Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Starch Film as a Carrier of a Model Drug Substance from the Group of Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs

Wawro D., Bodek A., Bodek K. H.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2018

|

Vol. 26, no. 6 (132)

102--113

EN

The article describes the production of starch film as a carrier of a model drug substance from the group of non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs). An analgesic/anti-inflammatory drug was put into aqueous starch solution, and next a film was formed. The following solid drug substances were included in the tests: acetylsalicylic acid, salicylic acid, ibuprofen lysine salt, naproxen in the form of acid, and sodium salt. Solutions were obtained from ibuprofen lysine salt and naproxen sodium, whereas the other drugs enabled to obtain aqueous suspensions. Such a drug substance was mixed with aqueous starch solution to obtain a film. Forming a film under laboratory conditions involved spreading aqueous starch solution containing a drug on a flat heated surface and evaporating water. The films obtained were transparent. They were then dried for a period of 24 hours at a temperature of 20 °C and 50% relative air humidity. Next their mechanical properties were studied. Starch films which contained therapeutic substances were characterised by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). There were slight differences between the spectra of films containing a drug substance and those of films containing both starch and a drug substance, which implies weak intermolecular reactions. Scanning electron microscope (SEM) images of cross-sections of the starch films with a drug substance were taken, which indicated their uniform morphological structure. The release rate of the drug from each film to an acetate buffer pH 4.5 (acetylsalicylic acid and salicylic acid) or phosphate buffer pH 7.38 (ibuprofen lysine salt and naproxen) was determined in vitro with the paddle method. This procedure took up to 90 min. Acetylsalicylic acid and salicylic acid were almost completely released from the starch film as early as in the first minutes of the procedure, with a maximum value of around 90%. The release of ibuprofen lysine salt and naproxen in the form of acid from the starch film was partial, about 40%. The release of naproxen sodium from the starch film was time-proportional, and there was a tendency towards further release.

PL

W artykule opisano wytwarzanie folii skrobiowej pełniącej rolę nośnika modelowych substancji leczniczych z grupy niesteroidowych leków przeciwzapalnych (NLPZ). Do wodnego roztworu skrobi wprowadzano substancję leczniczą o działaniu przeciwbólowym/przeciwzapalnym, a następnie formowano folię. Do badań wytypowano następujące substancje lecznicze w postaci stałej: kwas acetylosalicylowy, kwas salicylowy, sól lizynowa ibuprofenu (Ibuprofen Lysine), naproksen w formie kwasowej i soli sodowej. Z lizynianu ibuprofenu i naproksenu sodowego otrzymywano roztwory, zaś z pozostałych zawiesiny wodne. Tak przygotowane substancje lecznicze mieszano z wodnymi roztworami skrobi w celu otrzymania folii. Formowanie folii w warunkach laboratoryjnych polegało na rozprowadzeniu wodnego roztworu skrobi z dodatkiem leku na płaskiej ogrzewanej powierzchni i odparowaniu wody. Otrzymane folie były transparentne. Folie suszono w temperaturze 20 °C przy wilgotności względnej powietrza 50% w czasie 24 godzin, a następnie badano właściwości mechaniczne. Folie skrobiowe zawierające substancje lecznicze i analizowano metodą FTIR. Wykazano nieznaczne różnice dla widm folii z substancją leczniczą w porównaniu z widmem skrobi i substancji leczniczej, co wskazuje na słabe oddziaływania międzycząsteczkowe. Wykonano zdjęcia SEM przekroi poprzecznych folii skrobiowych zawierających substancje lecznicze, wskazując na ich jednolitą budowę morfologiczną. Oznaczanie szybkości uwalniania substancji leczniczej z każdej folii przeprowadzono metodą łopatkową in vitro do buforu octanowego pH 4,5 (kwas acetylosalicylowy i kwas salicylowy) lub buforu fosforanowego pH 7,38 (ibuprofen i naproksen) w czasie do 90 min. Kwas salicylowy i acetylosalicylowy uwalniał się prawie całkowicie z folii skrobiowych osiągając maksymalną wartość ok. 90% już w pierwszych minutach prowadzonego doświadczenia. Uwalnianie lizynianu ibuprofenu i naproksenu w formie kwasowej z folii skrobiowej było częściowe i utrzymywało się na poziomie ok. 40%. Uwalnianie naproksenu sodowego z folii skrobiowej przebiegało proporcjonalnie do czasu, z tendencją do dalszego uwalniania.

2

Processing of Chitosan Yarn into Knitted Fabrics

Wawro D., Skrzetuska E., Włodarczyk B., Kowalski K., Krucińska I.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 6 (120)

52--57

EN

This article focuses on a preliminary investigation into the preparation of knitted fabrics from a 300-filament chitosan yarn containing nanoparticles of silver, platinum, copper and gold. The chitosan yarn was assessed with respect to its suitability for the preparation of knitted fabrics on a numerically controlled flat bed knitting machine. Estimated were mechanical and sorption properties, apparent density, thickness and air permeability of knitted fabrics made up of chitosan yarn functionalized by nanoparticles.

