Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Charakterystyka poliestrów i ich produktów degradacji

Sikorska W., Musioł M., Rydz J., Adamus G., Rychter P., Šiškova A., Kowalczuk M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2017

|

T. 23, Nr 5 (179)

427--433

PL

Aktualnie obserwowane tendencje w badaniach nad wytwarzaniem polimerów z surowców odnawialnych, a także w zakresie ich analizy wskazują na systematyczny wzrost zainteresowania tego rodzaju materiałami polimerowymi. Zastosowanie wyrobów wykonanych z polimerów biodegradowalnych, które po okresie użytkowania podlegają recyklingowi organicznemu znacznie obniża obciążenie środowiska zużytymi opakowaniami i pozwala na ich racjonalną utylizację w wyniku kompostowania przemysłowego. Zasadniczą rolę podczas doboru polimeru do konkretnych zastosowań odgrywa precyzyjna charakterystyka materiału. Techniki analityczne stosowane w tym obszarze to między innymi różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC), chromatografia żelowa (GPC), wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC), dynamiczna analiza właściwości mechanicznych (DMA), spektrometria mas (np. ESI-MSn, MALDI-MS, APCI-MS), spektroskopia NMR oraz spektroskopia absorpcyjna (IR, UV-VIS), a także techniki mikroskopowe (np. mikroskopia sił atomowych, AFM). W artykule omówiono wybrane polimery biodegradowalne i techniki analityczne związane z prowadzonymi badaniami własnymi.

EN

Current trends in research on the production of polymers from renewable resources as well as in the field of their analysis indicate a systematic increase in interest in such polymeric materials. The use of products made from biodegradable polymers, which after usage are subjected to organic recycling, significantly reduce the environmental burden of the used packaging and allows for their rational disposal by industrial composting. The precise characteristic of the material plays a crucial role in the selection of polymer for the specific applications. The analytical techniques applied in this area include differential scanning calorimetry (DSC), gel permeation chromatography (GPC), high performance liquid chromatography (HPLC), dynamic mechanical analysis (DMA), mass spectrometry (ESI-MSn, MALDI-MS, APCI-MS), nuclear magnetic resonance (NMR) and absorption spectroscopy (IR, UV-VIS) as well microscopic techniques (e.g. atomic force microscopy, AFM). The article discusses selected biodegradable polymers and analytical techniques related to own research.

2

Degradability of cross-linked polyurethanes/chitosan composites

Brzeska J., Morawska M., Heimowska A., Sikorska W., Tercjak A., Kowalczuk M., Rutkowska M.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 7-8

567--575

EN

Polyurethanes with synthetic poly([R,S]-3-hydroxybutyrate) in the soft segment and with polycaprolactone triol as cross-linker were blended with chitosan and degraded in hydrolytic and oxidative solutions. Progress of the degradation of the samples was evaluated by changes in their weight, surface topography and thermal properties. Increasing the poly([R,S]-3-hydroxybutyrate) content in soft segment as well as blending with chitosan resulted in an increase in degradability of cross-linked polyurethanes in both solutions.

PL

Poliuretany zawierające syntetyczny poli([R,S]-3-hydroksymaślan) w segmencie giętkim oraz polikaprolaktonotriol jako związek sieciujący zmieszano z chitozanem i poddano degradacji w roztworach hydrolitycznym i utleniającym. Postęp rozkładu kompozytów oceniano na podstawie zmiany masy, powierzchni i właściwości termicznych próbek. Zarówno zwiększenie zawartości poli([R,S]-3-hydroksymaślanu) w segmencie giętkim poliuretanów, jak i zmieszanie ich z chitozanem spowodowało wzrost podatności usieciowanych poliuretanów na degradację w obu rodzajach roztworów.

3

Kompozyty poliuretanu zawierającego poli([R,S]-3-hydroksymaślan) z chitozanem

Brzeska J., Heimowska A., Morawska M., Niepsuj A., Sikorska W., Kowalczuk M., Rutkowska M.

Polimery

|

2015

|

T. 60, nr 6

391--395

PL

Na osnowie poliuretanów (PUR) zsyntezowanych z biokompatybilnych substratów wytworzono kompozyty z udziałem 2,5 lub 5,0 % mas. chitozanu. Segment sztywny poliuretanów otrzymano z alifatycznego 4,4'-diizocyjanianu dicykloheksylometanu i 1,4-butanodiolu, a segment giętki z polikaprolaktonodiolu i syntetycznego poli([R,S]-3-hydroksymaślanu), w stosunku masowym 90:10 lub 80:20. Twardość poliuretanów i ich kompozytów była typowa dla elastomerów stosowanych w medycynie. Na podstawie termogramów DSC stwierdzono, że wytworzone polimery były semikrystaliczne, a powierzchnia obserwowana pod mikroskopem optycznym wskazywała na strukturę heterogeniczną. Dodatek chitozanu do wytworzonych poliuretanów powodował zmniejszenie przepuszczalności pary wodnej, wpływając jednocześnie na zwiększenie sorpcji wody, natomiast nie zmienił sorpcji oleju.

