[go: up one dir, main page]

RU2115542C1 - Agent for bioprotection of cellulose-containing materials - Google Patents

Agent for bioprotection of cellulose-containing materials Download PDF

Info

Publication number
RU2115542C1
RU2115542C1 RU95100126A RU95100126A RU2115542C1 RU 2115542 C1 RU2115542 C1 RU 2115542C1 RU 95100126 A RU95100126 A RU 95100126A RU 95100126 A RU95100126 A RU 95100126A RU 2115542 C1 RU2115542 C1 RU 2115542C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
agent
wood
uca
fungi
cellulose
Prior art date
Application number
RU95100126A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95100126A (en
Inventor
Евгения Ивановна Иванникова
Светлана Николаевна Комова
Юрий Александрович Варфоломеев
Ашот Маргосович Папазян
Ирина Юрьевна Нагметова
Original Assignee
Евгения Ивановна Иванникова
Светлана Николаевна Комова
Юрий Александрович Варфоломеев
Ашот Маргосович Папазян
Ирина Юрьевна Нагметова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгения Ивановна Иванникова, Светлана Николаевна Комова, Юрий Александрович Варфоломеев, Ашот Маргосович Папазян, Ирина Юрьевна Нагметова filed Critical Евгения Ивановна Иванникова
Priority to RU95100126A priority Critical patent/RU2115542C1/en
Publication of RU95100126A publication Critical patent/RU95100126A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2115542C1 publication Critical patent/RU2115542C1/en

Links

Landscapes

  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

FIELD: sawing and wood working industry. SUBSTANCE: an agent of an organic origin is used for biochemical protection of wood from fungi mold and blue rot. Invention proposes bioprotective agent alkylammonium acetate of the formula

Description

Изобретение относится к средствам органического происхождения, используемым для биохимической защиты целлюлозосодержащих материалов от грибов синевы и плесени, в частности древесины в период атмосферной ее сушки или транспортирования с влажностью выше транспортной, и может быть использовано в лесопильной и деревообрабатывающей промышленности. The invention relates to means of organic origin used for the biochemical protection of cellulose-containing materials from blue stain and mold, in particular wood during its atmospheric drying or transportation with humidity higher than transport, and can be used in sawmilling and woodworking industries.

Известно применение средств для консервации древесины и древесных материалов, состоящее из органического аммонийфторфосфата и/или диаммонийфторфосфат и фторфосфата щелочного металла [1]. It is known the use of preservation agents for wood and wood materials, consisting of organic ammonium fluorophosphate and / or diammonium fluorophosphate and alkali metal fluorophosphate [1].

Известно также средство органического происхождения, обладающее биозащитными свойствами по отношению к целлюлозосодержащим материалом, а именно полигексаметиленгуанидингидрохлорид [2]. It is also known a means of organic origin, possessing bioprotective properties in relation to cellulose-containing material, namely polyhexamethylene guanidine hydrochloride [2].

Это средство обладает широким спектром защитного действия для различных целлюлозосодержащих материалов в том числе и для древесины. Однако используют это средство не часто, поскольку относится к очень токсичным веществам; концентрированные растворы этого соединения при попадании на кожу вызывают сильнейшие ожоги, расширение кровеносных капилляров, сокращение гладкой мускулатуры и аллергические реакции. This tool has a wide range of protective effects for various cellulose-containing materials, including wood. However, this tool is not used often, since it refers to very toxic substances; concentrated solutions of this compound, upon contact with the skin, cause severe burns, expansion of blood capillaries, contraction of smooth muscles and allergic reactions.

Наиболее близким аналогом к изобретению и принятым в качестве прототипа, является известное средство [3] органического происхождения и представляет собой алкилдиметилбензиламмоний хлорид, соединение четвертичного аммония, имеющее структурную формулу

Figure 00000003

где
R - насыщенный углеводородный радикал нормального строения с C10-C18.The closest analogue to the invention and adopted as a prototype is the well-known product [3] of organic origin and is alkyldimethylbenzylammonium chloride, a quaternary ammonium compound having the structural formula
Figure 00000003

Where
R is a saturated hydrocarbon radical of normal structure with C 10 -C 18 .