PL

W artykule opisane są wstępne wyniki badań wytwarzania dzianin z 300 włókienkowych przędz chitozanowych zawierających nanocząstki srebra, platyny, miedzi i złota. Przy użyciu szydełkarki płaskiej sterowanej numerycznie dokonano oceny przydatności przędz chitozanowych funkcjonalizowanych nanocząstkami do wytwarzania dzianin. Oznaczono właściwości mechaniczne, sorpcyjne, gęstość pozorną, masę powierzchniową, grubość, przepuszczalność powietrza dzianin chitozanowych

3

Impact of Water in the Casting of Cellulosic Film from Ionic Liquid Solutions

Wawro D., Stęplewski W., Madaj W., Michud A., Hummel M., Sixta H.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2015

|

Vol. 23, no. 4 (112)

25--32

EN

This study addresses in detail the role of water in the consecutive steps of film forming: cellulose dissolution, regeneration and drying, and its impact on the mechanical properties of the cellulose film. Prehydrolysis kraft (PHK) pulp was subjected to hydrothermal treatment (HT) prior to its dissolution in 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate [emim]OAc. After the treatment, the DP of the pulp was 440 and the polydispersity index was as low as 3.1. HT pretreated pulp was dissolved in [emim]OAc with a water content of 2, 7, 14 and 21 wt%. The pulp dissolution was completed within 15 min regardless of the water content in the solvent. The rheological behavior, one of the key properties in film formation, was determined at varied temperature and cellulose concentration. Cellulose films were prepared from solutions with cellulose concentrations of 8, 12 and 16 wt% at a temperature of 90 °C. The impact of water on the macromolecular, morphological and mechanical properties of the transparent films prepared was thoroughly studied. With a very low polydispersity of the cellulose chain, the films prepared revealed high strength ranging from 87 to 106.5 MPa at elongation from 10 to 50% in conditioned state.

XX

W artykule przedstawiono wpływ wody w poszczególnych etapach procesu formowania folii celulozowej z roztworów cieczy jonowej. Omówiono proces rozpuszczania celulozy, wpływ zestalania i suszenia na właściwości mechaniczne folii celulozowej. Do badań zastosowano masę celulozową drzewną PHK po obróbce hydrotermicznej (HT) o stopniu polimeryzacji DP 440, niskiej polidyspersji PDI 3,1 i o zróżnicowanej zawartości wody w celulozie 2, 7, 14 i 21%. Zbadano rozpuszczalność celulozy HT w cieczy jonowej oraz właściwości reologiczne roztworów. Celuloza HT ulega rozpuszczeniu w cieczy jonowej w czasie 15 minut niezależnie od zawartości wody. Opisano sposób formowania folii z roztworów o stężeniu celulozy 8, 12 i 16% w temperaturze 90 oC. Wykazano wpływ wody w roztworach przędzalniczych na właściwości roztworów, a następnie na właściwości mechaniczne folii. Oznaczono właściwości cząsteczkowe i morfologię transparentnych folii celulozowych. Folie celulozowe charakteryzowały się niskimi wartościami polidyspersji, wytrzymałością w zakresie 87–106,5 MPa i wydłużeniem 10-50% w stanie aklimatyzowanym.

4

Strong Cellulosic Film Cast from Ionic Liquid Solutions

Wawro D., Hummel M, Michud A, Sixta H

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 3 (105)

35--42

EN

The article presents a method to prepare films by casting solutions of cellulose in ionic liquid 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate [emim][OAc]. Cotton linters and a hydrothermally treated (HT) wood cellulose pulp were used in the investigation. The film was cast from solutions with cellulose concentrations of 2.0, 5.0, 6.0, 10.0 and 14.0 wt% in [emim][OAc] at temperatures in the range of 20 - 80 °C. The influence of the cellulose concentration, composition of the coagulation bath and temperature of the solution and coagulation bath upon the mechanical properties and morphology of the cellulose films were examined. Samples of transparent cellulose film were prepared with a low polydispersity index (PDI) of 2.2, and satisfactory mechanical properties: strength up to 103 MPa and elongation of 30%.

PL

W artykule przedstawiono sposób wytwarzania folii w skali laboratoryjnej z roztworów celulozy w cieczy jonowej 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate [emim][OAc]. Do badań zastosowano lintersy bawełniane oraz masę celulozową drzewną po hydrotermicznej obróbce (HT). Roztwory celulozy o stężeniu of 2.0, 5.0, 6.0, 10.0 i 14.0 wt% w [emim][OAc] o temperaturze w zakresie 20 - 80 °C stosowano do formowania folii celulozowej. Zbadano wpływ stężenia celulozy, temperatury roztworu oraz kąpieli koagulacyjnej na właściwości mechaniczne i morfologię folii celulozowych. Otrzymano transparentne folie celulozowe o niskiej wartości polidyspersji, PDI = 2.2, wytrzymałości do 103 MPa i wydłużeniu do 30% w stanie aklimatyzowanym.

5

Formation and Properties of Highly Porous Dibutyrylchitin Fibres Containing Nanoparticles

Wawro D., Stęplewski W., Komisarczyk A.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2013

|

Vol. 21, no. 4 (100)

31--37

EN

The article gives an account of investigations on the preparation of highly porous dibutyrylchitin fibres containing tri-calcium phosphate (â-TCP) or nano-hydroxyapatite (nano HAp). Fibers were spun from 16% dibutyrylchitin (DBC) solutions in ethanol (content of ethanol: 67 - 78%). The fibers obtained showed a sheath/core structure; the sheath being a solid skin while the core presented itself as a macro-, micro- and nano-porous interior filled with air. DBC was used with an intrinsic viscosity [η] of 1.96, 2.19 & 2.42 dl/g and a content of b-TCP or nano HAp in the amount of 6 and 11.7% on DBC, respectively. The impact of ethanol concentration in the spinning solutions was investigated with respect to forming conditions: as-spun draw ratio, draw ratio, spinning speed and pH of the coagulation bath upon the morphology structure and mechanical properties of the fibers. Lab-scale wet spinning was applied, which produced highly porous fibers (DBC/HPCF) characterised by a tenacity of 4.0 - 10.5 cN/tex and elongation of 10 - 14.5% (conditioned state). The porosity of the fibres was assessed by mercury porosimetry, and as a comparison by digital analysis of SEM images of the fibre cross-section. The novel fibres may be used as material in the construction of bone implants, hygiene products and in various technical applications.

