Libmonster ID: UA-1806

 Доктор химических наук И. И. ВОИНЦЕВА, ведущий научный сотрудник Института элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН, доктор химических наук Г. М. ЦЕЙТЛИН, заведующий кафедрой химии и технологии полимерных пленкообразующих материалов Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева, кандидат технических наук О. Н. СКОРОХОДОВА, директор ООО "Эвима"

Борьба с микроорганизмами, вызывающими инфекционные заболевания у людей и животных, биодеструкцию материалов и биообрастание оборудования, эксплуатирующихся прежде всего в постоянном контакте с влагой, одна из самых древних научных и практических задач, которая тем не менее и сегодня крайне актуальна.

Источник биоповреждений материалов и оборудования - разнообразные бактерии, вирусы, грибы, водоросли, моллюски и другие микроорганизмы, в огромном количестве присутствующие в окружающей среде. При благоприятных условиях они за сравнительно короткое время могут полностью изменить внешний вид и физико-механические свойства недостаточно биостойких материалов. Объектами таких повреждений, например в строительстве, выступают древесина, кирпич, строительный камень, бетон, металл, полимерные изделия. Деструктивные изменения их поверхностей, вызванные жизнедеятельностью плесневых грибов, нитрифицирующих и тионовых бактерий, проявляются в виде порошкообразного налета, наружной пигментации, вспучивания, шелушения и отслаивания лакокрасочного или штукатурного покрытия, его растрескивания и отторжения.

Основной способ предотвращения этого - использование водных растворов дезинфекционных средств (хлорактивных, фенольных, четвер-

стр. 18


Обеззараживание лаком "Интерцид" (1) поверхностей в НИИ трансплантологии МЗ РФ по сравнению с контрольными (2).

тичных аммониевых и др. соединений). Они позволяют на 93 - 97% снизить бактериальную обсемененность поверхностей. Однако уже через 3 - 4 ч их зараженность восстанавливается, постепенно приближаясь к исходной.

ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ С БИОЦИДНЫМИ ДОБАВКАМИ

Основные требования, предъявляемые к биоцидным соединениям, - высокая эффективность в малых концентрациях, широкий спектр действия и низкая токсичность для теплокровных организмов. Кроме того, эти вещества должны быть бесцветны, нелетучи, устойчивы при хранении, совместимы с другими компонентами лакокрасочной композиции, экономичны. К сожалению, многие из них, обладающие фунгицидной * активностью, теряют ее при введении в лакокрасочные материалы.

Кроме того, немногочисленные по ассортименту отечественные препараты изготавливаются либо на основе запрещенных в последние годы фенолов, либо экологически неблагоприятных полимеров, имеющих примеси низкомолекулярных оловоорганических соединений.

На сегодняшний день наиболее перспективными биоцидными добавками к лакокрасочным материалам, отвечающими перечисленным выше требованиям, являются соли полигексаметиленгуанидина (ПГМГ), в повторяющихся звеньях полимерной цепи которых присутствует положительно заряженная гуанидиновая группировка, состоящая из трех NH-групп у центрального атома углерода. Эти соли - высокомолекулярные аналоги хорошо известного препарата хлоргексидина, но благодаря своей природе они более эффективны и менее токсичны, чем низкомолекулярные. Впервые в России полигуанидиновые соединения были получены в конце 1960-х годов доктором химических наук П. А. Гембицким в Институте нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева АН СССР.

В принципе гуанидиновые соединения широко распространены в природе и находят применение в качестве физиологически активных веществ. К ним относятся, например, аргинин, фолиевая и нуклеиновые кислоты, многочисленные белки. Гуанидиновая группировка является активной составляющей многих препаратов (сульгин, исмелин, фарингосепт), в том числе антибиотиков (стрептомицин, бластицидин, мильдомицин).

