CS203543B1

CS203543B1 - Způsob nastavení definované porózity celulózovýeh polymerních těles

Info

Publication number: CS203543B1
Application number: CS739978A
Authority: CS
Inventors: Jacopian Vazgen; Paul Dieter; Philipp Burkart; Jiri Stamberg
Original assignee: Jacopian Vazgen; Paul Dieter; Philipp Burkart; Jiri Stamberg
Priority date: 1978-11-14
Filing date: 1978-11-14
Publication date: 1981-03-31

Description

Vynález se týká způsobu nastavení definované porózity celulózovýeh polymerních těles rozdílného geometrického tvaru, především ve formě vláken, fólií, prášků nebo granulátů s definovanou porózitou, řízenou biochemickým působením.

Polymerní tělesa se často používají k oddělování fází. Při tom jsou známa četná řešení, při nichž je žádoucí spíše porézní struktura než kompaktní, např. v mazací technice, kde se póry využijí k uložení mazacího činidla, při použití k dělení látek polymerními membránami nebo při využívání jako chromatografické nosiče v preparativní analytické chemii.

Dosavadní způsoby k získání porézní struktury polymerních těles vychází z velmi specifických tvarovacích postupů jako zpěňování, protlačování nebo odlévání s navazujícím srážením a dodatečnou úpravou. Použije-li se způsob vytváření sraženiny, pak vhodným nastavením kombinací rozpouštědla a srážedla, nebo přídavky k polymerním roztokům nebo do srážecích lázní se získají porézní struktury těles, např. membrány (US — 3,133.132; US — 3,133.137; Brit. — 1,481.228). Nevýhodou těchto postupů však je, že dosažená porézní struktura není jednotná. Průměr pórů značně kolísá.

Tuto zásadní nevýhodu je možno omezit jen tím, že se vypracují nákladné postupy tvorby membrány a ty se co nejpřesněji dodržují. Jsou také známy fyzikální způsoby vedoucí k porézním strukturám v polymerních tělesech (US - 3,303.085; US - 3,770.532). Ozářením ionty nebo částicemi o větší hmot. mohou být získány průchodné kapiláry. Nevýhoda tohoto způsobu spočívá v nutnosti opatření nákladné ozařovací techniky včetně žádoucích zařízení k ochraně proti záření.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny způsobem nastavení definované porózity celulózovýeh polymerních těles podle vynálezu, Jehož podstata spočívá v tom, že se na polymerní celulózová tělesa působí roztoky celulotyckých enzymových komplexů v hmot. poměru od 1:1 do 1 : 1000, s výhodou od 1:5 do 1:100 při teplotách od 10 do 60 ^CC, s výhodou od 20 do 40 °C při pH 5,0 až 7,0 s výhodou od 5,0 do 5,5 během 0,5 až 240 hodin, s výhodou 2 až 70 hodin. Polymerních těles se používá ve formě vláken, fólií, granulátů nebo prášků.

Podle vynálezu je možno nastavit definovanou porózltu celulózovýeh polymerních těles, když se použije biochemický postup místo fyzlkálně-chemického. Podle vynálezu se dosáhne definovaná změna morfologie polymeru působením enzymových komplexů, které vykazují degradační vlastnosti typické pro polymery. Zatímco se např. celulózový materiál působením kyseliny nebo zásady a oxidačního činidla degraduje, je možno enzymy odbourávajícími celulózu, celulózami, odděliti celulózovou hmotu z celulózových těles takovým způsobem, že vznikou póry definované velikosti. Z polymerů s charakteristickými peptidovými vazbami, jako z polyamidů nebo proteinů, je možno vyloužení dosáhnout proteolytickými enzymy.

K řízení kontrolovaného biochemického odbourávání polymerů dochází volbou koncentrace enzymu a fyzikálních podmínek odbourávání jako tlaku a teploty. S výhodou se postupuje tak, aby substrát s odbourávaným polymerem a roztokem enzymu byl smíchán v poměru 1 :1 až 1 : 1000 a biochemické odbourávání proběhlo během 0,5 až 240 hodin při pH 5 až 7 a při 10 až Θ0 °C.

