Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Indywidualizacja konstrukcji odzieży ochronnej w oparciu o technikę skanowania obiektów trójwymiarowych 3D realizowana w warunkach przemysłowych

Grabowska G., Błaszczyk J., Woźniakowska M., Gutowska A.

Przegląd Włókienniczy - Włókno, Odzież, Skóra

|

2018

|

nr 11

36--42

PL

Artykuł stanowi opis kontynuowanych prac przeprowadzonych w ramach 2. Etapu projektu pt.: "Indywidualizacja konstrukcji zaawansowanej odzieży ochronnej dla osób pracujących w środowisku o wysokim stopniu zagrożenia zdrowia i życia" realizowanego w ramach Programu Wieloletniego.Poprawa bezpieczeństwa i warunków pracy" -IV Etap. Prace l. Etapu projektu zaprezentowano w artykule opublikowanym w 2018 roku [1]. Przedmiotem publikacji jest przedstawienie procesu weryfikacji założeń opracowanych w ramach zrealizowanego Etapu 1. ww. projektu, zweryfikowane w Etapie 2. projektu, w zakresie wykonania zindywiaualizowanych ubrań wytworzonych w warunkach przemysłowych. Wykonano 12 ubrań specjalnych dostosowanych do indywidualnych wymiarów sylwetek funkcjonariuszy Straży Pożarnej uzyskanych w procesie skanowania 3D oraz 12 ubrań specjalnych dostosowanych do wyłonionych podgrup rozmiarowych po procesie skanowania 3D z tej samej zidentyfikowanej grupy 12 funkcjonariuszy Straży Pożarnej. Analiza wymiarów sylwetek i porównanie wykonanych na ich podstawie indywidualnych ubrań z ubraniami dla wytypowanych podgrup rozmiarowych, pozwoli na ocenę działań podjętych podczas badań użytkowych prowadzonych w warunkach rzeczywistych, a przewidzianych do realizacji w Etapie 3 projektu. Indywidualizacja konstrukcji ubrań ochronnych wpłynie poprzez lepsze dopasowanie rozmiarowe do sylwetki użytkownika w sposób istotny na komfort użytkowania, ergonomię ubrania i bezpieczeństwo użytkownika.

EN

This articie is a description of the continuation of works carried out under the 2nd stage of the project entitled: "Individualisation of the design of advanced protective clothing for personnel working in the environment of high rate of threats to the health and life" performed under the Multiannual Programme "Improving safety and conditions of working" - Stage IV. The work of the Phase 1 of the project was presented in the paper published in 2018 [1]. The subject of this publication is presenting the process of verification of assumptions developed within Phase 1 of the project, verified in Phase 2, in terms of the scope of making personalised clothing produced under industrial conditions. 12 special suits were made, tailored to the body dimensions of the individual Fire Service officers, as obtained with the 3D scanning process as well as 12 special suits, adapted to the sizes subgroups, as selected after the 3D scanning process from the same identified group of 12 officers. The analysis of the silhouettes dimensions and comparing the individual clothes made on that basis with the clothes for selected size subgroups will allow to evaluate the actions taken during the proctical tests performed under real conditions, and planned for performing at the Phase 3 of the project. Personalisation of the design of protective suits by a better size fit to the user's silhouette will affect remarkably the comfort of use, the ergonomics of clothing and the user's safety.

2

Ocena biodegradowalności materiałów biomasowych przeprowadzona w środowisku wodnym metodą respirometryczną

Miros-Kudra P., Gutowska A., Kopania E., Szadowiak K., Szalczyńska M.

Przegląd Papierniczy

|

2016

|

R. 72, nr 9

567--572

PL

Ocena biodegradowalności materiałów biomasowych jest jednym z podstawowych kryteriów determinujących ich przydatność do różnych zastosowań. W związku z narastającym problemem związanym z ograniczonymi zasobami surowców kopalnych i wynikającą z tego ogólnoświatową tendencją zastępowania surowców kopalnych surowcami odnawialnymi nastąpił rozwój metod badawczych stosowanych w ocenie biodegradowalności materiałów biomasowych. Biomasa jako materia organiczna pochodzenia roślinnego i zwierzęcego jest najbardziej ewidentnym przykładem surowców odnawialnych, a wszystkie jej rodzaje, ze swojej natury, posiadają cechę biodegradowalności. Celem pracy było zastosowanie respirometrycznej metody wydzielania ditlenku węgla w czasie do oceny biodegradowalności materiałów, produktów i odpadów biomasowych z wykorzystaniem odpowiedniego środowiska badawczego.

EN

Assessment of the biodegradability of biomass materials is one of the main criteria determining their suitability for various uses. The huge amount of durable post-use waste materials, limited natural fossil resources and the hence resulting strive to replace fossil materials have fostered the development of methods to asses biodegradability. For the need of biomass processing as potential energy resource and related juridical regulations, definitions have been laid down to precisely state the kind of substances and materials that can be classified as biomass. It was purpose of the work to prepare and implement a examination method concerning the assessment of biodegradability of tested samples of materials, products and waste of biomass.

3

Biomasa jako źródło energii odnawialnej w odniesieniu do dokumentów normatywnych

Gutowska A., Kopania E., Szadowiak K., Miros-Kudra P., Szalczyńska M.

Przegląd Papierniczy

|

2016

|

R. 72, nr 12

745--749

PL

Biomasa stanowi biodegradowalne frakcje produktów, odpadów i pozostałości z rolnictwa (włączając roślinne i zwierzęce substancje), leśnictwa i po krewnych przemysłów, jak również biodegradowalne frakcje odpadów przemysłowych i rolniczych. W ostatnich latach nastąpił dynamiczny rozwój odnawialnych źródeł energii spowodowany przede wszystkim realizacją zobowiązań międzynarodowych, wynikających z Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu, stanowiskiem Komisji Europejskiej z 2007 r. oraz wypełnieniem wymogów prawa polskiego. W kontekście strategii Unii Europejskiej dotyczącej kontroli zużycia energii w Europie oraz zwiększenia stosowania energii ze źródeł odnawialnych, biomasa została zaliczona do odnawialnych źródeł energetycznych. Polska, jako członek Unii Europejskiej, a także w ramach realizacji międzynarodowej strategii zrównoważonego rozwoju, zobowiązana jest do wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych. Spalanie biomasy w ce lach energetycznych stanowi istotną pozycję w wypełnianiu tych zobowiązań.

