Complex study on chitosan degradability

• Autorzy: Mucha M. , Pawlak A.

Warianty tytułu

PL

Kompleksowe badania podatności na degradację chitozanu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Results of photo- and thermodegradation of chitosan of different degrees of deacetylation (DD) were discussed. On the basis of the results of thermodegradation under isothermal and dynamic conditions thermal stability of chitosan films, also photochemically modified samples (UV irradiated for I h), was estimated. Investigations under isothermal conditions were carried out in the air atmosphere and cover the temperature range from 100degreesC to 200degreesC. Basing on the results of weight loss it was found that most susceptible to degradation was the sample of the higher DD; with an increase of temperature the observed changes were more distinct. Both during thermo- and photo-degradation a decrease of DD of hitosan was observed. Modification of chitosan films by UV rradiation decreases the characteristic parameters of thermodestruction.

PL

Omówiono wyniki badań fotodegradacji oraz termodegrada-:ji (w warunkach izotermicznych i dynamicznych) chitozanu Dróżnych stopniach deacetylacji (DD). Badania w warunkach izotermicznych prowadzone w atmosferze powietrza obejmowały zakres temperatury od 100 do 200°C. Na podstawie wyników ubytku masy (rys. 1) ustalono, że najbardziej podatna na rozkład jest próbka o największej wartości DD, a ze wzrostem temperatury obserwowane zmiany są coraz wyraźniejsze. W wyniku badań metodą FTIR degradowanych błon chitozanowych stwierdzono pękanie łańcucha polimeru oraz wyraźne zmiany strukturalne w obszarze grupy amidowej (rys. 2 10). W procesie termodegradacji (rys. 4) obserwowano mniejsze zmiany absorbancji próbek o największej wartości DD (najwięk-ksze usieciowanie makrocząsteczek poprawiające stabilność ter-miczną). W przypadku fotodegradacji pod wpływem UV (rys. 11) błony o najwyższym DD okazały się bardziej podatne na rozkład największy udziału chromoforowych grup aminowych pochła-liających promieniowanie UV). Zarówno w termo- jak i w fotode-gradacji następuje spadek DD (rys. 3). Pomiary tcrmograwimetryczne w warunkach dynamicznych prowadzono w zakresie temperatury 100-450°C (stalą szybkość l5°C/min). Na podstawie krzywych TG (rys. 6) stwierdzono, że bardziej podatne na degradację na początku procesu (do temp. 230°C) są próbki o większych wartościach DD (podobnie jak w warunkach izotermicznych w temp. 100-200°C). Jednak ich większe usieciowanie w tym okresie powoduje, że na dalszym etapie procesu termodegradacji (temp. >230°C) próbki te wydają się bardziej stabilne. Modyfikacja błon chitozanowych w wyniku naświetlania UV zmniejsza wartości parametrów charakteryzują-cych przebieg procesu termodestrukcji: temperaturę początku rozkładu Tpr, temperaturę maksymalnej szybkości rozkładu T,m oraz temperaturę 50-proc. rozkładu Tso (tabela 1 oraz rys. 8a, b). Wyraźnie mniejsza jest także energia aktywacji termodegradacji próbek modyfikowanych fotochemicznie (rys. 9).

Słowa kluczowe

EN

chitosan; deacetylation degree; thermal degradation; photochemical modification

PL

chitozan; stopień deacetylacji; termodegradacja; modyfikacja fotochemiczna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2002
• Tom: T. 47, nr 7-8
• Strony: 509--516
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Mucha M.

• Technical University of Łódź, Faculty of Process and Enviromental Engineering, ul. Wólczańska 213, 93-005 Łódź, Poland

autor

Pawlak A.

• Technical University of Łódź, Faculty of Process and Enviromental Engineering, ul. Wólczańska 213, 93-005 Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. Moore G. H., Roberts G. A. F.: MIT Sea Grant Report 78-7, 1978, 169.
• 2. Mucha M.: Macromol. Chem. Phys. 1997, 198, 471.
• 3. Struszczyk M. H.: Polimery 2002, 47, 316.
• 4. Muzzarelli R. A. A., Tanfani F., Emanuelli M., Mariotti S.: Carbohyd Res. 1982, 107, 199.
• 5. Hal S., Blair H., Guthrie J., Law T., Turkinghton R: J. Appl. Polym. Sci. 1987, 33, 641.
• 6. Mucha M., Pawlak A.: "Progress on Chemistry and Application of Chitin and its Derivatives" (Ed. Struszczyk H.), "Polish Chitin Society Monograph" vol. VII, p. 10 1—116, Łódź 2001.
• 7. Chen R. H.: "Advances in Chitin Science" (Eds. Roberts G. A. F., Domard A., Varum K. M.), vol. 2, University of Potsdam 1997 p. 437.
• 8. Andrady N. L., Torikai A., Kobatake T.: J. Appl. Polym. Sci. 1996, 62, 1465.
• 9. Dc Yao K., Liu J., Xiang Cheng G., Dai Lu X., Li Tu IT., Lopes da Silva J. A.: J. Appl. Polym. Sci. 1996, 60, 279.
• 10. Mucha M., Bratkowska M., Woszczalski D.: "Advances in Chitin Science" (Eds. Peter M. G., Domard A., Muzzarelli R. A. A.), vol. 4., Jacques Andre Publisher, Lyon 2000, p. 436—444.
• 11. Chiellini E., Cinelli P., Corti A., Kenawy E. R., Fernandes E. G., Solaro R.: Macromol. Symp. 2000, 152, 83.
• 12. Pawlak A., Mucha M., Marszalek J.: "Progress on Chemistry and Application of Chitin and its erivatives" (Ed. Struszczyk H.), "Polish Chitin Society Monograph" vol. VI, Łódź2000, p. 105—111.
• 13. Mucha M., Piekielna J., Wieczorek A.: Macromol. Symp. 1999, 144, 391.
• 14. Lopatin S. A., Ilyin M. M., Pustobacv V. N., Bezchctnikovn Z. A., Valarmov V. P., Davankov V. A.: Anal. Biochem. 1995, 227, 285.
• 15. Struszczyk M. H., Peter M. G., Loth F.: "Progress on Chemistry and Application of Chitin and its Derivatives" (Ed. Struszczyk H.), "Polish Chitin Society Monograph" vol. V, Łódź 1999, p. 167—188.
• 16. Mima S., Miya M., Iwamoto R., Yoshikawa S.: J. Appl. Polym. Sci. 1983, 28, 1909.
• 17. Seo T., Othake H., Kanbara T., Yonetake K., Iijima T.: Macromol. Chem. 1991, 192, 2447.
• 18. Kumar G., Bristow J. F., Smith P. J., Payne G. F.: Polymer 2000, 41, 2157.
• 19. Boryniec S., Ratajska M., Strobin G.: Polimery 1996, 41, 564.
• 20. Freeman E. S., Carrol B.: J. Phys. Chem. 1958, 62, 394.