Микрогели полисахаридов что это
Применение микрогелей полисахаридов, модифицированных гидрофобными группировками, в качестве основы или добавки для моющих средств и составы моющих средств с их применением (варианты)
Владельцы патента RU 2663892:
Заявляемая группа изобретений относится к химической промышленности, в частности к составам и добавкам для моющих средств, предназначенных для бытового, профессионального и личного использования в домашнем хозяйстве и промышленности. Сущность заявляемой группы изобретений заключается в применении микрогелей полисахаридов, модифицированных гидрофобными группировками, в качестве основы или добавки для различных моющих средств, а также включает составы нейтральных, кислотных и щелочных моющих средств с добавлением микрогелей полисахаридов, модифицированных гидрофобными группировками. Техническим результатом, достигаемым заявляемой группой изобретений, является обеспечение возможности снижения количества поверхностно-активных веществ в составе моющих средств с сохранением их моющей способности и повышение за счет этого экологичности и безопасности моющих средств для конечного потребителя. 5 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 пр.
Заявляемая группа изобретений относится к химической промышленности, в частности к составам и добавкам для моющих средств, предназначенных для бытового, профессионального и личного использования в домашнем хозяйстве и промышленности.
Потребительские свойства моющих средств зависят не только от моющей способности, но и от свойств, не оказывающих на нее прямого влияния, таких, как дерматологическая безопасность, вязкость и способность к пенообразованию. Высокая вязкость является обязательным качеством средств для мытья посуды, сантехнических гелей, средств для очистки твердых поверхностей, средств личной гигиены, шампуней и т.д. Она позволяет сократить расход моющих средств, более равномерно наносить их на поверхности и длительное время там удерживать. Поэтому, моющие средства загущают с помощью различных способов.
Одним из таких способов является добавление полимерных веществ, например, карбоксиметилцеллюлозы, поливинилпирролидона, ксантановой или гуаровой камеди. Недостаток этого подхода состоит в том, что полимеры не обладают поверхностной активностью и служат дополнительным ингредиентом в смеси, не выполняя основной функции моющего средства.
Второй способ заключается в использовании больших концентраций поверхностно-активных веществ или выборе поверхностно-активных веществ, легко образующих жидкокристаллические фазы. В этом случае само поверхностно-активное вещество служит загустителем, однако при этом моющее средство содержит либо избыточное количество поверхностно-активных веществ, либо поверхностно-активные вещества с высокой стоимостью.
Третий, самый распространенный способ повышения вязкости состоит в добавлении солей, как правило, хлорида натрия. Поверхностно-активные вещества высаливаются из раствора, образуя вязкие жидкокристаллические фазы. Недостатком этого способа является снижение дерматологической безопасности моющего средства и снижение его моющей способности.
Способность к пенообразованию практически не влияет на моющую способность моющего средства, но позволяет визуально отслеживать его расход. Пенообразование обычно регулируют правильным подбором комбинации поверхностно-активных веществ или включением в состав полимерных добавок. Все это негативно влияет на общий расход поверхностно-активных веществ, так как часть из них расходуется на образование пены.
Известна чистящая композиция, содержащая полисахариды, причем от 5% до 95% полисахаридов представлены водорастворимой, незамещенной гемицеллюлозой [ЕР 2336283 А1, C11D 3/00, C11D 3/22, дата публикации 22.06.2011].
Известна чистящая композиция, содержащая стиральный порошок и частицы полисахарида, имеющие средний размер от 1 до 100 мкм [US 2016230124, C11D 17/043, C11D 17/06, C11D 3/222, C11D 3/225, дата публикации 11.08.2016].
В качестве прототипа выбрано моющее средство, содержащее одно или несколько поверхностно-активных веществ и компонент в виде сухого полисахарида, имеющего размер частиц менее 100 нм [US 7842658, МПК A61K 8/73, C11D 1/00, C11D 3/22, дата публикации 30.11.2010].
Недостатком прототипа является невозможность существенного снижения количества поверхностно-активных веществ в составе моющих средств, в следствии использования гидрофильных полимеров в виде мелкодисперсного порошка, которые выполняют роль антиресорбционного агента. Такие частицы не обладают поверхностной активностью и служат дополнительным ингредиентом в смеси, не выполняя основной функции моющего средства.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, является повышение экологичности и безопасности моющих средств для конечного потребителя.