PL

W artykule przedstawiono badania prowadz.ce do otrzymania kompozytowych wysokoporowatych włókien dibutyrylochitynowych zawierających beta fosforan trojwapniowy (b-TCP) lub nano hydroksyapatyt (nano HAp) z etanolowych wodnych roztworow dibutyrylochityny (DBC) o st.ężeniu 16% DBC i etanolu w zakresie 67-78%. Włókna zbudowane są z litej skorki oraz makro, mikro i nano porowatego wnętrza. Zastosowano DBC o lepkości istotnej [η]: 1,96; 2,19; 2,42 dl/g oraz b-TCP lub nano HAp w ilości 6,0 i 11,7% w stosunku do polimeru. Zbadano wpływ stężenia etanolu w roztworze przędzalniczym, warunkow formowania: wyciągu filierowego, rozciągu, prędkości formowania oraz pH kąpieli koagulacyjnej na budowę morfologiczną i właściwości mechaniczne włókien. W procesie mokrego formowania w skali laboratoryjnej wytworzono kompozytowe wysokoporowate ultra lekkie włókna (DBC/HPCF) o wytrzymałości 4,0 - 10,5 cN/tex i wydłużeniu 10 - 14,5% w stanie aklimatyzowanym. W oparciu o cyfrową analizę obrazów SEM powierzchni przekroju poprzecznego włókien DBC/HPCAF dokonano oceny porowatości. Nowy rodzaj włókien może być używany jako włóknisty materiał super absorpcyjny do implantow kości, produktów higienicznych i zastosowań technicznych.

6

Extracting Galactoglucomannans (GGMs) from Polish Softwood Varieties

Kopania E., Milczarek S., Bloda A., Wietecha J., Wawro D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

160--166

EN

The article presents a method of extracting galactoglucomannans from conifers: spruce and larch. Galactoglucomannans (GGMs) were extracted from shavings of Polish varieties of spruce and larch, using thermal and enzymatic treatment in an aqueous environment. The composition of the extracted GGMs (depending on the extraction method) was characterized by varied content of individual monosaccharides, i.e. glucose, galactose and mannose, as well as the average particle mass. The quantitative and qualitative composition of the extracted GGMs is an important factor affecting the possibility of their wide employment in modifying cellulose fibre-containing materials in order to improve their barrier qualities, and as biological agents in plant health products. GC/MS and SEC chromatographic tests and 13C NMR analysis made it possible to establish the composition and structural changes of the acquired GGMs.

PL

W artykule przedstawiono sposób wyodrębniania galaktoglukomannanów z drzew iglastych: świerku i modrzewia. Galaktoglukomannany (GGM) wyodrębniono z trocin drzewnych krajowych odmian świerku i modrzewia z zastosowaniem obróbki termicznej i enzymatycznej w środowisku wodnym. Wyodrębnione GGM (w zależności od metody wyodrębniania) charakteryzowały się zróżnicowanym składem pod względem zawartości poszczególnych cukrów prostych tj. glukozy, galaktozy i mannozy oraz wartością średniej masy cząsteczkowej. Skład ilościowy i jakościowy wyodrębnionych GGM jest istotnym elementem wpływającym na możliwość ich szerokiego zastosowania do modyfikacji materiałów zawierających włókna celulozowe w celu polepszenia ich właściwości barierowych oraz jako czynniki czynników biologicznych dla środków ochrony roślin. Badania z wykorzystaniem chromatografii GC/MS, SEC oraz analiza 13C NMR pozwoliły ocenić skład i zmiany strukturalne otrzymanych GGM.

7

Collagen-Modified Chitosan Fibres Intended for Scaffolds

Wawro D., Stęplewski W., Brzoza-Malczewska K., Święszkowski W.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

32--39

EN

A method is presented for the preparation of collagen-modified chitosan fibres (Chit/Col) from chitosan-collagen solutions. The fibres may be used in the construction of scaffolds. Chitosan solutions with a concentration of 5.21% in an aqueous 3.0% acetic acid solution with the addition of glycerol were mixed with aqueous solutions of collagen. The applied chitosan was derived from the northern shrimps (Pandalus borealis) and the collagen from calf hide. The usability of chitosan and collagen was determined for the preparation of spinning solutions and Chit/Col fibres. Rheological properties are discussed for the chitosan-collagen solutions used in the spinning of Chit/Col fibres with linear density in the range of 3.30 – 8.36 dtex. The fibres are featured by increased nitrogen content and tenacity when compared to pure chitosan fibres. The performance of the spinning process was good.

PL

W artykule przedstawiono sposób wytwarzania, metodą mokrą, włókien chitozanowych modyfikowanych kolagenem (Chit/Col) z roztworów chitozanowo-kolagenowych przydatnych do budowy rusztowań komórkowych (scaffolds). Stosowano roztwory chitozanu o stężeniu do 5,21% w wodnym 3.0% kwasie octowym zawierające glicerynę, które mieszano z wodną zawiesiną kolagenu. Zastosowano chitozan pochodzący z krewetki północnej (Pandalus borealis) i kolagen ze skór cielęcych. Określono przydatność chitozanu i kolagenu do wytwarzania roztworów przędzalniczych i włókien Chit/Col. Omówione zostały również właściwości reologiczne roztworów przędzalniczych chitozanowo-kolagenowych, z których formowano włókna odcinkowe Chit/Col o masie liniowej w zakresie 3.30 – 8.36 dtex charakteryzujące się wyższą zawartością azotu oraz wyższymi wartościami wytrzymałości właściwej w stosunku do włókien chitozanowych. Przebieg formowania włókien Chit/Col został oceniony pozytywnie.

