Acrylic Acid Plasma Treatment of Polypropylene Nonwoven Fabric

• Autorzy: Buček A. , Popelka A. , Zahoranová A. , Kováčik D. , Novák I. , Černák M.

Identyfikatory

DOI

10.5604/12303666.1221751

Warianty tytułu

PL

Włókniny polipropylenowe poddane obróbce plazmowej z zastosowaniem kwasu akrylowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Nowadays hydrogel materials are being used in medical practice for wound dressing purposes. Hydrogel/textile composites can be formed to increase the mechanical strength and handling capability of hydrogel materials. Nonwoven textiles are optional for such applications, however, it is often necessary to improve their surface properties. Here plasma activation/grafting of polypropylene (PP) nonwoven fabric with an acrylate layer to improve its adhesive properties is reported. A diaphragm discharge was used for the plasma treatment of the PP fabric. The discharge was burnt in a solution of acrylic acid (AAc), which resulted in a single step process of plasma activation and plasma grafting of the fabric. Results of wettability testing and ATR-FTIR measurements showed the existence of a thin poly(acrylic acid) (PAAc) layer grafted on the fabric surface. Peel strength measurements showed a 4.7 fold increase in the peel strength when compared with untreated PP fabric.

PL

Współcześnie materiały hydrożelowe używane są w wyrobach medycznych jako opatrunki na rany. Hydrożelowe kompozyty tekstylne formuje się dla zwiększenia mechanicznej wytrzymałości poręczności w stosowaniu. Włókniny są powszechnie stosowane do wyrobów medycznych, jednak jest konieczne polepszenie ich właściwości powierzchniowych. W badaniach zastosowano aktywację plazmową w celu pokrycia włóknin polipropylenowych warstwą akrylową dla polepszenia właściwości adhezyjnych. Wyładowania odbywały się w roztworze kwasu akrylowego co pozwoliło na przeprowadzenie jednostopniowego procesu aktywacji plazmowej. Wyniki pomiarów zwilżalności oraz badania ATR-FTIR wykazały istnienie cienkiej warstwy kwasu poliakrylowego na powierzchni włókniny. Stwierdzono 4.7 razy większą wytrzymałość na odrywanie w stosunku do włóknin niemodyfikowanych.

Słowa kluczowe

EN

plasma treatment; hydrogel; diaphragm discharge; plasma grafting; biocompatibility; peel strength

PL

obróbka plazmowa; hydrożel; biozgodność; kwas akrylowy; włókniny polipropylenowe

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 24, no. 6 (120)
• Strony: 161--164
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Buček A.

• Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University, Mlynská dolina F2, 842 48 Bratislava, Slovakia
• Regional R&D Centre for Low-Cost Plasma and Nanotechnology Surface Treatments, Institute of Physical Electronics, Faculty of Science, Masaryk University, Kotlářská 2, 611 37 Brno, Czech Republic

autor

Popelka A.

• Center for Advanced Materials, Qatar University, P.O. Box 2713, Doha, Qatar

autor

Zahoranová A.

• Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University, Mlynská dolina F2, 842 48 Bratislava, Slovakia

autor

Kováčik D.

• Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University, Mlynská dolina F2, 842 48 Bratislava, Slovakia
• Regional R&D Centre for Low-Cost Plasma and Nanotechnology Surface Treatments, Institute of Physical Electronics, Faculty of Science, Masaryk University, Kotlářská 2, 611 37 Brno, Czech Republic

autor

Novák I.

• Polymer Institute, Slovak Academy of Sciences, Dúbravská cesta 9, 845 41 Bratislava, Slovakia

autor

Černák M.

• Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University, Mlynská dolina F2, 842 48 Bratislava, Slovakia
• Regional R&D Centre for Low-Cost Plasma and Nanotechnology Surface Treatments, Institute of Physical Electronics, Faculty of Science, Masaryk University, Kotlářská 2, 611 37 Brno, Czech Republic

Bibliografia

• 1. Thacharodi D, Rao KP. Collagen–chitosan composite membranes for controlled release of propanol hydrochloride. Int J Pharm 1995; 120: 115–118.
• 2. Zhang Q, Lin L, Ren L and Wang F. Preparation and characterization of collagen–chitosan composites. J Appl Polym Sci 1997; 64: 2127–2130.
• 3. Shanmugasundaram N, Ravichandran P, Neelakanta Reddy P, Ramamuraty N and Pal S. Collagen–chitosan polymeric scaffolds for the in vitro culture of human epidermoid carcinoma cells. Biomaterials 2001; 22: 1943–1951.
• 4. Qu X, Wirsén A, Olander B and Albertsson AC. Surface modification of high density polyethylene tubes by coating chitosan, chitosan hydrogel and heparin. Polym Bull 2001; 46: 223-229.
• 5. National Textile Center Research Briefs – Materials Competency. 2002. National Textile Center, Blue Bell. http://www.ntcresearch.org/pdf-rpts/Bref0602/M01-CR01-02.pdf. Accessed 26 June 2015
• 6. Lopérgolo LC, Lugão AB and Catalaini LH. Development of a Poly(N-vinyl-2-pyrrolidone)/Poly(ethylene glycol) Hydrogel Membrane Reinforced with Methyl Methacrylate-Grafted Polypropylene Fibers for Possible use as Wound Dressing. J Appl Polym Sci 2002; 86: 662-666.
• 7. Chen KS, Tsai JC, Chou CW, Yang MR and Yang JM. Effect of additives on the photoinduced grafting polymerization of N-isopropylacrylamide gel onto PET film and PP nonwoven fabric surface. Mater Sci Eng C 2002; 20: 203-208.
• 8. Wang CC, Su CH and Chen CC. Water absorbing and antibacterial properties of Nisopropyl acrylamide grafted and collagen/chitosan immobilized polypropylene nonwoven fabric and its application on wound healing enhancement. J Biomed Mater Res 2007; 84A:1006-1017.
• 9. Paladini F, Meikle ST, Cooper IR, Lacey J, Perugini V and Santin M. Silver-doped selfassembling di-phenylalanine hydrogels as wound dressing biomaterials. J Mater Sci: Mater Med 2013; 24: 2461-2472.
• 10. Chen KS, Ku YA, Lee CH, Lin HR, Lin FH and Chen TM. Immobilization of chitosan gel with cross-linking reagent on PNIPAAm gel/PP nonwoven composites surface. Mater Sci Eng C 2005; 25: 472-478.
• 11. Cernakova L, Kovacik D, Zahoranova A, Cernak M and Mazur M. Surface Modification of Polypropylene Non-Woven Fabrics by Atmospheric-Pressure Plasma Activation Followed by Acrylic Acid Grafting. Plasma Chem Plasma Proc 2005; 25: 427-437.
• 12. Salge J. Plasma-assisted deposition at atmospheric pressure. Surf Coat Tech 1996; 80: 1-7.
• 13. Joshi R, Schulze RD, Meyer-Plath A and Friedrich JF. Selective Surface Modification of Poly(propylene) with OH and COOH Groups Using Liquid-Plasma Systems. Plasma Process Polym 2008; 5: 695-707.
• 14. Brablec A, Slavicek P, Stahel P, Cizmar T, Trunec D, Simor M and Cernak M. Underwater pulse electrical diaphragm discharge for surface treatment of fibrous polymeric materials. Czech J Phys 2002; 52: 491-500.
• 15. Ráheľ J, Šimor M, Kováčik D and Černák M. Permanent hydrophilization of polypropylene nonwovens using underwater diaphragm corona discharges. In: Proc. TANDEC 2002 - Annual International Nonwovens Conference, Knoxville, Tennessee, 19-21 November 2002, pp. 6.2-1– 6.2-5.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).