PL217456B1 - Sposób wytwarzania kompozytowych włókien chitozanowych - Google Patents
Sposób wytwarzania kompozytowych włókien chitozanowychInfo
- Publication number
- PL217456B1 PL217456B1 PL393022A PL39302210A PL217456B1 PL 217456 B1 PL217456 B1 PL 217456B1 PL 393022 A PL393022 A PL 393022A PL 39302210 A PL39302210 A PL 39302210A PL 217456 B1 PL217456 B1 PL 217456B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- chitosan
- temperature
- fibers
- concentration
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 title claims abstract description 58
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 49
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 39
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims abstract description 19
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 18
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 18
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 claims abstract description 13
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 230000006196 deacetylation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000003381 deacetylation reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 6
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 claims description 4
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 9
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-REOHCLBHSA-N L-lactic acid Chemical compound C[C@H](O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001432 poly(L-lactide) Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- -1 polyoxyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
Sposób wytwarzania kompozytowych włókien chitozanowych według wynalazku polega na tym, że do roztworu przędzalniczego o temperaturze 20-55°C, zawierającego chitozan o średnim ciężarze cząsteczkowym 150000-700000, stopniu deacetylacji 80-95%, stopniu polidyspersji 2-5 i stężeniu w zakresie 2-7% wagowych w wodnym roztworze kwasu octowego o stężeniu 1-3% wagowych zawierającym glicerynę w ilości 0,1-15% wagowych w stosunku do chitozanu, wprowadza się podczas mieszania homogeniczny wodny roztwór kwasu o temperaturze 40-70°C, zawierający 0,1-10% wagowych nanocząstek hydroksyapatytu i/lub fosforanu trójwapniowego oraz 0,1-3% wagowych chitozanu. Następnie otrzymany roztwór przędzalniczy po odpowietrzeniu, wytłacza się przez wielootworową filierę do kąpieli koagulacyjnej o temperaturze 25-45°C, którą stanowi wodny roztwór wodorotlenku sodowego o stężeniu 1-5% wagowych, po czym otrzymane włókna poddaje się rozciąganiu w zakresie 15-67% w wodnym roztworze wodorotlenku sodowego o stężeniu 0,1-0,5% w temperaturze 80-95°C, płukaniu w wodzie, wykańczaniu w kąpieli o temperaturze 30-75°C, zawierającej emulsję wodno-alkoholową ze środkami powierzchniowo czynnymi i suszeniu w temperaturze 40°C.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozytowych włókien chitozanowych.
Z polskiego patentu PL 160652 znany jest sposób wytwarzania włókien chitozanowych z roztworu przędzalniczego zawierającego chitozan o stężeniu 0,1-5% wagowych w wodnym roztworze kwasu, np. kwasu octowego czy cytrynowego, oraz polietylenoglikol w ilości większej niż 1% wagowy, w stosunku do masy chitozanu. Formowania włókien tym sposobem prowadzi się do alkalicznej kąpieli koagulacyjnej zawierającej wodny roztwór wodorotlenku metali alkalicznych, ewentualnie z dodatkiem alkoholi, po czym otrzymane włókna chitozanowe poddaje się wykończeniu w kąpieli wodnej oraz ewentualnie rozciąganiu.
Znany jest z polskiego zgłoszenia patentowego P.387234 sposób wytwarzania wysokowytrzymałych włókien chitozanowych polegający na tym, że do przędzalniczego roztworu zawierającego chitozan w wodnym roztworze kwasu octowego o stężeniu 2-4% wagowych oraz polioksyetylenoglikol i/lub alkohol poliwinylowy i/lub glicerynę, wprowadza się podczas mieszania homogeniczną zawiesinę nanorurek węglowych jedno- lub wielościennych. Mieszaninę tę otrzymuje się na drodze mieszania ultradźwiękami roztworu kwasu octowego zawierającego nanorurki węglowe. Tak otrzymany roztwór przędzalniczy, wytłacza się przez wielootworową filierę do kąpieli koagulacyjnej, którą stanowi wodny roztwór wodorotlenku sodowego oraz alkohol etylowy. Następnie otrzymane włókna poddaje się rozciąganiu, płukaniu, wykańczaniu i suszeniu pod stałym naprężeniem.
