Efficiency of selected biocide compounds in the protection of building coatings against colonization by mold fungi, cyanobacteria and algae

• Autorzy: Kędzierski Michał , Wiejak Anna , Janiszewska Jolanta , Wiśniewska Anna , Grzywa-Niksińska Irena , Kurzepa Katarzyna

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2020.5.5

Warianty tytułu

PL

Skuteczność wybranych związków biobójczych w ochronie powłok budowlanych przed zasiedleniem przez grzyby pleśniowe, sinice i glony

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A series of biocidal compounds were evaluated as antifungal and antialgal additives for building coatings. The study comprised testing the susceptibility of coatings to colonization by Alternaria alternata, Ulocladium atrum, Aspergillus niger and Penicillium purpurogenum fungi as well as Nostoc commune cyanobacteria and Klebsormidium flaccidum green algae. White cabbage juice-based concentrate, dendrimeric peptides, peptide hydrolyzates from milk thistle and chestnut seeds, as well as selected ionic liquids, were used as additives to acrylic and silicone-based coatings. Also, some of biocidal additives were previously intercalated in montmorillonite or hydrotalcite to increase their wash-out resistance. The best results were obtained for the coatings modified with prolinate and sorbate ionic liquids added in the amount of 2 wt %. They ensure protection against the algae and cyanobacteria also after aging in water for 72 h, which indicates a possibility of their application in facade paints. Some antifungal activity was observed for the coatings containing hydrotalcite intercalated with aminododecanoic acid, while inhibition of algal growth was achieved using hydrolyzate from milk thistle seeds. However, in both cases, the coatings lost the resistance to microbial colonization when aged in water.

PL

Badano skuteczność szeregu związków o właściwościach biobójczych, dodawanych do powłok polimerowych stosowanych w budownictwie, w zabezpieczaniu przed porastaniem grzybami i glonami. Wykorzystano mieszaninę grzybów testowych Alternaria alternata, Ulocladium atrum, Aspergillus niger i Penicillium purpurogenum, a także cyjanobakterie Nostoc commune oraz glony Klebsormidium flaccidum. Jako biocydy dodawane do powłokowych kompozycji akrylowych i silikonowych zastosowano: koncentrat na bazie soku z białej kapusty, dendrymeryczne peptydy, hydrolizaty peptydowe z ostropestu plamistego i nasion kasztanowca, a także ciecze jonowe. Wybrane dodatki immobilizowano na drodze interkalacji w montmorylonicie lub hydrotalkicie w celu zwiększenia ich odporności na wymywanie. Najlepszą odporność na porastanie glonami wykazywały powłoki modyfikowane dodatkiem 2% mas. cieczy jonowych z anionami prolinianowym i sorbinianowym. Ochronne działanie cieczy jonowych zachowało się również po teście wymywania wodą przez 72 h, co wskazuje na możliwość ich zastosowania w farbach elewacyjnych. Powłoki zawierające hydrotalkit interkalowany kwasem aminododekanowym wykazywały odporność na porastanie grzybami, a dodatek hydrolizatu nasion kasztanowca hamował rozwój glonów, jednak w obydwu wypadkach działanie ochronne biocydu zanikało po teście wymywania wodą.

Słowa kluczowe

EN

biological corrosion; biocides; antifungal activity; antialgal activity; building coatings

PL

korozja biologiczna; biocydy; działanie przeciwgrzybicze; działanie przeciwglonowe; powłoki budowlane

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2020
• Tom: T. 65, nr 5
• Strony: 371--379
• Opis fizyczny: Bibliogr. 44 poz., rys.

