Elektrostatické zvlákňovanie zmesí chitosan/PVA

1. Elektrostatické zvlákňovanie zmesí chitosan/PVA Michaela Súkeníková Semestrálna práca KNT, TUL Liberec 2006

2. Teória Ciel práce:Cieľom je dosiahnuť čo najvyššiu koncentráciu chitosanu v polymérnom roztoku, ktorá je ešte zvlákniteľná a vytvoriť škálu koncentrácií zvlákniteľnosti. • Závislosť priemeru vlákien na koncentracii chitosanu • Závislosť plošnej hmotnosti na koncentrácii chitosanu

3. 1. Chitosan Chitosan • deacetylovaná forma chitínu poly (N-acetyl-2-amino-2-deoxy-ß-D-glukopyranóza) • má chemickú štruktúru blízku celulóze, miesto OH- skupiny je na druhom uhlíku NH2 skupina. Chitín sa získava: • získava zo schránok kôrovcov • spracovanie odpadu z fermentačného procesu dôležitého pre výrobu kyseliny citrónovej • chitín je významnou časťou plesne Aspergillus Niger, ktorá produkuje kyselinu citrónovou ako svoj metabolit pre potravinárske účely chitosan

4. Zvlákňovánie chitosanu • Bežné vlákna z chitosanu (S. Hirano, K. Nagamura) • N-arylidenchitosan vl.- upravené vanilínom, zvlákňované do zrážacieho roztoku 10%NaOH, 30% octanu sodného, 30% Na2SO4 Roztok chitosanu rozpúšťaný: • chitosan zo schránok mäkkýšov • 2% kys. octovej a methylalkohol - zníženie viskozity • 2% roztoku kys. šťavelovej – podobné vlastnosti • Vlákna šupinatá štruktúra • Priemer vlákien 31-79 micrometrov

5. Zvlákňovanie chitosanu • El.statické zvlákňovanie roztoku chitosanu (X. Geng, O.-H. Kwon) • 7% chitosanu v 90% kyseline octovej • Priemery 130nm • Pri zvýšení elektro. statického pola sa zmenšovali 290nm-100nm Iný autor uvádza: • zmes chitosan/PVA • Rozpúšťadla 1% HCl, 5% CH3COOH, 5%LA • 12% PVA na základe zhodnej viskozity • Max. zvláknený obsah chitosanu 18,64% • Upravované vodivosť a povrchové napätie

6. 2.PVA Výroba: • Hydrolýzou polyvinylacetátu • Nahradenie acetalových skupín skupinami hydroxylovými • svoje opodstatnenie v liečebnom procese má hlavne pre svoju schopnosť viazať vodu a tvoriť gél, čo mimo iné prispieva spolu s aktívnou látkou k urýchleniu procesu hojenia v jeho určitých fázach • Testovaním na zvieratách - dokázané, že PVA s nízkou molekulovou hmotnosťou sa lepšie vstrebáva a menej zaťažuje pečeň a ľadviny než PVA s vysokou molekulovou hmotnosťou. Preto nie sú ani výrazné obavy zo strán rizík nanomatriálov s obsahom PVA.

7. Experiment Materiály: Dva druhy chitosanu: • Chitosan 10 - firma Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Japan (molekulová hmotnosť MW = 2,1.105 g/mol stupeň deacetylácia 78 %), získaný z ulít mäkkýšov • Chitosan E - firma Ambic (MW 100.000 g/mol, stupeň deacetylácia 75-80%), získaný spracovaním mycelárneho odpadu z výroby kyseliny citrónovej fermentačnou cestou s využitím plesni Rozpúšťadlo: • LA (kyselina mliečna) - 10 % roztok (fa. Medicol) Zmes s PVA: • PVA Sloviol R - firma Novácke chemické závody a.s. • Sloviol - vodný roztok PVA vyrábaný alkalickou hydrolýzou polyvinylacetátu v metanole. Molekulová hmotnosť 60 000-80000 stupeň hydrolýzy je 80

8. Experiment - Výsledky

9. Experiment - Výsledky

10. Experiment - Výsledky

11. Chitosan 10/PVA

12. Chitosan E/PVA

13. Záver • Priemery vlákien klesajú s rastúcou koncentráciou chitosanu v zmesi (z trnu, z valčeku) • Plošná hmotnosť zaznamenala v dôsledku pridania chitosanu nárast oproti plošnej hmotnosti vzorku čistého PVA z 4,6 g/m2 na 13,2 g/m2 CH10 a pre CHE z 4,6 g/m2 12,4 g/m2 pri obsahu chitosanu v zmesi 6,49% • Závisí len na výrobcovi, čo je pre neho dôležité, či výrobnosť alebo alebo koncentrácia chitosanu v zmesi

14. ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