Z publikacji ''Preparation and biological properties of PLLA/3-TCP composites reinforced by chitosan fibers” w Biomedical Materials 2008 3 025004 znany jest sposób wytwarzania włókien chitozanowych z roztworu zawiesiny hydroksyapatytu w postaci β-TCP. Włókna te mogą być stosowane do wytwarzania skafoldów czy sztucznych kości o odpowiedniej wytrzymałości oraz porowatości.
Sposób wytwarzania kompozytowych włókien chitozanowych według wynalazku polega na tym, że do roztworu przędzalniczego o temperaturze 20-55°C, zawierającego chitozan o średnim ciężarze cząsteczkowym 150000-700000, stopniu deacetylacji 80-95%, stopniu polidyspersji 2-5 i stężeniu w zakresie 2-7% wagowych w wodnym roztworze kwasu octowego o stężeniu 1-3% wagowych zawierającym glicerynę w ilości 0,1-15% wagowych w stosunku do chitozanu, wprowadza się podczas mieszania homogeniczny wodny roztwór kwasu o temperaturze 40-70°C, zawierający 0,1-10% wagowych nanocząstek hydroksyapatytu i/lub fosforanu trójwapniowego oraz 0,1-3% wagowych chitozanu. Tak otrzymany roztwór przędzalniczy po odpowietrzeniu, wytłacza się przez wielootworową filierę do kąpieli koagulacyjnej o temperaturze 25-45°C, którą stanowi wodny roztwór wodorotlenku sodowego o stężeniu 1-5% wagowych, po czym otrzymane włókna poddaje się rozciąganiu w zakresie 15-67% w wodnym roztworze wodorotlenku sodowego o stężeniu 0,1-0,5% w temperaturze 80-95°C, płukaniu w wodzie, wykańczaniu w kąpieli o temperaturze 30-75°C, zawierającej emulsję wodno-alkoholową ze środkami powierzchniowo czynnymi i suszeniu w temperaturze 40°C.
Kąpiel koagulacyjna według wynalazku może zawierać dodatkowo sól sodową, korzystnie węglan sodu, w ilości 1-3% wagowych w stosunku do masy kąpieli koagulacyjnej.
Kąpiel koagulacyjna według wynalazku może zawierać dodatkowo alkohol etylowy w ilości 0,1-30% wagowych w stosunku do masy kąpieli koagulacyjnej.
W sposobie według wynalazku mieszanie zawiesiny hydroksyapatytu w roztworze chitozanu prowadzi się ultradźwiękami za pomocą homogenizatora ultradźwiękowego o mocy do 150 W i częstotliwości 30-40 kHz.
Metoda przygotowywania roztworu przędzalniczego zawierającego powstałe nanocząstki hydroksyapatytu i/lub fosforanu trójwapniowego zapewnia homogeniczność roztworu oraz zwiększa ich funkcjonalizację poprzez obróbkę w wodnym roztworze kwasu, a następnie w wyniku dodania roztworu chitozanu zabezpiecza przed ich ponowną agregacją. Homogeniczna zawiesina nanocząstek hydroksyapatytu i/lub fosforanu trójwapniowego wprowadzona do roztworu chitozanu w trakcie mieszania, pozwala uzyskać homogeniczny roztwór przędzalniczy zawierający nanocząstki hydroksyapatytu i/lub fosforanu trójwapniowego, z którego można formować włókna cięte oraz ciągłe w postaci wielowłókienkowej przędzy składającej się z 50-1000 filamentów o grubości elementarnego włókienka w zakresie 1,5-8,0 dtex. Dodatki wprowadzane do roztworu przędzalniczego oraz do kąpieli koagulacyjnej umożliwiają zachowanie stabilności roztworu i odpowiednią dyfuzję czynnika zobojętniającego rozpuszczalnik podczas długiego procesu formowania włókien chitozanowych. Odpowiednio długa droga i wysoka temperatura w kąpieli rozciągającej pozwala na stosowanie rozciągu włókien w zakresie 15-65%, co zabezpiecza wysoką orientację i wytrzymałość włókien. Zastosowanie w sposobie
PL 217 456 B1 według wynalazku chitozanu o wysokim ciężarze cząsteczkowym i wysokim stopniu deacetylacji oraz niskiej polidyspersji oraz odpowiednio przygotowanych nanocząstek hydroksyapatytu i fosforanu trójwapniowego umożliwia otrzymanie włókien jednorodnych o niskich wartościach rozrzutu wytrzymałości, o stukrotnie większej zawartości wapnia w stosunku do standardowych włókien chitozanowych oraz zwiększonej o 10% wytrzymałości włókien. Dzięki wprowadzeniu nanohydroksyapatytu i nanofosforanu trójwapniowego można nadać włóknom chitozanowym odpowiednią funkcjonalność poprzez zwiększoną zawartość wapnia we włóknach.
