Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Hydroliza odpadów celulozowych katalizowana enzymami celulolitycznymi immobilizowanymi na nośniku polimerowym

Sokołowska K., Konieczna-Molenda A., Witek E.

Polimery

|

2016

|

T. 61, nr 9

633--641

PL

Trzy komercyjne enzymy celulolityczne: Viscozyme® L, Novozym 476® oraz celulazy z Aspergillus sp. immobilizowano na polimerowym nośniku otrzymanym w procesie rodnikowej kopolimeryzacji N-winyloformamidu (NVF) z dimetakrylanem glikolu etylenowego (EGDMA) w odwróconej suspensji. Efektywność immobilizacji oceniano na podstawie aktywności w procesach hydrolizy papieru celulozowego i ścieru drzewnego katalizowanych enzymami natywnymi lub immobilizowanymi. Stabilność biokompozytów badano w trzech cyklach hydrolizy. Wyznaczono stałe szybkości hydrolizy i stałe Michaelisa.

EN

Three commercial cellulolytic enzymes (Viscozyme® L, Novozym 476® and cellulase from Aspergillus sp.) were immobilized on the polymer carrier, which was synthesized via free radical copolymerization of N-vinylformamide (NVF) with ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) in inverse suspension. The efficiency of the enzyme immobilization was determined on the basis of enzymatic activity of the native and immobilized enzyme in the hydrolysis of wood pulp and cellulose paper. The stability of biocatalysts was tested in three reaction cycles of hydrolysis. The reaction rate constants for hydrolysis and Michaelis constants were determined.

2

Celulaza immobilizowana na kopolimerach N-winyloformamidu: Wpływ immobilizacji na aktywność katalityczną enzymu

Sokołowska K., Konieczna-Molenda A., Witek E.

Chemik

|

2015

|

Vol. 69, nr 8

447--454

PL

Badano wpływ immobilizacji celulazy z Aspergillus sp EC 3.2.1.4. na aktywność katalityczną w reakcji enzymatycznej hydrolizy celulozy. Celulazę immobilizowano na hydrofilowych polimerowych nośnikach z grupami formamidowymi i pierwszorzędowymi grupami aminowymi. Nośniki syntezowano w procesie wolnorodnikowej kopolimeryzacji strąceniowej N-winyloformamidu (NVF) z diwinylobenzenem (DVB). Reaktywne pierwszorzędowe grupy aminowe w kopolimerze generowano na drodze reakcji hydrolizy w środowisku alkalicznym. Celulazę immobilizowano kowalencyjnie za pośrednictwem aldehydu glutarowego (GA) na nośniku z grupami aminowymi lub adsorbowano na nośniku z grupami formamidowymi. Otrzymane heterogeniczne biokatalizatory testowano w reakcji hydrolizy celulozy mikrokrystalicznej. Stwierdzono, że aktywność celulazy immobilizowanej na obu badanych nośnikach była większa niż dla enzymu w stanie natywnym.

EN

Immobilization effect of cellulase from Aspergillus sp. EC 3.2.1.4. catalytic activity in reaction of enzymatic hydrolysis of cellulose has been studied. Cellulase immobilized on a hydrophilic polymer carriers with formamide groups and primary amino groups. The carriers were synthesized in a free radical copolymerization of N-vinylformamide (NVF) with divinylbenzene (DVB). The reactive primary amino groups in the copolymer were generated by decarboxylation formamide groups in an alkaline medium. Cellulase was covalently immobilized via glutaraldehyde (GA) on the support with amino groups and adsorbed on a support with formamide groups. The resulting heterogeneous biocatalysts tested in the hydrolysis reaction microcrystalline cellulose. It was found that immobilized cellulase activity on both carriers tested was greater than the enzyme in the native state.

3

On some aspects concerning solution-suspension polymerization of N-vinylformamide

Witek E., Bortel E., Gawełek K.