EN

Biomass constitutes a biodegradable fraction of products, waste materials and residues from agriculture (inclusive plant and animal substances), forestry and related businesses as well as biodegradable fraction of industrial and agriculture waste materials. In the last years an intense development of renewable energy sources could have been seen as result of international obligations stipulated in United Nations Framework Convention on Climate Change, standpoint of the European Commission expressed in 2007 and the requirements of Polish law. In the context of the strategy of the European Union concerning control of energy use in Europe and increase of the application of energy from renewable sources, biomass has been classified as renewable energy source. Poland as member of the European Union as well as in the framework of the international strategy of consistent development has the obligation to provide energy from renewable sources. Burning of biomass for energy generation constitutes an important portion in the fulfillment of the obligations.

4

Utilization of Cereal and Milling Industry Products as Raw Materials for the Manufacture of Biopolymer Technical Products

Ciechańska D., Kaszuba L., Żakowska H., Sulak K., Mik T., Janiga M., Wietecha J., Gutowska A., Kapuśniak K.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 6 (120)

175--180

EN

The pressure which is being exerted on manufacturers by the users of consumer goods towards more environmentally friendly applications, favours the use of already existing environmentally friendly raw materials or the search for new ones. One of the promising directions for research is aimed at developing new packaging materials based on biopolymers. Research recently conducted made it possible to use hydrothermally pre-treated starch/protein raw material in the manufacture of a new generation of biopolymer materials. Biopolymer products obtained by various modifications were used to produce an exemplary batches of mouldings and packaging materials (films, corrugated cardboard).

PL

Nacisk wywierany przez użytkowników dóbr konsumpcyjnych, ukierunkowany na zastosowanie bardziej proekologiczne, powoduje stosowanie już istniejących lub poszukiwanie nowych surowców i materiałów przyjaznych środowisku. Jednym z kierunków rokujących duże nadzieje są badania mające na celu opracowanie nowych materiałów opakowaniowych do wytworzenia, których wykorzystywane będą surowce biopolimerowe. Wykonane prace badawcze pozwoliły na wykorzystanie wstępnie zmodyfikowanego hydrotermicznie surowca skrobiowo-białkowego do wytworzenia nowej generacji materiałów biopolimerowych. Uzyskane w wyniku modyfikacji produkty posłużyły, z kolei, do wytworzenia demonstracyjnych partii materiałów biopolimerowe - folii, kształtek oraz klejów do tektur wielowarstwowych.

5

Investigation on the Structure and Properties of Modified Products from the Grain-Mill Industry for Use in the Preparation of Biopolymer Technical Materials

Ciechańska D., Kapuśniak J., Kaszuba L., Ciepliński M., Siemion P., Roczkowska M., Żarski A., Ptak S., Gutowska A.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 6 (120)

181--188

EN

In the new century, the possible use of raw materials, half-products and materials derived from renewable resources is attracting growing attention. Green technologies come into play to exploit natural raw materials, including biopolymers such as cellulose, lignin chitin and chitosan, and starch. The company Lubella Sp. z o. o. S.K. (Lublin, Poland) is a manufacturer of innovative flour products of the Q-Farin series, which find use as starting materials in the preparation of new biodegradable and multifunctional biomaterials for packaging materials and paper processing. The preparation of innovative technology concepts opens ways toward the competitiveness and development of companies operating in the advanced sector of biodegradable packaging with the use of territorial renewable raw materials.

PL

W XXI wieku coraz większą uwagę zwraca się na możliwości wykorzystania surowców, półproduktów i produktów ubocznych pochodzących ze źródeł odnawialnych. Ogromnego znaczenia nabierają tzw. „zielone” technologie, wykorzystujące surowce pochodzenia naturalnego. Do takich surowców można zaliczyć m.in. biopolimery, takie jak: celuloza, ligniny, chityna i chitozan czy skrobia. Firma Lubella Sp. z o. o. S.K. (Lublin, Polska) jest producentem innowacyjnych wyrobów mącznych typu Q-Farin, które wykorzystano jako surowiec wyjściowy do opracowania nowych biodegradowalnych i wielofunkcyjnych biomateriałów dla sektora opakowań i przetwórstwa papierniczego. Opracowanie biopolimerowych produktów technicznych wymagało przeprowadzenia procesu modyfikacji i funkcjonalizacji surowców biopolimerowych otrzymywanych z przemiału oczyszczonego ziarna pszenicy w celu nadania im właściwości hydrofobowych, termoplastycznych i barierowych. Innowacyjne założenia technologiczne przygotowane dla firmy stanowią klucz do sukcesu na rzecz konkurencyjności i rozwoju przedsiębiorstwa w Polsce w zaawansowanym sektorze opakowań biodegradowalnych w oparciu o krajowe surowce odnawialne.

6

Improving the Hydrophobic Properties of Starch-Protein Raw Material by Enzymatic Modification

Wietecha J., Kazimierczak J., Pałys B., Gutowska A.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 6 (120)

196--201

EN

In this study, starch-protein raw material was esterified with oleic acid, vinyl laurate as well as rape oil as an acyl donor. Chloroform was used as a reaction medium and immobilized lipase from Candida antarctica as a catalyst. The degree of substitution (DS) of the products was determined by the volumetric method. The effect of the reaction parameters such as the kind of acyl donor or scale of the process on the DS, was studied. The product with the highest DS (in small scale - 0.11) was found in the reaction carried out at 50 °C for 6 h with oleic acid. Fourier transform infrared (FTIR) and nuclear magnetic resonance (NMR) analyses confirmed the esterification of the starch-protein material. The hydrophobicity of non-esterified material and the final product was evaluated using the sessile drop method according to European Pharmacopeia 8.0. The possibility of processing the product of esterification into pellets to be used for film and fittings production was examined.

