Формальдегид

Интересными также являются и механизмы, связанные с бактериальной  резистентностью и адаптацией микроорганизмов  к сублетальным дозам формальдегида. Результаты исследований показали, что во время первоначальной и очевидной бактериостатической стадии некоторое количество микроорганизмов погибало, а в выживших микроорганизмах основное соотношение нерибосомной РНК изменялось и это сопровождалось началом появления ферментов, которые быстро преобразовывали формальдегид. Такие изменения в ходе обмена веществ были вызваны, по мнению некоторых ученых, сверхспособностью выживающих микроорганизмов превращать НСНО в СО2. Формальдегид вступал в реакцию с гомоцистеином до образования 1,3 - тиазин - 4 - карбоновых кислот. Таким образом, в выживших микроорганизмах биосинтез метионина блокируется, и гибель клеток предотвращается. Эта реакция продолжается в течение бактериостатического периода до тех пор, пока концентрация формальдегида не снижается до уровня, при котором он больше не препятствует пролиферации. Исследователи объясняют это выделением из находящихся в клеточных мембранах липополисахаридов, действующих как защитные соединения. Тем не менее, существует мнение, что в основе данного механизма действия может иметь место и селекция, и мутация.

Формальдегид и препараты  на его основе находят достаточно широкое применение в дезинфекционной  практике. Мировое производство только формалина по состоянию на 1972 год  достигло 2 млн. т/год и имело тенденцию  к дальнейшему росту. В развитии промышленного производства формальдегида огромную роль сыграл академик Е.И. Орлов, который в течение продолжительного времени занимался исследованием производства формальдегида и его свойств. В настоящее время формальдегид в промышленном масштабе получают из синтетического метилового спирта. Масштабность его практического использования можно объяснить тем, что формальдегид характеризуется широким спектром антимикробного действия.

Формальдегид и препараты  на его основе обладают весьма высокой  бактерицидной, спороцидной и вирулицидной активностью. Формальдегид действует разрушающе еще и на грибы и плесени, при этом, по мнению некоторых специалистов, практическая ценность формальдегида как фунгицида превосходит его ценность, как бактерицидного и вирулицидного вещества. В пользу целесообразности практического использования формальдегида в целях дезинфекции свидетельствует низкая его стоимость и относительная безвредность по отношению к объектам, подвергаемым обработке.

Рассматривая область  практического применения формальдегида  в дезинфекционной практике, следует отметить, что он и препараты на его основе достаточно широко применяются в медицине и в быту, являясь активным началом в целом ряде композиций и составов. В частности, своё применение в медицине нашли такие композиции, как лизоформ, формидрон, мазь формальдегидная, аэрозольный препарат «Сапожок»-74, а также 0,5-1% водные растворы формалина. 0,2-0,4%-ные растворы формалина и в настоящее время широко используются для приготовления различных вакцинных и сывороточных препаратов. Продолжаются работы по использованию формальдегида в качестве дезодорирующего агента.

Как отечественные, так и  иностранные специалисты рекомендуют  применять формальдегид для аэрозольной и газовой дезинфекции различного назначения помещений большого объёма, в том числе и больничных, а также различных предметов больничного обихода: одежда, обувь, постельные принадлежности и т.д. Однако в США формальдегид как средство газовой дезинфекции медицинского оборудования и госпитальных помещений практически не используется. В тоже время в Великобритании формальдегид признан в качестве одного из основных средств поверхностной дезинфекции госпитального оборудования и дезинфекции помещений, контаминированных бациллами туберкулёза. В то же время отмечали слабое действие газообразного формальдегида на вирус оспы и споры Bac.Anthracis. Формальдегид и его препараты могут также применяться для дезинфекции санитарного автотранспорта, книг, меховых и кожаных изделий, однако непригодны для обеззараживания точных приборов, в частности, электронного оборудования.

Формальдегид и препараты  на его основе используют для дезинфекции  помещений и оборудования ферментативной промышленности, в промышленном производстве антибиотиков, например, пенициллина и стрептомицина.

Формальдегид широко применятеся в промышленности, перерабатывающей втор - и утильсырье: щетину и шерсть, загрязнённых спорами сибирской язвы и т.д. Описаны удовлетворительные результаты применения 0,5% раствора формалина в пивоварении для разрушения вредных микроорганизмов в присутствии энзимов и дрожжей.

Хорошие результаты получены и при использовании формальдегида  в ветеринарии, где он используется для обеззараживания животноводческих помещений, транспорта для перевозки животных, причем дезинфекция последнего с успехом проводится и при отрицательных температурах воздуха. Формальдегид в виде водных растворов формалина находит довольно широкое применение в ветеринарии, однако эта сторона применения формальдегида для многих дезинфекционистов является малоизвестной.

