PL244810B1 - Sposób wytwarzania kompozycji biodegradowalnego żelu polimerowego o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach termicznych - Google Patents

Sposób wytwarzania kompozycji biodegradowalnego żelu polimerowego o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach termicznych Download PDF

Info

Publication number
PL244810B1
PL244810B1 PL440987A PL44098722A PL244810B1 PL 244810 B1 PL244810 B1 PL 244810B1 PL 440987 A PL440987 A PL 440987A PL 44098722 A PL44098722 A PL 44098722A PL 244810 B1 PL244810 B1 PL 244810B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
parts
temperature
keratin
gelatin
distilled water
Prior art date
Application number
PL440987A
Other languages
English (en)
Other versions
PL440987A1 (pl
Inventor
Mirosława Prochoń
Oleksandra Dzeikala
Szymon Szczepanik
Original Assignee
Politechnika Lodzka
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Lodzka filed Critical Politechnika Lodzka
Priority to PL440987A priority Critical patent/PL244810B1/pl
Publication of PL440987A1 publication Critical patent/PL440987A1/pl
Publication of PL244810B1 publication Critical patent/PL244810B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38Packaging materials of special type or form
    • B65D65/46Applications of disintegrable, dissolvable or edible materials
    • B65D65/466Bio- or photodegradable packaging materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/075Macromolecular gels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/011Crosslinking or vulcanising agents, e.g. accelerators