8

Antibacterial Chitosan Fibres Containing Silver Nanoparticles

Wawro D., Stęplewski W., Dymel M., Sobczak S., Skrzetuska E., Puchalski M., Krucińska I.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

24--31

EN

A method was developed for the preparation of chitosan staple fibres containing silver nanoparticles. An aqueous colloidal solution of PVA-encapsulated metallic silver with a particle size of 50-60 nm was admixed to the chitosan-containing spinning solution. From the mixed spinning solution, the fibre was spun by a wet method. The mechanical, electrical, antibacterial, morphological and structural properties of the silver-containing chitosan fibre are highlighted. With a silver content greater than 51 mg/kg, the fibre possessed antibacterial activity. The silver content did not deteriorate the tenacity of the fibre or cause a change in the molecular mass distribution. The impact of spinning conditions on the morphological properties was assessed by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). X-ray radiography (WAXS) showed the influence of spinning conditions on the supermolecular structure of the fibre.

PL

W artykule opisano metodę otrzymywania i właściwości odcinkowych włókien chitozanowych zawierających nanocząstki srebra. Podczas przygotowania roztworu przędzalniczego z chitozanu krewetkowego, wprowadzono koloidalny wodny roztwór nanocząstek srebra metalicznego o rozdrobnieniu 50-60 nm w otoczce ochronnej PVA, a następnie formowano włókna metodą mokrą. Omówiono także właściwości mechaniczne, elektryczne, morfologiczne, przeciwbakteryjne oraz strukturalne otrzymanych włókien. Włókna charakteryzowały się właściwościami bakteriobójczymi przy zawartości srebra powyżej 51 mg/kg. Zawartość nanocząstek srebra nie wpłynęła na wytrzymałość właściwą włókien chitozanowych natomiast analiza rozkładu mas cząsteczkowych włókien wykazała zmiany. Dokonano oceny wpływu warunków formowania na właściwości morfologiczne otrzymanych włókien stosując AFM. Badania rentgenograficzne WAXS wykazały wpływ warunków formowania na budowę nadcząsteczkową włókien.

9

Producing of Continuous Cellulose Fibres Modified with Plant Proteins

Wawro D., Stęplewski W.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2010

|

Vol. 18, no. 6 (83)

32--38

EN

Presented is a method of producing cellulose-protein fibres from modified cellulose dissolved in aqueous sodium hydroxide, as well as from isolates of rape- and sunflower-derived proteins. Fibres were spun from alkaline cellulose-protein solutions in a coagulation bath containing sulfuric acid and sodium sulfate. Mechanical and morphological properties of the protein-modified cellulose fibres are given. The fibres revealed a high water retention value (WRV) of up to 139%. The concentration and kind of protein are the main factors influencing the stability of the spinning process and the mechanical properties of the resulting fibres. The morphology and structure of the fibres were investigated by means of the SEM and WAXS methods. Also presented are test results of microbiological activity against the Staphylococcus aureus bacterial strain.

PL

W artykule przedstawiono ekologiczną metodę formowania włókien celulozowo-białkowych z modyfikowanej celulozy rozpuszczalnej w wodnym roztworze wodorotlenku sodowego oraz izolatów białek roślinnych rzepaku i słonecznika. Włókna formowano z alkalicznych roztworów celulozowo-białkowych do kąpieli koagulacyjnej zawierającej kwas siarkowy i siarczan sodu. Przedstawiono właściwości mechaniczne oraz morfologiczne włókien celulozowych modyfikowanych białkami roślinnymi. Otrzymane włókna celulozowo-białkowe charakteryzuje stosunkowo wysoka wartość wskaźnika wtórnego pęcznienia WRV (do 139%). Wykazano istotny wpływ stężenia i rodzaju białka w roztworze przędzalniczym na stabilność formowania i właściwości mechaniczne włókien. Badano właściwości morfologiczne i strukturalne włókien celulozowo-białkowych metodą mikroskopii skaningowej SEM i WAXS. Przedstawiono także wyniki badań mikrobiologicznych wobec bakterii Staphylococcus aureus.

10

Polysaccharide blend fibres formed from NaOH, N-methylmorpholine-N-oxide and 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate

Wendler F., Meister F., Wawro D., Wesołowska E., Ciechańska D., Saake B., Puls J., Le Moigne L., Navard P.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2010

|

Vol. 18, no. 2 (79)

21--30

EN

The aim of the study was to find new structured biopolymer blends bearing adjustable properties able to produce innovative materials. Apart from cellulose and three solvents (NaOH, N-methylmorpholine-N-oxide [NMMO] and 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate [EMIMac]), 15 different polysaccharides were chosen to study the interactions of polysaccharides or their mixtures in solutions, as well as the solid state after forming. Dissolution screenings yielded promising polysaccharides, which were used for the preparation of cellulose/ polysaccharide solutions and subsequently for the shaping of blends with cellulose. The solubility and miscibility were evaluated by microscopy, DSC, particle analysis and rheology. Polysaccharides with a structure similar to that of cellulose, e.g., xylan, carrageenan or cellulose carbamate were not miscible, showing globular morphologies, whereas high-molar and side chains containing polysaccharides such as xanthan or tragacanth gum form co-continuous morphologies. The forming of blend fibres was nevertheless possible for all three solvents. The textile-physical properties of the blend fibres were slightly decreased compared to those of the unmodified fibre, in which fibres from NMMO and EMIMac had the highest performance. The presence of blended polysaccharides in the fibres produced was verified by residue sugar analysis, in which the highest amounts occurred for EMIMac fibres.

