Cellulose Microfibres Electrospun and Melt-blown from NNMO Solutions

• Autorzy: Tomaszewski W. , Kudra M , Szadkowski M.

Warianty tytułu

PL

Wytwarzanie mikrowłókien celulozowych technikami elektroprzędzenia i melt-blown z roztworów NMMO

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Electrospinning and melt-blown techniques were harnessed to the investigation into the preparation of textile materials of thin cellulose fibres. The spinning was performed by using spinning solutions with cellulose concentration of 3wt% and 6 wt% in N-methylmorpholine-N-oxide (NMMO). By adopting suitable spinning conditions for both of the applied techniques, laboratory lots of the textile materials were prepared with fibres having an average diameter of 0.66μm to 10.6 μm from electrospinning and 1.37 to 1.50 μm from melt-blowing, respectively, for increasing concentration of cellulose in the spinning solutions. It was found by SEM inspection that the fibres obtained by both techniques are of irregular shape and often stick to each other at certain length. In the electrospinning it was observed that thin and thick fibres joined together may take an original shape resembling a tailor seam. In extremities, the fibres are deformed to such degree and combined on such large surface as to form a sort of film with discernible only fibre fragments.

PL

Do badań możliwości wytwarzania materiałów włóknistych z cienkich włókien celulozowych zastosowano techniki elektroprzędzenia i rozdmuchu powietrznego z użyciem gorącego powietrza (melt-blown). Próby wytwarzania przeprowadzono wykorzystując roztwory przędzalnicze o stężeniu 3 wt% i 6 wt% celulozy w NMMO (tlenku N-metylo-N-morfoliny). Dobierając odpowiednio parametry przędzenia w obydwu technikach wytworzono laboratoryjne ilości materiałów włóknistych charakteryzujących się średnimi średnicami włókien w różnych próbach od 0.66µm do 10.6 µm przy elektroprzędzeniu i od 1.37 do 1.50 µm przy melt-blown, odpowiednio dla rosnących stężeń celulozy w roztworach przędzalniczych. Stwierdzono W badaniach SEM stwierdzono, że włókna celulozowe otrzymane obydwiema technikami mają zwykle nieregularny kształt i są często fragmentami połączone. Przy tym Jednocześnie przy elektroprzędzeniu zaobserwowano, że połączenie włókien cienkich i grubych może przyjąć oryginalną postać przypominającą ścieg krawiecki. W skrajnym przypadku odebrane włókna są zdeformowane i połączone ze sobą na tak dużej powierzchni, że tworzą formę folii z widocznymi już tylko ich fragmentami.

Słowa kluczowe

EN

electrospinning; melt-blown; NMMO; cellulose; microfibres

PL

technika elektroprzędzenia; melt blown; NMMO; celuloza; mikrowłókna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 20, no. 6B (96)
• Strony: 52--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Tomaszewski W.

• Poland, Łódź, Institute of Biopolymers and Chemical Fibres

autor

Kudra M

• Poland, Łódź, Institute of Biopolymers and Chemical Fibres

autor

Szadkowski M.