Результаты ряда исследований показывают, что обеззараживающие свойства формальдегида могут быть усилены при добавлении к нему некоторых других веществ, самостоятельно не обладающих высокой биоцидной активностью.

Так, при добавлении тимола к раствору формалина бактерицидное  действие формальдегида резко увеличивается. Активированный перманганатом калия формальдегид становится более эффективным по отношению к грамотрицательным бактериям. Аналогичное явление имеет место и при комбинациях мономерного газообразного формальдегида с летучими фунгицидами (это особенно важно, если материалы находятся в упакованном виде и обработка растворами нежелательна). В частности, хорошей эффективностью обладает параформальдегид с хлорированным триметилацетонитрилом, вараформальдегид с дигидронафталином, параформальдегид с камфорой. В дезинфекционной практике рекомендуется использовать комбинации формалина с глутаральдегидом, в том числе комбинацию формалина с глутаральдегидом в изопропиловом спирте, в которые иногда вводят детергенты, а также препарат «Гигасепт», представляющий собой дезинфицирующую композицию на основе диальдегида янтарной кислоты, формалина и 2,5-иметокситетрагидрофурана. Последний следует «считать чрезвычайно эффективным вирусным дезинфектантом», на активность которого не оказывает влияния наличие белка, что особенно важно для дезинфекции при опасности гепатита.

Следует также сказать, что  формальдегид и препараты на его  основе являются одними из немногих дезинфицирующих средств, которые могут быть использованы как для распылительной, аэрозольной, так и для газовой дезинфекции. Заслуживает внимания использование формальдегида для приготовления «самодезинфицирующихся» покрытий и упаковочного материала, перспективы создания бактерицидных формальдегид содержащих красок. При этом определённую ценность для строителей, занимающихся реконструкцией жилых и промышленных зданий, лабораторий микробиологического профиля и т.п., поверхности которых несут на себе значительные количества грибов различных видов (или последние проникли в толщу штукатурки и других покрытии и вызвали их биодеструкцию) могут представлять композиции цементных растворов, включающих в себя формальдегид: столярный клей + вода + формальдегид (формалин) + цемент + песок – прочный, гибкий, самоотвердевающий, цементный раствор для покрытия полов и стен; цемент + вода + мочевина + формальдегид (формалин) + песок - раствор, создающий при застывании повышенную прочность (твердость) поверхностей. Как растворы, так и сухие препараты на основе формальдегида, характеризуются длительным сохранением активнодействующего вещества. Необходимо также указать на доступность и относительно низкую стоимость препаратов, что является весьма немаловажным моментом при проведении широкомасштабных дезинфекционных мероприятий.

Широкий спектр антимикробного действия формальдегида и препаратов на его основе и их высокая обеззараживающая активность позволяют использовать данный дезинфектант в качестве стерилизующего агента для стерилизации различных изделий, прежде всего, медицинского назначения (не исключая даже стерилизации в промышленных условиях), в том числе осуществлять и «холодную» стерилизацию, что особенно важно при обеззараживании изделий, изготовленных из термолабильных материалов. По данным иностранных специалистов, формальдегид можно использовать также для стерилизации поверхностей определённых деталей космических кораблей (18).

Фенолформальдегидные смолы

Исходным сырьем для получения  фенолформальдегидных смол являются фенолы и формальдегид. Фенолформальдегидная смола образуется при реакции между фенолом и формальдегидом в присутствии катализаторов. В зависимости от количества формальдегида, введенного в реакцию, и природы катализатора получают термореактивные или термопластичные смолы. Так, при недостатке формальдегида в присутствии кислого катализатора образуются плавкие термопластичные смолы-новолаки. При использовании щелочных катализаторов и избытка формальдегида получают смолы резольного типа.

Выпускаемые химической промышленностью  новолаки представляют собой твердые, термопластичные, прозрачные смолы с температурой каплепадения в пределах 95—115°С и содержанием свободного фенола от 2 до 9%. Новолаки плавятся при температуре около 100° С, образуя жидкую легкоподвижную смолу; при охлаждении они застывают, а при нагревании плавятся вновь.

Для получения прочных  технических продуктов, не плавящихся при высоких температурах, в новолаки необходимо ввести дополнительно формальдегид. На практике вместо газообразного формальдегида или его водного раствора (формалина) вводят кристаллическое соединение формальдегида и аммиака — уротропин—(CН2)6N4. Уротропин при нагревании разлагается на формальдегид, аммиак и другие газообразные продукты. Выделяющийся формальдегид придает смоле необходимую техническую прочность.

