СПОСОБ ЗАЩИТЫ БАЗАЛЬТОПЛАСТИКОВОЙ АРМАТУРЫ ОТ ГРИБНОГО ПОРАЖЕНИЯ
METHOD FOR PROTECTING BASALT-PLASTIC REINFORCEMENTS FROM FUNGAL DAMAGE

Изобретение относится к способам защиты строительных полимерных конструкций, в частности базальтопластиковой арматуры (БПА), от грибного поражения. Предложен способ защиты БПА от грибного поражения, заключающийся в обработке БПА эпоксидной полимерной композицией, включающей связующее, наполнитель и ускоритель для отверждения смолы, отличающийся тем, что в качестве связующего применяется эпоксидно-диановая смола марки ЭД-22 (ГОСТ Р 56211-2014); в качестве наполнителя модифицированный препарат «Бациллосорбойл» (ТУ 2164-001-52483924-2012); для отверждения эпоксидной смолы применяется 2,-4,-6-Трис/диметиламино/-метил/-фенол (УП-606/2) (ТУ 2494-630-11131395-2006); при следующем соотношении компонентов, масс. %: связующее - 81,0; ускоритель - 9,0; наполнитель - 10,0.
Предлагаемое решение может применяться для защиты полимерных композиционных материалов (ПКМ), в частности БПА, от грибных поражений.
Преимуществом предлагаемого способа является то, что он обладает простотой исполнения и экономичностью, поскольку для своего осуществления не требует сложного технологического оборудования и дорогостоящих компонентов, а полученная защитная эпоксидно-полимерная композиция, применяемая в способе, повышает устойчивость БПА в микологической среде и может быть использована для защиты БПА от грибного поражения.
Уровень техники.
В настоящее время более 50% общего объема регистрируемых в мире повреждений полимерных материалов связано с деятельностью микроорганизмов (1. Дергунова А.В. Биоповреждения конструкций зданий, сооружений и оценка ущерба от биоповреждений [Текст] / А.В. Дергунова, В.Т. Ерофеев, В.Ф. Смирнов // Дефекты зданий и сооружений. Усиление строительных конструкций: материалы XIV научно-метод. конф. ВИТУ - СПб. - 2010. - С. 175-179).
Являясь агентами биологических повреждений, микроорганизмы вызывают необратимые изменения в структурных и функциональных свойствах материалов, что влияет на снижение процессов эксплуатации изделий. Такое воздействие принято называть биоповреждением (2. Пехташева Е.Л. Биоповреждения и защита непродовольственных товаров: Учеб. для студ. высш. учеб. заведении / Под ред. А.Н. Неверова. - М.: Мастерство, 2002. - С. 3).
Наиболее часто биоповреждения полимерных композитов связано с воздействием на них микроскопических грибов. Довольно подробно исследованы плесневые грибы родов: Alternaria, Aspergillus, Chaetomium, Cladosporium, Mucor, Fusarium, Penicillium, Rhizopus, Scopulariopsis, Trichoderma (3. Сухревич В.И. Защита от биоповреждений, вызываемых грибами [Текст] / В.И. Сухаревич, И.Л. Кузикова, Н.Г. Медведева // СПб: ЭЛБИ-СПБ. - 2009. - 207 с.).
При благоприятных условиях (температура, влажность, рН и др.) грибной мицелий способен проникать в микротрещины, накапливать там свою биомассу, в результате чего происходит расширение и разветвление трещин и уже, в процессе своей жизнедеятельности грибы выделяют продукты метаболизма, воздействие которых на материалы являются основной причиной биоповреждения и ухудшения их эксплуатационных свойств.
В этой связи, исследования биозаражения полимерных композиционных материалов (ПКМ) микроскопическими грибами проводится параллельно с изучением влияния факторов окружающей среды на процессы повреждений, вызываемых этой группой микроорганизмов и методах их инактивации и защиты полимерных композитов от грибного поражения. Это необходимо для разработки эффективного применения технологий, направленных на длительную эксплуатацию ПКМ.
Решение проблем коррозии и биоповреждений в строительной индустрии найдено в применении базальтового волокна, которое изготавливается из природной вулканической породы, образованной в виде базальтовых лав. Однако, не смотря на прочность и надежность базальта, рядом исследователей установлена подверженность базальтового волокна и материалов на его основе к повреждению.
Так, группой авторов рассмотрены процессы коррозии базальтового волокна в различных средах и установлено, что под действием щелочной среды может происходить разрушение волокна (4. Манушина А.С., Урбанов А.В., Зырянов М.С., Сапронов А.О., Потапова Е.Н. Коррозия базальтового волокна в среде гипсового вяжущего // Успехи в химии и химической технологии, том XXXI, №1, 2017. - 3 с.).
Другими учеными установлено, что кинетические кривые изменения разрушающей нагрузки базальтовых и некоторых стеклянных ровингов при их щелочной коррозии могут быть как монотонно убывающими, так и иметь локальные экстремумы (5. Далинкевич А.А., Булдаков В.П., Гумаргалиева К.З., Мараховский С.С., Суханов А.В. Кинетика щелочной коррозии базальтовых волокон // Коррозия: материалы, защита, №2, 2012. - С. 33-41).
В работе по исследованию стойкости базальтовых волокон к окислению и воздействию кислой среды и высокой температуры исследователи показали, что кислая среда и высокотемпературная обработка волокон приводят к их механическому разрушению (6. Гаршев А.В., Кнотько A.В., Пулькин М.Н., Земцов А.Н., Граменицкий Е.Н., Иванов В.К., Путляев B.И., Третьяков Ю.Д. Окислительная коррозия базальтового волокна // Коррозия: материалы, защита, №7, 2005. - С. 33-39).
Учитывая, что мицелий грибов может использовать для своего развития очень тонкие трещины, появившиеся в результате механического разрушения от воздействия абиотических и биотических факторов, то проблема защиты композитов на основе базальтового волокна от грибного поражения является актуальной, тем более в современных условиях, когда в строительство различных объектов широко внедряются композитные арматуры, изготавливаемые из базальтового волокна.
Таким образом, деструкция ПКМ, в том числе, изготавливаемых из базальтового волокна, зависит не только от структуры самих материалов, а также от условий окружающей среды, которые способствуют росту определенных микробных популяций (7. Ерофеевская Л.А., Неустроева Н.И., Кычкин А.К., Кычкин А.А. Исследование влияния микроорганизмов на структуру и свойства полимерных композиционных материалов в условиях холодного климата // Научные разработки: Евразийский регион: материалы международной научной конференции теоретических и прикладных разработок (Москва, 15.11.2018 г.) / отв. ред. Д.Р. Хисматуллин. - Москва: Изд-во Инфинити, 2018. - С. 84-86).
Несмотря на то что состав микроорганизмов, способных вызывать биоповреждения БПА не так разнообразен, как, например, биодеструкторов объектов растительного происхождения, опасность контаминации их микрофлорой очевидна, а поиск способов профилактики и борьбы с биоповреждениями актуален и востребован, в целом, как и для других ПКМ.