Получают известное средство путем конденсации алкилдиметиламина и бензилхлорида. Относится оно к поверхностно-активным веществам (ПАВ). Алкилдиметилбензиламмоний хлорид способен адсорбироваться из водных растворов на поверхности раздела фаз (жидкость-твердое тело) и понижать вследствие этого их поверхностную энергию (поверхностное натяжение). Указанное свойство обусловлено тем, что молекула известного соединения имеет дифильное строение, т. е. содержит наряду с полярными (функциональными) группами также неполярные углеводородные радикалы. A known agent is obtained by condensation of alkyldimethylamine and benzyl chloride. It relates to surface-active substances (surfactants). Alkyldimethylbenzylammonium chloride is capable of adsorbing from aqueous solutions at the interface (liquid-solid) and, as a result, reduces their surface energy (surface tension). This property is due to the fact that the molecule of the known compound has a diphilic structure, that is, it contains, along with polar (functional) groups, non-polar hydrocarbon radicals.

Недостатком известного средства является сравнительно невысокая растворимость соединения в воде, что снижает эффективность его биозащитного действия на древесину; сохранность образцов хвойных и лиственных пород заболонной части против деревоокрашивающих и плесневых грибов после выдержки до 50 сут. составляла не более 7-%. Таким образом, известное средство в основном проявляет бактериостатическое действие, т. е. только задерживает развитие или размножение микробов. Далее приготовленные водные растворы соединения имеют pH равной 6-7. Однако, как известно, именно нейтральная и слабокислая среды имеют благоприятные условия для развития грибов. Вследствие этого активность указанного соединения со временем подает. A disadvantage of the known agent is the relatively low solubility of the compound in water, which reduces the effectiveness of its bioprotective effect on wood; preservation of samples of coniferous and deciduous species of sapwood against wood-staining and mold fungi after aging for up to 50 days. amounted to no more than 7%. Thus, the known agent mainly exhibits a bacteriostatic effect, that is, it only delays the development or reproduction of microbes. Further, prepared aqueous solutions of the compound have a pH of 6-7. However, as you know, it is the neutral and slightly acidic environment that have favorable conditions for the development of fungi. As a result, the activity of the indicated compound gives up over time.

К тому же соединение токсично, оно относится к веществам 2-го класса опасности; его водные растворы обладают кожно-раздражающим и выраженным кожно-резорбтивным действием, вызывая дерматиты. In addition, the compound is toxic, it belongs to substances of the 2nd hazard class; its aqueous solutions have a skin-irritating and pronounced skin-resorptive effect, causing dermatitis.

Таким образом, возникла необходимость создавая такого средства, относящегося к классу соединений четвертичного аммония, которое бы хорошо растворялось в воде, обладало бы бактерицидными и фунгицидными свойствами по отношению к деревоокрашивающим и дереворазрушающим грибам синевы и плесени, при этом чтобы активность биозащитного действия не снижалась во времени и к тому же, чтобы это средство было менее безопасно для человека и окружающей среды, чем все известные до него средства. Предлагается в качестве такого средства использовать соединение уксуснокислый алкиламмоний (УКА), имеющий структурную формулу

Figure 00000004

где
R - насыщенный углеводородный радикал нормального строения с C10-C18.Thus, the need arose to create such a product, belonging to the class of quaternary ammonium compounds, which would dissolve well in water, have bactericidal and fungicidal properties with respect to wood-staining and wood-destroying blue and mildew fungi, so that the activity of bioprotective action does not decrease over time and besides, that this tool was less safe for humans and the environment than all means known to him. It is proposed as such a means to use the compound alkylammonium acetic acid (UCA) having the structural formula
Figure 00000004

Where
R is a saturated hydrocarbon radical of normal structure with C 10 -C 18 .