EN

Polyurethanes synthesized from biocompatible components were used to produce composites with 5 and 10 wt % chitosan content. The hard segments of polyurethanes were obtained from aliphatic 4,4'-methylene dicyclohexyl diisocyanate and 1,4-butanediol, while the soft segments were derived from polycaprolactonediol and synthetic poly([R,S]-3-hydroxybutyrate) in a weight ratio of 90:10 or 80:20. The hardness of polyurethanes and their composites with chitosan was typical for elastomers used in medicine. DSC thermograms showed that the investigated polymers were semicrystalline. The morphology of their surface observed under optical microscope was heterogeneous. The presence of chitosan in the composites reduced their water vapour permeability, resulting at the same time in an increased water sorption, while not influencing the oil sorption of polymer samples.

4

Synteza, właściwości i zastosowanie nowych (bio)degradowalnych poliestrouretanów

Brzeska J., Dacko P., Janeczek H., Janik H., Sikorska W., Rutkowska M., Kowalczuk M.

Polimery

|

2014

|

T. 59, nr 5

365--371

PL

Artykuł stanowi przegląd literaturowy dotyczący badań nad syntezą i wybranymi właściwościami dwóch grup nowych (bio)degradowalnych poliestrouretanów, których segmenty giętkie zawierały zsyntezowane telecheliczne oligoestrodiole: ataktyczny poli([R,S]-3-hydroksymaślan) (a-PHB) lub polilaktyd (PLA) i/lub alifatyczno-aromatyczny kopolimer poli[(tereftlanu-1,4-butylenu)-co-(adypinianu-1,4-butylenu)] (BTA). Przytoczone wyniki wskazują, że poliestrouretany pierwszej grupy są podatne na degradację w środowisku hydrolitycznym i utleniającym. Odpowiednio modyfikowane wykazują potencjalną biostatyczność i hemokompatybilność. Druga grupa poliestrouretanów łączy właściwości obu polimerów, z których otrzymano oligoestrodiole: PLA i BTA, co jest korzystne ze względu na właściwości mechaniczne oraz podatność na degradację, potwierdzoną w badaniach prowadzonych w warunkach kompostowania przemysłowego.

EN

The paper presents a review of studies on the synthesis and selected properties of two types of new (bio)degradable poly(ester urethane)s with soft segments containing telechelic oligoesterdiols: atactic poly([R,S]-3-hydroxybutyrate) (a-PHB) or polylactide (PLA) and/or aliphatic-aromatic copolymer poly(1,4-butylene terephthalate)-co-(1,4-butylene adipate) (BTA). The reported results indicate that poly(ester urethane)s of the first type are susceptible to degradation in a hydrolytic and oxidative environment. When suitably modified, they exhibit potentially biostatic properties, whereas no change in blood parameters after the direct contact with them suggest their hemocompatibility. The second group of poly(ester urethane)s combines the properties of both PLA and BTA polymers used for the preparation of oligoesterdiols, which is advantageous from the viewpoint of mechanical properties and degradation ability, confirmed by biodegradation studies under industrial composting conditions.

5

The preliminary studies of a structure and electrospinning of new polyurethanes based on synthetic atactic poly[(R, S)-3-hydroxybutyrate]

Sajkiewicz P., Brzeska J., Denis P., Sikorska W., Kowalczuk M., Rutkowska M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2014

|

Vol. 62, nr 1

55--60

EN

Novel polyurethanes based on synthetic, atactic poly[(R, S)-3-hydroxybutyrate] (a-PHB) and polycaprolactone (PCL) or polyoxytetramethylene (PTMG) diols were synthesized. It was shown that the presence of a-PHB within soft segments reduces crystallinity of PUR. Because of the low melting temperature for polyurethanes with PCL in soft segments, at this stage of work, electrospinning was limited to polyurethanes containing PTMG and a-PHB. Polyurethane containing 80% of PTMG and 20% of a-PHB was electrospun at various parameters from hexafluoro-2-propanole solution, resulting in formation of fibers with the average diameter ca. 2 μm. The fiber diameter decreased with decreasing polymer concentration in a solution and was practically insensitive to the needle-collector distance in the applied range of distances.

