Диссертация (Эластомерные материалы на основе бутадиен-стирольных термоэластопластов с повышенной устойчивостью к образованию бактериальных биопленок), страница 9

Приприменении ТЭП как основы растворных клеев проявляется еще одно ихважное преимущество перед клеями на основе каучуков — вязкость ихрастворов в органических растворителях много меньше, чему у каучуковыхклеев, а растворение за счет гранулированной или порошкообразной формы уТЭП происходит быстрее и менее энергозатратно. Кроме того, широковыпускаются клеи-расплавы на основе смесей бутадиен-стирольных и другихблок-сополимерных ТЭП со смолами и пластификаторами.Низкое содержание примесей в ТЭП является основанием для ихиспользования в медицинской и пищевой промышленностях. В частности, вмедицинских изделиях ТЭП успешно конкурируют с пластифицированнымполивинилхлоридом, натуральным латексом, а в некоторых случаях и ссиликонами [134].1.4. Заключение по обзору литературыИтак, в практике борьбы с образованием бактериальных биопленокнаиболее эффективны методы, связанные с созданием антибактериальныхповерхностей.

Условно все антибактериальные поверхности можно разделитьна четыре типа, причем возможны комбинации всех типов как попарно, так ипо три типа. В литературе не обнаружено сведений о комбинировании всехчетырех типов антимикробных поверхностей. Все типы поверхностей и краткоеописание принципов их функционирования приведены на рисунке 1.8.На рисунке 1.8. штриховой линией обведены три типа поверхностей,комбинация которых рассматривается в настоящей работе: высвобождающей,44антиадгезионной(отталкивающей)исамоочищающейся.Сочетаниевысвобождающей и самоочищающейся поверхностей, согласно анализулитературных данных, известно сегодня только для покрытий материаловконструкций, находящихся в море и касается применения лакокрасочныхматериалов с комплексами алкилолова и других металлов, причем количестворабот невелико. Данная схема показывает свою эффективность относительнозащиты от адгезии микроорганизмов, но практически не применяется длямедицинских и ряда других изделий.Рисунок 1.8.

Четыре типа антимикробных поверхностей.В области защиты от морского обрастания подход с объединениемвысвобождения биоцидов и самоочищения также недостаточно развит,поскольку применяемые соединения являются весьма токсичными, и врезультате сегодня все чаще выбор падает на применение отталкивающихповерхностей. Следует также отметить, что все рассмотренные композиции,сочетающие этот подход, являются твердыми материалами. Мы предлагаемиспользовать данное сочетание для защиты эластомерных материалов, причем45с использованием нетоксичных ингредиентов.

Кроме того, использованиеагента,сочетающегобактерицидныеиантиадгезионныесвойства—четвертичной соли аммония — позволит объединить сразу три типаантимикробныхповерхностей.Существуетнемалопубликацийобиспользовании четвертичных солей аммония, но они предполагают либоконтакт-активные поверхности (полимерные соли аммония), либо сочетаниевысвобождающей и отталкивающей поверхностей (введение аммонийныхсолейвполимер).Сочетаниепоследнихдвухссамоочищающейсяповерхностью не рассматривается.В качестве полимерной основы на основании анализа литературныхданных выбран бутадиен-стирольный термоэластопласт как эластомерныйматериал, сочетающий высокие прочностные характеристики без наполнения ивулканизации, высокие адгезионные характеристики, возможность переработкичерез раствор и доступность на отечественном рынке.

Двухфазная структураТЭП предполагает возможность сочетания с рядом низкомолекулярныхвеществ, а высокая чистота служит основанием к применению в эластомерныхизделиях медицинского назначения, остро нуждающихся в защите поверхностиот образования биопленок.462. Объекты и методы исследования2.1.

Объекты исследованияБутадиен-стирольный термоэластопласт ДСТ-30-01ДСТ-30-01(ДСТ)термоэластопласт,—производимыйотечественныйОАОбутадиен-стирольный«Воронежсинтезкаучук»поТУ38.103.267-99. Представляет собой трехблочный сополимер бутадиена истирола типа СБС со средним содержанием связанного стирола 30% масс.,синтезируемый в растворе с применением литийорганических инициаторовполимеризации. Выпускная форма, использовавшаяся в настоящей работе —гранулы.

Характеристики ДСТ-30-01 приведены в таблице 2.1.Таблица 2.1. Характеристики ДСТ-30-01 (группа 1).Показатель и единицы измеренияСодержание связанного стирола, % масс.ПТР (190°С, 5 кгс), г/10 минСодержание летучих веществ, % масс.Содержание золы, % масс.Содержание стабилизатора, % масс.Условная прочность при растяжении, МПа, не менееОтносительное удлинение при разрыве, %, не менееОсновныммодификациянаправлениембитумныхиспользованиякомпозицийдляЗначение27-31<10,52,00,2-0,519,6650ДСТ-30-01кровельногоиявляетсядорожногостроительства.