Použití navrženého způsobu se popisuje následujícími příklady provedení, aniž se tím jakkoliv omezuje.

Příklad 1

Na 1 g celulózového prášku se působilo 68 hodin při 40 °C 100 ml roztoku, který obsahoval 80 ml filtrátu z kultury Trichoderma viride a 20 ml octanového pufru o pH 5. Po výměně rozpouštědla a vysoušení vykazoval materiál v rozsahu velikosti pórů mezi 0,77 a 13,6 /zrn specifický objem pórů 0,52 cm³/g, zatímco výchozí materiál za stejných podmínek měření měl jen specifický objem pórů 0,34 cm³/g.

Příklad 2

Na celulózový prášek pro chromatografil v tenké vrstvě, který byl dekrystalizován účinkem kapalného amoniaku, se působilo 68 hodin při 40 °C filtrátem z kultury Trichoderma viride upraveným pufrem na pH 5 při substrátové koncentraci 1 %. Po vymytí a vysušení za výměny rozpouštědla byl nalezen Hg porosimetrlí v oblasti velikosti pórů mezi 0,77 a 13,6 /zrn specifický objem pórů 1,32 cm³/g, zatímco výchozí materiál vykázal za stejných podmínek jen specifický objem pórů 0,95 cm³/g.

Příklad 3

Celulózový prášek byl převeden 18 % NaOH na celulózu II. Vzorek vykázal po šetrném vysušení specifický objem pórů 0,21 cm³/g v oblasti velikosti pórů mezi 0,77 a 13,6 μηι. Po 68 hodinové inkubační době při 40 °C ve filtrátu z kultury Trichoderma viride pufrovaného na pH 5 při 1 % substrátové koncentraci ukázal zbytek po vymytí a analogickém šetrném vysušení zvýšení specifického objemu pórů ve shora uvedené oblasti velikosti pórů na 327 0/₀ původní hodnoty.

Přikládá

Fólie z regenerované celulózy byla upnuta v pohyblivém inkubátoru. Inkubátor byl naplněn roztokem enzymu z Trichoderma viride ve hmot. poměru roztok enzymu k fólii 5 : 1. Biochemické odbourávání probíhalo po 2 hodiny při 40 °C. Specifický objem pórů po biochemickém působení byl 0,13 cmfyg pro póry s průměrem mezi 0,015 až 12,5 ,zzm, přičemž ve fólii vznikly zejména póry o průměru 0,015 až 0,2 ^m se specifickým objemem 0,108 cm³/g. Naproti tomu neupravovaná fólie měla specifický objem pórů 0,083 cm³/g pro póry se vstupním průměrem 0,015 až 12,5 ,um a 0,035 cm³/g pro póry s průměrem od 0,015 do 0,2 ^zrn,

Příklad 5

Tělesa z celulózy v perlové formě o průměru od 1 do 2 mm byla upravena roztokem enzymu ve hmot. poměru 1 : 100 jako v příkladu 4. Po 6hodinovém působení enzymu při 40 °C ukázaly perly poroslmetricky stanovený specifický objem pórů 0,072 cm³/g pro póry od 0,015 do 0,024 μτη. Srovnávaný neupravený vzorek měl specifický objem pórů 0,05 cm³/g.

Claims

PŘEDMĚT

1. Způsob nastavení definované porózity celulózových polymerních těles, vyznačený tím, že na celulózová polymerní tělesa se působí roztoky celulolytických enzymových komplexů v hmotnostním poměru od 1 : 1 do 1 : 1000, s výhodou od 1 : 5 do 1 : 100, při teplotách od 10 do 60 °C, s výhodou od

YNÁLEZU •20 do 40 °C, při pH od 5,0 do 7,0 s výhodou od 5,0 do 5,5 během 0,5 až 240 hodin, s výhodou 2 až 7 hodin,
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím že se použijí celulózová polymerní tělesa ve formě vláken, fólií, granulátů nebo prášků.