В настоящее время различают два основных подхода в борьбе с биоповреждением ПКМ, первый из которых, заключается в профилактике контаминации и заражения микрофлорой, участвующей в биодеструкции объектов и второй - основан на инактивации и уничтожении микроорганизмов, которые успели вызвать заражение и повреждение материалов или их компонентов. Для этих целей наиболее часто применяют дезинфицирующие, антисептические, бактерицидные, фунгицидные и защитные средства различных составов.
Так, например, известны галоидсодержащие препараты широкого спектра антимикробного действия: «Дезактив-хлор» (8. ТУ9392-018-44454660-2010); «Медихлор» (9. ТУ 9392-010-60437111-2011); «Самаровка» (10. ТУ 9392-002-52798823-00); «Део-хлор» (11. Методические указания по применению дезинфицирующего средства «Део-хлор» Екатеринбург, утв. Департаментом Госсанэпиднадзора Минздрава России №14-3/355-09 от 27.12.2002); «Хлормикс» (12. Инструкция по применению дезсредства «Хлормикс» №103 от 2009, производитель «Гидрахсм Лтд», Великобритания); «Пюржавель» (13. Инструкция по применению дезсредства «Пюржавель» №1 от 2007, производитель фирма «ARCH WATER PRODUKTS»), «Хлорамин Б» (14. ТУ 9392-031-00203306-2003); «Белизна-3» (марки А и Б) (15. ТУ 9392-409-05763458-2007); «Доместос» (16. ТУ 2386-010-18359701-2001); «Аква-хлор» (17. Инструкция по применению дезсредства «Аква-хлор» №1/08 от 2008, производитель ООО ПКФ «Вест», Россия); «Клорсепт-17» (18. Инструкция по применению дезсредства «Клорсепт» №25/08 от 2008, производитель ООО «Самарово», Россия); «Жавельон» (19. Инструкция по применению дезсредства «Жавельон/НовелтиХлор» №1/07 (производитель фирма «Ест.Линосье», Франция), утв. ООО «РусБио» от 29.12.2006).
Недостатком является высокая агрессивность к конструкционным материалам, способность к образованию экологически опасных соединений, чувствительность к действию неорганических и органических веществ, температуры, света, рН активность, кроме того, средства не применяются в качестве защитного средства для БПА от грибного поражения.
Известны альдегидсодержащие средства «Клиндезин-Форте» (20. Инструкция по применению дезсредства «Клиндезин-Форте» №2 от 2003 (производитель фирма «Метрекс Рисёрч ЛЛСи, США); «Клиндезин-3000», (21. Инструкция по применению средства «Клиндезин 3000» №18/11 от 2011 г., производитель ООО «Гигиена плюс», Россия); «НУ-Сайдекс» (22. Инструкция по применению дезсредства «НУ-Сайдекс» №07/2012 от 2021 г., производитель ООО «Гигиена плюс», Россия); «Дюльбак ДТБЛ» (23. Инструкция №8 по применению средства Дюльпак ДТБЛ (Дюльбак макси) фирмы ПФХ СНС (FFC CNC), Франция, для целей дезинфекции и предстерилизационной обработке, утв. ООО «РАСТЕР» от 11.02.2004); «Септодор Форте» (24. Методические указания по применению и методам контроля качества дезинфицирующего средства «Септодор Форте» (ООО «Хэппи Дэй-М», Россия, утв. Департаментом госэпиднадзора Минздрава России №11-3/129-09 от 11.04.2001).
Недостатком является коррозионная активность к композитным материалом, повышенная летучесть и связанная с этим необходимость осуществлять обработку поверхностей растворами высокой концентрации, кроме того, перечисленные известные средства не применяются в качестве защитного средства для БПА от грибного поражения.
Известно средство «Катрил-Дез» на основе надуксусной кислоты (25. ТУ 9392-211-10968286-2009 с изменениями №1,2).
Недостатком является коррозионная активность к различным материалам и то, что средство не применяется в качестве защитного средства от грибного поражения для БПА.
Известны дезинфицирующие средства на основе гааминов «Бактизилин» (26. ТУ 9392-015-18885462-2005), четвертичных аммонийных соединений (ЧАС) «Део-антиплесень» (27. ТУ 2386-004-26433370-2003), «Лизоформин специаль» (28. Инструкция по применению дезсредства «Лизоформин специаль» (фирмы «Лизоформ Др. Ханс Роземанн ГмбХ, Германия) в лечебно-профилактических учреждениях, утв. ООО «Лизоформ СПб», 05.06.2004), «Сокрена» (29. Инструкция по применению дезсредства Сокрена №03/06/07 от 2007 г., производитель Фирма «BODE Chemie GmbH», Германия); «Септабик-20 В» (30. Технологическая инструкция по применению дезсредства «Септабик» фирмы «Абик» (Израиль) для дезинфекции оборудования и коммуникаций на предприятиях по производству напитков, утв. Техническим комитетом по стандартизации 91 «Пиво-безалкогольная и винодельческая продукция, 03.03.1999 г.); «Антиплесин» (31. ТУ 2386-003-70001225-2003), «Дезофран» (32. ТУ 9392-001-46483209-2004), «Лизоформин специаль» (33. ТУ 9392-024-00479095-98), фенолов «Кеми Сайд» (34. ТУ 9392-001-56715159-04), «Амоцид» (35. ТУ 939028-00479095-98), «ТефлексА» (36. ТУ 9392-008-23170704-2007).
Недостатком вышеперечисленных дезинфицирующих средств являются способность вызывать коррозию материалов, не активность к патогенным грибкам, реакция на присутствие различных органических веществ, кроме того, перечисленные известные средства не применяются в качестве защитного средства для БПА от грибного поражения.
Известны антисептические средства «Биопаг-Д» (37. ТУ 9392-020-31547288-02), «Фосфопаг» (38. ТУ 9392-007-415447288-99), «Полисепт» (39. ТУ 9392-001-32963622-99), изготовленные на основе полигексаметилгуанидинов.
Недостатком указанных антисептических средств являются причины перечисленные выше.
Известно применение пероксида диалкилкетона в качестве биоцида (40. Патент RU №2316355. Применение пероксида диалкилкетона в качестве биоцида: стерилизующий, антисептический, дезинфицирующий и антипаразитарный агент. С2, МПК A61L 2/18, A61K 9/14, A61L 101/22, C02F 1/72. Заявка 2005135461/15 от 2004.04.16. Опубликовано 2008.02.10. Авторы: Коронадо Луэнго Алонсо (ES), Рандус Гарсиа Хуан Хосе (ES). Патентообладатель: Нэокемикал Десаррольос Авансадос, С.A. (ES)).
Недостатком является коррозионная активность пероксидов и то, что известное решение не может применяться для БПА в качестве защитного средства от грибного поражения.
Известно вещество под названием прохлораз (N-пропил-N-[2-(2,4,6-трихлор-фенокси)этил]имидазол-1-карбоксамид) под регистрационным номером в Chemical Abstract 67747-09-5, являющееся фунгицидом широкого спектра действия.
