Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Identyfikacja włókien do celów konserwatorskich. Cz. 5, Włókna celulozy i jej chemiczne modyfikacje: bawełna, bawełna merceryzowana, wiskoza, fibra

Kozielec Tomasz, Zapolska Katarzyna

Przegląd Papierniczy

|

2020

|

R. 76, nr 7

397--406

PL

W piątej i ostatniej części cyklu artykułów na temat identyfikacji włókien do celów konserwatorskich zaprezentowano włókna bawełny oraz włókna celulozowe przetwarzane chemicznie. Podjęta tematyka jest związana zarówno z przemysłem papierniczym, jak i tekstylnym, ponieważ obydwie gałęzie przemysłu wzajemnie korzystały z własnych osiągnięć. W artykule przypomniano ważne wydarzenie, jakim było odkrycie obecności celulozy w tkankach roślinnych. Stało się to przyczynkiem do opracowania metod jej przemysłowego wyodrębniania z drewna oraz opracowania szeregu chemicznych modyfikacji celulozy pozwalających na uzyskanie włókien o nowych cechach użytkowych. Zaprezentowano przykłady wyrobów używanych w przemyśle papierniczym oraz tekstylnym. Szczególne miejsce w artykule zajmuje omówienie bawełny, będącej znakomitym, czystym surowcem do chemicznych modyfikacji celulozy. Omawiając badania mikroskopowe włókien zwrócono uwagę na wygląd mikroskopowy włókien bawełny, bawełny merceryzowanej, wiskozy oraz fibry. Niniejsze opracowanie jest krótką syntezą własnych obszernych doświadczeń zawodowych autorów, jak również próbą streszczenia bardzo obszernych zagadnień historyczno-technologicznych wybranych włókien na bazie celulozy.

EN

In the fifth and final part of the series of articles on fibre identification for conservation purposes, cotton fibres and chemically processed cellulose ibres were presented. The subject matter is related to both the paper and textile industry, because both industries shared their achievements. The article recalls an important fact, which was the discovery of cellulose presence in plant tissues. This became a reason to develop methods for its industrial extraction from wood and to develop a number of chemical modifications of cellulose that allow obtaining fibres with new functional properties. Examples of products used in the paper and textile industry are presented. A special place in the article is dedicated to cotton, which is an excellent, pure raw material for chemical modifications of cellulose. Discussing the microscopic examination of fibres, the attention was paid to the microscopic appearance of cotton, mercerized cotton, viscose and fibre. This study is a brief synthesis of the authors’ own extensive professional experience, as well as an attempt to summarize very extensive historical and technological issues of selected cellulose-based fibres.

2

Mercerisation of Rapeseed Straw Investigated with the Use of WAXS Method

Paukszta D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2013

|

Vol. 21, no. 5 (101)

19--23

EN

The aim of this research project was to investigate the mercerisation process of natural rapeseed straw used to manufacture composites with thermoplastic polymers. Alkali treatment of the native cellulose causes polymorphic transition to cellulose II and, consequently, improvement of mechanical properties of natural lignocellulosic materials. Different concentrations of alkali solutions were employed in the course of the rape (Brassica napus) mercerisation of Kaszub and Californium varieties: 5, 10, 12.5, 15, 17.5, 20, & 25%, and the process lasted for 1, 2, 3 4, 5, 7.5, 10, 15, 30, 60, 90 and 120 minutes, respectively. The structural transformation from cellulose I to cellulose II for rapeseed straw after alkali treatment with sodium hydroxide was investigated by means of the wide-angle X-ray scattering (WAXS) method. The X-ray diffraction pattern was recorded within the angle range of 5 - 30° 2Θ. The polymorphic transition was calculated on the basis of the individual areas under the peaks of both cellulosic forms. It was found that the amount of cellulose II in wooden parts of rapeseed straw depended on the concentration of alkali solution as well as on the time of chemical treatment. It was further found that the great efficiency of Cellulose I → Cellulose II transition (over 50%) was observed for both experimental varieties at a wide range of the concentrations applied, from 12.5 to 20%, when the process was conducted for at least 5 minutes. This result indicates a different behaviour of rapeseed straw in comparison with such other lignocellulosic materials as wood or natural fibres. There were no structural differences found between various rapeseed straw varieties in the mercerisation process. On the basis of the degree of cellulose crystallinity in rapeseed straw after alkali treatment, no degradation of lignocellulosic material was found to occur in the above-mentioned conditions.