Предлагаемое соединение относится к новым производным известных соединений четвертичного аммония. УКА является продуктом взаимодействия уксусной кислоты (CH3-COOH) и первичного амина, в частности алкиламина (R-NH2), где R - насыщенный углеводородный радикал нормального строения, содержащего 10-18 атомов углерода. В качестве алкиламина использовали кокосовый жирный амин марки "Син-Аминес-100", фирмы Хехст (ФРГ).The proposed compound relates to new derivatives of the known compounds of the Quaternary ammonium. UCA is the product of the interaction of acetic acid (CH 3 -COOH) and a primary amine, in particular alkylamine (R-NH 2 ), where R is a saturated hydrocarbon radical of a normal structure containing 10-18 carbon atoms. As an alkylamine used coconut fatty amine brand "Sin-Amines-100", the company Hoechst (Germany).

Первичный алифатический амин (алкиламин) является органическим соединением производного аммиака. Он представляет собой бесцветную или слабожелтоватую жидкость, изменяющую свое состояние при 15oC и с температурой воспламенения 116oC. Токсичность алкиламина 2000 мг/кг для кроликов и 0,1-1 мг/кг для рыб. Относится к веществам 2-го класса опасности. Содержание алкиламинов в исходном продукте не менее 96% при 20oC, агрегатное состояние - жидкость, содержание воды в % не более 0,5.Primary aliphatic amine (alkylamine) is an organic compound of an ammonia derivative. It is a colorless or slightly yellowish liquid that changes state at 15 o C and with a flash point of 116 o C. The toxicity of alkylamine 2000 mg / kg for rabbits and 0.1-1 mg / kg for fish. Belongs to substances of the 2nd hazard class. The content of alkylamines in the initial product is not less than 96% at 20 o C, the state of aggregation is liquid, the water content in% is not more than 0.5.

Уксусную кислоту для получения предлагаемого биозащитного средства используют 80%-ной концентрации, т.е. пищевую уксусную кислоту. Acetic acid to obtain the proposed bioprotective agent use 80% concentration, i.e. food grade acetic acid.

УКА получают в результате химической реакции

Figure 00000005

где
R - (C10-C18).UCA is obtained as a result of a chemical reaction
Figure 00000005

Where
R is (C 10 -C 18 ).

Реакция проходит при 50oC. Реагенты взяты в мольном соотношении как 1:1. Первичный амин загружают в уксусную кислоту при этом реакция аминирования идет при pH равном 8,8 - 9,5, в течение 1,5-2 ч. За это время происходит полное растворение сырья. Отходы производства отсутствуют, вся оборотная вода используется повторно в технологическом процессе. Токсические соединения в воздушной среде и в сточных водах отсутствуют. Технология УКА сравнительно дешевая.The reaction takes place at 50 o C. The reagents are taken in a molar ratio of 1: 1. The primary amine is loaded into acetic acid, while the amination reaction proceeds at a pH of 8.8 - 9.5, within 1.5-2 hours. During this time, the raw materials are completely dissolved. There is no production waste, all recycled water is reused in the process. There are no toxic compounds in the air and in wastewater. UCA technology is relatively cheap.

Уксуснокислый алкиламмоний представляет собой однородную светлую желеобразную массу со слабым запахом амина. Содержание основного вещества 50-80%, pH раствора 8,8 - 9,5. Alkylammonium acetate is a homogeneous, light jelly-like mass with a faint smell of amine. The content of the main substance is 50-80%, the pH of the solution is 8.8 - 9.5.

В результате сравнения структурной формулы уксуснокислого алкиламмония

Figure 00000006

и прототипа его (алкилдиметилбензиламмоний хлорид)
Figure 00000007

относящихся к соединениям четвертичного аммония, можно сделать следующий вывод:
известное соединение имеет больший молекулярный вес;
в предложенном соединении азот более доступен к реакциям замещения водорода.By comparing the structural formula of alkylammonium acetic acid
Figure 00000006

and its prototype (alkyldimethylbenzylammonium chloride)
Figure 00000007

relating to quaternary ammonium compounds, the following conclusion can be drawn:
the known compound has a greater molecular weight;
in the proposed compound, nitrogen is more accessible to hydrogen substitution reactions.