Недостатком известного фунгицида является то, что оно используется для защиты растений и не изучена его возможность и способ применения в качестве защитного средства БПА от грибного поражения. Кроме того, независимыми исследованиями выяснилось, что прохлораз, вообще, проявляет недостаточное действие против грибков (41. Drysdale J.A. et all. New Zeland Journal of Forestry Science, 1982, 12/3, P. 457-466).
Известна антисептическая жидкость (42. Патент РФ №2146611. Жидкость антисептическая для пропитки древесины ЖТК-2 (ее варианты). С1, МПК В27К 3/50. Заявка 99108057/04, 1999.04.15. Опубликовано: 2000.03.20. Авторы: Долматов Л.В., Кутуков И.Е., Ахметов А.Ф., Сухоруков A.M., Ханило В.И., Николайчук В.А., Абдрахманов P.P. Патентообладатель: Уфимский государственный нефтяной технический университет), включающая продукт переработки нефтяных ароматических углеводородов, полиолефины, парафиновые углеводороды, масляные фракции каталитического крекинга, выкипающие в пределах 325-400°С, а также фракцию каталитического крекинга, выкипающую в пределах 205-325°С.
Недостатком этого антисептика является усложненный технологический процесс из-за многокомпонентности состава, многостадийности подготовки компонентов перед введением их в состав, необходимость применения в технологии высоких температур (до 400°С), что требует дополнительного оборудования, кроме того, известный антисептик испытан только для пропитки древесины и не известна возможность и способ его применения в качестве защитного средства для БПА от грибного заражения.
Известен способ получения антисептика (43. Патент РФ №2197375. Способ получения антисептика для пропитки древесины. С1, МПК В27К 3/52. Заявка 2001119796/04, 2001.07.16. Опубликовано: 2003.01.27. Авторы: Клименков О.М., Негода Л.Л., Шитиков Д.А. Патентообладатель: Самарская государственная архитектурно-строительная академия), заключающийся в использовании пропитывающего состава антисептического действия в виде водорастворимого биопрепарата, который содержит диаммоний фосфат, карбамид, фтористый натрий и ацетоноформальдегидную смолу.
Недостатками известного состава является то, что он не применяется в качестве защитного средства для БПА от грибного поражения, а испытан только для пропитки дерева, кроме того антисептик быстро вымывается даже из древесных материалов.
Таким образом, одним из важных недостатков большинства выше перечисленных антисептических, дезинфекционных и фунгицидных средств являются коррозионная активность и то, что они не применяются в качестве защитного средства для БПА от грибного поражения.
В современное время стали разрабатываться и внедряться в промышленность и народное хозяйство различные защитные полимерные покрытия. Так, известен способ защиты от биообрастания на основе порошкового полимерного покрытия, в состав которого входят: металлический цинк, оксид цинка и оксид титана (44. Patent US №6974847. Melt compounded fusion bonded marine antifouling coating. B1, С08K 3/08, С08К 3/22, C08L 63/100, С09D 5/16. Patent Submission Date 2002.07.16. Patent Grant Date 2005.12.13. Patent Inventor: Jacky T. Thygesen. Patent Applicant: Matrix Engenering).
Недостатком данного способа является усложнение технологического процесса за счет необходимости применения в технологии высоких температур (до 300°С), что требует дополнительного оборудования, кроме того, не изучена возможность и способ его применения для защиты БПА от грибного поражения.
Известен эпоксидный полимерраствор, включающий эпоксидную диановую смолу ЭД-20, полиэтиленполиамин ПЭПА, пластификатор - отходы эпоксидных смол (маточная смола эпоксидная МСЭ-1 марки Б), наполнитель - отходы производства керамзита (45. Патент RU 2248950. Эпоксидный полимерраствор. МПК C08J11, С04В 18/18, С04В 18/20, С04В 26/14, C08L 63/02, C09D 163/02. Заявка 2003132021/04 от 31.10.2003. Опубл. 27.03.2005. Авторы: Воронков А.Г., Ярцев А.П. Патентообладатель: ТГТУ (RU)). Известный полимерраствор обладает низкой себестоимостью, удовлетворительными физико-техническими характеристиками, экологической безопасностью.
Недостатком известного полимерраствора является то, что он не применяется в качестве защитного средства для БПА от грибного поражения.
Известен эпоксидно-фенольный полимерраствор, в составе, ч. по массе: эпоксидная смола ЭД-20 - 100, фенольная смесь - 100, отвердитель полиэтиленполиамин (ПЭПА) - 10, наполнитель (молотый кварцевый песок) - 400 (46. Соколова Ю.А. Модифицированные эпоксидные клеи и покрытия в строительстве / Ю.А. Соколова, Е.М. Готлиб. - М.: Стройиздат, 1990. - С. 130-150).
Недостатком известного раствора является недостаточная стойкость в микологической среде и то, что он не применяется в качестве защитного средства для БПА от грибного поражения.
Известен особо тяжелый защитный полимерраствор, включающий эпоксидную диановую смолу ЭД-20, полиэтиленполиамин ПЭПА, кремнийорганический лак КО-922, минеральный наполнитель, легирующую добавку (47. Патент RU 2119899. Особо тяжелый полимерраствор. С1, МПК С04В 26/14. Заявка 93027622/04 от 1993.05.18. Опубл. 1998.10.10. Авторы: Прошин А.П., Соломатов В.И., Худяков В.А. Патентообладатель: Пензенский государственный архитектурно-строительный институт).
Недостатком предлагаемого эпоксидного полимерраствора является то, что он предназначен для защиты от гамма-излучений и не используется для защиты ПКМ, в частности БПА от грибного поражения.
Известен защитный особо тяжелый полимерраствор, включающий эпоксидную диановую смолу ЭД-20, полиэтиленполиамин ПЭПА, кремнийорганический лак КО-916К, минеральный наполнитель - отход органического стекла на основе силикатов свинца (48. Патент RU 2125975. Особотяжелый полимерраствор. С1, МПК С04В 26/14, С04В 24/14, С04В 14/22. Заявка 94004183/04 от 1994.02.08. Опубл. 1999.02.10. Авторы: Прошин А.П., Соломатов В.И., Худяков В.А., Козлов В.А. Патентообладатель: Пензенский инженерно-строительный институт).
Недостатком предлагаемого эпоксидного полимерраствора является то, что он предназначен для защиты от ионизирующих излучений и не используется для защиты ПКМ, в частности БПА от грибного поражения.
2
2
Известен наномодифицированный полимерный композит, включающий эпоксидную диановую смолу ЭД-20, полиэтиленполиамин ПЭПА, кремнийорганический лак КО-922, диоксид титана с удельной поверхностью 6000 м/кг и молотый кварцевый песок с удельной поверхностью 200 м/кг в качестве наполнителя, кварцевый песок фракции 0,63…1,25 в качестве заполнителя (49. Патент RU 2488563. Наномодифицированный полимерный композит. С1, МПК С04В 26/14, С04В 14/06, В02В 1/00. Заявка 2012127433/04 от 2012.07.02. Опубл. 2013.07.27. Авторы: Смирнов В.А., Королев Е.В. Патентообладатель: ФГБУ ВПО «МГСУ»), который может быть использован для изготовления элементов ограждающих конструкций, предназначенных для эксплуатации в условиях воздействия атмосферной влаги, солнечной радиации и циклических измерений температуры.