PL

Celem badań było wytworzenie nowych mieszanin biopolimerowych zdolnych do wytworzenia innowacyjnych materiałów. Poza celulozą i trzema rozpuszczalnikami (NaOH, tlenku N-metylo N-morfoliny [NMMO] i octanu 1-etylo 3-metyloimidazolowego [EMIMac]), wytypowano 15 polisacharydów w celu badań wzajemnego oddziaływania w roztworach mieszanin a także w wytworzonych włóknach. Wytypowane polisacharydy zastosowano do przygotowania roztworów celulozowo/polisacharydowych, z których następnie formowano modyfikowane włókna celulozowe. Rozpuszczalność i mieszalność polisacharydów w roztworach była oceniana metodą mikroskopową, DSC, analizy cząstek i metodą wiskozymetryczną. Polisacharydy o strukturze podobnej do celulozy np. ksylan, karagen lub karbaminian celulozy nie były mieszalne, wykazywały globularną budowę morfologiczną, podczas gdy wysokocząsteczkowe i rozgałęzione tj. ksantan lub guma tragakant tworzyły struktury liniowe. Jednakże formowanie włókien było możliwe ze wszystkich roztworów przygotowanych z tych trzech rozpuszczalników. Modyfikowane włókna celulozowe charakteryzowały się nieznacznie niższymi właściwościami mechanicznymi w porównaniu do włókien niemodyfikowanych. Włókna formowane z roztworów NMMO i EMIMac charakteryzowały się najwyższymi właściwościami mechanicznymi. W modyfikowanych włóknach celulozowych oceniono zawartość polisacharydów.

11

Novel method of preparing flame retardant cellulose-silicate fibres

Stęplewski W., Kazimierczak J., Wawro D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2010

|

Vol. 18, no. 3 (80)

24--31

EN

Presented herein are the results of research on the preparation of a novel environmentfriendly method of spinning cellulose-silicate (Cel/Si) fibres obtained from enzymatically modified a pulp which could be directly dissolved in aqueous sodium hydroxide. Fibres were formed from spinning solutions in a coagulation bath containing sodium silicate and sodium sulphate. For selected spinning conditions, test results are shown for the physical-mechanical properties of the Cel/Si fibres obtained and their relative flammability represented by the limiting oxygen index (LOI). Cel/Si fibres are characterised by a favourable LOI value reaching as high as 46.5%. The impact of zinc concentration in the spinning solution is shown, which largely contributes to the stability of the spinning process as well as to the mechanical properties of the fibre and the LOI value. The surface and cross-section of the Cel/Si fibres were inspected by scanning electron microscopy (SEM), including those subjected to high temperatures and a naked flame. It was found that the fibres reveal a skin/core structure in which zinc silicates are the main constituent of the skin, while cellulose forms the core. Also presented are test results of Cel/Si fibre washing durability. Proof is also given of the excellent antibacterial properties of the fibre against the Staphylococus aureus strain.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące opracowania nowej ekologicznej metody formowania włókien celulozowo-krzemianowych (Cel/Si) w oparciu o modyfikowaną enzymatycznie celulozę bezpośrednio rozpuszczalną w wodnym roztworze wodorotlenku sodowego. Włókna formowano z celulozowych roztworów przędzalniczych do kąpieli koagulacyjnej zawierającej krzemian sodu i siarczan sodu. Dla wybranych warunków formowania przedstawiono wyniki badań właściwości fizyko-mechanicznych włókien Cel/ Si oraz zapalności metodą wskaźnika tlenowego (OI). Otrzymane włókna Cel/Si charakteryzuje stosunkowo wysoka wartość wskaźnika tlenowego (do 46.5%). Wykazano istotny wpływ stężenia cynku w roztworze przędzalniczym na stabilność formowania i właściwości mechaniczne oraz zapalność (OI) włókien Cel/Si. Badano powierzchnię oraz przekrój poprzeczny włókien Cel/Si metodą mikroskopii skaningowej SEM, w tym ogrzewanych w temperaturze 450°C i 800°C. Stwierdzono, iż włókna Cel/Si posiadają budowę typu skórkardzeń, gdzie skórkę stanowią głównie cynko-krzemiany, zaś rdzeń celuloza. Przedstawiono także wyniki badań odporności włókien Cel/Si na pranie w wodnym roztworze proszku piorącego oraz pH środowiska. Wykazano także, iż otrzymane włókna wykazują doskonałe właściwości antybakteryjne w stosunku do bakterii Staphylococcus aureus.

12

Dissolved state of cellulose in ionic liquids - the impact of water

Kuzmina O., Sashina E., Troshenkowa S., Wawro D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2010

|

Vol. 18, no. 3 (80)

32--37

EN

The aggregate size of cellulose dissolved in 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate (EMIMAc) and 1-butyl-3-methylimidazoluim chloride (BMIMCl) was measured by static and dynamic light scattering. Examined were cellulose solutions containing various amounts of water. The impact of water on the size of cellulose particles in the solutions tested has been defined based upon the measurement results.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań rozmiarów agregatów celulozowych w roztworach octanu 1-etylo-3-metyloimidazolu (EMIMAc) i chlorku 1-butylo-3-metyloimidazolu (BMIMCl) otrzymanych podczas pomiarów statycznego i dynamicznego rozpraszania światła. Zbadano roztwory celulozy ze zróżnicowaną zawartością wody oraz określono wpływ wody na rozmiar cząstek celulozowych w badanych roztworach.

13

Preparation of Keratin-Modified Chitosan Fibres

Wawro D., Stęplewski W., Wrześniewska-Tosik K.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2009

|

Vol. 17, no. 4 (75)

37--42

EN

In this study, a method of preparing fibres of chitosan modified with keratin derived from chicken feathers is presented. Fibre-grade chitosan and an aqueous solution of purified keratin were used in the investigations. The aqueous solution of keratin was added to a 3% solution of chitosan in acetic acid. Properties of the spinning solutions obtained were tested, followed by spinning trials. The fibres of keratin-modified chitosan obtained showed the following properties: tenacity – 13.5 cN/tex, elongation – 33%, wetting angle – 33° and, in comparison to pure chitosan fibres, were less prone to biodegradation under the action of lysozyme enzyme.