6

New Generation of Knitted Fabrics from Degradable Synthetic Yarns

Pinar A., Mielicka E., Janicka J., Walak A., Sikorska W.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2013

|

Vol. 21, no. 5 (101)

97--104

EN

The possibility of using yarns of biodegradable polyester raw materials creates a new area of research works in knitted fabric technology. Because of the raw material characteristics and different properties of non-woven biodegradable materials, the knitted fabrics under investigation constitute a new generation of technological solutions. The research results presented above concern technological solutions for knitwear and dressing products made of a new generation of multifilament yarns of polylactide (PLA) and poly(glycolide-colactide) (PGLA). Due to the technological works a knitting technique was applied for the construction of the fabrics. Structural solutions for the fabrics were developed for medical dressings and hygienic dressing bands. The materials have biodegradable properties confirmed experimentally. The chemical purity of the materials was determined on the basis of medical product criteria.

PL

Możliwość zastosowania przędz z biodegradowalnych surowców poliestrowych w technologii materiałów dziewiarskich stwarza nowe obszary prac badawczych. Z uwagi na rodzaj surowca i odmienne właściwości w stosunku do włókninowych materiałów biodegradowalnych, prezentowane materiały stanowią rozwiązania technologiczne nowej generacji. Prezentowane wyniki prac badawczych obejmują opracowane rozwiązania technologiczne dzianin i wyrobów opatrunkowych z nowej generacji przędz multifilamentowych, wytworzonych z polilaktydu (PLA) i polilaktydu z glikolidem (PGLA). W realizacji prac technologicznych zastosowano technikę dziania rządkowego. Rozwiązania konstrukcyjne materiałów opracowano dla opatrunków medycznych i higienicznych opasek opatrunkowych. Materiały wykazują właściwości biodegradowalne potwierdzone w badaniach. Czystość chemiczną materiałów określono na podstawie kryteriów dla wyrobów medycznych.

7

Zmiany niektórych właściwości usieciowanego PLA po inkubacji w warunkach kompostowania przemysłowego

Malinowski R., Żenkiewicz M., Sikorska W., Musioł M., Sytniewski Ł.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2011

|

[R.] 17, nr 3

189-193

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań zmian niektórych właściwości usieciowanego polilaktydu (PLA) po inkubacji w warunkach kompostowania przemysłowego. PLA usieciowano radiacyjnie przy udziale 3% wag. trójallilo izocyjanuranu (TAIC) stosując wysokoenergetyczne (10 MeV) promieniowanie elektronowe o dawkach 20, 40 lub 60 kGy. Zbadano wpływ czasu inkubacji (nie dłuższej niż 21 dni) wybranych próbek usieciowanego PLA na wytrzymałość (δM) na rozciąganie, masowy wskaźnik (MFR) szybkości płynięcia oraz na zmiany wymiarów liniowych. Stwierdzono, że usieciowany radiacyjnie PLA, jest podatny na biodegradację w warunkach kompostowania przemysłowego, o czym świadczą pośrednio: spadek δM oraz wzrost MFR.

EN

The changes of some properties of crosslinked polylactide (PLA) composted under industrial composting conditions were studied. Samples of PLA containing 3 wt% of triallyl isocyanurate (TAIC) were irradiated by means of high energy (10 MeV) electrons beam with doses of 20, 40 or 60 kGy. Tensile (δM) strength, melt flow rate (MFR) and linear dimensions changes of the samples composted up to 21 days were investigated. Changes in δM and MFR suggest indirectly that irradiated crosslinking PLA is susceptible to biodegradation under industrial composting conditions.

8

Recykling materiałów opakowanych w warunkach kompostowania przemysłowego

Sikorska W., Rydz J., Sobota M., Dacko P., Kowalczuk M., Paradysz W.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2009

|

R. 106, z. 1-M

313-316

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań degradacji wybranych syntetycznych materiałów polimerowych zawierających poli(L-laktyd) (PLLA) oraz kopoliester alifatyczno-aromatyczny (BTA) w warunkach kompostowania przemysłowego. Przebieg degradacji śledzono badając zmiany masy cząsteczkowej próbek (techniką GPC) oraz makroskopowe zmiany ich powierzchni. Dla wszystkich badanych próbek stwierdzono obniżenie masy cząsteczkowej oraz znaczną dezintegrację materiału polimerowego, co potwierdza jego podatność na proces kompostowania.

EN

We present the results of the degradation studies of selected synthetic polymeric materials containing poly(L-lactide) (PLLA) and aliphatic-aromatic copolyester (BTA) under industrial composting conditions. The course of the degradation was monitored via measurements of molecular weight changes by GPC technique and macroscopic observations of the sample surfaces. It has been found, that the molecular weight loss and substantial disintegration was observed for all investigated polymeric materials. The obtained results confirmed that all polymeric materials are compostable.

