CRIOGELURI HIBRIDE SUPERADSORBANTE PE BAZĂ DE POLIMERI NATURALI ȘI ARGILE SILANIZATE, ȘI PROCEDEU DE OBTINERE A ACESTORA

Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a unor criogeluri hibride superabsorbante pe bază de polimeri naturali şi argile silanizate utilizate pentru îndepărtarea antibioticelor din clasa penicilinelor din apele reziduale.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenţia constă în dezvoltarea unor criogeluri hibride noi, datorită combinării beneficiilor componentei anorganice- argila (fie montmorilonit fie kaolinit), cu cele ale componentei organice-polimerul natural (chitosan simplu sau chitosan -bioceluloză), compatibilitatea celor două componente fiind asigurată prin modificarea argilei cu grupări organice, printr-un proces de silanizare cu (3-trimetoxisilil) propil metacrilat (MAPTES), obţinerea propriu-zisă a criogelurilor fiind rezultatul unei succesiuni de etape de îngheţare-liofilizare, după încorporarea argilei silanizate într-o soluţie obţinută prin solubilizarea polimerului (polimerilor) într-o soluţie apoasă de acid acetic, după o omogenizare corespunzătoare şi adăugarea ca agent de reticulare a bicarbonatului de amoniu, criogelurile astfel dezvoltate, având potenţiale utilizări în absorbţia din soluţii apoase a antibioticelor din clasa penicilinelor.

Procedeul, conform invenţiei, constă în etapele: silanizare a argilei Montmorilonit (MMT) calcinat şi a Kaolinului uscat, cu (3-trimetoxisilil) propil metacrilat (MAPTES), introducerea argilelor silanizate într-o soluţie de polimer natural Chitosan (CS) sau amestec de Chitosan-Bioceluloză (CS-BC), adăugarea agentului de reticulare de tip bicarbonat de amoniu, cu agitare mecanică, menţinerea amestecului la temperatura camerei, la -20…-30°C, şi la -50…-70°C timp de 20…30 h, rezultând criogeluri hibride anorganice-organice netoxice, cu capacitate de retenţie a penicilinelor din apele reziduale, precum şi rezistenţă mecanică şi chimică ridicată. Informații suplimentare sunt disponibile via https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/086142590/publication/RO137385A2?q=RO137385

Invenţia prezintă următoarele avantaje: – Utilizarea ca umpluturi a argilelor Montmorillonit (MMT) sau Kaolinit (Kaol) pentru polimerii naturali precum Chitosan (CS) şi Bioceluloză (BC) permite dezvoltarea de criogeluri nepoluante şi, totodată, cu proprietăţi superabsorbante şi cu rezistenţă mecanică corespunzătoare; – Se asigură o bună compatibilitate între polimerii organici (CS sau CS-BC) şi componenta anorganică (MMT sau Kaol) prin silanizarea argilelor. – Criogelurile dezvoltate realizate conform invenţiei, prin încorporarea de argile (MMT/Kaol) silanizate în matricea de polimer natural au un cost relativ redus de producere, nefiind utilizaţi compuşi chimici costistori, precum agenţi de chelare sau surfactanţi, ci în principal materii prime relativ ieftine şi accesibile: polimeri naturali (chitosan; bioceluloză), argile, bicarbonat de amoniu comercial; – Se aplică proceduri simple de preparare a criogelurilor hibride, întrucât se folosesc polimeri naturali, nefiind necesară o etapă de polimerizare, precum în cazul polimerilor sintetici, care, în unele cazuri, presupune utilizarea de monomeri şi iniţiatori toxici; – Formarea criogelurilor are loc fără a implica lucrul la temperaturi ridicate şi fără degajare de compuşi volatili; – Silanizarea se realizează, de asemenea, printr-o procedură simplă, asigurându-se o densitate corespunzătoare a grupărilor silanice pe suprafaţa argilelor, cu efect benefic atât pentru compatibilitatea celor două componente, organică şi anorganică, cât şi pentru aplicarea în absorbţia antibioticelor; – Obţinerea criogelurilor hibride nu presupune o tehnică invazivă de preparare, ci doar o procedură simplă de liofilizare, benefică pentru păstrarea structurii şi porozităţii materialelor dezvoltate; – Se asigură controlul porozităţii şi al propietăţilor absorbante printr-o alegere corespunzătoare a polimerului (chitosan ca atare sau în amestec cu celuloză bacteriană), a argilei utilizate (montmorillonit sau kaolinit), precum şi prin modificări ale cantităţilor din aceste componente. – Utilizarea de criogeluri pe baza de CS-BC, nu prezintă risc de toxicitate, ceea ce crează premizele succesului pentru utilizarea acestora în purificarea apelor cu conţinut de penicilină şi, implicit, cu rol benefic în protecţia mediului, cu atât mai mult cu cât agentul de reticulare utilizat, bicarbonatul de amoniu, este non-toxic;

CRIOGELURI HIBRIDE SUPERABSORBANTE PE BAZĂ DE POLIMERI NATURALI ŞI ARGILE SILANIZATE ŞI PROCEDEU DE OBŢINERE A ACESTORA Brevet de invenție acordat de către Oficiul de Stat pentru Invenții și Mărci OSIM: RO137385A2 / 28.04.2023 Autori: CHIRIAC Anita-Laura, IORDACHE Tanţa-Verona, DUMITRU Marinela Victoria, MIRON Andreea, SANDU Teodor, SÂRBU Andrei, GAVRILĂ Ana-Mihaela, ZAHARIA Anamaria.