PL

Mąka funkcjonalna uzyskana w wyniku kontrolowanej obróbki hydrotermicznej klasycznej mąki została wykorzystana do pozyskania nowych biopolimerów. Głównym składnikiem tego produktu jest skrobia, ale zawiera on także inne substancje, w tym białka. W pracy przedstawiono badania dotyczące enzymatycznej modyfikacji skrobiowej frakcji surowca skrobiowo-białkowego z zastosowaniem kwasu oleinowego, oleju rzepakowego i laurynianu winylu jako donorów grup acylowych. Jako środowisko reakcji zastosowano chloroform, zaś jako katalizatora użyto immobilizowaną lipazę Candida antarctica. Stopień podstawienia produktu (DS) określano metodą wolumetryczną. Badano wpływ na stopień podstawienia takich parametrów reakcji jak rodzaj donora czy skala procesu. Produkt o najwyższym DS uzyskano prowadząc reakcję (w małej skali) w 50°C przez 6 h z wykorzystaniem kwasu oleinowego jako drugiego substratu. Spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR) oraz magnetyczny rezonans jądrowy (NMR) potwierdziły otrzymanie pochodnych estrowych. Hydrofobowość materiału wyjściowego i produktów estryfikowanych oceniano stosując metodę siedzącej kropli zgodną z European Pharmacopeia 8.0. Zbadano możliwość przetwarzania pochodnych estrowych na granulat, z którego wytwarzane mogą być folie i kształtki.

7

Heat Plasticization of Functional Wheat Flour by Extrusion in the Presence of Plasticizers

Sulak K., Gutowska A., Pałys B., Rychter P.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 6 (120)

202--209

EN

Innovative functional flours with the trade name Q-Farin were used in the preparation of biopolymer materials with properties adequate to the production of biodegradable multifunctional packaging. To meet the assumed goal, it was necessary for the modification and functionalization of starch-protein material derived from the milling of purified wheat grain to confer hydrophobic, thermoplastic and barrier properties upon it. Unmodified and modified functional flour with the tradename Q-Farin C1000 was plasticized by pressure-thermal treatment in a mixture with typical plasticizers: glycerol, sorbitol & ethylene glycol. The modification of starch was accomplished by its esterification with acetic acid, enzymatic esterification with oleic acid or by oxidation with hydrogen peroxide. Mechanical and viscoelastic properties of the granulated thermoplastic compositions were examined. Their structure (microscopic and SEM observation), thermoplastic and processing properties as well as their susceptibility to biodegradation and phytotoxicity were also assessed. Selected thermoplastic compositions with adequate properties were processed into film and shapes. The materials obtained were examined for their physical properties like grammage and strength. Parameters of the technology processes involved were also prepared.

PL

Innowacyjne mąki funkcyjne o nazwie handlowej Q-Farin użyto jako surowiec w procesie wytwarzania materiałów biopolimerowych o właściwościach, odpowiednich do wytwarzania biodegradowalnych wielofunkcyjnych opakowań biomateriałowych. Osiągnięcie założonego celu wymagało przeprowadzenia modyfikacji i funkcjonalizacji surowca skrobiowo-białkowego otrzymywanego z przemiału oczyszczonego ziarna pszenicy w celu nadania mu właściwości hydrofobowych, termoplastycznych, i barierowych. W prezentowanej pracy niemodyfikowaną i modyfikowaną przez estryfikację kwasem octowym, estryfikację enzymatyczną kwasem oleinowym lub utlenianie nadtlenkiem wodoru mąkę funkcjonalną o nazwie handlowej Q-Farin C1000 poddano plastyfikacji poprzez obróbkę ciśnieniowo - termiczną z udziałem typowych plastyfikatorów tj. gliceryna, sorbitol, oraz glikol etylenowy Dla otrzymanych kompozycji termoplastycznych w postaci granulatu wykonano badania właściwości mechanicznych, lepko-sprężystych, oceniono, ich strukturę (badania mikroskopowe, SEM) oraz właściwości termoplastyczne, przerobowe, podatność na biodegradację i fitotoksyczność. Wybrane kompozycje termoplastyczne o odpowiednich właściwościach przerobowych przetwarzano na folie i kształtki. Otrzymane materiały poddano badaniom właściwości fizycznych, tj. gramatura i wytrzymałość oraz opracowano optymalne parametry procesów przetwórczych ich wytwarzania.

8

Chitosan-Modified Cellulosic Nonwoven for Application in Gynecology. Impact of the Modification Upon Chemical Purity, Structure and Antibacterial Properties

Gzyra-Jagieła K., Jóźwicka J., Gutowska A., Pałys B., Kaźmierczak D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 6 (120)

210--217

EN

Physical-chemical, morphological and physical-mechanical characterization was made for cellulose nonwoven modified with chitosan nanoparticles with a view to their possible use in medicine as gynecological tampons. It was an aim of the work to assess the impact of the addition of chitosan nanoparticles upon the biological activity and toxicity of the materials prepared. Methodology was prepared for the examination of the gynecological devices in the range of their useful properties, notably the mechanical strength, surface density and absorption. Aqueous extracts were examined after an extraction process that simulated standard use of the medical device, and after a surplus extraction. The content of water-soluble-, surfactant- and reductive substances was estimated as well as the contents of heavy metals like cadmium, lead, zinc and mercury by the ASA method. Morphology examination permitted to assess the impact of the extraction processes on the fibre structure. Antibacterial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus, and antifungal activity against Candida albicans was measured. Altogether examinations were made to assess whether the cellulosic nonwoven modified with chitosan nanoparticles meets the demands of medical devices and lends itself to the manufacture of tampons.

