Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of Raman Spectroscopy for Evaluation of Chemical Changes in Dibutyrylchitin Fibres

Biniaś D., Biniaś W., Janicki J.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 4 (118)

27--38

EN

Microporous dibutyrylchitin (DBC) fibres formed by means of a dry-wet method were treated with aqueous solutions of potassium hydroxide. By applying various parameters of the alkaline treatment, fibres can be transformed into fibres from regenerated chitin or even into chitosan fibres. In the first stage, with the application of 5% KOH solutions and temperatures ranging from 20 to 90 °C, fibres from regenerated chitin were obtained. The subsequent treatment stage with saturated KOH solutions and the temperature range 70 - 140 °C resulted in obtaining fibres from chitosan with different deacetylation degrees.Structural changes in the fibres occurring in the course of their chemical treatment were analysed using RAMAN spectroscopy. Raman spectra were next mathematically processed by means of GRAMS software within the range 1800 - 820 cm-1 in order to evaluate the changes quantitatively. A new method is described for the determination of butyrylation and deacetylation degrees of dibutyrylchitin, chitin and chitosan. Analysis of the fibres obtained carried out by means of RAMAN spectroscopy proves that in the process gradual degradation of the polymer chains takes place.

PL

Mikroporowate włókna dibutyrylochitynowe otrzymane w wyniku przędzenia metodą sucho mokrą poddano alkalicznym obróbkom przy zastosowaniu roztworów wodorotlenku potasu. W pierwszym etapie uzyskano z włókien dibutyrylochitynowych włókna z chityny regenerowanej przy zastosowaniu 5% roztworów KOH w temperaturach z zakresu 20 – 90 °C. W kolejnym etapie, w wyniku zastosowania nasyconych roztworów KOH w wysokich temperaturach z zakresu 70 – 140 °C, uzyskano włókna chitozanowe o różnicowanych stopniach deacetylacji. Zachodzące w czasie poszczególnych etapów obróbek obserwowano zmiany strukturalne przy zastosowaniu spektroskopii Ramana. W celu przeprowadzenia analizy ilościowej procesów obróbki alkalicznej wykonano rozkłady widm FT Raman przy zastosowaniu oprogramowania „GRAMS” w zakresie 1800-820 cm-1. Na podstawie wykonanych rozkładów widm FT Raman dla badanych serii podjęto próbę obliczenia stopnia butyrylacji oraz stopnia deacetylacji włókien. Na podstawie badań ramanowskich stwierdzono częściową degradację łańcucha polimeru.

2

Application of FTNIR Spectroscopy for Evaluation of the Degree of Deacetylation of Chitosan Fibres

Biniaś W, Biniaś D

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2015

|

Vol. 23, no. 2 (110)

10--18

EN

Microporous dibutyrylchitin (DBC) fibres spun from DBC solution in ethyl alcohol were subjected to alkaline treatment in potassium hydroxide aqueous solutions. Alkaline treatment with a diluted KOH solution at room temperature causes a gradual decrease in the number of butyric groups, which leads to obtaining fibres from the regenerated chitin. Further treatment of the fibres with a saturated KOH solution at an elevated temperature produces chitosan fibres with various degrees of deacetylation (DD), values which depend on the duration of the deacetylation process. The course of the deacetylation process was evaluated on the basis of the results of the near infrared (NIR) spectroscopy measurements. The method suggested allows for the precise measuring of the level of conversion without additional mechanical treatment (rubbing, powdering). A prepared sample is placed in the measuring chamber of the spectroscope. The FTNIR spectra of the fibres examined have characteristic bands whose analysis allows for clear determination of the level of deacetylation during chemical treatment.