В водных растворах и предложенное и известное соединение диссоциируют на положительно и отрицательно заряженные ионы. Однако предложенное соединение имеет такую молекулярную структуру, в которой сбалансировано влияние свойств полярных групп, с одной стороны, и неполярных цепей, с другой. Именно это позволяет получить наибольшую эффективность действия как поверхностно-активного вещества с регулируемым аспектом действия pH. In aqueous solutions, both the proposed and known compounds dissociate into positively and negatively charged ions. However, the proposed compound has a molecular structure in which the influence of the properties of polar groups, on the one hand, and non-polar chains, on the other, is balanced. This is what allows you to get the most effective action as a surfactant with a controlled aspect of the action of pH.

УКА относится к веществам 3 класса опасности, не ядовито. По степени воздействия на организм (живой) относится к умеренным веществам. Активность предложенного средства такова, что оно помимо бактериостатического действия оказывает и бактерицидное на многие виды организмов (убивает микробы, задерживает размножение или развитие микроорганизмов). UCA refers to substances of hazard class 3, not toxic. According to the degree of exposure to the body (living), it belongs to moderate substances. The activity of the proposed agent is such that, in addition to its bacteriostatic effect, it also has a bactericidal effect on many types of organisms (it kills microbes, delays the reproduction or development of microorganisms).

УКА хорошо растворимо в воде, используется при малых концентрациях. Экологически чист, как продукт, имеет слабый запах, а водные его растворы баз запаха. Определено, что сохранность образцов хвойных и лиственных пород заболонной части против деревоокрашивающих и плесневых грибов после выдержки их до 50 сут. составляла 89% (в то время как известное средство в аналогичных условиях дает эффект не более 70%). UCA is highly soluble in water, used at low concentrations. It is environmentally friendly, as a product, has a faint odor, and its aqueous solutions of odor bases. It was determined that the preservation of samples of coniferous and deciduous species of sapwood against wood-staining and mold fungi after exposure to 50 days. amounted to 89% (while the well-known product in similar conditions gives an effect of not more than 70%).

После обработки древесины предложенным средством, она не окрашивается, физико-химические свойства ее не снижаются и в дальнейшем она легко подвергается обработке. After processing the wood with the proposed agent, it is not painted, its physical and chemical properties are not reduced, and then it is easily processed.

Произведена идентификация продуктов синтеза уксуснокислого алкиламмония методом жидкостной хроматографии на приборе УОГ ЭРС-1540 (носитель силикагель, модифицированный пропиленгликолем). Фазовый состав изучен с помощью рентгеноструктурного исследования на рентгеновском дифрактометре ДРОН-3М с автоматической обработкой дифрактометрических картин на ЭВМ и получением дифракционных картин межплоскостных расстояний. Продукт был выделен в сухом виде. Фазы имели четко ограниченный характер. The products of the synthesis of alkylammonium acetic acid were identified by liquid chromatography on a UOG ERS-1540 device (propylene glycol-modified silica gel carrier). The phase composition was studied using an X-ray diffraction study on a DRON-3M X-ray diffractometer with automatic processing of diffractometric patterns on a computer and obtaining diffraction patterns of interplanar distances. The product was isolated in dry form. The phases were clearly limited.

Для доказательства содержания УКА использовали метод темнопольной съемки. Идентификацию связей, возникающих при анализе промышленных образцов УКА проводили методом ИКС (Фурье-спектрометр). Получали разностные спектры, которые соответствовали конечному продукту реакции аминирования. To prove the content of the UCA, the dark-field method was used. The bonds arising in the analysis of industrial samples of UCA were identified by the IR method (Fourier spectrometer). Received difference spectra, which corresponded to the final product of the amination reaction.