Polimery

|

2013

|

T. 58, nr 1

14-17

EN

N-vinylformamide (NVF), a blocked vinylamine monomer, has become an important reagent in the synthesis of water-soluble resins. NVF can be easily polymerized in aqueous solutions, in bulk, in suspension and by means of emulsions techniques. In the present paper an advantage was taken of the poor solubility of poly(N-vinylformamide) (PNVF) in organic solvents and a solution/precipitation polymerization was investigated. Toluene was used as a solvent for NVF. Polymerizations were carried out in three series differing by the type of initiator and temperature. In series I 2,2'-azobis(isobutyronitryle) (AIBN) was used, replaced in series II with benzoyl peroxide (BP) and in series III with a redox system BP/N,N-dimethylamino-p-toluidine (BP/DMAT). Optimal temperatures in series I and II were found to be 50 °C and 80 °C, respectively, whereas in series III the possibility was tested to polymerize at the room temperature (22 °C). At increasing initiator to monomer molar ratios outputs were growing up to 98 % in series I and II while simultaneously times of the cloud point appearances have become shorter. However, there is no distinct relation between molar masses of and initiator concentration. It is noteworthy that for all polymers obtained by the solution/precipitation technique all dispersity values were below 2 what is not so easy to achieve with other techniques.

PL

N-winyloformamid (NVF), z zablokowanymi grupami winyloaminowymi, jest ważnym monomerem w syntezie żywic rozpuszczalnych w wodzie. Polimeryzację NVF można bez trudu realizować w roztworze wodnym, w masie, w suspensji oraz techniką emulsyjną. W prezentowanej pracy wykorzystano słabą rozpuszczalność poli(N-winyloformamidu) (PNVF) w rozpuszczalnikach organicznych i badano rozpuszczalnikowo-strąceniową polimeryzację NVF. Jako rozpuszczalnik NVF stosowano toluen. Wykonano trzy serie polimeryzacji wobec różnych inicjatorów i w różnych temperaturach. W Serii I stosowano 2,2'-azobis(izobutyronitryl) (AIBN), który w Serii II zastąpiono nadtlenkiem benzoilu (BP), a w Serii III układem redoksowym BP/N,N-dimetyloamino-p-toluidyna (BP/DMAT). Jako optymalne temperatury w Serii I i Serii II przyjęto odpowiednio 50 °C i 80 °C, w Serii III badano możliwość polimeryzacji w temperaturze pokojowej (22 °C). Stwierdzono, że ze wzrostem stosunku molowego inicjatora do monomeru wzrasta i to aż do wartości 98 % w Serii I i Serii II wydajność reakcji, a jednocześnie skraca się czas, po którym pojawia się zmętnienie. Nie zaobserwowano wyraźnej zależności pomiędzy stężeniem stosowanego inicjatora a wartością masy molowej otrzymanego polimeru. Należy podkreślić, że stopień dyspersji masy molowej (Mw/Mn) wszystkich polimerów otrzymanych na drodze polimeryzacji rozpuszczalnikowo-strąceniowej był mniejszy niż 2. Jest to trudne do uzyskania z zastosowaniem innych metod polimeryzacji.

4

Starch-grafted-N-vinylformamide copolymers manufactured by reactive extrusion: synthesis and characterization

Spychaj T., Schmidt B., Ulfig K., Markowska-Szczupak A.

Polimery

|

2012

|

T. 57, nr 2

95-100

EN

Potato starch grafted with N-vinylformamide (NVF) copolymers have been manufactured by reactive extrusion in presence of radical initiators: 2,2'-azobis(2-methylpropionamidine) dihydrogen chloride or 2,2'-azobis(isobutyronitrile). During extrusion the following parameters have been changed: screw speed, temperature profile and initiator type whereas constant weight ratio of the reaction components NVF/starch/water 40:100:34 was kept. Raw copolymerization products have been evaluated by solubility tests in alkali aqueous solution at pH 9.0. Contents of graft copolymer in raw copolymerization products have been determined on a basis of extraction with water/ethanol mixture in the ratio of 70:30. FT-IR spectra of starch-g-NVF copolymers have been recorded and polysaccharide chains were subjected to enzymatic degradation using a- and b-amylases. Residual poly(N-vinylformamide) (PNVF) chains were characterized via gel permeation chromatography. Molecular weights of grafted PNVF were compared with literature data of polyacrylamide chains grafted on potato starches.

