Właściwości nanowłókien modyfikowanych cieczą jonową

• Autorzy: Foksowicz-Flaczyk J. , Walentowska J. , Gieparda W. , Wójcik R.

Warianty tytułu

EN

Properties of nanofibres modified with ionic liquid

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Celem opisywanych badań była ocena wpływu cieczy jonowej należącej do grupy czwartorzędowych soli amoniowych, na właściwości biobójcze nanowłókien z polimeru PLA [poli(kwas mlekowy)] oraz PHB [poli(3-hydroksymaślan)]. Nanowłókna w postaci włókniny wytworzono za pomocą elektroprzędzenia z roztworu. Oba zaproponowane polimery termoplastyczne są nietoksyczne, biodegradowalne oraz biokompatybilne, ale nie wykazują aktywności biologicznej. Właściwość tę zaplanowano nadać nanowłóknom wykorzystując w tym celu ciecz jonową – azotan didecylodimetyloamoniowy [DDA][NO3], którą wprowadzono do roztworów poszczególnych polimerów przed procesem elektroprzędzenia. Przeanalizowano wpływ dodatku czwartorzędowej soli, zarówno na przebieg procesu elektroprzędzenia jak i na właściwości otrzymanych nanowłókien. Wykonano ocenę podatności otrzymanych nanowłókien na działanie grzybów pleśniowych poprzez ocenę stopnia wzrostu mikroorganizmów na badanych próbkach. Otrzymane nanowłókna poddano również ocenie mikroskopowej pod kątem ewentualnych zmian w strukturze włókien elementarnych z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Zbadano też parametry termiczne modyfikowanych nanowłókien, wyznaczając szybkość wydzielania ciepła w zależności od temperatury za pomocą mikrokalorymetru (PCFC), oraz oceniono możliwości zastosowania otrzymanych nanowłókien w procesie filtracji, wyznaczając parametry efektywności filtracji, spadku ciśnienia oraz współczynnik jakości otrzymanych filtrów.

EN

The aim of this study was to evaluate the effect of the ionic liquid belongs to quaternary ammonium salts on biocidal properties of PLA [poly(lactid acid)] and PHB [poly(3-hydroxybutyrate)] nanofibres. Nanofibres in non-woven form were prepared by electrospinning process. Both of these polyesters are non-toxic, biodegradable and biocompatible thermoplastics with high potential applications but they do not possess their own biological activity. The study was included the achievement of this activity by incorporating substances with antimicrobial properties. For this purpose the ionic liquid was selected. Didecyldimethylammonium nitrate [DDA][NO3] was added to the electrospinning solution of several polymers before electrospinning process. The influence of the quaternary salt addition on the course of electrospinning process and the nanofibres properties were observed. The evaluation of susceptibility of obtained nanofibres to mould fungi was made by assessing the degree of microbial growth on the samples surface. The morphology of the obtained nanofibres was characterized by scanning electron microscopy (SEM) to evaluate the nanofibre structure. The thermal parameters of modified nanofibers were also studied, setting the heat release rate depending on the temperature using microcalorimeter (PCFC). Also evaluated the applicability of the obtained nanofiber in the filtration process, setting the parameters of the filtration efficiency, pressure drop and the quality factor of the obtained filters.

Słowa kluczowe

PL

nanowłókna; PLA; PHB; czwartorzędowe sole amoniowe; ciecz jonowa; aktywność mikrobiologiczna

EN

nanofibres; PLA; PHB; quaternary ammonium salts; ionic liquid; microbial activity

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, ZW CHEMPRESS-SITPChem
• Czasopismo: Chemik
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 70, nr 9
• Strony: 527--532
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Foksowicz-Flaczyk J.

• Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich, Poznań

autor

Walentowska J.

• Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich, Poznań

autor

Gieparda W.

• Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich, Poznań

autor

Wójcik R.

• Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich, Poznań

Bibliografia

• 1. Nanomateriały inżynierskie konstrukcyjne i funkcjonalne. Wydawnictwo Naukowe PWN SA, pod redakcją K. Kurzydłowskiego i M. Lewandowskiej, ISBN 978–83–01–16418–8, Warszawa 2010.
• 2. Sorrentino A., Gorrasi G., Vittoria V.: Potential perspectives of bio-nanocomposites for food packaging applications. Trends in Food Science & Technology 2007, 18, 84–95.
• 3. Bucci D.Z., Tavares L.B.B., Sell I.: PHB packaging for the storage of food products. Polymer Test 2005, 24(5), 564–571.
• 4. Penchev H., Peneva D., Manolova N., Rashkov I.: Hybrid nanofibrous yarns based on N-carboxyethylchitosan ans silver nanoparticles with antibacterial activity prepared by self-bundling electrospinning. Carbohydrate Research 2010, 345, 2374–2380.
• 5. Hebeish A., El-Naggar M.E., Fouda M.M.G., Ramadan M.A., Al-Deyab S.S., El-Rafie M.H.: Highly effective antibacterial textiles containing green synthesized silver nanoparticles. Carbohydrate Polymers 2011, 86, 936–940.
• 6. Duncan T.V.: Applications of nanotechnology in food packaging and food safety: Barrier materials, antimicrobials and sensors. Journal of Colloid and Interface Science 2011, 363, 1–24.
• 7. Nguyen T.T.T., Chung O.H., Park J.S.: Coaxial electrospun poly(lactid acid)/chitosan (core/shell) composite nanofibres and their antibacterial activity. Carbohydrate Polymers 2011, 86, 1799–1806.
• 8. Rhim J.-W., Hong S.-I., Park H.M., Ng P.K.W.: Preparation and characterization of chitosan-based nanocompositefilms with antimicrobial activity. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2006, 54, 5814–5822.
• 9. Toncheva A., Paneva D., Manolova N., Rashkov I.: Electrospun Poly(L-lactide) membranes containing a single drug or multiple drug system for antimicrobial wound dressings. Macromolecular Research 2011, 19, 12, 1310–1319.
• 10. El-Newehy M.H., Al-Deyab S.S., Kenawy E.R., Abdel-Megeed A.: Fabrication of Electrospun Antimicrobial Nanofibres Containing Metronidazole Using Nanospider Technology. Fibers and Polymers 2012, 13, 6, 709–717.
• 11. Przybysz K., Drzewińska E., Stanisławska A., Wysocka-Robak A., Cieniecka-Rosłonkiewicz A., Foksowicz-Flaczyk J., Pernak J.: Ionic liquids and paper. Ind. Eng. Chem. Res. 2005, 44, 4599–4604.
• 12. Pernak J., Zabielska-Matejuk J., Kropacz A., Foksowicz-Flaczyk J.: Ionic liquids in wood preservation. Holzforschung 2004, 58, 286–291.
• 13. Foksowicz-Flaczyk J., Walentowska J.: Eco-Friendly Antimicrobial Finishing of Natural Fibres. Molecular Crystals&Liquid Crystals. Taylor&Francis Inc. 2008 Vol. 484, 207/[573]-212/[578].
• 14. Nicosia A., Gieparda W., Foksowicz-Flaczyk J., Walentowska J., Wesołek D., Vazquez B., Prodi F., Belosi F.: Air filtration and antimicrobial capabilities of electrospun PLA/PHB containing ionic liquid. Separation and Purification Technology 2015, 154, 154–160.

Uwagi

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