Twórcy

autor

Kędzierski Michał

• ŁUKASIEWICZ Research Network – Industrial Chemistry Research Institute, Rydygiera 8, 01-793 Warsaw, Poland

autor

Wiejak Anna

• Building Research Institute, Filtrowa 1, 00-611 Warsaw, Poland

autor

Janiszewska Jolanta

• ŁUKASIEWICZ Research Network – Industrial Chemistry Research Institute, Rydygiera 8, 01-793 Warsaw, Poland

autor

Wiśniewska Anna

• ŁUKASIEWICZ Research Network – Industrial Chemistry Research Institute, Rydygiera 8, 01-793 Warsaw, Poland

autor

Grzywa-Niksińska Irena

• ŁUKASIEWICZ Research Network – Industrial Chemistry Research Institute, Rydygiera 8, 01-793 Warsaw, Poland

autor

Kurzepa Katarzyna

• ŁUKASIEWICZ Research Network – Industrial Chemistry Research Institute, Rydygiera 8, 01-793 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Piñar G., Sterflinger K.: “Building materials: properties, performance and applications” (Eds. Cornejo D.N., Haro J.L.), Nova Science Publishers, New York 2009, pp. 163–188.
• [2] Gaylarde C.C., Morton L.H.G., Loh K., Shirakawa M.A: International Biodeterioration and Biodegradation 2011, 65, 1189. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2011.09.005
• [3] Noeiaghaei T., Mukherjee A., Dhami N., Chae S.: Construction and Building Materials 2017, 149, 575. http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.144
• [4] Pasanen A.L., Juutinen T., Jantunen M.J., Kalliokoski P.: International Biodeterioration and Biodegradation 1992, 30, 273. https://doi.org/10.1016/0964-8305(92)90033-K
• [5] Adams R.I., Bhangar S., Dannemiller K.C. et al.: Building and Environment 2016, 109, 224. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2016.09.001
• [6] Lee H.H., Oh H.R., Lim J.H., Song S.Y.: Energy Procedia 2016, 96, 601. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2016.09.108
• [7] Wołejko E., Matejczyk M.: Civil and Environmental Engineering 2011, 2, 191.
• [8] Żakowska Z: „Microbial biodegradation and biodeterioration of technical materials”, IV International Scientific Conference Łódź, Conference Materials 2006, pp. 12–15.
• [9] Wei S.P., Jiang Z.L., Liu H. et al.: Brazilian Journal of Microbiology 2013, 44, 1001. https://dx.doi.org/10.1590%2FS1517-83822014005000006
• [10] Sturm E.V., Frank-Kamenetskaya O., Vlasov D. et al.: American Mineralogist 2015, 100, 2559. http://dx.doi.org/10.2138/am-2015-5104
• [11] Cwalina B.: Architecture Civil Engineering Environment 2008, 4, 133. http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BSL2-0022-0118
• [12] Cooley J.D., Wong W.C., Jumper C.A., Straus D.C.: Advances in Applied Microbiology 2004, 55, 1 https://doi.org/10.1016/S0065-2164(04)55001-3
• [13] Gutarowska B.: „Moulds Growth and Allergens Production on Building Materials”, LAP Lambert Academic Publishing AG & Co KG, 2013.
• [14] Crook B., Burton N.C.: Fungal Biology Reviews 2010, 4, 106. https://doi.org/10.1016/j.fbr.2010.05.001
• [15] Żukiewicz-Sobczak W.A.: Advances in Dermatology and Allergology 2013, 30, 42. http://dx.doi.org/10.5114/pdia.2013.33377
• [16] Nielsen K.F.: Fungal Genetics and Biology 2003, 39, 103. http://dx.doi.org/10.1016/S1087-1845(03)00026-4
• [17] Piontek M., Bednar K.: Corrosion Protection 2011, 54, 15. http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPBA-0005-0003
• [18] Stupar M., Ljaljevic-Grbic M., Subakov-Simic G. et al.: Indoor and Built Environment 2014, 23, 584. http://dx.doi.org/10.1177/1420326x12466753
