому спирту предпочтительно присоединены от 3 до 15, особенно предпочтительно от 5 до 11 структурных единиц ЭО, прежде всего 6, 7, 8, 9 или 10 структурных единиц ЭО. Предпочтительные продукты, представляющие собой спирт с 12-18 атомами углерода и присоединенными к нему семью, соответственно девятью структурными единицами ЭО, могут быть приобретены, например, у фирмы Cognis (Германия) под торговым названием Dehydol LT7, соответственно Dehydol 100.

В другом особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения под неионным ПАВ подразумевается продукт присоединения структурных единиц ЭО к алифатическому спирту, причем алифатический спирт содержит предпочтительно 18-26 атомов углерода, особенно предпочтительно 20-24 атомов углерода, прежде всего 22 атома углерода, и причем к алифатическому спирту предпочтительно присоединены от 6 до 16, особенно предпочтительно от 8 до 12 структурных единиц ЭО, прежде всего 9, 10 или 11 структурных единиц ЭО. Предпочтительный продукт, представляющий собой спирт с 22 атомами углерода и присоединенными к нему десятью структурными единицами ЭО, может быть приобретен, например, у фирмы Cognis (Германия) под торговым названием Mergital B10.

В другом особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения под неионным ПАВ подразумевается продукт присоединения структурных единиц ЭО и ПО к алифатическому спирту, причем алифатический спирт содержит предпочтительно 6-18 атомов углерода, особенно предпочтительно 10-16 атомов углерода, прежде всего 10-12 или 12-14 атомов углерода, и причем к алифатическому спирту присоединены предпочтительно от 1 до 10, особенно предпочтительно от 3 до 7, прежде всего 4, 5 или 6 структурных единиц ЭО, а также предпочтительно от 1 до 10, особенно предпочтительно от 2 до 6, прежде всего 3, 4, 5 или 6 структурных единиц ПО. При этом в одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения под неионным ПАВ подразумевается блок-сополимер, структурные единицы ЭО которого предпочтительно присоединены к алифатическому спирту, а структурные единицы ПО следуют за структурными единицами ЭО, и причем алкильный остаток алифатического спирта может быть неразветвленным или может быть разветвлен находящимся в положении 2 метилом, соответственно может представлять собой смесь неразветвленных и разветвленных метилом остатков, подобную характерной для кетоспиртов смеси остатков. Предпочтительный продукт, представляющий собой спирт с 12-14 атомами углерода и присоединенными к нему пятью структурными единицами ЭО и четырьмя структурными единицами ПО, может быть приобретен, например, у фирмы Cognis (Германия) под торговым названием Dehyppon LS 54. Другой предпочтительный продукт, представляющий собой спирт с 10-12 атомами углерода и присоединенными к нему пятью структурными единицами ЭО и пятью структурными единицами ПО, может быть приобретен, например, у фирмы Cognis (Германия) под торговым названием Biodac 2/32.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения под неионным ПАВ подразумевается фторированное, соответственно фторсодержащее неионное поверхностно-активное вещество. Особенно предпочтительно речь при этом идет о продукте присоединения структурных единиц алкиленоксида, прежде всего структурных единиц ЭО и/или ПО, к алкиловому спирту, причем алкиловый спирт предпочтительно содержит 4-20 атомов углерода, особенно предпочтительно 6-18 атомов углерода, причем к алкиловому спирту присоединены предпочтительно от 1 до 18, особенно предпочтительно от 2 до 16 структурных единиц ЭО, и причем соединение, предпочтительно его алкильный остаток, содержит по меньшей мере один атом фтора, предпочтительно по меньшей мере пять атомов фтора, прежде всего от 5 до 30 атомов фтора. В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления изобретения речь идет о соединении, обладающем общей формулой F(CF₂F₂)_1-7CH₂CH₂O(CH₂CH₂O)_1-15H, соответственно о смеси подобных соединений. Подобное неионное ПАВ может быть приобретено, например, у фирмы Dupont (Франция) под торговым названием Zonyl FSO 100.

Гидроксильные группы указанных выше неионных ПАВ, содержащих ОН-группы, в предпочтительном варианте осуществления изобретения могут быть подвергнуты частичной или полной этерификации с образованием групп простых или сложных эфиров. К группам образующихся при этом простых эфиров могут быть присоединены прежде всего алкильные группы с 1-6 атомами углерода, предпочтительно метильная, этильная, изо-пропильная или трет-бутильная группа. Сложноэфирные группы предпочтительно образованы в результате этерификации ОН-групп алканкарбоновыми кислотами с 1-6 атомами углерода, прежде всего уксусной или малеиновой кислотой.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения неионные ПАВ используют в связанной с носителем форме. Используемые при этом носители прежде всего состоят из молекул, способствующих ковалентному и/или межмолекулярному связыванию неионных ПАВ. Примером носителей первого типа являются вещества с макромолекулами, обладающими кислотной функцией, которые способствуют связыванию содержащих гидроксильные группы неионных ПАВ с образованием сложноэфирных связей. Примером носителей второго типа являются вещества с так называемыми клеточными молекулами, которые способствуют захвату неионных ПАВ клеточной структурой.