Недостатком известного наномодифицированного полимерного композита является то, что он не используется для защиты ПКМ, в частности БПА от грибного поражения.
В качестве прототипа служит полимерраствор, включающий, ч. по массе: эпоксидную смолу ЭД-20 - 100, отвердитель полиэтиленполиамин (ПЭПА) - 10…15, наполнитель (отходы производства химической полировки стекла на основе фторида кальция, модифицированные раствором бутилкаучука в бензине) - 100…110 (50. Патент RU 2022943. Полимерраствор. С1, МПК С04В 26/14, С04В 14/28, С04В 24/12. Заявка 4929493/05 от 1991.04.22. Опубл. 1994.11.15. Авторы: Прошин А.П., Соломатов В.И., Белобородов А.В. Патентообладатель: Пензенский инженерно-строительный институт). Предлагаемый полимерраствор позволяет защитить конструкции от водной коррозии.
Недостатком известного решения является то, что полимерраствор не применяется для защиты ПКМ, в частности БПА, от грибного поражения.
Таким образом, несмотря на достаточно большое разнообразие дезинфекционных, антимикробных, фунгицидных и защитных полимерно-композиционных средств для борьбы с разрушением и биоповреждением материалов, в уровне техники до сих пор существует необходимость в разработке способов защиты ПКМ, в частности БПА, от грибного поражения.
Задачей изобретения является расширение номенклатуры способов защиты ПКМ, в частности БПА, от грибных поражений.
Поставленная задача решается тем, что получен новый способ защиты БПА от грибного поражения, заключающийся в обработке БПА защитной эпоксидно-полимерной композицией, включающей связующее, наполнитель и ускоритель для отверждения смолы, отличающийся от прототипа тем, что в качестве связующего применяется эпоксидно-диановая смола марки ЭД-22 (51. ГОСТ Р 56211-2014 Смолы эноксидно-диановые неотвержденные. Технические условия. ОКС 83.080.10. ОКП 22 2511. Дата введения: 2016.01.01); в качестве наполнителя модифицированный препарат «Бациллосорбойл» (52. ТУ 2164-001-52483924-2012 Препарат «Бациллосорбойл» для очистки почв от загрязнений. Дата введения: 2012.01.13. Внесен в реестр ФБУ «Ростест-Москва» 2012.03.15 за №200/077067; 53. Экспертное заключение №500 на соответствие Единым санитарно-эпидемиологическим и гигиеническим требованиям к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю). Регистрационный номер 1267 от 26.03.2013) для отверждения эпоксидной смолы применяется 2,-4,-6-Трис/диметиламино/-метил/-фенол (УП-606/2) (54. ТУ 2494-630-11131395-2006 Ускоритель УП-606/2 для эпоксидных смол; 55. Санитарно-эпидемиологическое заключение №78.22.01.249.П.000051.12.06 от 18.12.06); при следующем соотношении компонентов, масс. %: связующее - 81,0; ускоритель - 9,0; наполнитель - 10,0.
Предлагаемый способ защиты БПА от грибного поражения расширяет номенклатуру способов защиты ПКМ, в частности БПА, от грибных поражений и может быть использован для защиты ПКМ, в частности БПА, от грибных поражений.
Кроме того, предлагаемый способ обладает дополнительными качествами, а именно, простотой исполнения и экономичностью, потому что для своего осуществления не требует сложного технологического оборудования и дорогостоящих компонентов, а полученная защитная эпоксидно-полимерная композиция для обработки БПА содержит в качестве наполнителя препарат «Бациллосорбойл» на основе природного цеолита, который является одновременно и доступным, и дешевым сырьем, поскольку цеолиты имеют поверхностное залегание и разрабатываются открытым способом.
На земном шаре открыто около 1000 крупных месторождений клиноптилолитов. Из них более 50 обнаружено в СНГ и более 20 в Сибири. Среди которых: Хонгуринское - в Якутии; Холинское и Шивыртуйское - в Читинской области; Пегасское - в Кемеровской области; Назаровское - в Красноярском крае; Раденское - в Еврейской автономной области; Чугуевское - на Дальнем Востоке и др. (56. Буров А.И. Основные закономерности размещения месторождений цеолитов России // Актуальные проблемы освоения цеолитового сырья месторождения Хонгуруу / Материалы научных чтений, посвященных памяти первооткрывателя месторождения К.Е. Колодезникова. - Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2005. - с. 26-28) (таблица 1).
Обзор доступных литературных источников показывает, что цеолиты различных месторождений по физико-механическим свойства и макро- и микроэлементному составу не уступают друг другу (57. Герасимова В.Н. Природные цеолиты как адсорбенты нефтепродуктов // Химия в интересах устойчивого развития, 2003, т. 11, №3, с. 481-488] (таблицы 2; 3).
2
2
3
2
3
2
2
2
В предлагаемом способе защиты БПА от грибного поражения в качестве наполнителя для полимерной композиции использован модифицированный препарат «Бациллосорбойл»,  основу которого составляет цеолитсодержащая порода месторождения Хонгуруу (Сунтарский район, Западная Якутия) с содержанием цеолита 70-98% и с химическим составом: SiO 65,55-67,31%; AlO 11,73-12,33%; FeO 0,75-1,00%; MgO 1,13-1,81%; CaO 1,81-3,18%; NaO 0,74-2,75%; KO 1,08-1,62%; HO 10,86-12,43%. (таблица 4).
Цеолит месторождения Хонгуруу (Западная Якутия) - каркасный аллюмосиликат, кристаллическая решетка которого сформирована тетраидами с хорошо развитой внутренней поверхностью, это обеспечивает адгезию микробным клеткам, позволяя закрепляться микроорганизмам не только на поверхности, но и внутри носителя, что служит в качестве защиты для микробных клеток от механического повреждения и неблагоприятных условий окружающей среды.
2
3
Одному грамму цеолита соответствует внутренняя поверхность, равная 800 м. Отсюда следует, что плотность цеолитов также мала и составляет 1,9-2,3 г/см (58. Шадрин A.M. Природные цеолиты в животноводстве, ветеринарии и охране окружающей среды. - Новосибирск, 1986. - 116 с.).
Выполненные ранее исследования по применению цеолита месторождения Хонгуруу в качестве носителя для микроорганизмов, показали хорошие результаты при использовании их в биопрепаратах для биоремедиации нефтезагрязненных земель на территории нефтегазового комплекса Якутии (59. Патент RU №2565549 Биопрепарат для биоремедиации нефтезагрязненных почв для природно-климатических условий Крайнего Севера. С2, МКП В09С 1/10, B01J 20/16, C09K 17/40, C12N 11/14, C12N 1/20, C12R 1/07, C12R 1/425; 2013155969/10. Заявл. 17.12.2013. Опубл. 20.10.2015, бюллетень №29. Авторы: Ерофеевская Л.А., Глязнецова Ю.С. Патентообладатели: ООО "Транснефть-Восток", ОАО "АК "Транснефть", ООО "НИИ Транснефть» (RU); 60. Шихранов О.Г., Глязнецова Ю.С, Ерофеевская Л.А., Николаева А.В. Способы биоремедиации нефтезагрязненных почв для климатических условий Крайнего Севера и оценка их эффективности // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. №1 (17), 2015 - С. 90-97).