PL

W obecności inicjatorów rodnikowych: dichlorowodorku 2,2'-azobis(2-metylopropionamidyniowego) (AAPH) lub 2,2'-azobis(izobutyronitrylu) (AIBN) otrzymywano kopolimery szczepione N-winyloformamidu (NVF) na skrobi ziemniaczanej. W toku reaktywnego wytłaczania zmieniano szybkość obrotową ślimaków, profil temperaturowy (rys. 1) oraz rodzaj inicjatora, stały natomiast był stosunek masowy NVF/skrobia/woda 40:100:34. Badano rozpuszczalność w lekko alkalicznym roztworze wodnym (pH 9,0) surowych produktów kopolimeryzacji. Zawartość kopolimeru szczepionego w surowych kopolimerach określano na podstawie ekstrakcji mieszaniną woda/etanol (70:30) (tabela 1). Rejestrowano też widma FT-IR kopolimerów skrobia-g-NVF (rys. 2), a część polisacharydową kopolimerów poddano degradacji enzymatycznej za pomocą a- i b-amylaz. Pozostałe po degradacji enzymatycznej łańcuchy poli(N-winyloformamidowe) (PNVF) charakteryzowano metodą chromatografii żelowej (GPC) (rys. 3). Oznaczone wartości liczbowo średnich mas molowych naszczepionego PNVF porównywano z literaturowymi danymi dotyczącymi łańcuchów poliakryloamidu szczepionego na skrobi ziemniaczanej (tabela 2).

5

Cationic acrylamide copolymers and terpolymers as flocculants for model aqueous suspensions

Ubowska A., Spychaj T.

Polimery

|

2010

|

T. 55, nr 4

299-305

EN

Cationic acrylamide copolymers with diallyldimethylammonium chloride and terpolymers of the both monomers with N-vinylformamide were synthesized, characterized by capillary viscometry and their flocculation efficiency evaluated by extinction, sludge volume and solid matter recovery measurements. The polymerization reactions were carried out either as thin-layer processes in aqueous solutions or as microsuspension polymerization. The results from the numerous flocculation tests performed on model aqueous suspensions of fine coal, colloidal silica and talc have been presented and discussed. Flocculation efficiency was determined taking into account the type and dose of the used copolymer.

PL

Kationowe kopolimery akryloamidu z chlorkiem diallilodimetyloamoniowym oraz terpolimery tych dwóch monomerów z N-winyloformamidem (schemat A) otrzymywano dwoma metodami: w cienkiej warstwie roztworu wodnego bądź w postaci mikrosuspensji (tabela 1). Scharakteryzowano je metodami wiskozymetrii kapilarnej (tabela 2) a także oceniono ich efektywność flokulacyjną na drodze pomiaru ekstynkcji oraz objętości i masy osadu poflokulacyjnego. Przedstawiono i przedyskutowano wyniki licznych testów flokulacyjnych przeprowadzonych na modelowych wodnych zawiesinach miału węglowego (tabela 3, rys. 1), krzemionki koloidalnej (tabela 4, rys. 2) oraz talku (tabela 5, rys. 3). Efektywność flokulacyjną porównywano uwzględniając typ i dawkę użytego flokulantu.

6

Crosslinking copolymerization of N-vinylformamide in inverse suspension

Witek E.

Polimery

|

2008

|

T. 53, nr 6

477-480

EN

Crosslinking copolymerization of N-vinylformamide (NVF) and divinylbenzene (DVB) has been carried out in reverse suspension in presence of water which serves as porosity generating feature (porogene). The continuous phase was provided by silicone oil or paraffin oil. In silicone oil the copolymer resulted in form of regular spheres what was not the case when paraffin oil was used. After base hydrolysis anion-exchangers were obtained having primary amine groups attached to the backbone. Exchange capacity, degree of swelling, water content in air conditioned resin and the specific surface were determined.

