CC BY
3
представляет собой промежуточный продукт при получении бензойной кислоты, хлористого бензоила, некоторых красителей.
С учетом малой ингаляционной токсичности ОХБСХ,
а также расчетных ПДК санитарный стандарт допустимого содержания в воздухе рабочей зоны рекомендуется на уровне 0,5 мг/м3 (аэрозоль, 3-й класс опасности).
Поступила I6.02.SS
УДК 613.632:543.053>074
Р. А. Петросян, Е. А. Газарян, П. И. Неделин
ИЗУЧЕНИЕ БИОСТОЙКОСТИ ИОНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ДЕОЗОНИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ
Ленинградский институт авиационного приборостроения
В последние годы значительно возрос интерес к ионит-ным материалам, имеющим специфичные структурно-морфологические показатели [1). Относительно новым является применение их в качестве средств очистки питьевой воды от сероводорода и воздуха от озона [2, 6, 7]. В последнем случае наиболее эффективными оказались волокнистые ионитные материалы в форме редуцирующего про-тивоиопа, в частности аниониты типа ВИОН АН-1 [9].
В литературе [7] имеются сведения премущественно о санитарно-химических, токсикологических свойствах этих материалов и в меньшей мере о биологических. Однако повышенная сорбцнонная активность ионнтных материалов приводит к адсорбции на их поверхности разнообразных загрязнений и формированию естественного провокационного фона, к которому легко приспосабливаются микроорганизмы, в том числе патогенные, присутствующие в воздушной среде. В связи с этим определение грибоустойчи-востн ионитных материалов, используемых в деозонирую-щих устройствах, имеет важное значение.
Целью настоящей работы явилось изучение биостойкости волокнистых ионитных материалов и их бинарных композиций в анионно-катионной форме. Исследования проведены на образцах смесевых ионитных материалов нетканой структуры и их бинарных композиций, полученных на основе полиакрилонитрнльных ВИОН КН-1 и ВИОН АН-3 (1:1) и целлюлозного волокон.
Бностойкость материалов определяли модифицированным комплексным методом, предусматривающим не только оценку грибоустойчивости по ГОСТу 9.048-049—75, но и анализ реакционных водных сред по показателям бнхро-матной активности, содержания альдегидов и кетонов, а также рН электрометрическим методом [6]. Водопогло-щаемость н статистическую объемную емкость (СОЕ) измеряли весовым [3] и тнтрометрнческнм [4] методами, а концентрацию двуокиси углерода — газохроматографнче-ским [8]. Потерю массы (Рт, %) и термические показатели деструкции: температуры начала потери массы (Тш, °С) и экзотермических пиков окисления (Т0кз, °С) — фиксировали методом дифференциально-термического анализа и термогравиметрни на О-дериватографе системы Паулик-Эрдеи в режиме динамического нагрева от 20° до 600 °С со скоростью 10 град/мин. Навеска образцов составляла 45—50 мг.
Ультразвуковую обработку материалов на частоте {=2,16 МГц и мощности излучения Р1=2 Вт осуществляли с помощью прибора УЗА-01 с пьезокерамическим излучателем ЦТС-19 [4]. Количество десорбнрованных микроорганизмов (ЛГд) подсчитывали в камере Горяева, а показатель адгезии (ПА) определяли по формуле:
ПА=Л[о^д.100%)
Na
Таблица
Результаты определения показателей биодеструкции ионитных материалов (ИМ)
Грибо- Водо- Окисляс- СОЕ, мэкв/г
Материал Устойчн-вость, баллы погло- щасмость, % мость био-хронатная, мг 02/л pH Альдегиды, % Кетоны, % СО,, ыл/мг HCl NaOH
ИМ на основе целлюлозного волокна и ВИОН КН-1 + ВИОН АН-3 (1:1) в соотношении: 30:70 1 58,1 240 4,8 0 0 0,32 0,88 2,0
21,4 160 5,6 0,007 0,003 0,86 2,0
50:50 2 36,6 160 4,8 0 0 0,014 0,63 1,9
6,09 320 4,4 0,150 0,005 0,62 1,85
70:30 4 50,3 160 4,2 0 0 0,008 0,47 2,2
2,8 400 4,05 0,008 0,004 0,25 1,3
ВИОН КН-1 (100%) 1 81.3 160 8,6 0 0 0
42,4 160 8,08 0,004 0
ВИОН АН-3 (100 %) Целлюлозное волокно (100%) 1 5 56,3 30.2 65,8 71.3 160 240 175 450 8.02 9,12 4,8 4,3 0 0 0,005 0,018 0 0 0,008 0,050 0,031 0,062 — —
Примечание. В числителе приведены значения показателен до, а в знаменателе — после заражения грибами.
Таблица 2
Результаты определения показателей термической деструкции ионитных материалов на основе целлюлозного волокна и ВИОН КН-1+ВИ0Н АН-3 (1:1)
Соотношение целлюлозного и ионообменных волокон в материале Тт. °С Рт. %
30:70 80 70 37 23
50:50 68 66 47,5 46,5
70:30 60 52,8
45 36
Примечание. В числителе — параметры волокна до биодеструкции, в знаменателе — после нее.
где ЛГ„, ЛГД — количество микроорганизмов (в млн. кл.), нанесенных на материал и десорбированных в водную фазу соответственно.
