Alkaline Treatment of Dibutyrylchitin Fibres Spun from Polymer Solution in Ethyl Alcohol

• Autorzy: Biniaś A. , Boryniec S. , Biniaś W. , Włochowicz A.

Warianty tytułu

PL

Obróbka alkaliczna włókien dibutyrylochitynowych formowanych z roztworów sporządzonych w alkoholu etylowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Dibutyrylchitin (DBCH) was obtained from native krill chitin by its esterification with butyric anhydride. In this study, DBCH was the initial material for the fibre formation. DBCH fibres were manufactured from a polymer solution in ethyl alcohol by extrusion. Because a dry-wet formation method was applied, the fibres obtained had a porous core. The microporous DBCH fibres were then treated with aqueous KOH solutions. By applying various parameters of the alkaline treatment, DBCH fibres can be transformed into fibres from the regenerated chitin or even into chitosan fibres. The use of a potassium hydroxide solution as an alkaline medium enables a total reconstruction of the original supermolecular structure of chitin. When transforming DBCH fibres into the regenerated chitin fibres, diluted KOH solutions were applied, whereas treatment at an elevated temperature with saturated KOH solutions obtained chitosan fibres with various values of deacetylation degree. At every stage of the treatment, the structural changes in the fibres were examined using IR spectroscopy (FTIR), wide-angle X-ray diffraction and scanning electron microscopy (SEM).

PL

Dibutyrylochitynę otrzymuje się w wyniku reakcji estryfikacji bezwodnika/masłowego z chityną. Otrzymana w taki sposób dibutyrylochityna (DBCH) stanowi surowiec wyjściowy do formowania z niej włókien. Włókna DBCH formowano z roztworów sporządzonych w bezwodnym alkoholu etylowym. Zastosowano metodę formowania systemem sucho-mokrym, dzięki czemu otrzymano włókna z porowatym rdzeniem. Mikroporowate włókna dibutyrylochitynowe poddano następnie obróbce alkalicznej za pomocą roztworów KOH. Stosując zmienne parametry obróbki alkalicznej można przeprowadzić włókna dibutyrylochitynowe we włókna z chityny regenerowanej lub włókna chitozanowe. W przypadku modyfikacji prowadzącej do uzyskania włókien z chityny regenerowanej, stosuje się rozcieńczone roztwory KOH. Natomiast stosując nasycone roztwory KOH w podwyższonych temperaturach uzyskujemy włókna chitozanowe o różnym stopniu deacetylacji. Na każdym etapie obróbki włókien prowadzono badania zachodzących w nich przemian strukturalnych, przy wykorzystaniu spektroskopii w podczerwieni (FTIR) i szerokokątowej dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (WAXS). Obserwowano również zmiany na powierzchni włókien przy zastosowaniu mikroskopu skaningowego (SEM).

Słowa kluczowe

EN

dibutyrylchitin fibres; alkaline treatment; regenerated chitin fibres; chitosan fibres

PL

włókna dibutyrylochityny; obróbka alkaliczna; regenerowane włókna chityny; włókna chitozanu

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 14, no. 3 (57)
• Strony: 12--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Biniaś A.

• University of Bielsko-Biała, Faculty of Textile Engineering and Environmental Protection, Institute of Textile Engineering and Polymer Materials 43-309 Bielsko-Biała, ul. Willowa 2, Poland

autor

Boryniec S.

• University of Bielsko-Biała, Faculty of Textile Engineering and Environmental Protection, Institute of Textile Engineering and Polymer Materials 43-309 Bielsko-Biała, ul. Willowa 2, Poland

autor

Biniaś W.

• University of Bielsko-Biała, Faculty of Textile Engineering and Environmental Protection, Institute of Textile Engineering and Polymer Materials 43-309 Bielsko-Biała, ul. Willowa 2, Poland

autor

Włochowicz A.

• University of Bielsko-Biała, Faculty of Textile Engineering and Environmental Protection, Institute of Textile Engineering and Polymer Materials 43-309 Bielsko-Biała, ul. Willowa 2, Poland

Bibliografia

• 1. S. Tokura, N. Nishi, J. Noguchi: ‘Studies on chitin. III Preparation of chitin fibres.’ Polym.J. 11,781, 1979.
• 2. S. Tokura, N. Nishi, S. Nishimura, Y. Ikeuchi: Physicochemical, biochemical and biological properties of chitin derivatives w chitin, chitosan and related enzymes, ed. J.P. Zikasis, Ac. Press, 303, 1984.
• 3. S. Tokura, Y. Yoshida, N. Nishi, T. Hiraoki: Studies on chitin. VI Preparation and properties of alkyl-chitin fibres. Polym.J. 14, 527, 1982.
• 4. L. Szosland, Synthesis of highly substituted butyryl chitin in the presence of perchloric acid, J.Bioactive and Compatible Pol., 11, 61-71, 1996.
• 5. L. Szosland, H. Szocik, ‘Products of alkaline hydrolysis of dibutyrylchitin: chemical composition and DSC investigation’, in Advances in Chitin Science, M.G. Peter, A. Domard, R.A.A. Muzzarelli (eds.), Universität Potsdam Pub. Germany, IV, 375-381, 2000,
• 6. D. Paluch, L. Szosland, J. Kołodziej, J. Staniszewska-Kuś, M. Szymonowicz, L. Solski, B.Zywiecka, ‘Biological investigation of the regenerated chitin fibers’, Eng. of Biomaterials, II, 52-60, 1999.
• 7. D. Paluch, S. Pielka, L. Szosland, J. Kołodziej, J. Staniszewska-Kuś, M. Szymonowicz, L. Solski, ‘A biological investigation of dibutyrylchitin fibres’, Eng. of Biomaterials, III, 17-22, 2000.
• 8. W. Biniaś, A. Włochowicz, D. Biniaś, S. Boryniec: Polish Patent Application, No. P 359883
• 9. L. Szosland, J. Szumilewicz, A. Włochowicz, D. Mikuła: Selected physicomechanical properties of dibutyrylchitin and chitin fibres; Progress on chemistry and application of chitin and its derivatives, ed. H.Struszczyk, 7, 33-46, 2001.
• 10. A. Włochowicz, L. Szosland, D. Biniaś, J. Szumilewicz: ‘Crystalline structure and mechanical properties of wet-spun dibutyrylchitin fibers and products of their alkaline treatment’, Journal of Applied Polymer Science, 94, 1861-1868, 2004.
• 11. D. Biniaś, S. Boryniec, W. Biniaś: ‘Studies on the structure of polysaccharides in the process of alkaline treatment of dibutyrylchitin fibres.’ Fibres & Textiles in Eastern Europe, vol. 13, No. 5(53), 2005, pp. 137-140.
• 12. D. Biniaś: ‘Investigation into structure changes of dibutyrylchitin fibres caused by their chemical modification’, Ph. D. thesis, University of Bielsko-Biała, 2004.
• 13. D. Biniaś, S. Boryniec, W. Biniaś, A. Włochowicz: ‘Changes in structure of dibutyrylchitin fibres in process of chitin regeneration,’ Polimery, t. L, 2005, 742-747.
• 14. M. H. Struszczyk, Herstellung von Chitosan und einige Anwendungen, Institut für Organische Chemie und Strukturanalytik der Universität Potsdam, Ph. D. thesis, Potsdam, 2001.