Экологическая безопасность, широкая сырьевая база и сравнительно не высокая стоимость (в 100-200 раз дешевле субтитров) природного цеолита определяют его широкое применение в различных областях народного хозяйства: в животноводстве, сельском хозяйстве, строительной индустрии, косметологии, медицине, экологии.
Применение цеолитсодержащего сырья в качестве наполнителя защитной полимерной композиции для БПА является перспективным, поскольку в отличие от органических наполнителей, которые могут служить субстратом для биодеструкторов и микроорганизмов, понижающих грибостойкость материала цеолит, напротив, повышает биостойкость и является природным фунгицидом и может служить в качестве добавки, повышающей бактерицидность составов, о чем свидетельствуют исследования авторов способа повышения действия дезинфицирующего средства, в котором в качестве добавки используют цеолит Хонгуринского месторождения (хонгурин) из расчета 10%, что позволяет сохранить активность действующего вещества на 71% и повысить бактерицидность до 5 раз (61. Патент RU №2230038. Способ повышения действия дезинфицирующего средства. С1, МПК C02F 1/50, A61/L 2/16, заявка 2003114289/15, 2003.05.14, опубл. 2004.06.10. Авторы: Неустроев М.П., Тарабукина Н.П., Прокопьева Н.И. Патентообладатели: Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства СО РАСХН (RU)).
Испытания по применению цеолита месторождения Хонгуруу, иммобилизованного штаммами бактерий, обладающих фунгицидной активностью для защиты БПА от грибного поражения, проведены впервые.
В данном техническом решении, бактериальные культуры для препарата «Бациллосорбойл», служащего в способе в качестве наполнителя для защитной эпоксидно-полимерной композиции, отбирали из коллекции микроорганизмов ИПНГ СО РАН (Якутск, ул. Автодорожная, 20).
Всего исследованы 24 коллекционных штамма из рабочей коллекции ИПНГ СО РАН. Для дальнейших испытаний отобраны штаммы Bacillus simplex B-2817D и Bacillus sp. B-2815D, входящих в состав препарата «Бациллосорбойл», у которых при целенаправленном исследовании выявлены новые свойства, в частности, антагонистическая активность по отношению к плесневым грибам рода Aspergillus (A. niger и A. fumigatus), предварительно выделенным из фрагмента базальтопластиковой арматуры, экспонируемой на полигоне климатических испытаний ИФТПС СО РАН (Якутск, ул. Автодорожная, 20).
Штаммы, входящие в состав модифицированного препарата «Бациллосорбойл» депонированы во Всероссийской Коллекции Микроорганизмов (ВКМ) Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина Российской академии наук (ИБФМ РАН) с присвоением регистрационных номеров: Bacillus sp. ВКМ B-2815D и Bacillus simplex ВКМ B-2817D.
Ранее штаммы использовались в качестве деструкторов нефти и нефтепродуктов (62. Патент РФ №2675941 Штамм бактерий Bacillus simplex ВКМ B-2817D - деструктор нефти и нефтепродуктов. Заявка №2017139339. Дата поступления 13.11.2017 г. Входящий №068579. Заявка опубликована 15.11.2017 г. Положительное решение на выдачу патента 26.10.2018 г. Дата отсчета действия патента 13.11.17 г. Опубликовано 25.12.18 г., Бюл. №36. Автор: Ерофеевская Л.А. Правообладатель ФИЦ «ЯНЦ СО РАН»; 63. Патент РФ №2675940 Штамм бактерий Bacillus sp. ВКМ B-2815D - деструктор нефти и нефтепродуктов. Заявка №2017139337. Дата поступления 13.11.2017 г. Входящий №068577. Заявка опубликована 15.11.2017 г. Положительное решение на выдачу патента 26.10.2018 г. Дата отсчета действия патента 13.11.17 г. Опубликовано 25.12.18 г., Бюл. №36. Автор: Ерофеевская Л.А.. Правообладатель ФИЦ «ЯНЦ СО РАН»), антагонистическая активность штаммов Bacillus sp. ВКМ B-2815D и Bacillus simplex ВКМ B-2817D, входящих в состав препарата «Бациллосорбойл» по отношению к плесневым грибам, выделенным из фрагментов БПА, установлена впервые методом целенаправленных исследований.
Скрининг штаммов-антагонистов вели по принципу отбора микробных культур, обладающих фунгицидной активностью в отношении патогенных плесневых грибов рода Aspergillus (A. niger и A. fumigatus (авторский номер ПКИ-12)), предварительно выделенных из фрагментов БПА, экспонируемых на полигоне климатических испытаний ИФТП СО РАН (Якутск, ул. Автодорожная, 20) (64. Erofeevskya L.A, Aleksandrov A.R., Kychkin А.K. Prospects for the Use of Spore-forming Bacteria to Combat the Destruction of Polymeric Composite Materials // International science and technology conference "FarEastCon-2019" IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering753 (2020) 052010 IOP Publishing - 2020. doi: 10.1088/1757-899X/753/5/052010).
Для исследования антагонистической активности отобранных штаммов использовали общепринятые в микробиологии методы:
1. Метод перпендикулярных штрихов, основанный на высеве бактериологической петлей исследуемой культуры бактериального штамма штрихом на поверхность застывшего в чашке Петри мясопептонного агара (МПА) промышленного производства. Посев культивируют при температуре, благоприятной для роста исследуемой культуры (в данном техническом решении: +28°С), в течение 24-72 часов для диффузии в МПА ингибиторных соединений, образовавшихся в процессе культивирования исследуемого штамма. После чего, с соблюдением правил асептики, перпендикулярно от края чашки Петри, к штриху выросшей культуры аккуратно подсевают штрихом культуру тест-штамма (в данном техническом решении: A. niger или A. fumigatus), выделенную ранее из фрагментов БПА. На одну чашку Петри подсевают только одну культуру, для другой культуры используют другую чашку с заранее подготовленной культурой исследуемого бактериального штамма. После чего посевы культивируют при температуре +25 в течение пяти суток. О наличии у культуры исследуемого бактериального штамма антагонистической активности судят по наличию зоны ингибирования тест-штамма. По величине диаметра зоны ингибирования тест-штамма судят о степени антагонистической активности исследуемой культуры бактериального штамма.