9

Biopolimery jako opakowania kosmetyków

Sikorska W., Rydz J., Wolna K., Marcinkowski A., Szeluga U., Adamus G., Kowalczuk M., Marcinkowski A.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2009

|

R. 106, z. 1-M

267-271

PL

Zastosowanie polimerów biodegradowalnych jako materiał opakowaniowy w przemyśle kosmetycznym jest dziedziną stosunkowo nową i wymaga dokładniejszego zbadania oddziaływań opakowania z takich polimerów z poszczególnymi składnikami kosmetyku. Prowadzono badania degradacji folii polimerowych z PLLA w mediach będących składnikami kosmetyków, a także degradacji hydrolitycznej tych folii w wodzie, w temperaturze 70[stopni]C. Zbadano zmiany masy, powierzchni próbek (AFM), zmiany masy cząsteczkowej (GPC) oraz właściwości mechanicznych (DMTA) folii z PLLA jak również strukturę produktów ich degradacji (ESI-MS i NMR).

EN

The market of biodegradable packaging materials from renewable sources finds a wide variety of applications. The use of such polymers as packaging materials for short-lived applications as cosmetic packages is the new trend for production and solid waste management, however, development of this research area is still needed. The most important is to find out interactions between the biopolymer container and the cosmetic formulation that it contains. In the publication results of investigations on degradation of PLLA films with different thickness in the environments of selected ingredients used for preparation of cosmetics are presented. The PLLA surface erosion was followed by AFM technique. The polymer mechanical and molecular weight changes were evaluated by DMTA and GPC as well as the resulting degradation products were characterized by ESI-MS and NMR.

10

Kompostowanie przemysłowe materiałów otrzymanych na bazie polimerów z surowców odnawialnych

Dacko P., Rydz J., Sikorska W., Sobota M., Kowalczuk M.

Problemy Ekologii

|

2008

|

R. 12, nr 1

39-42

PL

Wzrastająca w ciągu ostatnich lat ilość składowanych odpadów polimerowych i konieczność ich zagospodarowania wymusza nowe, proekologiczne podejście do problemu tworzyw sztucznych. Wprowadzane na rynek nowe biodegradowalne opakowania polimerowe powinny odpowiadać wymaganiom ekologicznym zgodnym z ustaleniami Unii Europejskiej. Jednym z bardziej racjonalnych rozwiązań zagospodarowania opakowań poużytkowych jest ich odzysk tzw. recykling. Taśmy z biodegradowalnych kompozycji polimerowych otrzymanych na bazie surowców odnawialnych oraz wielowarstwowe materiały opakowaniowe powlekane tymi kompozycjami spełniają wymagane kryteria, bowiem z jednej strony zmniejszą obciążenie środowiska poprzez wyeliminowanie nieprzyswajalnych przez nie folii z opakowań klasycznych, a z drugiej obniżają koszty samego procesu kompostowania ponieważ nie wymagają selekcji. Celem prowadzonych badań było poznanie zależności pomiędzy składem badanych materiałów polimerowych, a ich podatnością na kompostowanie przemysłowe.

EN

Demand for polymeric materials for the 21st century is directed toward environmentally degradable plastic. New trends in solid waste management and rapid changes in public legislation led scientist to increase activities on the design of new generation of biodegradable polymers as important biomaterials for environmental, biomedical and pharmaceutical applications. For the last few years, intensive research and development of new materials for packaging has been also observed. The most commercially available plastics are non-degradable and their recycling is not feasible economically in many cases due to the deterioration of mechanical properties and excessive cost. Polyesters, produced from renewable resources and susceptible to hydrolysis under the industrial composting conditions offer ecological advantages as compared to traditional plastics produced from fossil carbon sources. In this paper the degradation behavior of polyester paper coatings and ribbon blender obtained by extrusion molding method in natural environment such as the industrial compost pile was presented.

11

Degradacja wybranych syntetycznych poliestrów w warunkach naturalnych

Adamus G., Dacko P., Musioł M., Sikorska W., Sobota M., Biczak R., Herman B., Rychter P., Krasowska K., Rutkowska M., Kowalczuk M.