Сейчас синтетические соли ПГМГ хорошо известны. Установлено: они оказывают бактерицидное, вирулицидное, фунгицидное, альгицидное, пестицидное и инсектицидное действие.

В нашей стране предприятия выпускают препараты, полученные на основе ПГМГ, под разными торговыми


* Фунгициды - химические препараты, предназначенные для уничтожения или предупреждения развития патогенных грибов и бактерий (прим. ред.).

стр. 19


Лак"Интерцид"(1) в качестве средства для защиты древесины в условиях 100%-ной влажности по сравнению с полисептом (2).

марками: полисепт, фогуцид, биопаг, фосфопаг, анаведин, биор-1 и т.д.

В Институте эколого-технологических проблем на основе алкидных * и водно- дисперсионных лакокрасочных материалов разработана серия красок "Биокрапаг". Они прошли микробиологические и климатические испытания, хорошо зарекомендовали себя в процессе натурного опробования в лечебно-профилактических учреждениях, на предприятиях пищевого и агропромышленного комплексов.

Использование биоцидных красок серии "Биокрапаг" в ходе строительных и ремонтных работ внутри помещений обеспечивает стопроцентную длительную (не менее 1 года) антимикробную защиту поверхностей стен, потолка, оборудования без проведения дополнительных дезинфекционных мероприятий. Окрашивание рабочих и жилых помещений биоцидными красками позволяет быстро нормализовать в них санитарную обстановку, ограничить распространение инфекции, а также заражение всего помещения плесневыми грибками, предотвратить их прорастание в глубь несущих конструкций.

ВОДОСТОЙКИЕ БИОЦИДНЫЕ ПОКРЫТИЯ

Чрезвычайно сложна (с учетом повышенных экологических требований) проблема создания биоцидных лакокрасочных материалов, предназначенных для защиты поверхностей материалов и оборудования, эксплуатирующихся в водной среде. Так, для речных и морских гидротехнических сооружений, судов, приборов и механизмов, находящихся в постоянном контакте с водой, характерно активное развитие процессов биокоррозии и биообрастания. Причем они одинаковы как в пресной, так и соленой среде, но в последней протекают наиболее интенсивно, вызывая серьезные эксплуатационные помехи или приводя к техногенным авариям. В результате, в частности, обрастания снижается эффективность работы теплообменников, пропускная способность водоводов, уменьшается скорость движения судов, повышается износ машин и механизмов, увеличивается расход горючего, нарушается функционирование навигационного и научного оборудования.

Первыми "поселенцами" на твердых поверхностях в водной среде становятся бактерии, которые выделяют вещества (кислоты, спирты, кетоны ** ), обладающие коррозионной активностью по отношению к металлам. Вместе с диатомовыми (одноклеточными) водорослями и простейшими бактериями они образуют первичную слизистую пленку, которая способствует оседанию и развитию на поверхности макроорганизмов (водоросли, губки, черви, ракообразные, моллюски и др.).

Основным средством защиты морского и речного транспорта, оборудования являются многослойные покрытия лакокрасочными материалами: грунтовочными, противокоррозионными и необрастающими. Для этого применяют современные быстросохнущие маслостойкие краски. Лучшие из них защищают морские суда от биообрастания в течение 2 - 3 лет.

Необрастающие слои подразделяются на покрытия с растворимыми пленкообразующей основой и биоцидом и с нерастворимым пленкообразующим и растворимым биоцидом (покрытия контактного или диффузионного типа). К первым относят


* Алкидные смолы - олигомерные продукты поликонденсации поликарбоновых кислот, полиолов и высших монокарбоновых кислот (в основном, жирных кислот растительных масел) (прим. ред.).

** Кетоны - органические соединения, содержащие карбонильную группу (-С=О), связанную с двумя атомами углерода; являются полупродуктами органического синтеза и растворителей (прим. ред.).