PL

Celem pracy było zbadanie procesu merceryzacji rozdrobnionej słomy rzepakowej mogącej znaleźć zastosowanie jako lignocelulozowy napełniacz kompozytów z termoplastyczną osnową. Proces ten powoduje przemianę polimorficzną celulozy natywnej w celulozę II cechującą się lepszymi właściwościami mechanicznymi. Badaniom poddano słomę rzepakową dwóch odmian Kaszub oraz Californium, stosując stężenia zasady NaOH od 5 do 25% w czasie prowadzenia procesu od 1 minuty do 120 minut. Badania przemiany polimorficznej przeprowadzono metodą szerokokątowej dyfrakcji promieni rentgenowskich. Stwierdzono, że zawartość celulozy II w zdrewniałych częściach słomy rzepakowej zależy zarówno od zastosowanego stężenia zasady jak i od czasu prowadzenia procesu. Największa efektywność przejścia fazowego Celuloza I → Celuloza II (ponad 50%) została stwierdzona przy stosowaniu stężeń w zakresie 12,5 – 20%, przy procesie alkalizacji trwającym nie mniej niż 5 minut. Wyniki badań wskazują, że proces merceryzacji słomy rzepakowej zachodzi w odmienny sposób niż dla innych materiałów lignocelulozowych, na przykład dla naturalnych włókien czy drewna. Ponadto na podstawie wyznaczonego stopnia krystaliczności celulozy stwierdzono, że w stosowanych warunkach nie wystąpiły procesy degradacji słomy rzepakowej pod wpływem środowiska alkalicznego.

3

Optimization of Parameters Influencing Mercerization Using the RSM Method in Order to Increase the Tensile Strength of Mercerized Yarn

Akhbari M., Zahiri A., Bassam S. J. E.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 5 (94)

30--35

EN

In this study, five parameters of a mercerising machine, four parameters of untreated yarn and three parameters of the caustic soda bath affecting the tensile strength of mercerised yarn were investigated. Experiments were designed with the aid of the Response Surface Method. Accordingly different types of yarns were mercerised on different machines and with production settings, then relevant trends were studied. Results show that the strength of the mercerised yarn is highly affected by the cylinder normal pressure, warm rinsing temperature and caustic soda bath concentration, while the effect of the cold rinsing temperature is observed only for higher qualities of cotton fibers and yarns. Increasing the cylinder rotation duration results in a reduction in the strength of carded yarns, but has little effect on combed yarns. Results also show that optimum settings are highly affected by the type of cotton fiber, yarn structure and number of plies, but the linear density of single yarn and the mercerising machine type have no significant effect.

PL

Jako wielkości wyjściowe wybrano pięć parametrów pracy maszyny merceryzującej, 4 rodzaje włókna i 3 różne stężenia kąpieli w sodzie kaustycznej. Badania prowadzono przy zastosowaniu metody RSM. Stwierdzono, że wytrzymałość włókien merceryzowanych jest bardzo zależna od ciśnienia cylindra, podwyższania górnego poziomu temperatury i stężenia sody w kąpieli, natomiast podwyższanie dolnego poziomu temperatury wpływa na podwyższenie wytrzymałości włókna tylko dla włókien i przędz wysokiej jakości. Zwiększenie czasu rotacji cylindra wpływa na obniżenie wytrzymałości przędz zgrzeblonych ale ma niewielki wpływ na przędze czesane. Stwierdzono również znaczny wpływ rodzaju obrabianej przędzy, jej struktury i liczby spleceń, podczas gdy masa liniowa pojedynczej przędzy oraz rodzaj maszyny merceryzującej ma znikomy wpływ.

4

Waxs Studies of Salix Viminalis Wood Susceptibility to Alkali Treatment

Doczekalska B., Borysiak S.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2008

|

Vol. 16, no. 6 (71)

97--100

EN

Comminuted willow wood (Salix viminalis) was treated with sodium hydroxide solutions of 10, 15, 20 and 25% NaOH concentration, for 15, 30, 45, 60 and 90 minutes for each case of NaOH concentration. The WAXS method was used to estimate the content of cellulose II with reference to a global amount of crystalline cellulose included in the wood and gravimetric measurements were performed to estimate the mass losses caused by the alkali treatment of the wood. As a result, the changes in both the index of cellulose II content and the WPG index for the treatment period and for the NaOH concentration have been determined. In particular, it was established that: i) no cellulose I/cellulose II polymorphic transformation occurs even with 90-minute action of 10% NaOH solution, ii) the index of cellulose II content ranges from 46% with 15-minute action of 15% NaOH solution to 66% with 90-minute action of 25% NaOH solution, iii) irrespective of NaOH concentration, the WPG index approaches ca. -20% with the 15-minute treatment and then increases only to ca. -24% with the 90-minute treatment.

PL

Na rozdrobnione drewno wierzbowe (Salix viminalis) działano roztworami NaOH o stężeniach: 10%, 15%, 20% i 25% przez 15, 30, 45, 60 i 90 minut dla każdego ze stężeń. Metodą WAXS wyznaczono zawartość celulozy II (wskaźnik δII ) w drewnie, a techniką grawimetryczną określono ubytki masy próbek drewna poddanego działaniu NaOH (wskaźnik WPG). Stwierdzono, że działanie 10% NaOH przez 90 minut nie powoduje przemiany polimorficznej celulozy I do celulozy II. Zawartość celulozy II wynosiła 46% dla próbek poddanych działaniu 15% roztworem NaOH przez 15 minut i 66% w wyniku działania 25% NaOH przez 90 minut. Natomiast wskaźnik WPG wynosił -20% po 15 minutowym działaniu alkaliów oraz -24% po 90 minutach ich działania.