PL

W związku z dynamicznym rozwojem inteligentnych wyrobów biopolimerowych w ramach międzynarodowego projektu EUREKA opracowano nowoczesne wyroby medyczne do zastosowania ginekologicznego bazujące na wbudowaniu nanocząstek chitozanu w strukturę celulozy. Głównym celem prac przeprowadzonych w Instytucie Biopolimerów i Włókien Chemicznych była ocena wpływu modyfikacji na charakterystykę materiałów pod kątem analizy strukturalnej, morfologicznej i fizykochemicznej. Badania miały na celu ocenić wpływ dodatku chitozanu na aktywności biologiczną oraz toksykologię. Należy podkreślić ważność przeprowadzonych badań, ponieważ pozwalają one ocenić przydatność i możliwości aplikacyjne produktów biopolimerowych. W ramach prac badawczych wykonanych w ramach niniejszego projektu przeprowadzono również badania fizyko-mechaniczne mające na celu ocenić właściwości użytkowe produktów biopolimerowych, badania mikrobiologiczne w zakresie oceny działania antybakteryjnego i antygrzybicznego. Powyższe badania wykonano na podstawie obowiązujących procedur badawczych opracowanych w oparciu o zharmonizowane normy międzynarodowe. Jest to istotne z punktu medycznego, ponieważ najczęstszymi występującymi schorzeniami u kobiet są infekcje i choroby ginekologiczne.

9

Chemical Modification of Starch-Protein Material Performed in Order to Obtain a Half Product for Thermoplastic Processing

Janiga M., Stufka-Olczyk J., Milczarek A., Michniewicz M., Ciechańska D., Tomaszewski W., Gutowska A., Kapuśniak J.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 6 (120)

189--195

EN

This article presents the results of tests which were carried out on a starch-protein biomaterial produced from wheat. The research was performed in order to assess optimal conditions for performing the chemical modification (acetylation and oxidation reactions) and its influence on the physico-chemical properties of the new biomaterial. Modifying agents were acetic acid anhydride with the presence of NaOH and K2CO3 activators as well as hydrogen peroxide, whose effects were catalysed with Cu2+ ions. Modified polymers with a degrees of substitution from 0.38 to 2.45 and oxidation from 1.0 to 35% were obtained in the process. The polymers obtained were characterized with various levels of starch degradation, minimal when the acetylation reaction activated with the K2CO3 method was used, moderate to high when the acetylation reaction was activated by NaOH, and maximal starch degradation was observed when oxidation was catalysed with Cu2+ ions. The modified polymers showed minor thermal granulation abilities and did not achieve thermoplastic abilities. Evaluation of the modification effects was carried out with absorption spectroscopy in infra-red radiation with the Fourier transformation (FTIR) technique, DSC, scanning electron microscopy and determining the boundary viscosity value.

PL

Poszukiwanie nowych materiałów przyjaznych środowisku skłania do przeanalizowania możliwości wykorzystania powszechnie występujących i prostych w pozyskaniu surowców roślinnych. Jednym z takich surowców jest materiał skrobiowo-białkowy. W artykule przedstawiono badania, którymi objęto biomateriał skrobiowo-białkowy wytwarzany w warunkach przemysłowych z pszenicy. Wykonane badania miały na celu określenie optymalnych warunków prowadzenia modyfikacji chemicznej oraz jej wpływu na właściwości fizykochemiczne nowego biomateriału. Badania zostały ukierunkowane pod kątem przydatności uzyskanego modyfikatu do wytwarzania materiałów termoplastycznych. Modyfikacja chemiczna obejmowała acetylację i utlenianie skrobi. Jako czynniki modyfikujące wykorzystano bezwodniki kwasu octowego w obecności aktywatorów NaOH i K2CO3 oraz nadtlenek wodoru stosowany w obecności katalizatora CuSO4. W wyniku przeprowadzonych badań uzyskano zmodyfikowane chemicznie produkty o szerokim zakresie stopni podstawienia (od 0,38 do 2,45 - w badaniach wstępnych 2,99) oraz utlenienia (od 1,0 do 35%). Charakteryzowały się one różnym stopniem degradacji skrobi, od niewielkiej w reakcji acetylacji bezwodnikiem octowym w obecności aktywatora K2CO3 do drastycznej, w reakcji utleniania nadtlenkiem wodoru katalizowanej CuSO4. Zmodyfikowane biopolimery wykazywały niewielkie zdolności do krystalizacji termicznej, nie uzyskały jednak właściwości termoplastycznych. Do oceny efektów modyfikacji wykorzystywano techniki spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR), różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC), elektronowej mikroskopii skaningowej do oceny stopnia zdegradowania skrobi posłużono się wynikami badań granicznej liczby lepkościowej.

10

Chemical Purity of Biodegradable Medical-Grade Fibres of Aliphatic Copolyesters

Gzyra-Jagieła K., Jóźwicka J., Gutowska A., Twarowska-Schmidt K., Ciechańska D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2015

|

Vol. 23, no. 6 (114)

143--149

EN

Fibres prepared on an experimental scale from biodegradable copolyester of glycolide and lactide (PLGA) and from PLGA with the addition of 9% of atactic poly([R,S]-3-hydroxybutyrate (PLGA+a-PHB) were characterised to assess their possible use in the preparation of surgery sutures. Commercial spinfinish Estesol PF 790 (Bozzetto Group, Italy) was applied on the fibres in the spinning step. A method was prepared for an organic extraction of the spinfinish from the PLGA fibres, and the process efficacy was assessed by scanning electron microscopy (SEM) and by estimating chemical purity. With spinfinish removed, the fibres were subjected to an extraction process which simulated the utilisation of the products in an aqueous medium. The aqueous extracts were analysed to estimate contamination contents. Also estimated was the time in which the fibres degrade when subjected to surplus extraction in an aqueous medium.