PL

W artykule przedstawiono sposób wytwarzania włókien chitozanowych modyfikowanych keratyną pochodzącą z piór kurzych. Do badań zastosowano chitozan o właściwościach włóknotwórczych oraz wodną zawiesinę oczyszczonej keratyny. Do roztworu chitozanu w 3% kwasie octowym wprowadzano wodną zawiesiną keratyny. Zbadano właściwości roztworów przędzalniczych oraz podjęto próby formowania włókien. Otrzymano włókna chitozanowe modyfikowane keratyną o wytrzymałości właściwej 13,5 cN/tex, wydłużeniu przy zerwaniu i podatności na biodegradację o właściwościach hydrofilowych zbliżonych do właściwości włókien chitozanowych bez dodatku.

14

Manufacture of Cellulose Fibres from Alkaline Solutions of Hydrothermally Treated Cellulose Pulp

Wawro D., Stęplewski W., Bodek A.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2009

|

Vol. 17, no. 3 (74)

18--22

EN

The use of hydrothermally treated cellulose pulp for the manufacture of cellulose fibres is described. Hydrothermal treatment allows for the preparation of cellulose pulp characterized by a polymerization degree, DP, within the range of 290 405 and a low polydispersity Pd of 2.0 3.0. A method of preparing alkaline solutions with a 7.45% content of cellulose, and alkali ratio of 1.05 is described. The impact of sulfuric acid concentration, the temperature of the coagulation bath, the as-spun draw of the fibre, the total draw ratio and drying conditions upon the mechanical properties of the fibres obtained was investigated. Trials at a high laboratory scale were conducted to spin multifilament cellulose fibres with a tenacity of 20 22.5 cN/tex and an elongation at break of 10 15%.

PL

Opisano zastosowanie modyfikowanej hydrotermicznie celulozy do wytworzenia włókien celulozowych. Modyfikacja hydrotermiczna masy celulozowej zapewnia otrzymanie celulozy o stopniu polimeryzacji DP 290-405 i niskiej polidyspersji Pd-2,5. Mokra modyfikowana celuloza ulega rozpuszczeniu w wodnym roztworze NaOH w czasie 10 minut w dodatnich temperaturach, gwarantując wysoką jakość oraz stabilność roztworu przędzalniczego. Opisano sposób wytwarzania alkalicznego roztworu o zawartości celulozy ok. 6-7,5%w. i stosunku ługowym ok. 1,05-1,30. Roztwory przędzalnicze posiadają odpowiednią stabilność i filtracyjność w temperaturze do 20 °C. Zbadano wpływ stężenia kwasu siarkowego, temperatury kąpieli koagulacyjnej, wyciągu filierowego, rozciągu całkowitego oraz warunków suszenia na właściwości mechaniczne włókien celulozowych. Przeprowadzono formowanie włókien w skali wielkolaboratoryjnej otrzymując włókna celulozowe o wytrzymałości 20–22,5 cN/tex i wydłużeniu 10-15%.

15

Forming Conditions and Mechanical Properties of Potato Starch Films

Wawro D., Kazimierczak J.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2008

|

Vol. 16, no. 6 (71)

106--112

EN

Presented herein are the results of investigations into the preparation of starch solutions and casting of film thereof. It was found that a dissolving temperature of 95 °C, time of 60 minutes, and the use of a special agitator system allowed a homogeneous starch solution suitable for film casting to be prepared. Aqueous solutions of commercial starch at up to 25.81% concentration are suitable for the preparation of film. The impact of minerals contained in water on the viscosity of the starch solution and the mechanical properties of the resulting film were examined. The dynamic viscosity of the aqueous starch solutions was in the range of 2.15 to 28.1 Pas at 89 °C. It was shown that water with a high mineral content is highly suitable for the preparation of starch aqueous solutions with lowered viscosity. The increase in relative humidity of the air results in a decrease in mechanical strength and increase in elongation at maximal stress of the film. The prepared starch film was characterised by the following parameter ranges: thickness of 20-149 ěm, strength of 24.8-51.8 MPa, and elongation at maximal stress of 3.7-7.4%.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące warunków przygotowania roztworów skrobi i wytwarzania folii. Stwierdzono, że temperatura 95 °C i czas rozpuszczania 60 minut oraz zastosowanie specjalnego systemu mieszadeł zapewnia otrzymanie homogenicznego roztworu skrobi przydatnego do formowania folii. Wykazano przydatność wodnych roztworów handlowej skrobi ziemniaczanej o stężeniu do 25,81% wag do formowania folii. Zbadano wpływ zawartości składników mineralnych w wodzie na lepkość roztworów skrobi oraz właściwości mechaniczne folii. Lepkość dynamiczna wodnych roztworów skrobi wynosiła od 2,15 do 28,1 Pas (89 °C). Wykazano szczególną przydatność wody o wysokiej zawartości składników mineralnych do sporządzania wodnych roztworów skrobi o obniżonej lepkości. Stwierdzono, że wzrost wilgotności względnej powietrza wpływa na zmniejszenie wytrzymałości i wzrost wydłużenia folii skrobiowej. Otrzymane folie skrobiowe charakteryzowały się grubością w zakresie 20-140 μm, wytrzymałością na rozciąganie w zakresie 24,8-51,8 MPa oraz wydłużeniem w zakresie 3,5-7,4%.