стр. 20


Эффективность лака "Интерцид" при защите от биообрастания поверхности в застойной воде: 1 - пластина, обработанная препаратом, 2 - стенка бака с водой над пластиной с препаратом, 3 - стенка контрольного бака с водой.

самополирующиеся покрытия, изготавливаемые на базе карбоксилсодержащих оловоорганических полимеров. В результате гидролиза они выделяют биоциды и становятся растворимыми в воде. Поэтому действие таких материалов эффективно только в процессе движения корабля, когда трение корпуса о воду снижается за счет полирования неровностей, а высвобождающиеся биоциды нейтрализуют микро- и макроорганизмы, которые удаляются с поверхности вместе с размывающимся полимером. Правда, в этом случае на стоянках обрастание транспортных средств активизируется.

Из покрытия контактного (диффузионного) типа биоцид постепенно выщелачивается, его движение из глубины наружу осуществляется за счет диффузии по образующимся в материале капиллярам. Вот почему пленкообразующаяся основа (перхлорвиниловые и эпоксидные смолы, хлоркаучук, наирит, полиизобутилен, бутилкаучуки др.) последнего должна иметь высокую механическую прочность, мало набухать в воде, допускать содержание большого количества биоцида и нейтральных наполнителей и, вместе с тем, создавать покрытия с необходимой проницаемостью для морской воды, выщелачивающей биоцид. Поэтому для образования транспортных капилляров в состав лакокрасочного материала добавляют канифоль, хорошо растворяющуюся в соленой воде. Содержание водорастворимого биоцида в лакокрасочном материале должно составлять 40 - 60%.

Химические агенты, вводимые в необрастающие покрытия, подразделяются на биоцидные (убивающие) и репелентные (отпугивающие). Последние предпочтительнее, поскольку в наименьшей степени влияют на состояние биосферы.

Главными их видами являются соединения меди (закись) и олова (бистрибутилоловооксид, трибутилоловохлорид, трифенилоловохлорид). Однако в наибольшей степени современным требованием с учетом экологической безопасности и защиты окружающей среды соответствуют все же первые. Запрещено применять высокотоксичные соединения ртути, свинца, мышьяка - они накапливаются в гидробионтах (организмах, обитающих в водной среде) и через пищевую цепь легко попадают в организм человека.

Заметим: репелентным действием обладают акриламид, бензойная, барбитуровая и танниновая кислоты, индол, тетраметилендиамин, тиомочевина, фенилтиомочевина. Оксиэтилцеллюлоза, полиэтиленоксид, гидрофильные акриловые смолы, фторированный графит, мастики, созданные на основе парафина и вазелинового масла, снижают адгезию (прилипание) микро- и макроорганизмов к поверхности и трение при движении судна. Но без добавления биоцидов все эти средства малоэффективны.

Надо подчеркнуть: антиобрастающие свойства лакокрасочных покрытий усиливаются при введении в них нескольких препаратов. Так, для по-

стр. 21


Эффективность лака "Интерцид" при консервации воды: 1 - вода над пластиной с препаратом, 2 - вода в контрольной емкости.

давления водорослей в судовые краски вводят оксид цинка - он является хорошим альгицидом, увеличивает скорость растворения меди, усиливая этим ее поражающее действие. Для улучшения некоторых технологических характеристик в лакокрасочные материалы добавляют производные карбаминовой и салициловой кислот, тио- и изоцианиты, обладающие биоцидной активностью.

Принято считать, что содержащийся в покрытии биоцид влияет на микроорганизмы, только переходя в водную среду и создавая в пристеночном ламинарном (не перемешанном) слое воды насыщенную концентрацию, равную растворимости в ней этого препарата. Для гарантированной защиты от обрастания она должна соответствовать летальной дозе для микроорганизмов.