2. Метод капель, заключающийся в нанесении на поверхность подсушенного МПА капли исследуемой культуры бактериального штамма, предварительно выращенного на мясопептонном бульоне (МПБ). Нанесенную на поверхность агара каплю исследуемого штамма оставляют при комнатной температуре до полного впитывания капли. После чего, с соблюдением правил асептики, отступив 1-2 мм от края первого пятна высушенной капли, наносят каплю второй исследуемой культуры. Растекаясь, капля со второй культурой заходит на пятно с первой культурой примерно на половину диаметра. В наложенной части культуры при совместном культивировании, конкурируя друг с другом, развиваются испытуемые штаммы микроорганизмов. При этом, свободные части пятен каждой нанесенной на МПА культуры служат контролем жизнеспособности каждой из культур и всхожести питательной среды. После подсыхания второй капли исследуемой культуры, чашки Петри с посевами помещают в термостат крышкой вниз и культивируют при температуре +28°С. Результат испытания культур микробных штаммов учитывают по наличию (отсутствию) визуально-видимых признаков подавления роста одной культуры другой.
3. Медод агаровых блоков, заключающийся в высеве испытуемой культуры микроорганизма на чашку Петри с МПА и культивировании при +28°С в течение 24-72 часов до образования и накопления в агаре ингибиторных соединений. После чего, с соблюдением правил асептики стерильной бактериологической ложечкой или пробочным сверлом вырезают агаровый блок с выросшей культурой и помещают его в другой чашке Петри с МПА, на поверхности которого предварительно засевают культуру тестового штамма (в данном техническом решении: A. niger ПКИ-12 или А. fumigatus ПКИ-12). Посевы культивируют при температуре +25 в течение пяти суток. О степени антагонистической активности испытуемой культуры микроорганизма судят по величине зоны ингибирования роста тест-штамма вокруг агарового блока.
4. Метод лунок, заключающийся в поверхностном высеве тест-штамма на поверхность МПА. С соблюдением правил асептики шпателем Дригальского готовим газон, втирая тест-культуру в агар. После чего стерильной бактериологической ложечкой или пробочным сверлом вырезают лунку диаметром 5-7 мм, которую заполняют культуральной жидкостью исследуемого штамма. Чашки Петри культивируют в термостате при заданной температуре в течение необходимого времени для роста испытуемого штамма, после чего измеряют зону ингибирования тест-штамма вокруг лунки и при необходимости высчитывают индекс антагонистической активности.
Более подробно о методах определения антагонистической активности бактерий можно ознакомиться в общей фармакопейной статье (65. ОФС.1.7.2.0009.15 Определение специфической активности пробиотиков).
Результаты испытаний отобранных штаммов на антагонистическую активность представлены в таблице 5.
Установлено, что при испытании взаимоотношений между штаммами-антагонистами и чувствительными к ним культурами плесневых грибов, выделенными из фрагментов базальтопластиковой арматуры методом агаровых блоков, антагонистическая активность проявляется выше при использовании парного состава культур {Bacillus sp. ВКМ B-2815D и Bacillus simplex ВКМ В-2817D), чем при использовании штаммов-антагонистов в составе монокультур.
6
6
Зона ингибирования роста при использовании парного состава Bacillus sp. ВКМ B-2815D + В. simplex ВКМ B-2817D, взятых в соотношении 1:1 с концентрацией 1-9 10 клеток/мл в отношении смеси плесневых культур в составе A. niger ПКИ-12 + A. fumigatus ПКИ-12, предварительно выделенных из фрагментов БПА и взятых в соотношении 1:1 с концентрацией 1-9 10клеток/мл составила 53 мм.
6
6
При использовании монокультуры Bacillus sp. ВКМ B-2815D с концентрацией 1-9 10 клеток/мл в отношении смеси плесневых культур в составе A. niger ПКИ-12 + A. fumigatus ПКИ-12, предварительно выделенных из фрагментов БПА и взятых в соотношении 1:1 с концентрацией 1-9 10 клеток/мл зона ингибирования роста составила 24 мм.
6
6
При использовании монокультуры В. simplex ВКМ B-2817D с концентрацией 1-9 10 клеток/мл в отношении смеси плесневых культур в составе A. niger ПКИ-12 + A. fumigatus ПКИ-12, предварительно выделенных из фрагментов БПА и взятых в соотношении 1:1 с концентрацией 1-9 10 клеток/мл зона ингибирования роста плесневых грибов составила 26 мм.
6
6
Таким образом, установлено, что антибактериальная активность парной культуры в составе штаммов Bacillus sp. ВКМ В-2815D+В. simplex ВКМ В-2817D, взятых в соотношении 1:1 с концентрацией 1-9 10 клеток/мл работает в отношении смеси плесневых культур в составе A. niger ПКИ-12 + A. fumigatus ПКИ-12, предварительно выделенных из фрагментов БПА и взятых в соотношении 1:1 с концентрацией 1-9 10 клеток/мл по принципу кооперации и синергизма.
Выполненные исследования послужили основой для получения способа защиты БПА от грибного поражения, который поясняется следующими примерами.
Пример 1. Подготовка базальтопластиковой арматуры
На начальном этапе испытаний подготовили образцы БПА, представляющие собой однонаправленные базальтопластиковые стержни периодического профиля диаметром 20 мм.
Образцы БПА изготовлены ООО «ТБМ» на технической линии «Струна» согласно ТУ (66. ТУ 2296-001-86166796-2013 «Арматура неметаллическая композитная из базальтопластика»).
Для изготовления БПА использовали исходное связующее, основу которого составляет эпоксидная диановая смола марки ЭД-22, отверждаемая изо-метилтетрагидрофталевым ангидридом (изо-МТГФА) (67. ТУ 6-09-124-91 Отвердитель изо-МТГФА) в присутствии ускорителя 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенола (УП-606/2) (таблица 6).
Основные характеристики данной эпоксидной смолы представлены в таблице 7.
Основные характеристики изо-МТГФА приведены в таблице 8.
Поскольку отверждение эпоксидных смол ангидридами протекает крайне медленно, в эти системы, как правило, вводят ускорители. Выбор в качестве ускорителя 2,4,6-трис (диметиламинометил) фенола (УП 606/2) обусловлен его высокой каталитической активностью, связанной с наличием в этом соединении сразу трех третичных аминогрупп и кислого фенольного гидроксила (см. рисунок 1 – 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенол).
Однако проявляется она при довольно высоких температурах (выше 100°С).
При температурах переработки технологичность связующего в присутствии ускорителя сохраняется.
Характеристики ускорителя отверждения УП-606/2 представлены в таблице 9.
Физико-механические показатели базальтового ровинга, используемые в технологии отображены в таблице 10.
Для испытаний на грибостойкость из фрагментов БПА готовили образцы в трех вариантах: базальтопластиковые стержни высотой 20 см (образец №1); диски высотой 0,5 см, диаметром 2 см, полученные горизонтальным срезом базальтопластиковых стержней (образец №2); фрагменты базальтопластиковых стержней высотой 20 см, шириной 0,5 см, полученные вертикальным разрезом (образец №3).
Образцы БПА обрабатывали в один слой защитной эпоксидно-полимерной композицией, полученной по нижеописанному способу, после чего приступали к проведению испытаний на устойчивость к поражению плесневыми грибами.