Polimery

|

2006

|

T. 51, nr 7-8

539-546

PL

Przedstawiono wyniki badań degradacji wybranych syntetycznych poliestrów, mianowicie poli(L-laktydu) (PLLA), poli[(DL)-laktydu] (PLA) oraz alifatyczno-aromatycznego kopoliestru kwas tereftalowy/kwas adypinowy/1,4-butanodiol (BTA) w warunkach kompostowania przemysłowego, a także w kompoście z osadem czynnym, w standaryzowanej glebie i w dynamicznej wodzie morskiej. Przebieg procesu degradacji śledzono oceniając zmiany ciężaru cząsteczkowego próbek metodą GPC, makroskopowe zmiany ich powierzchni oraz zmiany masy. Stwierdzono, że największe zmniejszenie ciężaru cząsteczkowego oraz wyraźna dezintegracja badanych materiałów polimerowych (zwłaszcza próbki PLA) zachodzi podczas degradacji w warunkach kompostowania przemysłowego. Jest to więc właściwe środowisko degradacyjne badanych, podatnych na kompostowanie polimerów, albowiem proces ich degradacji w pozostałych środowiskach zachodzi znacznie wolniej. Oceniono również zmiany charakterystycznych właściwości stosowanych środowisk w toku trwającego do 6 miesięcy procesu degradacji polimerów. Ponadto na podstawie testu fitotoksyczności stwierdzono brak jakiegokolwiek niekorzystnego wpływu produktów degradacji inkubowanych w glebie próbek PLLA oraz PLA na wzrost i rozwój wysianych w niej nasion roślin.

EN

The results of the study on degradation of selected synthetic polyesters namely poly(L-lactide) (PLLA), poly[(DL)-lactide] (PLA) and aliphatic - aromatic co-polyester terephthalic acid/ adipic acid/1,4-butanediol (BTA) in the industrial compost heap, a compost containing activated sludge, standardized soil or dynamic sea water were presented. The course of degradation process was monitored by evaluation of changes of molecular weights of the samples by GPC method (Fig. 1, 3, 4 and 7), macroscopic changes of the surface (Fig. 2) and weight loss. It has been found that most significant decrease in molecular weight and clear disintegration of the materials investigated (particularly PLA samples) took place during the degradation under the industrial composting conditions. So this is the proper degradation environment for the tested compostable polymers, for their degradation processes in the other environments go much more slowly. The changes in the characteristic properties of the environments used were also evaluated during the process of polymers' degradation up to six-month time (Table 1, 2 and 5). Additionally, on the basis of the results of phytotoxicity test, no harmful effects of the degradation products of PLA and PLLA samples, incubated in the soil, on the growth and development of the plants seeds sown in the soil has been found (Fig. 5 and 6, Table 3 and 4).

12

Wpływ budowy chemicznej grup końcowych na stabilność termiczną poli([R,S] 3-hydroksymaślanu)

Sikorska W., Adamus G., Kaczmarczyk B., Kowalczuk M.

Prace Naukowe Instytutu Technologii Organicznej i Tworzyw Sztucznych Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2001

|

Vol. 50, nr 23

266-269

PL

Naturalne poliestry alifatyczne charakteryzują się cennymi właściwościami aplikacyjnymi, takimi jak biodegradowalność i biokompatybilność. Jednak wysoki stopień krystaliczności oraz stosunkowo niska stabilność termiczna ograniczją ich szersze zastosowanie. Ostatnio stwierdzono, że chemiczna budowa grup końcowych, a w szczególności obecność grup hydroksylowych na obu końcach łańcucha naturalnego PHB w znacznym stopniu może poprawić jego stabilność termiczną. Celem badań przedstawionych w niniejszej pracy było określenie stabilności termicznej wybranych polimerów oraz mieszanin polimerowych otrzymanych na bazie ataktycznego poli([R,S] 3-hydroksymaślanu), a-PHB. Stabilność termiczną badanych próbek wyznaczono na podstawie analizy termograwimetrycznej przeprowadzonej w temperaturze 200 stopni C w atmosferze gazu obojętnego. Wykazano, że najlepszą stabilność termiczną posiada ataktyczny poli([R,S] 3-hydroksymaślan) zawierający hydroksylową i karboksylową grupę końcową.

EN

Poly(3-hydroxyalkanoates), PHB belong to a family of biodegradable polyesters produced by some bacteria as carbon and energy reserves. Many applications of these biodegradable poly(3-hydroxyalkanoates), especially poly[(R)-3-hydroxybutyrate] and its copolymers with (R) 3-hydroxyvalerate, have been suggested including they use for biodegradable packaging materials. However, high crystallinity and low thermal stability of natural PHA limit their wide used. It was suggested recently, that presence hydroxy groups at both ends of PHB chain could improve its thermal properties. In the present communication the influence of the chemical structure of the end groups on thermal stability of synthetic poly([R,S]3-hydroxybutyrate) is discuses.