Техническим результатом, достигаемым заявляемой группой изобретений, является обеспечение возможности снижения количества поверхностно-активных веществ в составе моющих средств с сохранением их моющей способности.
Указанный технический результат достигается за счет применения микрогелей полисахаридов, модифицированных гидрофобными группировками, в качестве основы или добавки для моющих средств.
Моющее средство на основе водного раствора органического полимера, в отличие от прототипа, в качестве органического полимера содержит микрогели полисахаридов, модифицированные гидрофобными группировками, при этом концентрация микрогелей полисахаридов, модифицированных гидрофобными группировками, составляет 0,1-3%.
Нейтральное моющее средство содержит воду, комплекс поверхностно-активных веществ и органический полимер, в отличие от прототипа, в качестве органического полимера оно содержит микрогели полисахаридов, модифицированные гидрофобными группировками, при этом соотношение компонентов составляет, масс. %:
| Комплекс поверхностно-активных веществ | 0,1-15 |
| Микрогели полисахаридов, модифицированные гидрофобными группировками, | 0,1-3 |
Кислотное моющее средство содержит воду, комплекс поверхностно-активных веществ, комплекс кислот и органический полимер, в отличие от прототипа, в качестве органического полимера оно содержит микрогели полисахаридов, модифицированные гидрофобными группировками, при этом соотношение компонентов составляет, масс. %:
| Комплекс поверхностно-активных веществ | 0,1-15 |
| Комплекс кислот | 0,1-50 |
| Микрогели полисахаридов, модифицированные гидрофобными группировками, | 0,1-3 |
Щелочное моющее средство содержит воду, комплекс поверхностно-активных веществ, комплекс щелочей и органический полимер, в отличие от прототипа, в качестве органического полимера оно содержит микрогели полисахаридов, модифицированные гидрофобными группировками, при этом соотношение компонентов составляет, масс. %:
| Комплекс поверхностно-активных веществ | 0,1-15 |
| Комплекс щелочей | 0,1-50 |
| Микрогели полисахаридов, модифицированные гидрофобными группировками, | 0,1-3 |
Микрогели представляют собой разветвленные полимерные коллоидные частицы с диаметром 0,1-1 мкм, которые могут сильно набухать в растворителях из-за электростатического или стерического отталкивания между заряженными группами. Они образуются в результате направленной полимеризации мономеров или pH-инициированной нейтрализации растворов синтетических или природных полимеров, несущих карбоксильные или аминогруппы.
К микрогелям полисахаридов могут быть отнесены коллоидные растворы природных полисахаридов с размерами частиц от 0,1 до 1 мкм, при этом частицы представляют собой гель с содержанием воды 90-99%, например, низкозамещенная ( Изобретение относится к сложному карбоксилатному эфиру полисахарида, отличающемуся тем, что он обладает сложноэфирными связями с тримеллитовым ангидридом и является растворимым в воде.
Заявляемая группа изобретений относится к химической промышленности, в частности к составам и добавкам для моющих средств, предназначенных для бытового, профессионального и личного использования в домашнем хозяйстве и промышленности. Сущность заявляемой группы изобретений заключается в применении микрогелей полисахаридов, модифицированных гидрофобными группировками, в качестве основы или добавки для различных моющих средств, а также включает составы нейтральных, кислотных и щелочных моющих средств с добавлением микрогелей полисахаридов, модифицированных гидрофобными группировками. Техническим результатом, достигаемым заявляемой группой изобретений, является обеспечение возможности снижения количества поверхностно-активных веществ в составе моющих средств с сохранением их моющей способности и повышение за счет этого экологичности и безопасности моющих средств для конечного потребителя. 5 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 пр.
Микрогели полисахаридов что это
Заявляемая группа изобретений относится к химической промышленности, в частности к составам и добавкам для моющих средств, предназначенных для бытового, профессионального и личного использования в домашнем хозяйстве и промышленности.