PL

Mikroporowate włókna z dibutyrylochityny formowane z roztworu sporządzonego w alkoholu etylowym, poddano alkalicznej obróbce przy zastosowaniu roztworów wodorotlenku potasu. Obróbkę alkaliczną włókien dibutyrylochitynowych prowadzono w temperaturze pokojowej w 5% roztworach wodorotlenku potasu. Obróbka ta spowodowała stopniowy spadek ilości grup butyrylowych i uzyskanie włókien z chityny regenerowanej. W dalszej kolejności otrzymane włókna z chityny regenerowanej poddano alkalicznej obróbce w nasyconych roztworach wodorotlenku potasu, która spowodowała stopniowy spadek ilości grup acetylowych prowadzący do uzyskania włókien chitozanowych o zróżnicowanym stopniu deacetylacji. Proces przemiany we włókna chitynowe oraz chitozanowe przebiega z różną szybkością w zależności od czasu, temperatury obróbki oraz stężenia wodorotlenku potasu. Oznaczanie stopnia deacetylacji, a tym samym przebieg procesu deacetylacji włókien oceniano za pomocą spektroskopii w bliskiej podczerwieni (NIR). Zastosowana metoda oceny stopnia deacetylacji włókien pozwala na dokładny pomiar stopnia przereagowania bez dodatkowej obróbki mechanicznej (ucierania proszkowania). Badaną próbkę umieszcza się w komorze spektrofotometru. Widma w zakresie bliskiej podczerwieni posiadają charakterystyczne pasma, których analiza w sposób jednoznaczny pozwala określić stopień deacetylacji włókien.

3

Complex study on chitosan degradability

Mucha M., Pawlak A.

Polimery

|

2002

|

T. 47, nr 7-8

509-516

EN

Results of photo- and thermodegradation of chitosan of different degrees of deacetylation (DD) were discussed. On the basis of the results of thermodegradation under isothermal and dynamic conditions thermal stability of chitosan films, also photochemically modified samples (UV irradiated for I h), was estimated. Investigations under isothermal conditions were carried out in the air atmosphere and cover the temperature range from 100degreesC to 200degreesC. Basing on the results of weight loss it was found that most susceptible to degradation was the sample of the higher DD; with an increase of temperature the observed changes were more distinct. Both during thermo- and photo-degradation a decrease of DD of hitosan was observed. Modification of chitosan films by UV rradiation decreases the characteristic parameters of thermodestruction.

PL

Omówiono wyniki badań fotodegradacji oraz termodegrada-:ji (w warunkach izotermicznych i dynamicznych) chitozanu Dróżnych stopniach deacetylacji (DD). Badania w warunkach izotermicznych prowadzone w atmosferze powietrza obejmowały zakres temperatury od 100 do 200°C. Na podstawie wyników ubytku masy (rys. 1) ustalono, że najbardziej podatna na rozkład jest próbka o największej wartości DD, a ze wzrostem temperatury obserwowane zmiany są coraz wyraźniejsze. W wyniku badań metodą FTIR degradowanych błon chitozanowych stwierdzono pękanie łańcucha polimeru oraz wyraźne zmiany strukturalne w obszarze grupy amidowej (rys. 2 10). W procesie termodegradacji (rys. 4) obserwowano mniejsze zmiany absorbancji próbek o największej wartości DD (najwięk-ksze usieciowanie makrocząsteczek poprawiające stabilność ter-miczną). W przypadku fotodegradacji pod wpływem UV (rys. 11) błony o najwyższym DD okazały się bardziej podatne na rozkład największy udziału chromoforowych grup aminowych pochła-liających promieniowanie UV). Zarówno w termo- jak i w fotode-gradacji następuje spadek DD (rys. 3). Pomiary tcrmograwimetryczne w warunkach dynamicznych prowadzono w zakresie temperatury 100-450°C (stalą szybkość l5°C/min). Na podstawie krzywych TG (rys. 6) stwierdzono, że bardziej podatne na degradację na początku procesu (do temp. 230°C) są próbki o większych wartościach DD (podobnie jak w warunkach izotermicznych w temp. 100-200°C). Jednak ich większe usieciowanie w tym okresie powoduje, że na dalszym etapie procesu termodegradacji (temp. >230°C) próbki te wydają się bardziej stabilne. Modyfikacja błon chitozanowych w wyniku naświetlania UV zmniejsza wartości parametrów charakteryzują-cych przebieg procesu termodestrukcji: temperaturę początku rozkładu Tpr, temperaturę maksymalnej szybkości rozkładu T,m oraz temperaturę 50-proc. rozkładu Tso (tabela 1 oraz rys. 8a, b). Wyraźnie mniejsza jest także energia aktywacji termodegradacji próbek modyfikowanych fotochemicznie (rys. 9).