Пример 2. Получение эпоксидно-пластиковой композиции и способ ее применения для защиты БПА от грибного поражения
Способ защиты БПА от грибного поражения, заключается в обработке арматуры эпоксидной полимерной композицией, где, в качестве связующего применяется эпоксидно-диановая смола марки ЭД-22 (ГОСТ Р 56211-2014); в качестве наполнителя модифицированный препарат «Бациллосорбойл» (ТУ 2164-001-52483924-2012); для отверждения эпоксидной смолы применяется 2,-4,-6-Трис/диметиламино/-метил/-фенол (УП-606/2) (ТУ 2494-630-11131395-2006).
Модификацию препарата «Бациллосорбойл» проводили путем механической обработки цеолита месторождения Хонгуруу, служащего в препарате носителем для микроорганизмов, до фракции 0,02-0,05 мм с последующей иммобилизацией на него биомассы двух отобранных штаммов бактерий (Bacillus sp. ВКМ B-2815D и Bacillus simplex ВКМ B-2817D), которые предварительно исследовали на антагонистическую активность по выше описанным методам.
Механическую обработку цеолита проводили на вибрационной мельнице в дробном режиме с перерывами 1 минута помола.
После помола полученный порошок цеолита стерилизовали и гидрофобизировали при температуре +160°С в сушильном шкафу марки ШС-80М до постоянной массы.
На следующем этапе, порошок охлаждали при комнатной температуре и иммобилизовали полученной заранее смесью микробной суспензии бактерий в составе: Bacillus sp. ВКМ B-2815D и Bacillus simplex ВКМ В-2817D.
Перед наработкой и иммобилизацией биомассы бактерий на цеолитсодержащее сырье, подготовленное вышеописанным способом, провели повторное определение основных морфо-культуральных и физиолого-биохимических признаков и фунгицидной активности селектированных штаммов (таблица 11).
3
9
3
Для получения микробной смеси для иммобилизации цеолитового сырья, клетки бактерий Bacillus sp. ВКМ B-2815D и Bacillus simplex ВКМ В-2817D, со скошенного МПА смывали 0,9% раствором NaCl, готовили исходные микробные суспензии бактериальных изолятов, отдельно для каждого штамма, объемом 25 см, с концентрацией 1⋅10 микробных клеток/см по оптическому стандарту ГИСК им. A.M. Тарасевича.
Полученные исходные микробные суспензии смешивали в равном соотношении (1:1). Полученной смесью микробной суспензии иммобилизовали подготовленный вышеописанным способом цеолитовый порошок в соотношении, масс. %: цеолитовый порошок - 91; биомасса бактерий - 9.
Иммобилизацию бактерий на цеолитовый порошок проводили контактным способом при комнатной температуре в течение 48 часов, после чего высушивали при комнатной температуре в течение 48-72 часов.
Далее определяли фунгицидную активность уже модифицированного препарата «Бациллосорбойл», используя метод активации препарата в мясопептонном бульоне (МПБ) промышленного производства.
3
3
3
3
Для этого, 1 грамм препарата «Бациллосорбойл» смешивали в 9 см МПБ, пробирку встряхивали в течение 5-10 секунд и помещали в термостат на 72 часа при температуре плюс 37°С. После чего, смесь фильтровали в асептических условиях, используя стерильные фильтры и лабораторную посуду. Полученный бациллярный фильтрат смешивали с расплавленным стерильным агаром, в равном объеме (3 см фильтрата и 3 см расплавленного агара) и быстро смешивали. Полученную агаризированную смесь скашивали в биологической пробирке объемом 9-10 см (диаметр пробирки 16 мм). После застывания агара на его поверхность проводили высев тестируемых грибных культур. Посев культивировали в термостате при температуре +25°С, в течение 5 суток. Отсутствие роста на поверхности агара свидетельствовало о наличии фунгицидной активности фильтрата.
Подготовленный выше описанным способом наполнитель смешивали с эпоксидной диановой смолой ЭД-22 в соотношении, масс. %: эпоксидная смола - 81; наполнитель - 10 и перемешивали в течение 2-4 минут, после чего, для ускорения отвержения смолы добавляли ускоритель - 9% от массы и вновь перемешивали в течение 1-2 минут, получали защитную эпоксидно-полимерную композицию для нанесения на БПА в качестве защитного средства от грибного поражения.
Общее время приготовления защитной эпоксидно-полимерной композиции составляет 5-6 минут. Полученную эпоксидно-полимерную композицию наносили на БПА кистью-макловицей сразу же после приготовления, поскольку полимерная композиция начинает густеть уже через 5 минут после введения ускорителя. Через 20 минут БПА уже можно брать руками (в перчатках). Полное отверждение наступает через 24 часа.
Пример 3. Испытание базальтопластиковой арматуры после обработки защитной эпоксидно-полимерной композицией на воздействие плесневыми грибами
Испытание опытных образцов БПА, после обработки защитной эпоксидно-полимерной композицией, на воздействие плесневыми грибами проводили в соответствии с утвержденной методикой (68. ГОСТ Р 57859-2017 Композиты полимерные. Методы испытаний на воздействие плесневых грибов).
Перед испытанием проводили подготовку к опытам:
1. Разрабатывали карту проведения опытов;
2. Подготавливали лабораторное помещение для проведения испытаний;
3. Стерилизовали необходимый набор лабораторной посуды;
4. По примеру 1 готовили опытные образцы для испытаний;
5. Подготовленные опытные образцы БПА обрабатывали защитной эпоксидно-полимерной композицией, полученной по примеру 2;
2
4
4
2
4
3
4
2
4
2
4
2
6. Готовили агаризированную минеральную среду следующего состава (г/л): KHPO - 0,7; MgSO×7HO - 0,7; NHNO - 0,1; NaCl - 0,5; FeSOx7HO - 0,002; ZnSO×7HO - 0,002; MnSO×HO - 0,001; агар - 15,0; вода - остальное. Состав стерилизовали в течение 20 мин в автоклаве при температуре 121°С, после чего доводили кислотность (рН) среды до 6,0-6,5.
Затем, из рабочей коллекции отбирали тест-культуры микроскопических грибов (A. niger ПКИ-12 и A. fumigatus ПКИ-12), выделенные ранее из образцов БПА, экспонируемых на полигоне климатических испытаний в г. Якутске.
На основе селектированных штаммов искусственно создавали консорциум для заражения опытных образцов и питательной минеральной среды грибными спорами.
Затем, в стерильные чашки Петри и в стерильные лотки для испытания крупных образцов, наливали стерильную расплавленную агаризированную минеральную среду, заранее приготовленную по рецепту пункта 6, до достижения толщины слоя среды примерно 6 мм. После того, как питательная среда твердела, на ее поверхность размещали опытные образцы БПА, подготовленные по примеру 1, заражая поверхность среды и поверхность самих испытуемых образцов, полученной грибной суспензией при помощи стерильного пульверизатора.
После чего посевы закрывали и размещали крышками вверх в термостате. Инкубирование проводили при температуре плюс 28°С и относительной влажности 85-90% в течение 30 суток (с 29 апреля по 28 мая 2019 г.).
Воздействие плесневых грибов на образцы БПА оценивали визуально невооруженным глазом и под микроскопом.