• Poland, Łódź, Institute of Biopolymers and Chemical Fibres

Bibliografia

• 1. Frey M W. Electrospinning cellulose and cellulose derivatives. Polymer Reviews, 2008; 48: 378–391.
• 2. Huang Z-H, Zhang Y-Z, Kotaki M, Ramakrishna S. A review on polymer nanofibres by electrospinning and their applications in nanocomposites. Composites Science and Technology 2003; 63: 2223–2253.
• 3. Lee KY, Jeong L, Kang YO, Lee SJ, Park WH. Electrospinning of polysaccharides for regenerative medicine. Advanced Drug Delivery Reviews 2009; 61: 1020– 1032.
• 4. Zhuang X, Yang X, Shi L, Cheng B, Guan K, Kang W. Solution blowing of submicron-scale cellulose fibres. CarbohydratePolymers 2012; 90: 982– 987.
• 5. Medeiros ES, Glenn GM, Klamczynski AP, Orts WJ, Mattoso LHC. Solution blow spinning: A new method to produce micro- and nanofibres from polymer solutions. Journal of Applied Polymer Science2009; 113: 2322–2330.
• 6. Zhang LF, Kopperstad P, West M, Hedin N, Fong H. (). Generation of polymer ultrafine fibres through solution (air-) blowing. J Appl Polym Sci 2009; 114: 3479–3486.
• 7. Fink HP, Weigel P, Purz H, Ganster J. Structure formation of regenerated cellulose materials from NMMO-solutions. Prog Polym Sci 2001; 26: 1473-1524.
• 8. Chen X, Burger C, Fang D, Ruan D, Zhang L, Hsiao BS, Chu B. X-ray studies of regenerated cellulose fibres wet spun from cotton linter pulp in NaOH/ thiourea aqueous solutions. Polymer 2006; 47: 2839.
• 9. Schiffman, J.D. and Schauer, C.L., A Review: Electrospinning of Biopolymer Nanofibres and their Applications. Polymer Reviews, (2008),48:2, p.317-352
• 10. Mortimer SA, Peguy AA. The formation of structure in the spinning and coagulation of Lyocell fibres. Cellulose Chem Technol 1996; 30: 117-132.
• 11. White P. Lyocell: The production process and market development. In: Regenerated cellulose fibres. Ed. C.Woodings, Woodhead Publishing, Cambridge, (2001), p. 62-87.
• 12. Wendler F, Meister F, Wawro D, Wesolowska E, Ciechańska D, Saake B, Puls J, Le Moigne N, Navard P. Polysaccharide Blend Fibres Formed from NaOH, N-Methylmorpholine-N-oxide and 1-Ethyl-3-methylimidazolium acetate. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2010; 18, 2 (79): 21-30.
• 13. Wang H, Gurau G, Rogers RD. Ionic liquid processing of cellulose. Chem. Soc. Rev 2012; 41: 1519-1537.
• 14. Kulpinski P. Cellulose Nanofibres Prepared by the N-Methylmorpholine-Noxide Method., J Appl Polym Sci 2005; 98: 1855-1859.
• 15. Han SO, Son WK, Youk JH, Park WH. Electrospinning of Ultrafine Cellulose Fibres and Fabrication of Poly(butylene succinate) Biocomposites Reinforced by Them. J Appl Polym Sci 2008; 107: 1954–1959.
• 16. Kim C-W, Kim D-S, Kang S-Y, Marquez M, Joo YL. Structural studies of electrospun cellulose nanofibres, Polymer 2006; 47: 5097-5107.
• 17. Ebeling H, Fink HP. Cellulose meltblown nonwovens using the lyocell process. Lenzinger Berichte 2006; 86: 124–131.
• 18. Tang S, Mukhopadhyay SK. Melt-blown lyocell: Influence of solution characteristics on fibre properties. Journal of the Textile Institute 2006; 97: 39–47.
• 19. Wawro D, Stęplewski W, Bodek A. Manufacture of Cellulose Fibres from Alkaline Solutions of Hydrothermally - Treated Cellulose Pulp. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2009: 19, 3 (74): 18-22.
• 20. Struszczyk H, Wawro D, Urbanowski A, Mikołajczyk W, Starostka P, Tomaszewski W, Ciechańska D. Process for producing modified cellulose pulp. 2001: Pat. Appl: WO 2001030855.
• 21. Laszkiewicz, B. Wytwarzanie włókien celulozowych bez udziału dwusiarczku węgla, Ed. Lodart S.A. Lodz, 1997.
• 22. Tomaszewski W, Kudra M, Ciechanska D, Szadkowski M, Gutowska A. Electrospinning of aligned fibrous materials on inner rapidly rotating cone surface. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2012; 20, 6B (96): 46-53.
• 23. Tomaszewski W, Kudra M. Research report IBWCh, P23, 2012.