В качестве сложных эфиров неионных ПАВ предпочтительно используют сложные эфиры кремниевой кислоты формул I и II. Подобные эфиры прежде всего получают путем однократной переэтерификации моноэфиров (n=1), соответственно олигоэфиров (n>1) кремниевой кислоты и низших спиртов неионными ПАВ. В зависимости от длительности и условий переэтерификации происходит отщепление низших спиртов и присоединение требуемых действующих веществ, причем легче происходит замена спиртовых групп, которые расположены вдоль цепи Si-O-Si, а не на ее концах.

Предпочтительно используют сложные эфиры кремниевой кислоты одной из следующих формул (I) или (II) и/или их смеси

в которых по меньшей мере один остаток R является неионным ПАВ, а все остальные остатки R независимо друг от друга выбраны из группы, включающей водород, неразветвленные или разветвленные, насыщенные или ненасыщенные, замещенные или незамещенные углеводородные остатки с 1-6 атомами углерода, спирты терпенового ряда, а также полимеры, m означает число от 1 до 20, n означает число от 1 до 100,

и/или смеси эфиров кремниевой кислоты формул (I) и (II).

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения по меньшей мере два или три остатка R являются неионными ПАВ.

Степень олигомеризации n предлагаемых в изобретении сложных эфиров кремниевой кислоты предпочтительно составляет от 1 до 20. В особенно предпочтительных соединениях n составляет от 1 до 15, особенно от 1 до 12 и прежде всего от 1 до 10, особенно 4, 5, 6, 7 или 8.

Применяемые согласно изобретению сложные эфиры кремниевой кислоты обладают высокой стойкостью к гидролизу и пригодны для использования также в водных средах, соответственно в процессах изготовления гранулятов, уплотнительных масс и тому подобное без чрезмерной потери первоначальной активности. Следовательно, высвобождение действующего вещества из предлагаемых в изобретении материалов происходит медленно и в относительно небольших количествах, благодаря чему свободные действующие вещества выделяются из готовой продукции постепенно и медленно в течение длительного промежутка времени.

В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления изобретения в сложных эфирах кремниевой кислоты могут присутствовать один или несколько полимерных остатков. Для получения сложных эфиров кремниевой кислоты предпочтительно используют полимеры, содержащие свободные гидроксильные группы. Прежде всего полимер (полимеры) выбирают из группы, включающей крахмал и/или его производные, целлюлозу и/или ее производные, поливиниловый спирт, полиолы, гидроксиполидиметилсилоксаны (особенно предпочтительно α,ω-дигидроксиполидиметилсилоксаны) и полифенолы, прежде всего поливиниловый спирт. Прежде всего предпочтительно, если полимерный остаток присутствует в содержащих неионные ПАВ сложных эфирах кремниевой кислоты. Для применения в уплотнительных массах особенно предпочтительным является использование короткоцепных полимеров.

Преимущество подобного особого варианта осуществления изобретения состоит в том, что в зависимости от области применения сложные эфиры кремниевой кислоты можно подобрать индивидуально для определенной цели, соответственно условий применения. Так, например, подобные полимеры особенно пригодны для повышения способности действующих веществ к введению, улучшения прилипания прежде всего к поверхностям и оказания необходимого воздействия на высвобождение.

Кроме того, могут использоваться также сложные эфиры неионных ПАВ, образованные с полимерами. В этом случае также обеспечивается улучшенное соответствие действующих веществ цели их применения, например улучшенный выход на поверхность, улучшенное прилипание к поверхности или более благоприятные для введения условия. При гидролизе соответствующих сложноэфирных связей, обусловленном, например, повторяющимся контактированием с водой, происходит медленное высвобождение неионных ПАВ, которые затем могут проявить присущий им эффект противодействия прилипанию микроорганизмов.

Подобные вещества особенно предпочтительно получают путем взаимодействия неионных ПАВ с полимерами, содержащими функциональные группы, которые прежде всего выбраны из группы, включающей кислотные, ангидридные, сложноэфирные и первичные, вторичные и третичные амидные группы.

Согласно изобретению в качестве полимеров предпочтительно используют полиакриловую кислоту, сложные эфиры полиакриловой кислоты, полиметакриловую кислоту, сложные эфиры полиметакриловой кислоты, поликарбоновые кислоты (прежде всего карбоксиметилцеллюлозу), а также сополиме