Wprowadzenie nanocząstek związków zawierających wapń do roztworu przędzalniczego chitozanu wpływa korzystnie na właściwości przędne nie zmieniając jego pozostałych właściwości, a z drugiej strony wpływa korzystnie na proces formowania włókien, bowiem umożliwia formowanie włókien do kąpieli zawierającej mniejsze ilości wodorotlenku sodu, co ułatwia proces płukania włókien. Wprowadzenie węglanu sodu do kąpieli koagulacyjnej wraz ze zmniejszoną zawartością wodorotlenku sodowego korzystnie wpływa na proces formowania, umożliwiając stosowanie rozciągu do 70% i zwiększenie prędkości formowania włókien do 35 m/min, co nie było możliwe przy formowaniu włókien z roztworu chitozanu bez dodatku nanocząstek apatytów.
Włókna chitozanowe otrzymywane sposobem według wynalazku mogą być stosowane do wytwarzania włóknin, tkanin lub dzianin do specjalnych zastosowań medycznych, opatrunkowych, konstrukcyjnych, do wytwarzania protez długich sztucznych kości czy chrząstek.
Włókna chitozanowe według wynalazku mogą być także stosowane do budowy różnego rodzaju skafolów czy hodowli komórkowych, gdzie zalecane jest by w środowisku były cząstki wapnia i fosforu. Włókna wytwarzane według wynalazku zawierają do 100 razy więcej wapnia w stosunku do klasycznych włókien chitozanowych.
Sposób według wynalazku ilustrują podane niżej przykłady nie ograniczając jego zakresu.
P r z y k ł a d I. 26,91 g chitozanu, charakteryzującego się średnim ciężarem cząsteczkowym 326 000, stopniem deacetylacji SD = 82,4%, zawartością popiołu 0,24% i wilgotnością 7,1%, wprowadzono do mieszalnika, w którym znajdowało się 473,09 g wodnego roztworu kwasu octowego o stężeniu 3% i temperaturze 20°C. Następnie podczas mieszania wodnej zawiesiny chitozanu wprowadzono 2,5 g gliceryny. Otrzymano roztwór chitozanu o stężeniu 5% wag. w roztworze kwasu octowego o stężeniu 3% wag. Proces rozpuszczania chitozanu prowadzono przez 60 minut w temperaturze 20-55°C. Następnie do 500 g wytworzonego roztworu chitozanu o lepkości dynamicznej 52500 mPas wprowadzono, podczas mieszania, 100 g homogenicznego wodnego roztworu kwasu octowego o stężeniu 2,5% wag. i temperaturze 40°C, zawierającego 2 g fosforanu trójwapniowego w postaci krystalicznej β-TCP i 2 g chitozanu. Roztwór przędzalniczy chitozanu zawierający nanocząstki fosforanu wapniowego o rozmiarach w zakresie 28-164 nm, mieszano przez 1 godzinę, a następnie po przefiltrowaniu i odpowietrzeniu, umieszczono w zbiorniku ciśnieniowym. Roztwór przędzalniczy charakteryzował się lepkością 7500 mPas oraz zawartością chitozanu 4,68%, fosforanu wapniowego 0,333% kwasu octowego 2,5%. Pompką przędzalniczą podawano roztwór przez filtr talerzowy do głowicy formującej wyposażonej w dyszę platynowo-rodową posiadającą 150 otworów o średnicy 80 μm do kąpieli koagulacyjnej o temperaturze 32°C, w której następowało zestalenie polimeru w postaci wiązki włókien. Kąpiel koagulacyjną stanowił wodny roztwór wodorotlenku sodowego o stężeniu 3% wag. i temperaturze 30°C. Uformowane włókna poddano rozciąganiu przy R = 33% w wodnej kąpieli o temperaturze 85°C zawierającej 0,5% wag. wodorotlenku sodowego. Następnie włókna płukano w wodzie o temperaturze 75°C, po czym poddano je wykańczaniu w wodnym roztworze alkoholu etylowego o stężeniu 50% wag. i temperaturze 45°C. Włókna odbierano z prędkością 31,5 m/mm w postaci ciągłej 150-włókienkowei przędzy. Wiązka włókien chitozanowych zawierających nanocząstki fosforanu wapniowego była łatwo odwijana, elementarne włókna nie były sklejone co umożliwiało ich zastosowanie do dalszego przerobu. W kolejnym etapie włókna cięto na odcinki o długości od 6 do 60 mm.