PL

Włókna wytworzone w skali doświadczalnej z biodegradowalnego kopoliestru glikolidu z laktydem (PLGA) i PLGA z dodatkiem 9% ataktycznego polihydroksykwasu masłowego (PLGA+a-PHB), z naniesioną handlową preparacją przędzalniczą Estesol PF 790 (Bozzetto Group), poddano charakterystyce fizykochemicznej w zakresie możliwości zastosowania ich jako potencjalne produkty o przeznaczeniu medycznym. Opracowano metodykę procesu ekstrakcji organicznej dla włókien PLGA, wyznaczono czas trwania procesu i oceniono jego efektywność za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) oraz badań czystości chemicznej. Biodegradowalne włókna poddano procesowi ekstrakcji symulującej użytkowanie wyrobu w oparciu o normę PN-EN ISO 10993-12:2009. Wyznaczono również parametry fizykochemiczne, takie jak: stopień zmętnienia, zawartość jonów siarczanowych i chlorkowych, zawartość substancji rozpuszczalnych w wodzie, zawartość środków pianotwórczych, zawartość jonów metali ciężkich oraz odczyn pH. Określono czas resorpcji włókien w warunkach ekstrakcji nadmiernej oraz oznaczono zawartość metali ciężkich po całkowitej degradacji badanych włókien. Badaniom poddano również handlowe produkty: Resomer GL 903 - kopolimer glikolidu z laktydem firmy BOEHRINGE INGELHEIM oraz nici chirurgiczne MEDSORB wytworzone z kopolimeru glikolidu z laktydem firmy MEDEKS jako materiały odniesienia.

11

Biodegradowalne wyroby włókiennicze

Krucińska J., Gutowska A., Ciechańska D., Lichocik M.

Recykling

|

2014

|

nr 7-8

32--34

PL

Roczniki statystyczne wskazują, iż produkcja włókien na świecie kształtuje się obecnie na poziomie 84 mln ton, z czego ok. 52 mln ton to włókna syntetyczne. Roczna światowa produkcja włókien naturalnych wynosi 29 mln ton. Pozostała część włókien, czyli tylko ok. 3 mln ton, jest wytwarzana z pochodnych polimerów naturalnych, głównie z celulozy, pozyskiwanej przy użyciu metod chemicznych1. Ze statystyk wynika, że zdecydowana większość produkowanych włókien bazuje obecnie na surowcach pochodzących z przetwórstwa ropy naftowej, której zapasy wyczerpują się. Dlatego w celu zabezpieczenia bazy surowcowej należy wrócić do idei z przeszłości, czyli do myśli technologicznej opartej na wykorzystaniu surowców odnawialnych do produkcji włókien sztucznych.

12

In-Compost Biodegradation of PLA Nonwovens

Gutowska A, Jóźwicka J., Sobczak S., Tomaszewski W., Sulak K., Miros P., Owczarek M., Szalczyńska M., Ciechańska D., Krucińska I.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 5 (107)

99--106

EN

Presented in this work are the results of an investigation into the biodegradation of selected nonwoven materials made of commercial poly[(DL)-lactide] – PLA 6252D supplied by Nature Works® LLC, USA. The biodegradation was examined under laboratory conditions, simulating composting by the mass-loss method at constant process parameters: temperature t = 58 ± 2 °C, pH 7 and inoculum humidity W = 52.6%. The nonwovens examined, with a surface density of about 60 g/m2, revealed a varied crystallinity degree in the range of 10.4 - 35.6% and fibre diameter of 8.2 - 10.9 μm. The nonwovens were formed by the spun-bond method from a melt at 211 - 213 °C on a laboratory stand. The commercial PLA 6252D was also examined. The polymer PLA 6252D and nonwoven materials made thereof are entirely biodegradable in the research environment applied, and after 16 weeks of biodegradation weight loss in the materials reaches 100%.

PL

Rozwój wiedzy w obszarze ochrony środowiska oraz rozporządzenia unijne stały się impulsem do ciągłego poszukiwania nowych materiałów, które będą degradowalne w środowisku naturalnym, a tym samym wzrastającą potrzebę wykorzystywania innowacyjnych metod badań ich biorozkładu. W artykule przedstawiono wyniki badań biorozkładu wybranych materiałów włókninowych wytworzonych z komercyjnie dostępnego poli[(DL)-laktydu)] – PLA o symbolu 6251D (Nature Works® LLC, USA). Badania prowadzono w symulowanych warunkach kompostowania laboratoryjnego, metodą wyznaczania ubytku masy w temperaturze 58 ± 2 °C, wilgotności podłoża badawczego 52.6% i przy odczynie środowiska pH 7. Włókniny poddane ocenie biodegradowalności o masie powierzchniowej ok. 60g/m2 charakteryzowały się różnymi stopniami krystaliczności w zakresie 10.4 - 36.5% i średnicami włókien w przedziale 8.2 - 10.9 μm. Formowano je ze stopu techniką spun-bonded w zakresie temperatur 211 - 213 °C. Badaniom biodegradacyjnym poddano również handlowy polimer PLA 6251D.

13

Biomechanical Studies of Novel Hernia Meshes with Enhanced Surface Behaviour

Struszczyk M. H., Komisarczyk A., Krucińska I., Gutowska A., Pałys B, Ciechańska D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 1 (103)

129--134

EN

Research on hernia implants, especially less-invasive implantation techniques, is an important focus of study around the world. Practitioners require that these elaborate structures, which are primarily designed using textile technology, possess biomimetic behaviour to significantly reduce post-implantation complications. Novel textile hernia implants are designed with surface modifications that prevent prosthesis migration after implantation. The specialised structural design and enhanced prosthesis surface with stitched loops enables increased surface contact with the fascia, which improves the integration of connective tissue with the prosthesis without overgrowth (thick scar formation). The main intra-operative clinical benefit of the novel implant is its potential utility in suture-less techniques. The aim of this study was to compare novel hernia implant designs to clinically proven, commercially available knitted hernia meshes in vitro. TEMA MOTION 3.5 software was used to analyse motion and estimate the tendency of the non-fixed implants to remain in a stable position at the sublay in a simulated hydrodynamic model of the abdominal wall hernia system. The mechanical resistance of the implant against simulated maximal intra-abdominal pressure, the height of the simulated abdominal wall in the reconstruction region and the curvature of the reconstructions were determined and compared with results obtained with commercial hernia meshes of low surface mass that differ in structure, stiffness and thickness.