В табл. 1 приведены результаты определения грибо-устойчлвостн и анализа водных вытяжек ионитных материалов как в композиционном, так и в индивидуальном исполнении. Данные свидетельствуют о том, что одним из компонентов, активно повреждаемых грибами, является целлюлозное волокно. Использование этого волокна в смеси с низкоосновными ионообменными волокнами типа ВИОН КН-1 и ВИОН ЛН-3 способствует ухудшению биостойкости ионитных композиций на их основе. При этом с увеличением концентрации целлюлозного волокна от 30 до 70 % грибоустойчивость материалов понижается и при максимальном его содержании, равном 70%, ионнтная композиция полностью повреждается грибами (4 балла). Следовательно, бноповреждение смесевых ионитных материалов определяется наличием в композициях целлюлозной полимерной составляющей.
Взаимодействие указанных материалов с грибамн-био-деструкторамн сопровождается возрастанием бнхроматной окисляемости водных вытяжек от 160 до 450 мг/л и образованием 0,008—0,032 мл/мг диоксида углерода как одного из конечных продуктов биодеструкции [8). Среди продуктов биодеструкции обнаружены формальдегид (0,004—0,15 %) и ацетон (0,003—0,005 %)- Увеличение окисляемости реакционных сред и появление указанных продуктов биодеструкцин связаны с изменением подвижности и формы звеньев пространственной сетки ионитного материала и окислительными превращениями целлюлозного волокна под воздействием целлюлотических комплексов грибов [9]. Это дает основание полагать, что биодеструк-ция ионитных материалов сопровождается развитием как физических эффектов, обусловленных изменением объема ионнта, так и химическими структурными превращениями наиболее реакционноспособных компонентов, в частности целлюлозного волокна.
В развитии физических эффектов основную роль играют присутствующие в композициях функциональные группы ионообменных волокон ВИОН КН-1 и ВИОН АН-3, обладающие повышенной гидратационной активностью. Водопоглощение этих волокон в исходном состоянии из-
меняется от 56,3 до 81,3 % и сохраняется на достаточно высоком уровне, равном 30,2—40,2 %, после взаимодействия с грибами. В композициях с целлюлозным волокном наблюдается тенденция к понижению их адсорбционной активности вследствие биодеструкции целлюлозного волокна, что приводит к изменению термических показателей деструкции полимерного субстрата и смещению температуры начала деструкции (Тт) в низкотемпературную область (табл. 2).
Величина температурного смещения пропорциональна концентрации биоповреждаемого компонента, а динамический нагрев композиций приводит к появлению экзотермических пиков окисления 505° и 880 °С, ответственных за структурно-химические превращения.
Сравнительный анализ показателей бнодеструкцни ионитных материалов свидетельствует о том, что при составлении композиций на основе ионообменных волокон ВИОН КН-1 и ВИОН АН-3 целлюлозное волокно целесообразно использовать в концентрациях, не превышающих 50 %. Оптимальной является ионитная композиция следующего состава: целлюлозное волокно — 50 %, ВИОН КН-1 + ВИОН АН-3 (1:1) — 50%. При повышенных концентрациях целлюлозного волокна (до 70%) интенсифицируются процессы биообрастания и биоповреждения материалов, связанные с адсорбцией и адгезией микроорганизмов на их поверхности (ПА 90%) и внутри их. Этому могут способствовать развитая физическая текстура материалов и повышенная гидратационная активность реакционноспособных групп полимерной матрицы волокон, комплементарных но структуре, с тонкой структурой целлюлозных комплексов [5].
Таким образом, бнообрастание и биоповреждение ионитных композиционных материалов на основе целлюлозного волокна и низкоосновных волокон ВИОН АН-3 и ВИОН КН-1 (1:1) катионно-анионной формы сопровождаются процессом окислительной деструкции с участием макромолекул целлюлозы, образующих прочные адгезионные контакты. В связи с этим в деозонирующих устройствах предпочтительнее применять индивидуальные волокна, чем их смессвые композиции.
Литература
1. Гельферих Ф. Иониты. Основы ионного обмена: Пер. с нем.—М., 1962.
2. Гребенюк В. Д.. Мазо А. А. Обессолнванне воды иони-тами. — М„ 1980.
3. Гурова Г. А. Технический анализ и контроль производства пластмасс. — М., 1973.
4. Ермолаев И. Н. Теория и практика ультразвукового контроля. — М., 1981.
5. Клссов А. А., Черноглазое В. М.. Рабинович М. Л., Си-ницын А. П. // Виоорганнч. химия.— 1982. — Т. 8.— С. 643—651.
6. Мирзоян М. А., Петросян Р. А. //Виол. журн. Армении. — 1985. — Т. 30, №8. —С. 728—729.
7. Омельяниц Н. И., Набока А/. В., Губский 10. В. и др.//Гиг. и сан. — 1986. — Л1- 5. — С. 64—65.
8. Сергеева Л. Е. // Микология и фитопатология. — 1986. —Т. 20. № 2, —С. 124—126.
9. Сердюкова М. И., Ловчинская Т. А., Крупских А. С., Евдокимов Ю. А. //Гиг. и сан. — 1986. — № 5. — С. 78—79.
Поступила 11.01.88