ОТ ПОЛИМЕРОВ - К НАНОЧАСТИЦАМ

Наиболее перспективны и безопасны покрытия контактного типа: в них гидрофильный биоцидный препарат химически связан с гидрофобным пленкообразователем. В этом случае вредный биоцидный компонент не выщелачивается водой и не попадает в окружающую среду. Но низкомолекулярные вещества не подходят для получения таких покрытий, поскольку их биоцидные свойства теряются при вступлении в любую химическую реакцию.

В результате исследований, проведенных в Институте элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН доктором химических наук И. И. Воинцевой, был разработан и запатентован биоцидный лак "Интерцид", действующим веществом которого является гидрофильный полимер ПГМГ, обладающий высокой биоцидностью. Пленкообразующей основой его служит гидрофобный модифицированный полиэтилен, чьи повторяющиеся звенья содержат функциональные группы, способные взаимодействовать с гуанидиновыми группировками ПГМГ. Лак представляет собой раствор интерполимера в органическом растворителе, после испарения которого образуется бесцветное водостойкое покрытие с хорошей адгезией к древесине, пластмассе, бетону, кафелю и другим материалам, проявляющее хорошие биоцидные свойства в воде. Лабораторные микробиологические и токсикологические испытания дезинфицирующего действия "Интерцида", выполненные в НИИ дезинфектологии Минздрава РФ, показали его высокую эффективность в воздушной среде: здесь бактерии золотистого стафилококка полностью инактивируются на покрытии за 1 ч, грибы рода кандида - за 2, наиболее устойчивые микобактерии туберкулеза - за 24 ч. Кстати, действие этого препарата сохраняется при многократном повторном нанесении микроорганизмов в том или ином помещении.

Натурные испытания данного лака проводили в ряде институтов МЗ РФ и РАМН в местах с различным уровнем бактериального загрязнения (автоклавная для сбора инфицированного материала, комната для мойки микробиологически загрязненной посуды, ординаторская, коридор, комната приема и первичной обработки диагностического материала от больных туберкулезом, термаль-

стр. 22


ная камера для хранения лабораторных штаммов микробактерий туберкулеза). В НИИ трансплантологии МЗ РФ, например, в течение нескольких месяцев с экспериментальных и контрольных поверхностей делали смывы, определяя в них содержание патогенной микрофлоры. Было установлено: доля "положительных" результатов на лаковом покрытии оказалась гораздо меньше, чем на контрольном. Причем на первом обнаружено минимальное количество микроорганизмов. Искусственная же контаминация (осеменение) этого покрытия культурой кишечной палочки, проведенная через шесть месяцев его эксплуатации в натурных условиях, показала, что оно сохраняет высокую эффективность обеззараживания.

Аналогичные результаты получены и при длительном испытании "Интерцида" в Институте туберкулеза РАМН: в естественных условиях 92% смывов не содержало патогенной микрофлоры; при искусственной контаминации поверхности клиническим штаммом микробактерий туберкулеза на покрытии наблюдался рост лишь единичных их колоний (1 - 4), в то время как на контрольном обнаружили сплошной их рост (50 - 100 колоний).

На основании полученных данных был сделан вывод: лаковое покрытие действует значительно эффективнее против микробактерий туберкулеза, чем широко используемый ныне хлорамин. Не случайно МЗ РФ зарегистрировал "Интерцид" в качестве важнейшего дезинфекционного средства и рекомендовал его "для покрытия поверхностей в помещениях лечебно-профилактических учреждений и на объектах с большим скоплением и длительным пребыванием людей с целью профилактики инфекций бактериальной (включая туберкулез), грибковой этиологии и развития плесени".

К числу новых наших разработок относится и водно-дисперсионная композиция "Эпоцид" на основе эпоксидных олигомеров и ПГМГ, не содержащая токсичных растворителей и образующая водостойкое биоцидное покрытие с повышенными прочностными характеристиками. Недавно завершившиеся проверки этого препарата подтвердили его высокую эффективность при защите различного оборудования от микроорганизмов.