Моющие средства обычно содержат большое количество поверхностно-активных веществ (от 15 до 30%), содержание которых может наносить вред окружающей среде и человеку во время и после их использования. При этом лишь небольшая доля поверхностно-активных веществ идет на связывание с загрязнениями, тогда как большая часть используется в качестве резерва для поддержания достаточной концентрации. Для снижения расхода поверхностно-активных веществ в состав моющих средств добавляют антиресобционные агенты. В качестве таких агентов используются гидрофильные полимеры, такие как карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) для хлопчатобумажных тканей и поливинилпирролидон для шерстяных и шелковых тканей, а также щелочные соли (сода кальцинированная, триполифосфат, тринатрийфосфат, гексаметафосфат, силикат натрия), которые улучшают эмульгирующую способность и коллоидную структуру моющих растворов, способствуют получению более прочных пленок моющего вещества вокруг частиц загрязнения, что приводит к снижению скорости осаждения на поверхности.
Известна чистящая композиция, содержащая полисахариды, причем от 5% до 95% полисахаридов представлены водорастворимой, незамещенной гемицеллюлозой [ЕР 2336283 А1, C11D 3/00, C11D 3/22, дата публикации 22.06.2011].
Известна композиция, содержащая стиральный порошок и частицы полисахарида, имеющие средний размер от 1 до 100 мкм [US 2016230124, C11D 17/043, C11D 17/06, C11D 3/222, C11D 3/225, дата публикации 11.08.2016].
В качестве прототипа выбрано моющее средство, содержащее одно или несколько поверхностно-активных веществ и антиресорбционный агент в виде сухого полисахарида, имеющего размер частиц менее 100 нм [US 7842658, МПК A61K 8/73, C11D 1/00, C11D 3/22, дата публикации 30.11.2010].
Недостатком прототипа является использование в качестве антиресорбционных агентов гидрофильных полимеров в виде мелкодисперсного порошка, который образует устойчивую суспензию. В этом случае наблюдается большой расход антиресорбционного реагента, так как частицы порошка практически полностью состоят из полимера. Кроме того подобные частицы имеют недостаточное сродство к поверхности, в результате чего они образуют рыхлые, неустойчивые слои на поверхности. В результате с помощью этих реагентов невозможно добиться существенного снижения содержания поверхностно-активных веществ в составе моющих средств.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, является повышение экологичности и безопасности моющих средств для конечного потребителя.
Техническим результатом, достигаемым заявляемой группой изобретений, является обеспечение возможности снижения количества поверхностно-активных веществ в составе моющих средств с сохранением их моющей способности.
Указанный технический результат достигается за счет применения микрогелей полисахаридов в качестве антиресорбционного агента для моющих средств.
Нейтральное моющее средство содержит воду, комплекс поверхностно-активных веществ и антиресорбционный агент на основе полисахарида, в отличие от прототипа в качестве антиресорбционного агента оно содержит микрогели на основе модифицированного крахмала, и/или пектина, и/или карбоксиметил целлюлозы, при этом соотношение компонентов составляет, масс. %:
Комплекс поверхностно-активных веществ 1-15
Антиресорбционный агент 0,1-5
Кислотное моющее средство содержит воду, комплекс поверхностно-активных веществ, комплекс кислот и антиресорбционный агент на основе полисахарида, в отличие от прототипа в качестве антиресорбционного агента оно содержит микрогели на основе карбоксиметилцеллюлозы и/или модифицированного крахмала, при этом соотношение компонентов составляет, масс. %:
Комплекс поверхностно-активных веществ 1-15
Комплекс кислот 0,1-50
Антиресорбционный агент 0,1-5
Щелочное моющее средство содержит воду, комплекс поверхностно-активных веществ, комплекс щелочей и антиресорбционный агент на основе полисахарида, в отличие от прототипа в качестве антиресорбционного агента содержит микрогель на основе хитозана, при этом соотношение компонентов составляет, масс. %:
Комплекс поверхностно-активных веществ 1-15
Комплекс щелочей 0,1-50
Антиресорбционный агент 0,1-5
Микрогели представляют собой разветвленные полимерные коллоидные частицы с диаметром 0,1-1 мкм, которые могут сильно набухать в растворителях из-за электростатического или стерического отталкивания между заряженными группами. Они образуются в результате направленной полимеризации мономеров или рН-инициированной нейтрализации растворов синтетических или природных полимеров, несущих карбоксильные или аминогруппы.