PL

Badania nad konstrukcją implantów przepuklinowych, szczególnie stosowanych w zabiegach małoinwazyjnych, stanowią ważny obszar badawczy na całym świecie. Chirurdzy wymagają, aby struktury zaprojektowane przy zastosowaniu technologii włókienniczych charakteryzowały się biomimetyzmem, co w znaczący sposób obniża ryzyko powikłań po implantacji. Nowoczesne, włókiennicze implanty przepuklinowe zostały zaprojektowane w oparciu o modyfikację ich powierzchni, która przeciwdziałała migracji protezy po implantacji. Wysoce specjalistyczna struktura oraz rozwiniecie powierzchni implantu poprzez pętle wystające z jego powierzchni zwiększa powierzchnię kontaktu z powięzią, poprawiając integrację tkanki łącznej z protezą bez nadmiarowego przerostu tkanką łączną (formowanie grubej blizny pooperacyjnej). Główną zaletą nowych implantów dzianych jest ich potencjalne zastosowanie kliniczne w technikach wszczepiania bez szwu tzw. „suture-less”. Celem badań było porównanie nowych dzianych implantów przepuklinowych z klinicznie stosowanymi w warunkach in vitro (symulacja implantacji). Do analizy dynamicznej zachowania implantów pod wpływem stosowanej siły symulującej ciśnienie wewnątrzbrzuszne zastosowano oprogramowanie TEMA MOTION 3.5. Oceniono stabilność implantów przepuklinowych niemocowanych szwami w hydrodynamicznym modelu przepukliny brzusznej.

14

Accelerated Ageing of Implantable, Ultra-Light, Knitted Medical Devices Modified by Low-Temperature Plasma Treatment - Part 2. Effect on Chemical Purity

Jóźwicka J., Gzyra-Jagieła K., Gutowska A., Struszczyk M., Kostanek K., Cichecka M., Wilbik-Hałgas B., Kowalski K., Kopias K., Ciechańska D., Krucińska I.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 3 (105)

133--139

EN

The impact of simulated storage conditions (accelerated ageing) for the chemical purity of innovative ultra-light textile implants (knitted) designed for use in urogynaecology and general surgery (procedures in the treatment of female incontinence, in hernia treatment and vagina plastic surgery) was estimated. The chemical purity of the knitted implants designed: untreated and with low-temperature plasma surface treatment in the presence of the fluoroorganic compounds was estimated. The acceptability of the risk related to the impact of storage conditions on the chemical purity of the implant products was simulated. The examination was based on Standard PN-EN ISO 10993-18:2008: “Biological evaluation of medical devices - Part 18: Chemical characterisation of materials” and was assessed in accordance with Polish and European standards.

PL

W niniejszej pracy dotyczącej badań w zakresie oceny czystości chemicznej zaprojektowanych implantowalnych wyrobów medycznych oszacowano profil substancji wymywalnych w warunkach symulowanego użycia (specyficzne warunki przetwarzania i przechowywania, natura i czas kontaktu wyrobu) w oparciu o wytyczne norm europejskich zharmonizowanych z Dyrektywami europejskimi odnoszącymi się do wyrobów medycznych. Ustalono wpływ symulowanych warunków przechowywania (przyspieszonego starzenia) na czystość chemiczną innowacyjnych ultra-lekkich implantów włókienniczych (dzianin) z przeznaczeniem na implantowalne wyroby medyczne do potencjalnego zastosowania w urologinekologii i chirurgii ogólnej (procedury zaopatrywania nietrzymania moczu u kobiet, procedury zaopatrywania przepuklin i plastyki pochwy u kobiet). Wybrane prototypy wyrobów medycznych poddano procesowi przyspieszonego starzenia zgodnie z programem badań opartym o wytyczne normy ASTM 1980F:2002. Ocenie czystości chemicznej poddano zaprojektowane implanty dziane o powierzchni modyfikowanej plazmą niskotemperaturową w obecności związku fluoroorganicznego oraz implanty niemodyfikowane plazmą. Dokonano oceny akceptowalności ryzyka w zakresie wpływu symulowanych warunków przechowywania na czystość chemiczną zaprojektowanych implantowalnych wyrobów medycznych. Badania przeprowadzono w oparciu o procedury badawcze opracowane zgodnie z normatywami polskimi i europejskimi.

15

Assessment of Modified Knitted Hernia Implants after Implantation: I. Biological Effect on the Structural and Usable Properties

Kostanek K., Struszczyk M. H., Chrzanowski M., Żywicka B., Paluch D., Szadkowski M., Gutowska A., Krucińska I.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2013

|

Vol. 21, no. 6 (102)

79--83

EN

The purpose of this article is to discuss the solution of the main clinical adverse events occurring in less invasive reconstruction of hernia. The study attempted to design the knitted implants, contributing to reduce the risk of adhesion to the viscera. Specially designed knitting structure of the hernia implant allowed to introduce the one-side enhancement of the surface in the form of loops stitched-out of the surface accelerated the connective tissue in-growth. The opposite side was modified the treatment in low-temperature plasma of low molecular weight fluorogenic compound resulted in the deposition of fluoropolymer nano-layer. The effect of the modification on the adhesion of implant to viscera was studied in vivo. Additionally, the influence of the implantation time on the structural properties, the connective tissue covering implants single monofilaments as well as the stability of the fluoropolymer layer formed during the implantation were detailed investigated.