Otrzymano włókna chitozanowe w postaci ciągłej, charakteryzujące się masą liniową 4,48 dtex, współczynnikiem zmienności masy liniowej 2,48%, wytrzymałością 7,83 cN/tex, współczynnikiem zmienności siły zrywającej 14,2%, wydłużeniem 22,2%, współczynnikiem zmienności wydłużenia 25,2% i zawartością wapnia równą 1,66 mg/kg.
P r z y k ł a d II. Do 500 g roztworu chitozanu jak w przykładzie I, wprowadzono podczas mieszania 100 g homogenicznego wodnego roztworu kwasu octowego o stężeniu 2,5% wag. i temperaturze 50°C, zawierającego 2 g hydroksyapatytu i 2 g chitozanu. Roztwór przędzalniczy chitozanu zawierający nanocząstki hydroksyapatytu o rozmiarach w zakresie 417-1495 nm mieszano przez 1 godzinę, a następnie po przefiltrowaniu i odpowietrzeniu, umieszczono w zbiorniku ciśnieniowym. Roztwór
PL 217 456 B1 przędzalniczy charakteryzujący się lepkością 9250 mPas oraz zawartością: 4,68% chitozanu, 0,333% hydroksyapatytu i 2,7% kwasu octowego, po przefiltrowaniu i odpowietrzeniu, formowano jak w przykładzie I, po czym otrzymane włókna rozciągano, płukano, wykańczano i suszono jak w przykładzie I. Włókna odbierano z prędkością 31,5 m/min w postaci ciągłej 150-włókienkowej przędzy. Wiązka włókien chitozanowych zawierających nanocząstki hydroksyapatytu była łatwo odwijana, elementarne włókna nie były sklejone, co umożliwiało ich zastosowanie do dalszego przerobu. W kolejnym etapie włókna cięto na odcinki o długości od 6 do 60 mm.
Otrzymano włókna chitozanowe w postaci ciągłej, charakteryzujące się masą liniową włókna 4,65 dtex, współczynnikiem zmienności masy liniowej 1,93%, wytrzymałością 6,89 cN/tex, współczynnikiem zmienności siły zrywającej 15,2%, wydłużeniem 19,4%, współczynnikiem zmienności wydłużenia 46,2% i zawartością wapnia równą 5,76 mg/kg.
P r z y k ł a d III. Do 500 g roztworu przędzalniczego chitozanu, jak w przykładzie I, wprowadzono podczas mieszania 200 g homogenicznego roztworu nanocząstek fosforanu trójwapniowego o składzie jak w przykładzie I i 100 g roztworu hydroksyapatytu o składzie jak w przykładzie II. Roztwór przędzalniczy charakteryzował się lepkością 1750 mPas oraz zawierał 4,08% chitozanu, 2,4% kwasu octowego oraz 0,252% hydroksyapatytu i 0,707% fosforanu trójwapniowego, o wielkości nanocząstek w zakresie 12-58 nm. Roztwór przędzalniczy, po przefiltrowaniu i odpowietrzeniu, formowano jak w przykładzie I, po czym otrzymane włókna rozciągano, płukano, wykańczano i suszono jak w przykładzie I. Włókna odbierano z prędkością 33,5 m/min w postaci ciągłej 150-włókienkowej przędzy. Wiązka włókien chitozanowych zawierających nanocząstki hydroksyapatytu i fosforanu trójwapniowego była łatwo odwijana ze szpuli, elementarne włókna nie były sklejane, co umożliwia ich zastosowanie do dalszego przerobu.
