ZESPÓŁ AUTORSKI:

Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Skórzanego

• Łucja Wyrębska
• Lucjan Szuster
• Halina Stawska
• Małgorzata Krępska
• Katarzyna Ławińska - kierownik
• Iwona Masłowska-Lipowicz

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

W wyniku przeprowadzonych prac uzyskano nierozpuszczalną w wodzie bioaktywną polimeryczną ciecz jonową o optymalnych właściwościach, która wzbogaca cechy produktów o ochronę przeciwdrobnoustrojową. Zastosowanie rozwiązania będącego przedmiotem wynalazku zwiększa ochronę mikrobiologiczną i gwarantuje bezpieczeństwo użytkowania. Opracowany sposób wytwarzania nowej cieczy jonowej pozwala na prowadzenie jej syntezy w sposób stosunkowo prosty i powtarzalny. Zastosowany anion rodankowy powoduje brak rozpuszczalności otrzymanej cieczy jonowej w wodzie. Powszechnie stosowane substancje bioaktywne nie są trwałe w wysokich temperaturach, co często uniemożliwia ich bezpośrednie zastosowanie np. w materiałach polimerowych. Opracowana polimeryczna ciecz jonowa charakteryzuje natomiast wysoka stabilność termiczna. Powiązanie tych właściwości ze związkiem bioaktywnym pozwala stworzyć nowe produkty z obecnych materiałów zapewniając długotrwałe zabezpieczenie mikrobiologiczne (względem występujących powszechnie mikroorganizmów).
Opracowane rozwiązanie stanowi odwiedź na aktualnie trwające poszukiwania substancji o większym spektrum przeciwdrobnoustrojowego oddziaływania, a jednocześnie nie zmieniających (nie pogarszających) właściwości wyrobów. Coraz większego znaczenia nabiera również zastosowanie preparatów antyseptycznych, które poza funkcją biostabilizacji są nieszkodliwe i bezpieczne dla człowieka oraz nie wykazują szkodliwego wpływu na środowisko.

ISTOTA WYNALAZKU

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nowej polimerycznej cieczy jonowej będącej pochodną rodankową poliheksametylenoguanidyny charakteryzujący się tym, że proces syntezy prowadzi się poprzez dodawanie stałego rodanku amonowego do wodnego roztworu chlorowodorku poliheksametylenobiguanidyny w temperaturze 20 - 30°C i pH 6,5-7 wobec środka chelatującego. Polimerowe ciecze jonowe tworzone są przez polimer posiadający w łańcuchu polimerowym powtarzające się ugrupowania strukturalne zdolne do tworzenia wielu par jonowych. Tak zbudowane ciecze posiadają właściwości cieczy jonowych, a ponadto wykazują cechy charakterystyczne dla polimeru macierzystego np. podwyższoną wytrzymałość mechaniczną, trwałość, zdolność do przetwarzania itd.
Sposób wytwarzania polimerycznej cieczy jonowej pochodnej PHMB według wynalazku, ze względu na prowadzenie procesu w środowisku wodnym w temperaturze otoczenia daje produkt w postaci oleistej cieczy, co pozwala na nieskomplikowaną i szeroką aplikację. Metoda jest bezpieczna, proces syntezy powtarzalny i pozwala na uzyskanie produktu o wysokich parametrach jakościowych z dobrą wydajnością. Opracowany sposób według wynalazku umożliwia niezawodność technologiczną i właściwą mu efektywność.
W ramach prowadzonych prac uzyskaną ciecz jonową wprowadzono w ilości 1,5% do tkaniny bawełnianej. Zmodyfikowana próbka materiału wykazała bardzo dobrą skuteczność przeciwbakteryjną w stosunku do szczepów mikroorganizmów użytych w badaniu Staphylococcus aureus oraz Escherichia coli. Inne badania wykazały, że aplikacja niniejszej cieczy jonowej w tworzywa sztuczne nadaje im właściwości przeciwdrobnoustrojowe - w przypadku kleju wystarczy 1,2% cieczy, aby zawarta w niej bioaktywna substancja była skuteczna.
Jednym z przykładowych sukcesów wynalazku jest, opracowany we współpracy z R-Foll Sp. z o.o., nowy produkt tj. taśma polietylenowa z dodatkiem nowej cieczy jonowej, służąca do uszczelnienia połączeń przewodów i kształtek prostokątnych kanałów wentylacyjnych. W ramach projektu inwestycyjnego firma R-Foll Sp. z o.o. planuje jego wdrożenie na skalę przemysłową. Opracowana taśma charakteryzuje się wysoką odpornością na temperaturę, chemię oraz mikroorganizmy. Jest bezpieczna dla człowieka i przyjazna środowisku naturalnemu. Zapewnia trwałość działania w warunkach eksploatacji w naszej strefie klimatycznej.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Dnia 2021-05-13 dzielono prawa na opracowany wynalazek (numer prawa wyłącznego Pat.238337). Korzyści w ujęciu komercjalizacyjnym:

• metoda otrzymywania prosta i wydajna;
• ciecz stabilna w wysokich temperaturach;
• ciecz nierozpuszczalna w wodzie, a także w acetonie, toluenie, heksanie (co zapewnia długotrwałe działanie);
• korzyść ekonomiczna - wystarczy kilkuprocentowy dodatek cieczy w produkt by nadać mu nowe właściwości przeciwdrobnoustrojowe;
• szerokie możliwości aplikacyjne w różnych produktach i gałęziach przemysłu tj. materiały tekstylne, polimerowe, tworzywowe, budowlane, drewniane (w tym pianki, folie, kleje);
• rozwiązanie konkurencyjne w odniesieniu np. do jonów srebra.