PL

W odwróconej suspensji przeprowadzono sieciującą kopolimeryzację N-winyloformamidu (NVF) z diwinylobenzenem (DVB) w obecności wody jako porogenu (schemat A, tabela 1). W charakterze fazy zwartej stosowano olej parafinowy lub olej silikonowy. W oleju silikonowym otrzymano granulki sferyczne, natomiast w oleju parafinowym granulki mają kształt nieregularny (rys. 1 i 3). Po hydrolizie alkalicznej otrzymano polianionity z I-rzędowymi grupami aminowymi (rys. 2 i 4). Oznaczono pojemność jonowymienną, stopień spęcznienia, zawartość wody w żywicy kondycjonowanej na powietrzu oraz powierzchnię właściwą (tabela 2).

7

N-winyloformamid - nowy ekologiczny monomer wodorozpuszczalny

Bortel E., Witek E., Pazdro M., Kochanowski A.

Polimery

|

2007

|

T. 52, nr 7-8

503-510

PL

Opisano trzy różne metody syntezy N-winyloformamidu (NVF) - nietoksycznego, izomerycznego w stosunku do akryloamidu monomeru rozpuszczalnego w wodzie, od niedawna produkowanego na skalę przemysłową. Są to technologie realizowane w koncernach BASF (Niemcy), Mitsubishi (Japonia) i Air Products & Chemicals (USA). Scharakteryzowano strukturę cząsteczki NVF, która w wyniku silnego sprzężenia może przybierać postaci czterech różnych konformerów. Opierając się na wynikach własnych badań spektroskopowych i obliczeń kwantowo-mechanicznych uzasadniono przyczynę występowania w widmach NMR sygnałów pochodzących tylko od dwóch konformerów (trans-cis i trans-trans, brak cis-trans i cis-cis). Przedstawiono reakcje towarzyszące rodnikowej i jonowej polimeryzacji NVF. Wskazano na możliwości zastosowania poli(N-winyloformamidu) i otrzymywanej z niego na drodze hydrolizy poliwinyloaminy.

EN

N-vinylformamide (NVF) is a nontoxic water-soluble monomer, isomeric in relation to acrylamide, until recently introduced into the industrial scale of production. Three various methods of N-vinylformamide synthesis were described, according to the technologies realized in BASF (Germany), Mitsubishi (Japan) and Air Products & Chemicals (USA) companies. There was described the structure of NVF molecule which can form four various conformers because of strong coupling. The reason of the presence of signals of just two conformers in NMR spectra (trans-cis and trans-trans only, cis-cis and cis-trans not present) has been justified on the basis of the results of own spectroscopic investigations (Fig. 1 and 2) and quantum-mechanical calculations (Fig. 3 and 4). The reactions accompanying the radical or ionic NVF polymerizations were presented. Possible applications of poly(N-vinylformamide) as well as of polyvinylamine, obtained by its hydrolysis, were pointed.

8

Poliwinyloamina źródłem nowych możliwości rozwoju polimerów hydrofilowych

Bortel E., Witek E., Kochanowski A., Pazdro M.