16

Fibrous Keratin - Containing Composite

Wrześniewska-Tosik K., Kucharska M., Wawro D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2008

|

Vol. 16, no. 6 (71)

113--116

EN

Increasing demand for dressing and hygiene care products boosts innovation and investigations into novelty materials. One example of a promising modern bio-composite is fibrids in the form of chitosan – keratin and alginate – keratin sponges. Chitosan, alginates and keratin, which are themselves distinguished by valuable properties, may, when combined into a composite material, reveal interesting useful features. As a result of the conducted research, novelty materials were prepared that have not yet been announced in adequate literature: chitosan – keratin and alginate – keratin bio-composites in sponge form. The sponges were made by employing freeze drying, which enables the preparation of a highly porous internal structure. The keratin additive contributed to the enhancement of sorption properties of the preparations obtained. The new materials do not exert any cytotoxicity or irritating and allergisation action, which is a precondition in hygiene and medical uses. The advantage of utilising a burdensome, cheap by-product – chicken feathers – for the preparation of materials with high added value is unquestioned.

PL

Doskonalenie i poszukiwanie nowych form użytkowych wszelkiego rodzaju materiałów higienicznych czy opatrunkowych wiąże się z ich praktycznym zapotrzebowaniem. Przykładem nowoczesnego, obiecującego biokompozytu są gąbki wytworzone na szkieletach z fibryd chitozanowo-keratynowych i alginianowo-keratynowych. W wyniku badań wytworzono nowoczesne, nieznane do tej pory i nieopisane w literaturze materiały biokompozytowe alginianowo-keratynowe i chitozanowo-keratynowe w postaci gąbek zbudowanych z fibryd. Zarówno chitozan, alginian, jak i keratyna posiadają wiele cennych właściwości, które po połączeniu w materiał kompozytowy dają wyrób o interesujących cechach użytkowych. Kompozyty w postaci gąbki otrzymano wykorzystując technikę suszenia sublimacyjnego. Suszenie w stanie zamrożonym pozwala na uzyskanie gąbczastej postaci preparatu z silnie porowatą strukturą wewnętrzną. Dodatek keratyny spowodował polepszenie właściwości sorpcyjnych otrzymanych preparatów. Otrzymane kompozyty nie są cytotoksyczne, nie wykazują działania drażniącego i uczulającego. Takie właściwości predysponują je do zastosowania jako środki higieniczne i medyczne. Niekwestionowaną korzyścią z wyników przeprowadzonych badań, jest możliwość zagospodarowania uciążliwego odpadu przemysłu drobiarskiego jakim są niewątpliwie pióra drobiowe.

17

Bioindicators for the Assessment of Microbiological Purity in Some Alimentary Products

Ciechańska D., Antczak T, Wawro D., Kazimierczak J., Krzyżanowska G., Wietecha J., Grzesiak E., Wyrębska Ł.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2008

|

Vol. 16, no. 6 (71)

122--126

EN

A method is presented for the preparation of fluorescence bioindicators in the form of a film. The base film is made of either cellulose acetate or cellulose acetate-covered paperboard prepared from a bio-modified cellulose. The film contains fluorescein acetate (FDA). It has been documented that the bioindicators reveal a colour change in UV light when in contact with esterases produced by microorganisms and accumulated in meat to an amount exceeding the permissible limits. The hue change toward yellow-green proceeds as a consequence of the liberation of free fluorescein by the action of enzymes from the esterase group. The released fluorescein remains in the bioindicator and does not migrate to the tested product. An intensity increase of the excited light (R+G) to the level ≥ 90 units indicates decay of the product.

PL

Opracowano sposób wytwarzania biowskaźników fluorescencyjnych w postaci folii z octanu celulozy oraz kartonu z enzymatycznie modyfikowanej celulozy pokrytych octanem celulozy, zawierających związany 3’,6’-dioctan fluoresceiny (FDA). Wykazano, że otrzymane biowskaźniki fluorescencyjne w zetknięciu z esterazami wytworzonymi przez drobnoustroje nagromadzone w mięsie w ilości przekraczającej dopuszczalne limity powodują zmianę barwy widoczną w świetle UV. Zmiany zabarwienia biowskaźników na kolor żółtozielony następuje na skutek uwolnienia, przez enzymy z grupy esteraz, wolnej fluoresceiny, która pozostaje w biowskaźniku i nie migruje do badanego produktu. Wzrost intensywności składowych światła wzbudzonego (R+G) do poziomu ≥ 90 jednostek wskazuje na nieświeżość testowanego produktu. Zmiany intensywności barwy biowskaźnika, charakterystyczne dla żywności nieświeżej, są także w sposób wyraźny rozróżnialne wizualnie i mogą być porównywane ze skalą barw wzorcowych umieszczonych na produkcie spożywczym obok sensora.

18

The Effect of Solvent Type on the Mechanical Properties of Dibutyrylchitin (DBC) Fibres

Wawro D., Stęplewski W., Ciechańska D., Krucińska I., Wesołowska E.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2007

|

Vol. 15, no. 3 (62)

14--18

EN

This paper concerns the manufacture of fibres from dibutyrylchitin (DBC) using the wet spinning method. Special attention was paid to exploring the effect of solvent type on the mechanical properties of DBC fibres. Dimethyl formamide (DMF), dimethyl sulphoxide (DMSO), n-methyl-2-pyrrolidone (MP) and ethyl alcohol (EtOH) were used for preparing the DBC spinning solutions. Additionally, more detailed investigations were carried out on the DMF spinning dope, such as the effect of polymer content in the solution, as well as that of the spinning conditions (temperature of coagulation bath, fibre take-up speed and stretching ratio) on the mechanical properties of DBC fibres. The conditions of DBC fibre spinning on a semi-technical scale were defined for the DMSO and DMF spinning dopes. DBC fibres from DMSO and DMF solutions were characterised by a tenacity of 10.5 to 14.6 cN/tex and elongation at break from 10% to 22%. Batches of DBC fibres (from DMF and DMSO solutions) were prepared for further processing into nonwovens for medical use.