• [19] Langsrud S., Sundheim G., Borgmann-Strahsen R.: Journal of Applied Microbiology 2003, 95, 874. POLIMERY 2020, 65, nr 5 379 http://dx.doi.org/10.1046/j.1365-2672.2003.02064.x
• [20] Russell A.D.: Journal of Antimicrobial Chemotherapy 2003, 52, 750. http://dx.doi.org/10.1093/jac/dkg422
• [21] Feofilova E.P.: Microbiology 2010, 79, 711. http://dx.doi.org/10.1134/s0026261710060019
• [22] Mackie W., Preston R.D.: „Algal Physiology and Biochemistry” (Ed. Stewart W.D.P.), Blackwell Sci. Publ., Oxford 1974, pp. 40–85.
• [23] Russell A.D., McDonnell G.: Journal of Hospital Infection 2000, 44, 1. http://dx.doi.org/10.1053/jhin.1999.0654
• [24] Nigmatullin R., Konovalova V., Gao F.: „Encyclopedia of Polymer Composites: Properties, Performance and Applications”(Eds. Lechkov M., Prandzheva S.), 2011, pp. 567–592.
• [25] Kuznetsova A., Domingues P.M., Silva T. et al.: Journal of Applied Microbiology 2017, 122, 1207. http://dx.doi.org/10.1111/jam.13433
• [26] Cybulski J., Wiśniewska A., Kulig-Adamiak A. et al.: Tetrahedron Letters 2011, 52, 1325. http://dx.doi.org/10.1016/j.tetlet.2011.01.069
• [27] Grzywa-Niksińska I.: Przemysł Chemiczny 2014, 93, 662.
• [28] Klajnert B., Janiszewska J., Urbanczyk-Lipkowska Z. et al.: The International Journal of Pharmaceutics 2006, 309, 208. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijpharm.2005.10.039
• [29] Kędzierski M., Janiszewska J., Moszumańska I.: Polimery 2016, 61, 677. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2016.677
• [30] Baranowska B., Kurzepa K., Marczak E. et al.: Rośliny Oleiste – Oilseed Crops 2003, 24, 725. http://www.ihar.edu.pl/biblioteka/oilseed_crops.php
• [31] Kędzierski M., Penczek P.: Polimery 2004, 49, 801. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2004.801
• [32] Kędzierski M., Bończa-Tomaszewski Z., Jaworska G., Niska A.: Polimery 2015, 60, 160. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2015.160
• [33] Wiejak A.: Building Research Institute – Quarterly 2011, 2, 15.
• [34] Foksowicz-Flaczyk J., Walentowska J.: International Biodeterioration and Biodegradation 2013, 84, 412. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2012.05.025
• [35] PL Pat. 227 245 (2015).
• [36] Kaur R., Rampal G., Vig A.P.: African Journal of Agronomy 2013, 1, 017. www.internationalscholarsjournals.org
• [37] Rytwo G., Moshe S.B.: Applied Clay Science 2017, 137, 30. http://dx.doi.org/10.1016/j.clay.2016.12.007
• [38] Janiszewska J., Sowińska M., Rajnisz A. et al.: Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 2012, 22, 1388. http://dx.doi.org/10.1016/j.bmcl.2011.12.051
• [39] Eversdijk J., Erich S.J.F., Hermanns S.P.M. et al.: Progress in Organic Coatings 2012, 74, 640. http://dx.doi.org/10.1016/j.porgcoat.2011.09.029
• [40] Mishra G., Dash B., Pandey S. et al.: Environmental Engineering Science 2017, 35, 247. http://dx.doi.org/10.1089/ees.2017.0062
• [41] Karasa J., Nikolajeva V., Kostjukovs J.: „Organoclays – a promising antibacterial and antifungal additive to building materials”, 10th Baltic States Restorers’ Triennial Meeting, Latvia, Riga 27–30 May 2014, Conference Proceedings 2014, p. 240.
• [42] Suslin M., Nedilko O., Mishurov D.: International Biodeterioration and Biodegradation 2016, 110, 136. http://dx.doi.org/10.1016/j.ibiod.2016.03.021
• [43] Limanov V.E., Sobol A.F., Vorontsova L.M.: Pharmaceutical Chemistry Journal 2017, 5, 7. http://dx.doi.org/10.1007/bf00760837
• [44] Era M., Sakai S., Tanaka A. et al.: Japan Journal of Food Engineering 2015, 16, 99. http://dx.doi.org/10.11301/jsfe.16.99

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).