К микрогелям полисахаридов могут быть отнесены коллоидные растворы природных полисахаридов с размерами частиц от 0,1 до 1 мкм, при этом частицы представляю собой гель с содержанием воды 90-99%, например, низкозамещенная (
Мыльная опера: как «БиоМикроГели» российский и мировой рынок покоряют
Андрей Елагин – о том, как качественные научные разработки помогают небольшой уральской компании конкурировать с гигантами химпрома
IT-инструменты, которые использует Андрей Елагин
В 2014 году в офисе НПО «БиоМикроГели» раздался звонок. Уральский стартап, только-только ставший резидентом Сколково, приглашали на форум Falling Walls. После падения Берлинской стены в Германии ежегодно собираются учёные, политики и общественные деятели со всего мира и, как бы это пафосно ни звучало, обсуждают будущее. Тогда же, в 2014 году, название Falling Walls молодым учёным из Екатеринбурга ничего не говорило, и звонок этот они восприняли скорей как розыгрыш.
Но оказалось, что по рекомендации ассоциации немецких научно-исследовательских центров им. Гельмгольца разработки НПО «БиоМикроГели» попали в номинацию Falling Walls «30 лучших технологических стартапов мира».
Для участия оставалось найти лишь какую-то авторитетную организацию, которая, по правилам форума, должна была представить НПО. Ребята обзвонили всех, кого могли, и везде получали один ответ: «Да вас никто не знает, с чего мы вас представлять будем?». Когда организаторы перезвонили снова, Андрей ответил, что, скорее всего, они никуда не поедут.
В итоге организаторы Falling Walls связались с «Российской венчурной компанией» (РВК), а там, узнав, на какое именно мероприятие приглашают уральский стартап, согласились не только представить его, но и оплатить дорогу. Так «БиоМикроГели» стали первой российской компанией, которая была приглашена на Falling Walls.
Кажется, что с этого момента, будто по мановению волшебной палочки, тыква превратилась в карету, а жизнь учёных- в сказку. Но, слушайте: мы расскажем вам, как всё было на самом деле.
НПО «БиоМикроГели» было организовано в 2012 году инженером и начинающим предпринимателем Вадимом Турыгиным. Для решения задачи по очистке воды из маслянистых жидкостей (нефти, нефтепродуктов, масел и т.д.) он собрал команду молодых кандидатов и докторов наук. В их числе оказался и аспирант уральского «политеха» Андрей Елагин, который через несколько лет возглавил НПО.
Эти реагенты переходят из жидкого состояния в гелеобразное и обратно в зависимости от условий окружающей среды и называются микрогелями. Чтобы начать применять их в промышленности, требовалось решить две ключевые задачи: разработать технологию получения микрогелей в промышленных масштабах и подобрать доступное недорогое сырьё».
Посчитав, что такие реагенты должны быть очень востребованы, молодые предприниматели не стали размениваться на мелкие цели и практически сразу (как им это удалось, кажется, для них самих остаётся загадкой!) вышли на руководство одного из подразделений «Газпромнефти». На презентацию их разработки собрался совет директоров.
Оказалось, что для удовлетворения всех требований промышленников нужны большие инвестиции, которых на старте никто давать не собирался. У самих же учёных, вчерашних студентов, миллионов в кармане не имелось.
Тогда, для того чтобы заработать эти деньги, учёные решили пойти в другие сферы. Из дальнего ящика была извлечена идея делать на основе микрогелей моющие средства. Какие-то наработки уже были получены в ходе обкатки предыдущей технологии, и учёные продолжили синтезировать рецептуры бытхима. А параллельно закупили тару у первого попавшегося производителя. Это были белые пластиковые бутылки, похожие на те, в которых раньше продавался кефир.
Разлив то, что нахимичили, по бутылкам, ребята отправились на выставку Cleaning Expo Ural-2014. Думали, что никто и внимания на них не обратит, а вышло наоборот: стенд «БМГ» произвёл фурор! И секрет успеха оказался в том, что это был единственный стенд, где раздавали образцы продукции.