Otrzymano włókna chitozanowe w postaci ciągłej, charakteryzujące się masą liniową włókna 3,28 dtex, współczynnikiem zmienności masy liniowej 1,98%, wytrzymałością 7,01 cN/tex, współczynnikiem zmienności siły zrywającej 18,1%, wydłużeniem 6,7%, współczynnikiem zmienności wydłużenia 28,2% i zawartością wapnia równą 14,35 mg/kg.
P r z y k ł a d IV. Roztwór przędzalniczy zawierający nanocząstki fosforanu trójwapniowego i hydroksyapatytu o właściwościach jak w przykładzie III, po przefiltrowaniu i odpowietrzeniu, formowano jak w przykładzie I. Kąpiel koagulacyjną stanowił wodny roztwór wodorotlenku sodowego o stężeniu 1,6% oraz 1,7% węglanu sodowego o temperaturze 30°C. Uformowane włókna poddano rozciąganiu przy R = 67% w wodnej kąpieli o temperaturze 85°C zawierającej 0,5% wodorotlenku sodowego. Następnie włókna płukano w wodzie o temperaturze 40°C, po czym poddano je wykańczaniu w wodnym roztworze alkoholu etylowego o stężeniu 50% wag. i temperaturze 45°C. Włókna odbierano z prędkością 28,2 m/min w postaci ciągłej 150-włókienkowej przędzy. Wiązka włókien chitozanowych zawierających nanocząstki fosforanu trójwapniowego i hydroksyapatytu była łatwo odwijana ze szpuli, elementarne włókna nie były sklejone, co umożliwia ich zastosowanie do dalszego przerobu.
Otrzymano włókna chitozanowe w postaci ciągłej, charakteryzujące się masą liniową włókna 3,64 dtex, współczynnikiem zmienności masy liniowej 2,12%, wytrzymałością 7,64 cN/tex, współczynnikiem zmienności siły zrywającej 22,6%, wydłużeniem 16,3%, współczynnikiem zmienności wydłużenia 18,7% i zawartością wapnia równą 13,95 mg/kg.
Claims (4)
1. Sposób wytwarzania kompozytowych włókien chitozanowych z roztworów chitozanu w wodnych roztworach kwasów zawierających apatyty, formowanych do alkalicznych kąpieli koagulacyjnych, znamienny tym, że do roztworu przędzalniczego o temperaturze 20-55°C, zawierającego chitozan o średnim ciężarze cząsteczkowym 150000-700000, stopniu deacetylacji 80-95%, stopniu polidyspersji 2-5 i stężeniu w zakresie 2-7% wagowych w wodnym roztworze kwasu octowego o stężeniu 1-3% wagowych zawierającym glicerynę w ilości 0,1-15% wagowych w stosunku do chitozanu, wprowadza się podczas mieszania homogeniczny wodny roztwór kwasu o temperaturze 40-70°C, zawierający 0,1-10% wagowych nanocząstek hydroksyapatytu i/lub fosforanu trójwapniowego oraz 0,1-3% wagowych chitozanu, następnie tak otrzymany roztwór przędzalniczy po odpowietrzeniu, wytłacza się przez wielootworową filierę do kąpieli koagulacyjnej o temperaturze 25-45°C, którą stanowi wodny roztwór wodorotlenku sodowego o stężeniu 1-5% wagowych, po czym otrzymane włókna poddaje się rozciąganiu w zakresie 15-67% w wodnym roztworze wodorotlenku sodowego o stężeniu 0,1-0,5% w temPL 217 456 B1 peraturze 80-95°C, płukaniu w wodzie, wykańczaniu w kąpieli o temperaturze 30-75°C, zawierającej emulsję wodno-alkoholową ze środkami powierzchniowo czynnymi i suszeniu w temperaturze 40°C.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kąpiel koagulacyjna zawiera sól sodową, korzystnie węglan sodu, w ilości 1-3% wagowych w stosunku do masy kąpieli koagulacyjnej.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kąpiel koagulacyjna zawiera alkohol etylowy w ilości 0,1-30% wagowych w stosunku do masy kąpieli koagulacyjnej.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszanie zawiesiny hydroksyapatytu w roztworze chitozanu prowadzi się ultradźwiękami za pomocą homogenizatora ultradźwiękowego o mocy do 150 W i częstotliwości 30-40 kHz.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL393022A PL217456B1 (pl) | 2010-11-23 | 2010-11-23 | Sposób wytwarzania kompozytowych włókien chitozanowych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL393022A PL217456B1 (pl) | 2010-11-23 | 2010-11-23 | Sposób wytwarzania kompozytowych włókien chitozanowych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL393022A1 PL393022A1 (pl) | 2012-06-04 |