Действие уксуснокислого алкиламмония на целлюлозосодержащие материалы, в частности древесину, изучали следующим образом. The effect of alkylammonium acetate on cellulose-containing materials, in particular wood, was studied as follows.

Приготавливали 5 - 7%-ный раствор углекислого алкиламмония и обрабатывали им образцы древесины, путем периодического окунания их в раствор или выдержки их в растворе. A 5 - 7% solution of carbonyl alkylammonium was prepared and treated with wood samples by periodically dipping them in the solution or holding them in solution.

Предварительно определяли распределение и тип грибов, спор на поверхности и объеме древесины на разных стадиях эксплуатации во влажных средах. Кроме того определяли распределение УКА по сечению материала после ее пропитки и длительной эксплуатации материалов во влажных средах. Исследования проводили на микроанализаторах (сканирующих микроскопах). Preliminarily, the distribution and type of fungi, spores on the surface and volume of wood at different stages of operation in humid environments were determined. In addition, the distribution of UCA over the cross section of the material after its impregnation and long-term operation of the materials in moist environments was determined. Studies were performed on microanalyzers (scanning microscopes).

Выявлено, что УКА проникает внутрь образцов древесины на глубину 3 - 4 мм в зависимости от условий пропитки. Характер распределения УКА диффузионный. При длительной выдержке в воде наблюдается обратная миграция УКА в водную фазу, но при этом вымывание идет только из небольшого слоя, а именно менее 100 мкм. Кроме того определяли биологическую активность предложенного средства во времени в зависимости от концентрации водных растворов. Для испытаний брали образцы из свежевыпиленной заболони сосны, влажностью 80-120%, размером 5х15х180 мм. Образцы пропитывали окунанием в 3; 5; 7%-ный растворы УКА. После подсушки образцы инфицировали суспензией спор плесневых и деревоокрашивающих грибов. Осмотр производили через 10, 20 и 50 сут. Выявлено, что УКА эффективен как при малых концентрациях, так и при больших, но с повышением концентрации растворов УКА биоактивность существенно возрастает и значительно отличается от действия растворов известного средства. It was revealed that UCA penetrates into the wood samples to a depth of 3-4 mm, depending on the conditions of impregnation. The distribution pattern of the UCA is diffusive. With prolonged exposure in water, the reverse migration of UCA to the aqueous phase is observed, but at the same time, leaching takes place only from a small layer, namely, less than 100 microns. In addition, the biological activity of the proposed agent was determined over time depending on the concentration of aqueous solutions. For testing, samples were taken from freshly sawn sapwood of pine, humidity 80-120%, size 5x15x180 mm. Samples were dipped in 3; 5; 7% UCA solutions. After drying, the samples were infected with a spore suspension of mold and wood-staining fungi. Inspection was performed after 10, 20 and 50 days. It was found that UCA is effective both at low and high concentrations, but with an increase in the concentration of UCA solutions, the bioactivity increases significantly and differs significantly from the action of solutions of the known agent.

Уксуснокислый алкиламмоний можно использовать как биоцидное средство самостоятельно или в сочетании с другими добавками. Alkylammonium acetate can be used as a biocidal agent alone or in combination with other additives.

Claims (1)

Уксуснокислый алкиламмоний структурной формулы
Figure 00000008

где R - насыщенный углеводородный радикал нормального строения с C10 - C18,
для защиты целлюлозосодержащих материалов от поражения их деревоокрашивающими и плесневыми грибами.
Alkylammonium acetic acid of structural formula
Figure 00000008

where R is a saturated hydrocarbon radical of normal structure with C 10 - C 18 ,
to protect cellulose-containing materials from damage by their wood-dyeing and mold fungi.
RU95100126A 1995-01-05 1995-01-05 Agent for bioprotection of cellulose-containing materials RU2115542C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95100126A RU2115542C1 (en) 1995-01-05 1995-01-05 Agent for bioprotection of cellulose-containing materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95100126A RU2115542C1 (en) 1995-01-05 1995-01-05 Agent for bioprotection of cellulose-containing materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95100126A RU95100126A (en) 1997-01-10
RU2115542C1 true RU2115542C1 (en) 1998-07-20