PL

Artykuł omawia techniczną próbę rozwiązania głównych problemów występujących w rekonstrukcjach przepukliny, wykonywanych techniką małoinwazyjną. W badaniach podjęto próbę zaprojektowania dzianego implantu, którego właściwości wpływają na zmniejszenie ryzyka jego adhezji do narządów wewnętrznych. Specjalnie opracowana struktura dziewiarska implantu do zaopatrywania przepuklin pozwoliła na uzyskanie jednostronnego rozwinięcia powierzchni w postaci wystających z powierzchni pętelek wspomagających proces wgajania tkanką łączną. Druga powierzchnia implantu została poddana modyfikacji w środowisku plazmy niskotemperaturowej niskocząsteczkowego związku fluoroorganicznego prowadząc do uformowania nanowarstwy fluoropolimeru. Umożliwiło to obniżenie ryzyka adhezji implantu dzianego do narządów wewnętrznych, co potwierdzono w badaniach in vivo. Prowadzono także ocenę wpływu czasu implantacji na właściwości strukturalne implantu, stopień pokrycia tkanką łączną pojedynczych monofilamentów oraz stabilność uformowanej nanowarstwy fluoropolimeru.

16

Metody badania biodegradowalności materiałów biomasowych

Gutowska A., Michniewicz M., Ciechańska D., Szalczyńska M.

Chemik

|

2013

|

Vol. 67, nr 10

945--954

PL

Powolny rozwój energetyki wiatrowej, geotermalnej oraz słonecznej spowodował, iż najważniejszym źródłem energii odnawialnej w Polsce jest biomasa. Biomasa może być pozyskiwana z obszarów leśnych, upraw roślin energetycznych i odzyskiwania z odpadów przemysłowych i komunalnych. Energetyka odnawialna w Polsce wiąże duże nadzieje z rosnącym wykorzystaniem tego źródła energii. Wraz z pojawieniem się nowych technologii wykorzystania biomasy, usprawniających dotychczasowe systemy gospodarki energią, konieczna jest kompleksowa ocena oddziaływania na środowisko oraz określenia uzyskanych efektów ekologicznych związanych z ich wykorzystaniem. Szczególnie odnosi się to do ustalenia właściwej metodyki oceny biodegradowalności tych materiałów.

EN

In view of slow development of wind, geothermal and solar power engineering, biomass is the most important sustainable energy source in Poland. Biomass can be obtained from forest and agricultural areas, energy crops, or recovered from industrial and communal waste. The renewable power sector in Poland has high hopes associated with increased use of that energy source. The advent of new technologies associated with biomass utilization, supplementing the power management systems used to date, necessitates complex assessment of the environmental impacts and determination of ecologic effects obtainable owing to implementation of such technologies. In particular, it is necessary to develop an appropriate methodology for assessment of biodegradability of such materials.

17

Impact of PBSA (Bionolle) Biodegradation Products on the Soil Microbiological Structure

Lichocik M., Owczarek M., Miros P., Guzińska K., Gutowska A., Ciechańska D., Krucińska I., Siwek P.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

179--185

EN

An impact of the decomposition products of Poly(butylene succinate adipate) (PBSA) (Bionolle 3001) in the form of polymer chips and nonwovens made of the polymer upon the qualitative and quantitative microbiological profile of the soil in which samples of the materials were incubated was investigated. The mass loss of the polymer and nonwovens as a result of their biodegradation proceeding in the soil was compared. Two kinds of the soil were applied in the biodegradation tests: garden soil and an agriculture soil taken from the experimental field plots of the Agriculture University (AU) of Cracow. The AU soil despite low moisture content is fertile and holds a great amount of microorganisms. The garden soil does not offer favourable conditions for the biodegradation process, confirmed by a low mass loss in the incubated Bionolle#3001 samples.

PL

W ostatnich dekadach ważnym kierunkiem badań jest opracowanie takich materiałów, które będą ulegały całkowitemu rozkładowi w bardzo krótkim czasie, a produkty ich biodegradacji będą przyjazne środowisku. Gleba jest źródłem wielu mikroorganizmów charakteryzujących się różnymi właściwościami biochemicznymi. Enzymami odgrywającymi główną rolę w degradacji polimerów są esterazy i proteazy zasadowe wytwarzane przez laseczki z rodzaju Bacillus sp., grzyby z rodzaju Tritrachium sp., promieniowce z rodzaju Amycolatopsis sp., oraz Paenibacillus sp. Określono wpływ produktów rozkładu polimeru PBSA (Bionolle#3001) i włókniny otrzymanej z tego polimeru na skład jakościowy i ilościowy profilu mikrobiologicznego gleby, w której inkubowano próby polimeru i włókniny. Dokonano również porównania stopnia ubytku masy polimeru i włókniny w wyniku biorozkładu w glebie ogrodniczej i pochodzącej z pól doświadczalnych Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie.

18

Electrospinning of Aligned Fibrous Materials on an Inner Rapidly Rotating Cone Surface

Tomaszewski W., Kudra M, Ciechańska D., Szadkowski M., Gutowska A.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

44--51

EN

The paper presents a new way for producing fibrous mats with aligned micro- and nanofibres by electrospinning technique using a fast rotating filter basket of a properly adapted commercial centrifugal juicer as the collecting electrode. This method was used to obtain the fibrous materials from polylactide (PLA) and polyvinyl alcohol (PVA) with different degrees of fibres aligned depending on the linear velocity of the rotating substrate. The highest degree of the fibre alignment, measured by the planar orientation factor, with a value of 0.8 - 0.9, was obtained at the linear speeds of the rotating substrate in the range of 22 - 36 m/s. Using the gravimetric method, the velocity of fibre formation during electrospinning was tested under different conditions, i.e. at the immobile substrate as well as rapidly rotating, reaching values ranging from 4 to 200 m/s. The investigations suggest that electrospinning of the fibres on the rapidly rotating substrate is not only a modification of their receiving, but also significantly changes the nature of the fibre formation in this spinning technique.