Тем не менее, универсальность данного материала позволяетиспользовать его также для модификации пластмасс и для изготовленияэластомерных клеев.47Также для сравнения в работе использовались бутадиен-стирольныетермоэластопласты марок ДСТ-30Р-01 (разветвленный, 30% связанногостирола) по ТУ 38.40327-98 (ОАО «Воронежсинтезкаучук»), а такжеимпортные LG 501 и LG 604 (линейные, c содержанием связанного стирола 30и 40% соответственно, производства Республики Корея).Полилактид Nature Works LLC Ingeo Biopolymer 4032DВ качестве биоразлагаемого пластика, вводимого в ДСТ, был выбранкристаллизующийся полилактид (ПЛА), L-, D,L-энантиомер Ingeo Biopolymer4032D. Выпускная форма, использовавшаяся в настоящей работе — гранулы.Характеристики ПЛА представлены в таблице 2.2.Таблица 2.2.

Характеристики ПЛА.Показатель и единицы измеренияМолекулярная масса (средневязкостная)Плотность, г/см3ПТР (185°С, 2,5 кгс), г/10 минПредел текучести при растяжении, МПа, не менееОтносительн. удлинение при разрыве, %, не менееТемпература плавления, °ССтепень кристалличности, %Значение1,7×1051,274606165-17050-60Полилактид является одним из самых распространенных биоразлагемыхтермопластов и широко применяется для изготовления как изделий дляпромышленности, так и для изготовления медицинских изделий и изделийнародного потребления.Данный сорт ПЛА разрешен к применению для изделий пищевойпромышленности, в частности, для производства упаковки пищевых продуктов.48Полигидроксибутират Biomer P300В качестве биоразлагемого пластика был выбран также бактериальныйполи-3-гидроксибутират(ПГБ)BiomerP300.Выпускнаяформа,использовавшаяся в настоящей работе — порошок.

Характеристики ПГБпредставлены в таблице 2.3.Таблица 2.3. Характеристики ПГБ.Показатель и единицы измеренияМолекулярная масса (средневязкостная)Плотность, г/см3ПТР (185°С; 2,5 кгс), г/10 минПредел текучести при растяжении, МПа, не менееОтносительн. удлинение при разрыве, %, не менееТемпература плавления, °ССтепень кристалличности, %Значение2,5×1051,253,4356173-18065-80ПГБ — кристаллизующийся термопласт, относящийся к семействумикробных полигидроксиалканоатов, сложных полиэфиров, синтезируемыхклетками некоторых микроорганизмов в качестве запасных веществ. Относитсяк биосовместимым и биоразлагаемым полимерам и широко используется дляпроизводства различных изделий медицинского назначения.ТетраметилендиэтилентетраминВ качестве антибактериального агента, вводимого в эластомерныематериалыдлязащитныхпокрытий,былвыбрантетраметилендиэтилентетрамин (ТМДЭТА, теотропин, по ИЮПАК — 1,8,3,6-49диэндометилен-1,3,6,8-тетраазациклодекан), циклический третичный амин,синтезируемый путем конденсации этилендиамина с формальдегидом.ТМДЭТА является антибактериальным агентом широкого спектрадействия, проявляет также противовирусную активность.

Представляет собойбелый или желтовато-белый порошок, легко растворимый в воде, спиртах,хлороформе. Температура плавления 195°С, стабилен при хранении, в томчисле в виде водных растворов. Малотоксичен для теплокровных животных ичеловека (для водного 5% раствора ТМДЭТА ЛД50 для мышей при подкожномвведении составляет 375 мл/кг). Применяется для дезинфекции бытовых ипроизводственныхпомещений,атакжевкачестведезинфектантавветеринарной практике.Дистеарилдиметиламмония хлоридВ качестве антибактериального агента и одновременно репеллентабактерий (вещества, снижающего адгезию клеток бактерий) был выбрандистеарилдиметиламмония хлорид (ДСДМАХ, талофлок, по ИЮПАК — N,Nдиметил-N,N-диоктадециламмония хлорид), являющийся четвертичной сольюаммония и проявляющий свойства катионного поверхностно-активноговещества за счет сочетания в молекуле катиона с зарядом на атоме азота сдвумя длинными С18 углеводородными радикалами.ДСДМАХ является антибактериальным агентом широкого спектрадействия и катионным ПАВ.