Family

ID=20163752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95100126A RU2115542C1 (en) 1995-01-05 1995-01-05 Agent for bioprotection of cellulose-containing materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2115542C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2147510C1 (en) * 1999-06-15 2000-04-20 Хризман Игорь Ефимович Wood protection agent

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3714051A1 (en) * 1987-04-28 1988-11-17 Desowag Materialschutz Gmbh AGENTS FOR THE PRESERVATION OF WOOD AND WOOD MATERIAL
SU1698061A1 (en) * 1990-01-31 1991-12-15 Сенежское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Деревообрабатывающей Промышленности Wood protecting compound

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3714051A1 (en) * 1987-04-28 1988-11-17 Desowag Materialschutz Gmbh AGENTS FOR THE PRESERVATION OF WOOD AND WOOD MATERIAL
SU1698061A1 (en) * 1990-01-31 1991-12-15 Сенежское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Деревообрабатывающей Промышленности Wood protecting compound

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
3. Варфоломеев Ю.А. Обеспечение долговечности изделий из древесины. - М.: ИЧП фирма "Ассоль", 1992, с.33. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2147510C1 (en) * 1999-06-15 2000-04-20 Хризман Игорь Ефимович Wood protection agent

Also Published As

Publication number Publication date
RU95100126A (en) 1997-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU719078B2 (en) Waterproofing and preservative compositions for wood
JP4350911B2 (en) Azole / amine oxide wood preservative
JP4300589B2 (en) Wood preservatives
US20020026883A1 (en) Amine oxide wood preservatives
AU2001274927A1 (en) Amine oxide wood preservatives
FI64530B (en) TRAESKYDDSMEDELSBLANDNING OCH FOERFARANDE FOER ATT SKYDDA TRAE
RU2411119C2 (en) Method of wood processing
WO2008079419A2 (en) Quaternary ammonium compounds with novel mode of action for protection of wood structures
SU1457814A3 (en) Compound for protecting wood against damage by wood-destroying basidiomycetes
RU2115542C1 (en) Agent for bioprotection of cellulose-containing materials
JP2009522299A (en) Tropolone complexes as wood preservatives.
JP2009522298A (en) Ibuprofen complexes as wood preservatives
RU2147510C1 (en) Wood protection agent
RU2113984C1 (en) Means for biological protection of cellulose-containing materials
FI59747B (en) CONTAINING AV ENVIRONMENTAL SKYDDSAEMNESBLANDNING FOER FOERHINDRANDE AV FOERDAERV AV FUKTIG TRAE SAERSKILT STOCKAR OCH SAOGVIRKE GENOM TRAE MISSFAERGANDE SVAMPAR
RU2115543C1 (en) Agent "biomin" for bioprotection of cellulose-containing materials
PL393431A1 (en) Method for wood protection against fungi using ammonium ionic liquids with a naturally occurring cation and nitrate (V) anion and agents for wood protection against fungi using ammonium ionic liquids with a naturally occurring cation and nitrate (V) anion
RU2115545C1 (en) Agent "adbakh" for bioprotection of cellulose-containing materials
RU2014995C1 (en) Composition for wood protection against fungous biodegradation
DK158570B (en) FUNGICID AGENT FOR THE PROTECTION OF FRESH-CUTTED TREES AGAINST BLAST BINDING AND MOLD Fungi
FI64761C (en) FOERFARANDE FOER BEHANDLING AV NYFAELLT ELLER NYSAOGAT TRAE SAT MEDEL FOER ANVAENDNING VID FOERFARANDET
RU2075380C1 (en) Antiseptic for protecting cellulose-containing materials
RU2256550C1 (en) Agent for protecting wood against damage from wood-coloring and musty fungi
RU2115544C1 (en) Agent "adfos" for bioprotection of cellulose-containing materials
US20070167407A1 (en) Quaternary ammonium borate compositions and substrate preservative solutions containing them