Но таким образом практически все клининговые компании города получили образцы «БМГ». Каждый день в НПО шли звонки: такие-то загрязнения не отмылись, то не сработало, другое. Так, в тесном контакте с заказчиком молодые учёные «допиливали» составы своих продуктов, и спустя два месяца после выставки довели до ума средство для машинной мойки пола.
Но начался кризис, компании стали сокращать издержки, расходы на клининг урезались и урезались до тех пор, пока машинный труд не был заменен ручным, а профессиональные средства для пола не вытеснило поструганное кусковое мыло.
В НПО решили: пора выходить на массового потребителя, а иначе труба. И с середины 2014 года учёные занялись разработкой средств для мытья рук, посуды, стёкол и другой бытовой химии
На вопрос, чем линейка «БМГ» отличается от аналогов, Андрей Елагин отвечает: эти средства абсолютно безопасны как для человека, так и для окружающей среды (даже красители в них используются пищевые), не имеют запаха (а значит, гипоаллергенны), при этом очень эффективны. А за счёт формул с микрогелями ещё и экономичны, поскольку концентрацию органических действующих веществ можно снизить. Попав в ценовой сегмент масс-маркета, НПО собирается потеснить на полках продукцию раскрученных производителей.
Сейчас «БМГ» уже продаются в «Гиперболе», на тестовый период заходят в «Кировский» и «Золотое Яблоко», ведутся переговоры со «Звёздным» и «Мегамартом». Пока же учёные пользуются двумя инструментами продвижения: подробный инструктаж продавцов и точечная реклама на полках, например, шелфтокеры.
Сегодня, когда «БМГ» имеет несколько российских и зарубежных патентов, производство и реальный объём в несколько десятков тонн, три продуктовые линейки и географию поставок по России и СНГ, у компании есть потенциальные инвесторы как на родине, так и за границей. Учёные же пока размышляют, как быть дальше, и до настоящего момента сами развивают свою компанию, возвращая в неё все, что зарабатывают.
Они говорят и о том, что сначала не верили в господдержку, а оказалось, что получить её вполне реально. Вспоминают, как в 2013 году получили первый грант в размере миллиона рублей от Фонда содействия инновациям, а затем ещё один, уже на два миллиона. С самого начала НПО поддерживает областной фонд поддержки предпринимательства, а с 2014 года «БиоМикроГели» вошли в число резидентов Сколково, что даёт им налоговые льготы и преференции. Кроме того, от Сколково учёные получили грант в 5 млн. рублей на завершение лабораторных испытаний, международное патентование и оформление сертификатов.
Немного окрепнув, управленцы «БМГ» вернулись к своей первоначальной идее о внедрении промышленных технологий.
В данный момент уральский научный проект участвует в двух масштабных европейских программах: «БМГ» вышли в финал крупнейшего международного акселератора MassChallenge и прошли отбор в программу «Горизонт-2020» с возможностью получить финансирование до 2,5 млн. евро.
«Для чего Европа это делает? Чтобы собирать инновационные разработки со всего мира и у себя их внедрять»
«К сожалению, у нас учёные, инженеры чаще всего зажаты: им всё время надо кому-то что-то обосновывать, чтобы получить хоть маленькую денежку. А если у тебя есть стабильная выручка, инструменты привлечения инвестиций, собранная команда, которую ты мотивируешь и ведёшь за собой, значит, есть возможность создавать новые продукты и решать проблемы заказчика, а это, на мой взгляд, самое крутое».
История маленького уральского стартапа, который стал одним из лучших в мире в своей области, по оценкам разных авторитетных научных сообществ, кажется невероятной: волей-неволей всё же ищешь в ней незримую руку феи-крестной. Но нет: пожалуй, главная сила «БМГ» в том, что команда верит в себя и в то, что делает нужное дело.
Микрогели полисахаридов что это
Уникальные комбинации БиоМикроГелей ® с ПАВ позволили создать экологически безопасные высокоэффективные моющие средства для очистки технологического оборудования, бытовых и промышленных помещений и т.д. от сложных и стандартных загрязнений:
Внешний вид продукта: низковязкая жидкость прозрачного цвета.
