The application of instrumental methods for estimation of bonding between cellulose and aminosilanes

• Autorzy: Babicka M. , Woźniak M. , Wichłacz-Szentner K. , Rissmann I. , Ratajczak I.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie metod instrumentalnych do oceny wiązania celulozy z aminosilanami

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of reactivity of N-(2-aminoethyl)-3-(trimethoxysilyl) propylamine (AATMOS) and (3-aminopropyl)trimethoxysilane (APTMOS) with cellulose. The FTIR spectra showed changes in the structure of cellulose after reaction with both silanes, in comparison to unmodified material. Unfortunately, these changes were not observe in spectra of cellulose after reaction with aminosilanes and water extraction, which suggests that silanes were leached from structure of cellulose. Concentration of silicon and nitrogen analyzed in modified cellulose before and after water extraction confirmed that silicon compounds were leached from cellulose. Moreover, the presented results confirmed that instrumental analyses, including FTIR, AAS and elemental analysis can in simply and fast way assess the stable character of bonding between lignocellulosic material and silicon compounds or other agents used to its modification.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań reaktywności [3-(2-aminoetylo-amino)propylo]trimetoksysilanu (AATMOS) i 3-(aminopropylo)trimetoksysilanu (APTMOS) z celulozą. W widmach FTIR celulozy po reakcji z silanami widoczne są pasma wskazujące na zmiany w strukturze celulozy. Pasma te zanikają w widmach celulozy po reakcji z aminosilanami i ekstrakcji wodą, co sugeruje, że silany uległy wymyciu ze struktury celulozy. Wymycie silanów z celulozy potwierdzają również wyniki stężenia krzemu i azotu oznaczone w modyfikowanej celulozie przed i po wodnej ekstrakcji. Przedstawione wyniki wskazują, że metody instrumentalne, m.in. FTER, AAS i analiza elementarna mogą w prosty i szybki sposób określić trwały charakter wiązania występującego pomiędzy materiałem ligninocelulozowym, a związkami krzemoorganicznymi czy innymi substancjami stosowanymi do jego modyfikacji.

Słowa kluczowe

EN

(3-aminopropyl) trimethoxysilane; N-(2-aminoemyl)-3-(trimethoxysilyl)propylamine; infrared spectroscopy; elemental analysis; atomic absorption spectrometry

PL

celuloza; aminosilany; FTIR

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology
• Rocznik: 2018
• Tom: No. 103
• Strony: 169--173
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Babicka M.

• Poznań University of Life Sciences, Department of Chemistry, Wojska Polskiego 75, PL-60625 Poznan

autor

Woźniak M.

• Department of Chemistry, Faculty of Forestry and Wood Technology, Poznań University of Life Sciences, Poland

autor

Wichłacz-Szentner K.

• Department of Chemistry, Poznan University of Life Sciences

autor

Rissmann I.

• Department of Chemistry, Poznań University of Life Sciences, Poland

autor

Ratajczak I.

• Poznań University of Life Sciences, Department of Chemistry

Bibliografia

• 1. DONATH S., MILITZ H., MAI C. 2004: Wood modification with alkoxysilanes. Wood Science and Technology 38: 555-566.
• 2. DONATH S., MILITZ H., MAI C. 2006: Treatment of wood with aminofunctionalsilanes for protection against wood destroying fungi. Holzforschung 60: 210-216.
• 3. HE H., DUCHET J., GALY J., GERARD J.F. 2005: Grafting of swelling clay materialswith 3-aminopropyltriethoxysilane. Journal off Colloid and Interface Science 288: 171-176.
• 4. MAEDA H., NAKAJIMA M., HAGIWARA T., SAWAGUCHI T., YANO S. 2006:Bacterial cellulose/silica hybrid fabricated by mimicking biocomposites. Journal of Materials Science 4(17): 5646-5656.
• 5. MAI C., MILITZ H. 2004: Modification of wood with silicon compounds. Treatmentsystems based on organic silicon compounds – a review. Wood Science and Technology 37: 453-461.
• 6. PANOV D., TERZIEV N. 2009: Study on some alkoxysilanes used for hydrophobation and protection of wood against decay. International Biodeterioration & Biodegradation 63: 456-461.
• 7. RATAJCZAK I., SZENTNER K., RISSMANN I., MAZELA B., HOCHMAŃSKA P.2012: Treatment formulation based on organosilanes and plant blend – reactivity to woodand cellulose. Wood Research 57(2): 265-270.
• 8. RATAJCZAK I., WICHŁACZ-SZENTNER K., MAZELA B., HOCHMAŃSKA P.,RISSMANN I. 2010: Silicon compounds as additives improving coating performance: fixation of silicon compounds with cellulose. European Journal of Wood and Wood Products, 68: 483-486.
• 9. REINPRECHT L., GRZNARIK T. 2015: Biological durability of Scots pine (Pinussylvestris L.) sapwood modified with selected organo-silanes. Wood Research 60(5):687-696.
• 10. SEBE G., TINGAUT P., SAFOU-TCHIAMA R., GRELIER S., DE JESO B. 2004:Chemical reaction of maritime pine sapwood (Pinus pinaster Soland) with alkoxysialnemolecules: A study of chemical pathways. Holzforschung 58: 511-518.
• 11. THAKUR M.K., GUPTA R.K., THAKUR V.K. 2014: Surface modification of celluloseusing silane coupling agent. Carbohydrate Polymers 111: 849-855.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).