Polimery

|

2005

|

T. 50, nr 7-8

491-500

PL

Przedstawiono przegląd wieloletnich badań poświęconych opracowaniu korzystnej pod względem możliwości wdrożenia do produkcji przemysłowej metody otrzymywania prekursora poliwinyloaminy (PVAm). Dopiero niespełna kilka lat temu koncern BASF wdrożył produkcję poli(N-winyloformamidu) (PNVF) z łatwo polimeryzującego N-winyloformamidu (NVF). Z PNVF w wyniku prowadzonej w łagodnych warunkach hydrolizy powstaje PVAm [równanie (4)] dostępna już na rynku handlowym, podobnie jak NVF i PNVK. Omówiono wyniki prac własnych dotyczących badania struktury NVF. Badania metodą 13C NMR pozwoliły na wyjaśnienie przyczyn większej reaktywności tego monomeru niż izomerycznego w stosunku do niego akryloamidu. Stwierdzono, że hydrolizie PNVF prowadzonej w środowisku zarówno kwasowym, jak i zasadowym towarzyszy nieopisane dotychczas wydzielanie amoniaku oraz związane z tym pojawienie się w PVAm pewnej ilości ugrupowań g-laktamowych [równanie (5)]. Obecność w PVAm grup NH2 związanych bezpośrednio z łańcuchem głównym stwarza rozmaite możliwości ich funkcjonalizowania (schemat A). Słabą rozpuszczalność w rozpuszczalnikach organicznych, stanowiącą wadę PVAm, można przezwyciężyć dzięki prowadzeniu polireakcji, a następnie reakcji modyfikujących, w mikroemulsjach. Jako przykład takiego postępowania podano polimeryzację metakryloamidu w mikroemulsji z następującym po niej sieciowaniem za pomocą aldehydu glutarowego [reakcja (6)]. Polimeryzacja NVF w mikroemulsji jest przedmiotem odrębnej pracy autorów.

EN

A review of a many-year-long research on the method of preparation of polyvinylamine (PVAm) precursor suitable for implementation into industry has been presented. Just a few years ago BASF introduced the production of poly(N-vinylformamide) (PNVF) from easily polymerizing N-vinylformamide (NVF). PNVF hydrolysis in mild conditions leads to PVAm [equation (4)], which is now available on the market as well as NVF, and PNVF. The results of own research concerning NVF structure investigation were discussed. 13C NMR investigations let explain the higher reactivity of this monomer than of isomeric acrylamide. It was also found that PNVF hydrolysis in both acidic or basic environment was accompanied with ammonia evolution, not described up to now in the literature, what resulted in formation of some amount of g-lactam units in PVAm [equation (5)]. The presence of NH2 groups in PVAm, bonded with backbone, creates various possibilities of their functionalization (Scheme A). Low solubility of PVAm in organic solvents is really a disadvantage but carrying out the polyreactions and then modification reactions in microemulsions let overcome it. Polymerization of methacrylamide in microemulsion with subsequent crosslinking with glutaric aldehyde [reaction (6), Fig. 5 and 6] is given as an example of this manner. NVF polymerization in microemulsion is a subject of another paper of the authors.

9

Polielektrolity otrzymywane w wyniku reakcji Rittera oraz funkcjonalizowania merów winyloaminowych

Bortel E., Kochanowski A., Witek E.

Prace Naukowe Instytutu Technologii Organicznej i Tworzyw Sztucznych Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2003

|

Vol. 52, nr 25

194-201

PL

Istnieje możliwość regulowania stosunku ładunków +/- w polielektrolitach amfoterycznych dzięki usadowieniu jonogennych grup funkcyjnych w N-pochodnych akryloamidu syntezowanych za pomocą reakcji Rittera. Bardzo zbliżone współczynniki reaktywności do niejonowego akryloamidu pozwalają także kontrolować gęstość ładunku w kopolimerach. Nowe możliwości formowania poliamfolitów oraz polimerów amfifilowych powstały dzięki uruchomieniu produkcji N-winyloformamidu, który jako mer wbudowany w łańcuch łatwo hydrolizuje do merów winyloaminowych. Funkcjonalizowanie grup NH2 toruje drogę do polielektrolitów dotąd nieosiągalnych.

EN

Ionogenic monomers obtainable via Ritter reaction show similar reactivity coefficients causing that the control of +/- charge ratios in amphoteric copolymers appears to be feasible. By introducing acrylamide into the polyreaction charge densities can also be regulated. A novel route toward polyampholites and amphiphilic polyelectrolytes has been made facile due to the commercialization of N-vinylformamide, which can be easily hydrolyzed to vinylamide units after incorporation into polymer chain. Functionalization of NH2 groups enables to prepare polyelectrolytes hitherto not obtainable.