Товарная форма: водный раствор.
Концентрация: от готового к применению раствора до концентрата 1:400.
pH (1%-го раствора) = 2 ÷ 12.
Температура хранения: от – 40ºС до + 30ºС.
Фасовка: пластиковые емкость объемом 0.5, 0.75, 1, 5, 20 л.
Состав: вода, микрогели полисахаридов (БиоМикроГели ® ), биоразлагаемые ПАВ, регулятор рН.
Не содержит неорганические кислоты.
1) Высокая эмульгирующая способность повышает эффективность моющих средств БиоМикроГели ® по сравнению с аналогами.
4) Повышенная смачивающая способность моющего средства БиоМикроГели ® и гидрофилизация поверхностей для предотвращения повторного налипания загрязнения на поверхности;
5) Экологическая безопасность БиоМикроГелей® позволяет снизить сбросы в канализацию опасных стоков, образующихся в процессе очистки твердых поверхностей от различных типов загрязнений, т.к. моющие средства БиоМикроГели® не содержат токсичных и плохо разлагаемых в природе ПАВ.
Микрогели полисахаридов (БиоМикроГели ® ) представляют собой набухшие в воде агломераты полимерных цепей, которые связаны химическими мостиками (сшивками) или физическими связями. Типичные размеры микрогелей полисахаридов (БиоМикроГелей ® ) лежат в диапазоне 50 – 500 нм. В большинстве случаев микрогели используются в виде подобных дисперсий или коллоидных растворов с концентрацией 0,1 – 0,5 % в расчете на сухой вес. При оценке концентрации БиоМикроГелей ® необходимо учитывать тот факт, что они сильно набухают в воде, увеличивая свою массу в 20 – 40 раз. Поэтому предельные концентрации БиоМикроГелей ® в воде составляют около 2 – 3%.
— способность набухать и сжиматься в зависимости от внешних условий (рН, ионная сила, концентрация, температура);
— способность к обратимому формированию агломератов в виде тонких пленок, нитей и глобул при изменении внешних факторов (рН, ионная сила, концентрация, температура);
— способность сорбировать различные органические и неорганические соединения из раствора.
В зависимости от объемов поставки и опыта работы с клиентом условия оплаты варьируются от 100% предоплаты до возможности предоставления отсрочки платежа до 30 календарных дней.
Отгрузка продукции осуществляется в течение 2 недель со дня заключения договора/внесения предоплаты.
В сравнении моющими средствами Российского производства основное преимущество моющих средств БиоМикроГели ® – экологичность:
1) отсутствие негативного влияния БиоМикроГелей® на окружающую среду, людей и животных;
2) возможность переработки отработанных БиоМикроГелей® бактериями верхних слоёв почвы;
3) снижение объемов сбросов в канализацию опасных стоков, образующихся в процессе очистки любых твердых поверхностей от различных типов загрязнений;
5) возможность возврата собранных масел, нефти и нефтепродуктов в производственный цикл;
6) возможность сбора тончайших нефтяных и масляных пленок;
В настоящее время порядка 70 – 80% моющих и чистящих средств импортируется в РФ. Экологически безопасные моющие и чистящие средства на 80 – 90% от общего объема поставляются из-за рубежа. При производстве БиоМикроГелей ® используется сырьевые компоненты Российского производства, что обеспечивает снижение стоимости моющих средств БиоМикроГели ® по сравнению с зарубежными аналогами и позволяет проводить импортозамещение на Российском рынке специализированных моющих средств.
Моющие средства БиоМикроГели ® изготовлены в соответствии с ГОСТ Р 51696-2000.
Получено Свидетельство о государственной регистрации (СГР) № RU.66.01.40.015.E.000092.06.14. от 16.06.2014 г.
В 2015 году успешно проведены совместные испытания по очистке теплообменных аппаратов с помощью моющих средств БиоМикроГели ® с производителем технологического оборудования – компанией УСК НЕКСАН, г. Екатеринбург и по очистке железнодорожных цистерн совместно с транспортной компанией Компас Групп, г. Санкт-Петербург.