В работе использован лабораторный поляризованный микроскоп Axiolab Pol, производство фирма "Карл Цейсе" Германия, объектив N-Achromat 5×/0.13. Числовая апертура × 1000. Максимальное полезное увеличение микроскопа - 130000 и биологический микроскоп «Biomed-3» с увеличением от 40 до 1000 крат.
Результаты оценивали по 4-балльной шкале в соответствии с данными таблицы 12.
Опытами установлено, что полученная эпоксидная полимерная композиция повышает устойчивость БПА к грибному поражению, о чем свидетельствуют ниже приведенные результаты испытаний (таблица 13; рисунки 2-5).
На рисунке 2 показан способ высева на поверхность питательной агаризированной среды, нативного опытного образца, полученного методом горизонтального среза стержня базальтопластиковой арматуры, не обработанного защитной эпоксидно-полимерной композицией с целью выделения культур микроорганизмов, контаминировавших опытный образец до постановки эксперимента, из воздушной среды промышленного помещения и оборудования, на котором проводился разрез арматуры на диски.
На рисунке 3, зафиксировано обрастание нативного опытного образца №4 (см. табл. 13) фрагмента базальтопластиковой арматуры, полученного горизонтальным срезом и не обработанного защитной эпоксидно-полимерной композицией, через 15 суток от начала инкубирования в термостате при температуре плюс 28 градусов по Цельсию.
На рисунке 4, зафиксировано обрастание нативного опытного образца №4 (см. табл. 13) фрагмента базальтопластиковой арматуры, полученного горизонтальным срезом и не обработанного защитной эпоксидно-полимерной композицией, через 20 суток от начала инкубирования в термостате при температуре плюс 28 градусов по Цельсию.
На рисунке 5, зафиксировано обрастание нативного опытного образца №4 (см. табл. 13) фрагмента базальтопластиковой арматуры, полученного горизонтальным срезом и не обработанного защитной эпоксидно-полимерной композицией, через 30 суток от начала инкубирования в термостате при температуре плюс 28 градусов по Цельсию.
Пример 4. Испытание базальтопластиковой арматуры после обработки защитной эпоксидно-полимерной композицией на воздействие плесневыми грибами в водной среде
Испытание опытных образцов стержней базальтопластиковой арматуры (БПА), после обработки защитной эпоксидно-полимерной композицией, на воздействие плесневыми грибами в водной среде проводили в условиях лабораторного опыта в течение трех месяцев (с 13 января по 12 марта 2020 г.).
Испытанию подвергали стерильные образцы БПА.
Стерилизацию опытных образцов БПА проводили в паровом стерилизаторе (автоклаве) марки DGM-200 (Швейцария) при температуре плюс 126°С в течение 30 минут.
Опыты экспонировали в термостатах марки ТС-1/80 СПУ при постоянной температуре (+28°С) и относительной влажности 100%.
Варианты опытов:
1. Стерильные образцы БПА, покрытые защитной эпоксидно-полимерной композицией, полученные по примерам 1 и 2, погружали в очищенную (пресную) питьевую воду, зараженную смесью спор грибов А. niger ПКИ-12 + A. fumigatus ПКИ-12, взятых в равном соотношении (1:1).
2. Стерильные образцы БПА, покрытые защитной эпоксидно-полимерной композицией, полученные по примерам 1 и 2, погружали в соленую воду, с содержанием 3,5% NaCl, зараженную смесью спор грибов А. niger ПКИ-12 + A. fumigatus ПКИ-12, взятых в равном соотношении (1:1).
3. В качестве контроля служили стерильные образцы арматуры, погруженные в очищенную питьевую и соленую воду без высева грибных суспензий, содержащих споры тестируемых плесневых грибов и образцы БПА, не обработанные защитной эпоксидно-полимерной композицией, погруженные в пресную воду и солевой раствор, зараженные спорами плесневых грибов.
Каждый опыт закладывали в трех повторностях в лотки, до полного погружения образцов в воду, зараженную спорами плесневых грибов.
Опытами установлено, что полученная эпоксидная полимерная композиция повышает устойчивость БПА к грибному поражению, как в пресной микологической среде, так и в солевом растворе, зараженном спорами плесневых грибов, о чем свидетельствуют ниже приведенные результаты испытаний (таблица 14).
Пример 4. Испытание базальтопластиковой арматуры после обработки защитной эпоксидно-полимерной композицией на воздействие плесневыми грибами в почвенной среде, зараженной спорами плесневых грибов
Испытание БПА, после обработки защитной эпоксидно-полимерной композицией, на воздействие плесневыми грибами в почвенной среде проводили в течение шести месяцев в условиях полевого опыта (с 15 мая по 14 октября 2019 г.) и в условиях лабораторного опыта (с 11 сентября по 13 марта 2020 г.).
Варианты опытов:
1. Стерильные образцы БПА (стержни и диски), покрытые защитной эпоксидно-полимерной композицией, полученной по примерам 1 и 2, заворачивали в хлопчатобумажную ткань, предварительно зараженную смесью спор грибов A. niger ПКИ-12 + A. fumigatus ПКИ-12, полученную выше описанным способом. Свертки с образцами БПА погружали в легкосуглинистую увлажненную поливом почву на глубину 20 см. Опытные образцы экспонировали в течение 6 месяцев на открытом воздухе в естественных условиях или в лабораторных условиях в термостатах при постоянной температуре (плюс 28°С) и влажности (80-90%).
2. Нестерильные образцы БПА (стержни и диски), покрытые защитной эпоксидно-полимерной композицией, полученной по примерам 1 и 2, заворачивали в хлопчатобумажную ткань, предварительно зараженную смесью спор грибов A. niger ПКИ-12 + A. fumigatus ПКИ-12, полученную выше описанным способом. Свертки с образцами БПА погружали в легкосуглинистую увлажненную поливом почву на глубину 20 см. Опытные образцы экспонировали в течение 6 месяцев на открытом воздухе в естественных условиях или в лабораторных условиях в термостатах при постоянной температуре (плюс 28°С) и влажности (80-90%).
Опытами установлено, что полученная эпоксидная полимерная композиция повышает устойчивость БПА к грибному поражению в почвенной среде, о чем свидетельствуют ниже приведенные результаты испытаний (таблицы 15-16).
Таким образом, показано, что предлагаемый способ защиты БПА от грибного поражения, по сравнению с прототипом позволяет повысить устойчивость к поражению арматуры плесневыми грибами, как в воде (пресной и соленой), так и в почвенном субстрате, как в условиях лабораторного опыта, при воздействии постоянной температуры и влажности окружающей среды (ОС), так и в условиях полевого опыта, при воздействии меняющихся естественных условий ОС (температура воздуха, осадки, атмосферное давление, солнечная радиация).
Преимуществом предлагаемого способа является то, что он обладает простотой исполнения и экономичностью, поскольку для своего осуществления не требует сложного технологического оборудования и дорогостоящих компонентов, а полученная защитная эпоксидно-полимерная композиция, предлагаемая в способе, повышает устойчивость материала в микологической среде и может быть использована для защиты БПА от грибного поражения.