5

Research into the Mercerization Process of Beech Wood Using the Waxs Method

Borysiak S., Doczekalska B.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2008

|

Vol. 16, no. 6 (71)

101--103

EN

The objective of this study was to establish the relationship between the condition of mercerization of beechwood (concentration of NaOH solution and time of treatment) and the degree of conversion cellulose I → cellulose II using the wide angle X-ray scattering (WAXS) method. The present study is the continuation of recently performed investigations into the determination of the efficiency of the mercerization process of various lignocellulosic fillers, such as flax and hemp fibres as well as pinewood. Our investigations indicated a significant influence of the type of natural materials and the technological parameters of the mercerization process. The studies of the supermolecular structure of beechwood showed that the conditions of mercerization had the greatest effect on the transformation of cellulose I into cellulose II. The polymorphic transformation depends on the concentration of sodium hydroxide solution as well as the time of chemical treatment. The increase in alkali concentration in the range 10% up to 25% caused an increase in the content of cellulose II. With increasing time of mercerization (from 15 to 90 minutes), the amount of cellulose II increases. The alkali treatment also caused a significant fall in the content of crystallinity of the wood. However, the shape dependence of the degree of crystallinity vs. time mercerization is similar for each concentration of sodium hydroxide solution.

PL

Poszukiwano zależności pomiędzy warunkami procesu merceryzacji na stopień konwersji celulozy I do celulozy II za pomocą WAXS jako kontynuację badań nad oceną efektywności procesu merceryzacji różnych napełniaczy lignocelulozowych, takich jak włókna lniane, konopne oraz drewno sosny. Badania wskazują na znaczący wpływ rodzaju napełniacza lignocelulozowego i parametrów technologicznych na przebieg merceryzacji. Badania wykazały, że stężenie wodorotlenku sodowego oraz czas procesu merceryzacji drewna bukowego ma istotny wpływ na transformację celulozy I do celulozy II, że wzrost stężenia NaOH powoduje zwiększenie zawartości celulozy II oraz że, zwiększanie czasu obróbki za pomocą alkaliów w 15-90 minut również powoduję wzrost tej odmiany polimorficznej celulozy. Proces merceryzacji spowodował również obniżenie stopnia krystaliczności drewna bukowego poddanego działaniu wszystkich stężeń wodorotlenku sodowego.

6

Influence of chemical treatments on inter-fibre cohesion in yarns

Gokarneshan N., Anbumani N., Subramaniam V.

Autex Research Journal

|

2007

|

Vol. 7, no. 1

48--52

EN

This paper discusses the influence of various chemical treatments on inter-fibre cohesion in yarns. Treatments given include mercerisation in slack and taut conditions, cytan, acetylation, benzyolation and enzymatic treatments. The studies reveal that the inter-fibre cohesion in yarns improve with these treatments.

7

X-ray Diffraction Study of Pine Wood Treated with NaOH

Borysiak S., Doczekalska B.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2005

|

Vol. 13, no. 5 (53)

87--89

EN

The supermolecular structure of pine wood after mercerisation by sodium hydroxide was investigated by means of wide-angle x-ray scattering (WAXS). The relationship between the condition of mercerised pine wood (Pinus silvestris L.) and the degree of transformation from cellulose I to cellulose II were analysed. It was found that the amount of cellulose II depends on the concentration of NaOH solution as well as on the time of chemical activation. The greatest efficiency of polymorphic transition of cellulose was noted in the highest concentration of sodium hydroxide solution (20 and 25%). Moreover, the rate of polymorphic conversion of cellulose by the decrease in the crystallinity of wood was estimated.

PL

W pracy badano strukturę nadcząsteczkową drewna sosnowego poddanego procesowi merceryzacji wodorotlenkiem sodu za pomocą szerokokątowej dyfrakcji promieni rentgenowskich (WAXS). Przeprowadzono analizę wpływu stosowanych warunków procesu merceryzacji na stopień transformacji fazowej celulozy I do celulozy II. Stwierdzono, że ilość celulozy II, indukowanej w procesie alkalizacji, silnie zależy od stężenia roztworu wodorotlenku sodu oraz od czasu chemicznej aktywacji drewna sosnowego. Największą efektywność transformacji fazowej w celulozie zanotowano przy stosowaniu najwyższych stężeń roztworów NaOH, tj. 20 % i 25 %. Ponadto, proces merceryzacji drewna sosnowego spowodował spadek stopnia krystaliczności celulozy.