В последние годы мы активно ищем возможность использования в качестве одного из компонентов лакокрасочных материалов наночастиц некоторых металлов. Развитая поверхность и высокая биоцидная активность их вызывает у нас надежду на эффективное решение важнейших вопросов антибактериальной защиты. И действительно, уже первые результаты по применению наночастиц серебра показали: содержащие их лакокрасочные покрытия обладают бактерицидными свойствами. Вероятнее всего, придет успех и при применении наночастиц оксида цинка. Но пока соответствующие технологические решения находятся лишь на начальной стадии разработок.


© elibrary.com.ua

Permanent link to this publication:

https://elibrary.com.ua/m/articles/view/Проблемы-Поиск-Решения-БОРЬБА-С-МИКРООРГАНИЗМАМИ-СОВРЕМЕННЫЙ-ЭТАП

Similar publications: LRussia LWorld Y G


Publisher:

Григорий ГалушкоContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elibrary.com.ua/Galushko

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

Проблемы. Поиск. Решения. БОРЬБА С МИКРООРГАНИЗМАМИ: СОВРЕМЕННЫЙ ЭТАП // Kiev: Library of Ukraine (ELIBRARY.COM.UA). Updated: 18.06.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/Проблемы-Поиск-Решения-БОРЬБА-С-МИКРООРГАНИЗМАМИ-СОВРЕМЕННЫЙ-ЭТАП (date of access: 29.11.2021).


Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Rating
0 votes
Related Articles
Запрещает ли PayPal азартные игры?
Catalog: Экономика 
Yesterday · From Україна Онлайн
IN THE INTERESTS OF ENERGY STABILITY
5 days ago · From Україна Онлайн
Аварии на топливе Westinghouse случались и ранее, начиная с 1979 года, когда произошла крупнейшая в истории США авария на АЭС Три-Майл-Айленд, в результате которой зафиксировано расплавление 50% активной зоны реактора. Далее Westinghouse делала попытки торговать с Чехией, однако опасные эксперименты по замене оригинального топлива окончились досрочной его выгрузкой из 1-го энергоблока АЭС Темелин в январе 2007 года, по причине его сильной деформации. Вышедшие из строя вэстингхаусовские тепловыводящие сборки на 3-м энергоблоке Южно-Украинской АЭС были в экстренном порядке заменены на стандартные ТВЭЛовские.
Catalog: Экология 
6 days ago · From Naina Kravetz
HISTORY OF ROADS AND GROUND TRANSPORT ACCORDING TO ARCHEOLOGICAL DATA
Catalog: История 
8 days ago · From Україна Онлайн
BASIC UNIT FOR THE AMERICAN ACCELERATOR
9 days ago · From Україна Онлайн
TRANSITION TO CONTROLLED EVOLUTION OF THE BIOSPHERE
Catalog: Биология 
9 days ago · From Україна Онлайн
DEVONIAN PALEOSOILS OF THE ANDOMA MOUNTAIN
9 days ago · From Україна Онлайн
Безопасно ли брать кредит в Интернете?
Catalog: Экономика 
10 days ago · From Україна Онлайн
Знакомьтесь! Google: Платформа для маркетинга
10 days ago · From Україна Онлайн
Как узнать актуальный курс валют на сегодня?
Catalog: Экономика 
10 days ago · From Україна Онлайн

Actual publications:

Latest ARTICLES:

ELIBRARY.COM.UA is an Ukrainian library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!
Проблемы. Поиск. Решения. БОРЬБА С МИКРООРГАНИЗМАМИ: СОВРЕМЕННЫЙ ЭТАП
 

Contacts
Watch out for new publications: News only: Chat for Authors:

About · News · For Advertisers · Donate to Libmonster

Ukraine Library ® All rights reserved.
2009-2021, ELIBRARY.COM.UA is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Ukraine


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of branches, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. After registration at your disposal - more than 100 tools for creating your own author's collection. It is free: it was, it is and always will be.

Download app for smartphones