Способ получения композиции на основе смеси водорастворимых полимеров

Изобретение относится к способам получения композиций из нескольких видов полимеров - двух водорастворимых: одна композиция - из поливинилового спирта (ПВС) с глубокой степенью омыления исходного поливинилацетата (до 1,5% остаточных ацетатных групп) и поливинилового спирта с высоким содержанием остаточных ацетатных групп - 10,0±2,0 мас. % (ВСВА) (патент RU 2499012), и одного нерастворимого в воде - поливинилбутилового эфира (ПВЭ); другая композиция - из указанных видов ПВС и полиакриламида (патент RU 2574257) и ПВЭ. Полимерные композиции могут быть использованы: в медицинской технике для изготовления пленочных материалов и покрытий с регулируемым временем растворения в средах, где вода является основной составной частью (более 85 мас. %), в том числе в биологически активных средах; в военной технике для получения водорастворимых мембран; в пищевой промышленности для изготовления упаковок и в других отраслях.

Известны способы получения полимерных композиций по патентам RU 2499012 и RU 2574257 с использованием двух или трех водорастворимых полимеров. В этих патентах речь идет о композициях поливиниловых спиртов, образующих стабильные во времени водные растворы; из этих растворов отливают пленочные материалы с регулируемым - в зависимости от соотношения масс ПВС и ВСВА - временем растворения. По первому из упомянутых патентов - смеси двух видов ПВС, по второму - этих же видов ПВС и полиакриламида (ПАА). Технологическим недостатком этих композиций при их применимости является не необходимо быстрое «схватывание» раствора поверхностью, на которое он наносится. Снижение времени схватывания обусловливается «липкостью» материала (определяемой как скорость наступления адгезии). Повышения липкости можно достичь различными методами химической или физико-химической модификации исходного продукта. Нами для достижения липкости в качестве добавки к смесям водорастворимых полимеров предлагается использовать поливинилбутиловый эфир (ПВЭ).

В чистом виде (во всех смыслах слова) этот простой полиэфир существует в виде так называемого бальзама Шостаковского (или винилина) - лекарственного средства для залечивания ран, язв, в том числе внутренних. В результате его можно вводить в полимерные композиционные системы, применяемые в медицинской практике.

Опыт показал, что совмещение в композиции двух или трех водорастворимых полимеров с суммарной концентрацией в воде до 10-15 мас. % ПВЭ в количестве 3-5% от массы смеси поливиниловых спиртов придает композиции необходимую липкость. Введение нерастворимого в воде ПВЭ осуществляется интенсивным перемешиванием - эмульгированием: ПВС в водном растворе представляет собой защитный коллоид, ВСВА - защитный коллоид с признаками неионогенных поверхностно-активных веществ. Значительная масса и высокая вязкость растворов водорастворимых полимеров обеспечивают очень высокую стабильность во времени эмульсии ПВЭ (ПВЭ - вязкая жидкость).

Таким образом, предлагаемый способ заключается в следующем. Сначала изготавливаются растворы поливиниловых спиртов:

- либо раствор смеси двух видов ПВС, как это предлагается в патенте RU 2499012, с введением в раствор 0,2% от массы полимеров фуллерена С₆₀;

- либо раствор смеси трех полимеров: двух видов ПВС и ПАА, как это предлагается в патенте RU 2574257.

Затем либо в первый раствор, либо во второй при интенсивном перемешивании - рамной или лопастной мешалкой, 60-100 об/мин - в раствор вводится ПВЭ в указанном выше количестве; длительность перемешивания около 1 часа.

Для определения времени «схватывания» использовали прием, применяемый для «жидких гвоздей». На поверхность площадки из жесткого материала, например жесткого картона или оргалита, наносили кистью слой испытуемой смеси, переворачивали площадку нанесенным слоем вниз и с нажимом прилепляли к слою гирьку 5 г с диаметром основания 9 мм. Удерживание гирьки слоем раствора полимера более 5 с принимали за положительный результат испытания.

Пример 1 (контрольный)

Изготовили раствор ВСВА с концентрацией 2,0 мас. %. В полученный раствор ввели ПВС для доведения суммарной концентрации раствора до 10,0 мас. %, добавили 0,2 мас. % фуллерена С₆₀. Растворили ПВС при температуре 95°С и перемешивании. Охладили полученный раствор до комнатной температуры. Нанесли раствор кистью на дощечку из оргалита, на шероховатую поверхность. Перевернули дощечку и прижали к клеевому слою гирьку (как описано в методике). Отпустили гирьку - она сразу упала. Результат - отрицательный.

Пример 2 (контрольный)

Изготовили раствор, как в примере 1, но ПВС ввели в количестве до получения 15 мас. % суммарной концентрации. Результат по «схватыванию» отрицательный.

Пример 3 (контрольный)

Изготовили раствор ПВСВА с концентрацией 5,0 мас. %, в раствор ввели еще 5,0 мас. % ПВС с глубокой степенью омыления и 2,0 мас. % полиакриламида; смесь нагрели до 90-95°С при постоянном перемешивании; через 3 ч получили однородный раствор. Результат по «схватыванию» отрицательный.

Пример 4

Изготовили раствор, как в примере 1, а затем при перемешивании в течение 1 ч ввели в него 2,0 мас. % поливинилбутилового эфира - винилина. Получили дисперсию ПВЭ в водном растворе смеси полимеров. Время удержания гирьки 3 с. Результат отрицательный.

Пример 5

Изготовили раствор, как в примере 4, но ПВЭ ввели 3,0 мас. %. Время удержания гирьки 6 с. Результат положительный.

Пример 6

Изготовили раствор, как в примере 4, но ПВЭ ввели 5,0 мас. %. Время удержания гирьки 10 с. Результат положительный.

Пример 7

Изготовили раствор, как в примере 3, в раствор дополнительно ввели 3,0 мас. % ПВЭ. Время удержания гирьки 7 с. Результат положительный.

Способ получения композиции для пленочных материалов, растворимых в водных средах, на основе смеси водных растворов полимеров поливинилового спирта неполной степени омыления исходного поливинилацетата и поливинилового спирта глубокой степени омыления с добавками либо фуллерена С₆₀, либо полиакриламида, отличающийся тем, что дополнительно в композицию вводят 3,0-5,0 мас.% поливинилбутилового эфира.