| PL217456B1 true PL217456B1 (pl) | 2014-07-31 |
Family
ID=46210594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL393022A PL217456B1 (pl) | 2010-11-23 | 2010-11-23 | Sposób wytwarzania kompozytowych włókien chitozanowych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL217456B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210346831A1 (en) * | 2020-05-08 | 2021-11-11 | G6 Materials Corp. | Antiviral graphene oxide air filtration device and associated methods |
-
2010
- 2010-11-23 PL PL393022A patent/PL217456B1/pl unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210346831A1 (en) * | 2020-05-08 | 2021-11-11 | G6 Materials Corp. | Antiviral graphene oxide air filtration device and associated methods |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL393022A1 (pl) | 2012-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Doustdar et al. | Effect of glutaraldehyde and calcium chloride as different crosslinking agents on the characteristics of chitosan/cellulose nanocrystals scaffold | |
| KR102006836B1 (ko) | 다당류 섬유의 제조 방법, 이를 포함하는 상처 피복재, 상처 피복재의 제조 방법, 및 다당류 섬유의 제조 장치 | |
| Dobrovolskaya et al. | Effect of chitin nanofibrils on electrospinning of chitosan-based composite nanofibers | |
| JP2822174B2 (ja) | キチンキトサン繊維及び構造体の製造法 | |
| US8741197B2 (en) | Antimicrobial, antifungal and antiviral rayon fibers | |
| JP2014502678A (ja) | ヒアルロナン繊維，その調製方法及び使用 | |
| CN106435830A (zh) | 一种高强度壳聚糖复合纤维及其制备方法 | |
| Mollahosseini et al. | Recycling of waste silk fibers towards silk fibroin fibers with different structures through wet spinning technique | |
| Zhou et al. | Fabrication and characterization of fibrous HAP/PVP/PEO composites prepared by sol-electrospinning | |
| US9192696B2 (en) | Artifact for osseous repair and method for forming the same | |
| CN106672933B (zh) | 羟基磷灰石超长纳米线宏观尺度有序结构材料的制备方法 | |
| CN108607116B (zh) | 一种竹纤维/纳米磷灰石复合材料及其制备方法 | |
| Lai et al. | The relationship between microstructure and in vivo degradation of modified bacterial cellulose sponges | |
| CN101249282B (zh) | 一种用于骨修复的生物复合材料的制备方法 | |
| JPS6059123A (ja) | キトサン繊維の製造方法 | |
| PL217456B1 (pl) | Sposób wytwarzania kompozytowych włókien chitozanowych | |
| CN1318583A (zh) | 甲壳素/纤维素共混材料及其制法和用途 | |
| DE102011105372A1 (de) | Stabile, wässrige Protein-Lösung oder Protein-Dispersion, Verfahren zur Herstellung der stabilen, wässrigen Lösung oder Dispersion und Verfahren zur Herstellung von Form-oder Flächengebilden, Imprägnierungen oder Beschichtungen aus der stabilen, wässrigen Protein-Lösung oder Protein-Dispersion sowie deren Verwendung | |
| JP2013204205A (ja) | 消臭性再生セルロース繊維、その製造方法及び繊維構造物 | |
| CN104695046A (zh) | 一种多层结构复合纤维的制备方法 | |
| Hablee et al. | Effect of poly (ethylene glycol) on the injectability, setting behavior and mechanical properties of calcium phosphate bone cement | |
| CN115161885A (zh) | 一种含均分散生物驻极体的高过滤效率聚乳酸纳米纤维膜及其制备方法 | |
| KR20170050909A (ko) | 흡수성이 우수한 천연 기능성 섬유가 포함된 부직포의 제조방법 | |
| CN105031722A (zh) | 用于骨修复支架的改性细菌纤维素及其制备方法 | |
| RU2715338C1 (ru) | Способ получения нанокомпозита для регенерации костной ткани |