PL

W artykule przedstawiono nowy sposób wytwarzania mat włóknistych o uszeregowanych mikro- i nano-włóknach techniką elektroprzędzenia, wykorzystujący szybkoobrotowy kosz filtracyjny w odpowiednio dostosowanej komercyjnej sokowirówce odśrodkowej jako elektrodę odbiorczą. Metodą tą uzyskano materiały włókniste z polilaktydu (PLA) i polialkoholu winylowego (PVA) o różnym stopniu uszeregowania włókien, zależnym od szybkości liniowej obracającego się podłoża. Najwyższy stopień uszeregowania włókien, mierzony czynnikiem orientacji płaskiej, osiągnął wartości 0,8-0,9 przy szybkości liniowej obracającego się podłoża w zakresie 22-36 m/s. Stosując metodę grawimetryczną badano szybkość formowania włókien przy elektroprzędzeniu w różnych warunkach, tak przy nieruchomym jak i szybko obracającym się podłożu, osiągając wartości w zakresie od 4 do 200 m/s. Wskazano także, że elektroprzędzenie włókien z odbiorem na szybko obracające się podłoże nie jest tylko modyfikacją odbioru tych włókien, ale istotnie zmienia charakter formowania włókien w tej technice przędzenia.

19

Chemical Purity of PLA Fibres for Medical Devices

Jóźwicka J, Gzyra-Jagieła K, Gutowska A., Twarowska-Schmidt K., Ciepliński M.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

135--141

EN

The chemical purity of biodegradable poly(D,L-lactide) (PLA) fibres finished with various finishing agents was examined. Chemical purity parameters of aqueous extracts of the fibres were assessed, including turbidity, the content of sulphate and chloride ions, the content of water-dissolvable substances, the content of foaming agents, the content of heavy metal ions and pH. The content of organic solvent-leachable substances was also estimated according to the PN-EN ISO 10993-12:2009 standard. Tests under equal conditions were performed for PLA fibres spun without any spinfinish, PLA fibres with the spinfinish removed by extraction with organic solvents, and the raw material, PLA 6201D granulate. The certified fibre-grade polymer PLLA produced by Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co KG (Germany) under the trade name Resomer L 207S served as the reference material and was analysed in the same way. In terms of chemical purity, PLA fibres finished with Estesol PF-790, pharmaceutical glycerol (glycerine), and PLA fibres after removal of the spinfinish were found to be suitable to use in hygiene and medical devices.

PL

Przeprowadzono badania czystości chemicznej biodegradowalnych włókien wytworzonych z poli(D,L-laktydu mlekowego) – PLA z naniesionymi w procesie przędzenia różnymi rodzajami preparacji. Przygotowane wyciągi wodne z włókien wytworzonych z PLA poddano ocenie w zakresie podstawowych parametrów czystości chemicznej: stopnia zmętnienia, zawartości jonów siarczanowych i chlorkowych, zawartości substancji rozpuszczalnych w wodzie, zawartości środków pianotwórczych, zawartości jonów metali ciężkich oraz odczyn pH wyciągów. Zawartość substancji wymywanych z włókien PLA rozpuszczalnikami organicznymi oznaczono wg PN-EN ISO 10993-12:2009. W tych samych warunkach zbadano czystość chemiczną włókien z PLA otrzymanych w procesie przędzenia bez naniesienia preparacji, włókien z PLA po usunięciu preparacji metodą ekstrakcji rozpuszczalnikami organicznymi oraz surowca do otrzymania włókien – granulatu PLA 6201D. Jako materiał odniesienia przyjęto certyfikowany polimer PLLA przeznaczony na wyroby medyczne, który poddano badaniom czystości chemicznej w tych samych warunkach. Stwierdzono, że pod kątem czystości chemicznej włókna z PLA z naniesionymi preparacjami: Estesol PF-790 i gliceryną farmaceutyczną, oraz włókna z PLA po usunięciu tych preparacji mogą znaleźć zastosowanie jako półfabrykaty do otrzymywania płaskich wyrobów higienicznych i/lub medycznych.

20

Aspects of Chemical Characterisation of Leachables Profile from Ultra-Light Knitting Textiles for Uses as Medical Implants in Urogynaecology and General Surgery

Jóźwicka J., Gzyra-Jagieła K, Struszczyk M. H., Gutowska A., Ciechańska D., Krucińska I

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

128--134

EN

Ultra-light textiles (knitwear) designed as implantable medical devices for potential uses in urogynaecology (treatment procedures in women incontinence and vagina reconstructions) and general surgery (hernia treatments) are a response to the increasing demand for advanced medical devices in medicine. Chemical profile characterisation of leachable substances is an important factor in the use of the materials influencing their biocompatibility. The implant is made of undesired chemical substances in the main raw-material, and penetration into the tissue may cause local and/or systemic inflammation in the patient’s body. The characterisation and analysis of such substances is therefore essential to secure the safe use of implants. Most important is the characterisation of the matter that is extractable from the designed medical devices. To serve these purpose, ultra-light textile implants designed for potential use in urogynaecology and general surgery were examined concerning the chemical analysis of the undesired substance contained in the main material which constitutes the base of the implant. It was a goal of the work to set optimal parameters for the examination of chemical characterisation of the leachable implant’s material, bearing in mind their safe clinical use. Analysis of the chemical leachable profile was made in accordance with directives of standard PN-EN ISO 10993-18:2008 and some Polish and European testing procedures.

PL

Artykuł przedstawia innowacyjne ultra-lekkie implanty włókiennicze w postaci dzianiny z przeznaczeniem na implanty do potencjalnego zastosowania w urologinekologii i chirurgii ogólnej (procedury zaopatrywania przepuklin nietrzymania moczu u kobiet i plastyki pochwy). Badano własności?? charakterystyki substancji wymywalnych z projektowanych implantów. Ultralekkie dzianiny poddano ocenie czystości chemicznej pod kątem wpływu ewentualnych substancji wymywalnych na ich bezpieczeństwo kliniczne. Wyznaczono optymalne parametry badań czystości chemicznej implantowalnych wyrobów medycznych. Oceny czystości chemicznej wyselekcjonowanych dzianin dokonano w oparciu o metody badawcze opracowane na podstawie wytycznych normy PN-EN ISO 10993-18:2008: „Biologiczna ocena wyrobów medycznych – Część 18: Charakterystyka chemiczna materiałów” (ISO 10993-18:2009) oraz opracowanych procedur badawczych na bazie normatywów polskich i europejskich.