Жидкие резольные смолы  отверждаются при нагреве за счет избытка формальдегида, содержащегося в них. В процессе отверждения термореактивных смол (переход в необратимое состояние) можно заметить три характерных состояния смолы: твердая, плавкая (при температуре 50—60° С), или жидкая, и растворимая смола — резол, или смола в состоянии А. При последующем нагревании этой смолы цепи ее молекул соединяются между собой; при этом она переходит в состояние В-резитол (тягучую резиноподобную массу). Смола теряет способность плавиться или растворяться, но может еще размягчаться. При дальнейшем нагревании смолы образуется резит, или смола в стадии С; при этом она теряет возможность размягчаться и набухать в органических растворителях. В таком состоянии смола приобретает необходимую прочность и стойкость к температурным воздействиям. Время перехода смолы из плавкой и растворимой (стадия А) в неплавкое и нерастворимое состояние (стадия С) называется скоростью отверждения. Скорость отверждения резольных смол несколько уступает скорости отверждения новолачных смол с уротропином.

Резолы являются термореактивными полимерами.

Фенолоформальдегидные полимеры применяются в виде прессовочных композиций с различными наполнителями, а также в производстве лаков и клея.

Отвержденные смолы характеризуются  высокими тепло-, водо- и кислостойкостью, а в сочетании с наполнителями и высокой механической прочностью.

Из фенолформальдегидного  полимера, добавляя различные наполнители, получают фенолформальдегидные пластмассы, т. н. фенопласты. Их применение очень  широко. Это: шарикоподшипники, шестерни и тормозные накладки для машин; хороший электроизоляционный материал в радио- и электротехнике. Изготовляют детали больших размеров, телефонные аппараты, электрические контактные платы. Для склеивания пенополистирольных плит, применяемых для изготовления моделей в литейном производстве (19).

Полимеры на основе амидо- и аминоформальдегидной поликонденсации

К амидоформальдегидным полимерам относят мочевиноформальдегидные (карбамидные) и меламиноформальдегидные, а также анилиноформальдегидный полимер.

Из этой группы полимеров  более широко применяют в строительной технике рассматриваемые ниже карбамидные и меламиноформальдегидные полимеры.

Карбамидные (мочевиноформальдегидные) полимеры. В промышленности карбамидные полимеры применяют более фенолофор-мальдегидных, потому что в отличие от последних изделия из карбамидных полимеров бесцветны или имеют светлую окраску, что имеет большое значение для изготовления отделочных строительных материалов.

В результате реакции мочевины с формальдегидом можно получить как термопластичные, так и термореактивные полимеры. Одна из составных частей этих полимеров - мочевина (карбамид), имеющая формулу CO(NН2)2, имеет вид бесцветных кристаллов, которые хорошо растворимы в воде.

Первоначально карбамид получали на основе открытой в 1868 г. русским ученым А. И. Базаровым реакции разложения карбоната аммония.

В настоящее время для  промышленного способа получения  мочевины пользуются реакцией взаимодействия углекислого газа с аммиаком или  реакцией гидратации цианамида.

В последние годы твердо установлено, что состав и физико-химические свойства продуктов, получаемых при  взаимодействии мочевины с формальдегидом, полностью определяются соотношением их концентраций в исходной смеси, а  также природой и концентрацией  применяемых катализаторов.

В нейтральной или слабощелочной  среде при сравнительно низких температурах (около 40°) в начальной стадии реакции  взаимодействия мочевины с формальдегидом, как правило, получаются метилолмочевины.

При исходном соотношении  мочевины к формальдегиду, равном 1:1, образуется преимущественно монометилолмочевина.

При соотношении составляющих 1:2 больше получается диметилолмочевины.

Метилолмочевина представляет собой кристаллическое вещество, способное растворяться в воде и спиртах. В сильно кислой среде и при сравнительно высоких температурах в качестве первичного продукта образуется преимущественно метиленмочевина.

Метиленмочевины представляют собой аморфные неплавкие и труднорастворимые порошки. Поэтому их можно считать полимерными соединениями линейного строения, из которых может образоваться трехмерная структура.

Хотя моно-, ди- и полиметиленмочевины способны образовывать термореактивные полимеры, однако при их наличии ухудшается прозрачность полимеров и снижается механическая прочность. Поэтому стараются вести процесс таким образом, чтобы образующийся полимер получился непосредственно путем поликонденсации моно- и диметилолмочевины.|