PL

W artykule opisano metodę mokrą wytwarzania włókien z dibutyrylochityny (DBC). Zbadano wpływ rodzaju rozpuszczalnika DBC na mechaniczne właściwości włókien DBC. Do badań zastosowano następujące rozpuszczalniki DBC: dimetyloformamid (DMF), dimetylosulfotlenek (DMSO), N-Metylo-2-pirolidon (MP) i alkohol etylowy (EtOH). Dla roztworów przędzalniczych dibutyrylochityny w DMF zbadano wpływ stężenia polimeru w roztworze a także warunków formowania włókien tj: temperatury kąpieli koagulacyjnej, rozciągu włókien oraz prędkości formowania na właściwości mechaniczne włókien DBC. Warunki formowania włókien DBC w skali 1⁄2-technicznej określone zostały dla roztworów przędzalniczych DMSO i DMF. Włókna DBC formowane z roztworów DMSO i DMF charakteryzowały się wytrzymałością w zakresie od 10,5 do 14,6cN/tex i wydłużeniem w zakresie od 10 do 22%. Partie włókien DBC wytworzone z roztworów DMSO i DMF przygotowane były do wyrobu włóknin do zastosowań medycznych.

19

Rheological Properties of Biocelsol/Viscose Blend Solutions and Properties of Regenerated Cellulose Films

Marcinčin A., Dolgoš O., Rusnák A., Ciechanska D., Wawro D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2007

|

Vol. 15, no. 2 (61)

20--25

EN

The dissolving of cellulose in suitable solvents to prepare fibre-forming and film-forming solutions has been a very attractive field of research for more than a hundred years. In this paper we present the rheological properties of alkali solutions of enzyme-treated cellulose (BiocelsolTM) and the blend of Biocelsol-viscose solutions. The effect of solution composition, storage temperature and time on the viscosity and deviation from the Newtonian flow were investigated. The reproducibility of the basic rheological parameters of Biocelsol alkali solutions was also investigated. The effect of the rheological properties of Biocelsol/viscose blend solutions on the tenacity of the regenerated cellulose films is discussed, as well.

PL

Rozpuszczanie celulozy w odpowiednich rozpuszczalnikach w celu uzyskania roztworów nadających się do wytwarzania włókien i folii jest tematem przyciągającym uwagę naukowców od ponad stu lat. W tej pracy zaprezentowaliśmy właściwości reologiczne roztworów alkalicznych enzymatycznie obrabianej celulozy (BiocelsolTM) oraz roztworów mieszanych Biocelsol/wiskoza. Badano wpływ składu roztworów, temperatury i czasu przechowywania na lepkość i odchylenie od przepływu płynu newton’owskiego. Sprawdzano powtarzalność wyników podstawowych parametrów reologicznych alkalicznych roztworów Biocelsol. Badano wpływ właściwości reologicznych roztworów mieszanych Biocelsol/wiskoza na wytrzymałość na rozciąganie folii wytworzonych z celulozy regenerowanej.

20

Novel Biocomposites with Feather Keratin

Wrześniewska-Tosik K., Wawro D., Ratajska M., Stęplewski W.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2007

|

Vol. 15, no. 5-6 (64)

157--162

EN

This work deals with the preparation and characterisation of cellulose-keratin biocomposites. A method of manufacturing fibrous composite materials by wet spinning is presented. We used natural polymers, biomodified cellulose and keratin obtained from chicken feathers. Keratin waste is a potential renewable starting material. Spinning solutions were prepared from these polymers, and after filtration and aeration they were used for the formation of fibres and fibrids . The investigations included the preparation of biomodified cellulose-keratin spinning solutions of different keratin content, estimation of the influences of formation speed and drawing on the fibre properties, estimation of the sorption properties of the composites obtained. The biomodified cellulose-keratin fibres obtained are characterised by better sorption properties, higher hygroscopicity and smaller wetting angle, than those of cellulose fibres. The introduction of keratin into cellulose fibres lowered their mechanical properties, but they reach a level which enables the application of these fibres for manufacturing composite fibrous materials. Composting tests, carried out at 500C, showed the better biodegradability of composite fibres than that of cellulose fibres. The biomodified cellulose-keratin fibrids are also characterised by better sorption properties than those of cellulose fibrids. As a result of the lyophilisation of composite fibrids cellulose-keratin sponges were obtained.

PL

W artykule przedstawiono właściwości biokompozytów celulozowo-keratynowych. oraz sposób ich wytwarzania metodą mokrą. Do tego celu wykorzystano polimery naturalne: biomodyfikowaną celulozę oraz keratynę pochodzącą z piór kurzych. Z polimerów tych wytwarzano roztwory przędzalnicze, które po przefiltrowaniu i odpowietrzeniu użyto do formowania mikrofibryd i włókien kompozytowych. Badania obejmowały przygotowanie roztworów przędzalniczych z biomodyfikowanej celulozy z różną ilością keratyny i ocenę wpływu warunków formowania na właściwości otrzymanych włókien kompozytowych. Otrzymane włókna charakteryzują się lepszymi właściwościami sorpcyjnymi, wyższą higroskopijnością i niższą wartością kąta zwilżania w stosunku do włókien celulozowych. Znacznie lepsze właściwości sorpcyjne wykazują również fibydy celulozowo- keratynowe. Dzięki opracowaniu specjalnych warunków liofilizacji otrzymano kompozytowe mikrofibrydy w postaci gąbki.