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania kompozycji biodegradowalnego żelu polimerowego o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach termicznych, z wykorzystaniem żelatyny, gliceryny, wody destylowanej, alkoholu poliwinylowego, polegający na zmieszaniu składników kompozycji w temperaturze 70 - 80°C w czasie 120 minut do osiągnięcia homogenicznej masy, a następnie na przelaniu otrzymanej w wyniku zmieszania jednolitej masy żelu do formy silikonowej i termostabilizowaniu w komorze termicznej w temperaturze 80 - 100°C w czasie 48 godzin, charakteryzuje się tym, że do wytworzenia żelu stosuje się dodatkowo aminokwas z grupy obejmującej cysteinę, hydroksyprolinę, prolinę i histydynę jako związek sieciujący w postaci roztworu w wodzie destylowanej oraz hydrolizat enzymatyczny keratyny. W procesie wytwarzania do wysuszonej żelatyny umieszczonej w reaktorze dodaje się kolejno alkohol poliwinylowy, hydrolizat enzymatyczny keratyny, bezwodną glicerynę, wodę destylowaną oraz związek sieciujący — aminokwas w postaci roztworu wodnego. Sposób polega również na tym, że do wytworzenia żelu stosuje się dodatkowo, oprócz aminokwasu z grupy obejmującej cysteinę, hydroksyprolinę, prolinę i histydynę jako związek sieciujący, w postaci roztworu w wodzie destylowanej oraz hydrolizatu enzymatycznego keratyny, także inicjator termiczny sieciowania z grupy obejmującej nadsiarczan potasu, bezwodnik kwasu ftalowego i azobis(izobutyronitryl), w postaci zawiesiny w wodzie.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozycji biodegradowalnego żelu polimerowego o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach termicznych, przeznaczonego zwłaszcza do wytwarzania folii oraz materiałów na biodegradowalne opakowania.
Niezwykle istotne w obecnych czasach jawi się zagadnienie poszuki wania alternatywnych do surowców nieodnawialnych - pochodnych, komponentów, presubstytutów wywodzących się ze źródeł odnawialnych, celem ich implementacji do materiałów przyjaznych środowisku naturalnemu. Jako tego typu materiały mogą być stosowane żele polimerowe, które zawierają naturalne komponenty lub ich pochodne, jak kolageny, algi, skrobie, celulozy, chitozany, żelatyny, kazeiny, alginiany. Jednym z najczęściej wykorzystywanych do celów farmaceutycznych i medycznych biopolimerem jest żelatyna. Jest materiałem o odpowiednich właściwościach żelujących, najczęściej wykorzystywanym do produkcji kapsułek miękkich lub twardych. Jednak ze względu na nie najlepsze parametry mechaniczne, układy żelatynowe stosowane w medycynie, nie znajdują zastosowania jako materiał na opakowania. Proponuje się więc różnego rodzaju modyfikacje układów żelatynowych. Jednym z takich sposobów jest łączenie biopolimerów kolagenowych pochodzących z dwóch różnych źródeł surowców - na przykład kolagenu wieprzowego z kolagenem z ryb (z dorsza) (czasopismo Food Chemistry, 2012, 130, 2, 335-345). Pochodne biopolimerowe łączy się ze sobą poprzez zastosowanie czynników sieciujących typu 1-etylo-3-(3-dimetyloaminopropylo) karbodiimidu (EDC) lub transglutaminazy (TGazy).
Proponuje się także układy łączące kolagen zwierzęcy z kolagenem roślinnym lub inaczej pseudo-kolagenem (opis patentowy US 9783816 B2, opis zgłoszenia wynalazku US20130289243A1, opis patentowy US9783816 B2, czasopisma: Nutrients 2020, 12(9), 2670, Food Hydrocolloids, 2002, 16, 25-34, Food Hydrocolloids, 2004, 18, 203-213). Kolagen wegański jest stosowany głównie w kosmetyce, natomiast ze względu na słabe właściwości błonotwórcze, mimo zbliżonego składu aminokwasowego do kolagenu zwierzęcego, tworzy mniej trwałe połączenia sieciujące w sieci przestrzennej kompozytów polimerów. W układach bimodalnych kolagen zwierzęcy - kolagen wegański mniejsza zawartość procentowa reszt aminokwasowych typu prolina czy hydroksyprolina odpowiadających za stabilizację struktury helikalnej białek w procesie żelowania, może wpływać na obniżenie temperatury topnienia, a w konsekwencji na formowanie na przykład folii przeznaczonej na opakowania.
Znana z czasopisma Industrial Crops and Products, 2005, 21,2, 185-192 kompozytowa folia chitozan/skrobia, powstała poprzez połączenie roztworu chitozanu o stopieniu deacetylacji 90% i dwóch termicznie żelatynizowanych skrobi kukurydzianych charakteryzowała się dobrymi parametrami mechanicznymi, lecz jednocześnie obniżonym współczynnikiem przenikalności pary wodnej (WVTR).
W przemyśle opakowań znajduje zastosowanie żelatyna w połączeniu ze środkami antybakteryjnymi (czasopismo Coatings MDPI, 2016, 6(4), 41). Dodatki do żelatyny, o właściwościach przeciwdrobnoustrojowych lub przeciwutleniających prowadzą do uzyskania folii jadalnej z wykorzystaniem w przemyśle spożywczym. Zabiegi te mają na celu ograniczenie postępu degradacji produktów spożywczych w wyniku procesów utleniania, degradacji spowodowanej transportem gazów (O2 i CO2), pary wodnej, degradacji mikrobiologicznej czy zmiany barwy produktów na przykład mięsnych w wyniku destrukcyjnego działania lipidów. Folia oparta na kompozytach żelatynowych, cechuje się słabymi parametrami przetwórczymi, mechanicznymi, barierowymi i aby te właściwości poprawić prowadzi się szeroko zakrojone badania nad opracowaniem nowych rozwiązań.
Z opisu zgłoszenia wynalazku P.440153 jest znany sposób wytwarzania kompozycji żelu polimerowego o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach termicznych, przeznaczonego zwłaszcza do wytwarzania folii lub materiału na biodegradowalne opakowania, z żelatyny, gliceryny, wody destylowanej, barwnika spożywczego oraz dodatkowo związku krzemowego z grupy związków obejmującej krzemian warstwowy nanometryczny, krzemionkę strąceniową aktywną oraz hydrofitowy krzemian warstwowy nanometryczny. Z opisu tego zgłoszenia jest także znany sposób wytwarzania kompozycji żelu polimerowego o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach termicznych, przeznaczonego zwłaszcza do wytwarzania folii lub materiału na biodegradowalne opakowania, z żelatyny, gliceryny, wody destylowanej, barwnika spożywczego oraz dodatkowo z wyżej wymienionego związku krzemowego oraz alkoholu poliwinylowego. Sposób ten polega na zmieszaniu składników kompozycji w temperaturze 70-80°C w czasie 120 minut do osiągnięcia homogenicznej masy, po czym otrzymaną jednolitą masę żelu przelewa się do formy silikonowej i termostabilizuje w komorze w temperaturze 80-100°C w czasie 48 godzin.
Z opisu patentowego PL 214486 jest znany sposób otrzymywania hydrolizatu enzymatycznego keratyny, polegający na ogrzewaniu keratyny sierści bydlęcej w 0,25 M roztworze wodnym wodorotlenku sodowego w temperaturze 85°C w czasie 2,5 godziny, następnie ustaleniu pH środowiska = 9 przy użyciu 1 M roztworu wodnego kwasu siarkowego, wprowadzeniu enzymu proteolitycznego użytego w ilości 0,0333 g na 1 g keratyny w temperaturze 50°C na czas 3 godzin i w końcu suszeniu uzyskanego produktu w temperaturze 50°C.
Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania kompozycji biodegradowalnego żelu polimerowego o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach termicznych, znajdującego zastosowanie do wytwarzania folii i materiałów na biodegradowalne opakowania.
Sposób wytwarzania kompozycji biodegradowalnego żelu polimerowego o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach termicznych, z wykorzystaniem żelatyny, gliceryny, wody destylowanej, alkoholu poliwinylowego, polegający na zmieszaniu składników kompozycji w temperaturze 70-80°C w czasie 120 minut do osiągnięcia homogenicznej masy, a następnie na przelaniu otrzymanej w wyniku zmieszania jednolitej masy żelu do formy silikonowej i termostabilizowaniu w temperaturze 80-100°C w czasie 48 godzin, według wynalazku polega na tym, że do wytworzenia żelu stosuje się dodatkowo aminokwas z grupy obejmującej cysteinę, hydroksyprolinę, prolinę i histydynę jako związek sieciujący, w postaci roztworu w wodzie destylowanej oraz hydrolizat enzymatyczny keratyny, przy czym w procesie wytwarzania do 65-75 części wagowych wysuszonej żelatyny umieszczonej w reaktorze dodaje się kolejno w częściach wagowych: 3-7 części alkoholu poliwinylowego, 3-7 części hydrolizatu enzymatycznego keratyny, 15-20 części bezwodnej gliceryny, 75-80 części wody destylowanej oraz 0,5-2 części związku sieciującego - aminokwasu w postaci 5% roztworu wodnego.
Sposób według wynalazku polega także na tym, że do wytworzenia żelu stosuje się dodatkowo aminokwas z grupy obejmującej cysteinę, hydroksyprolinę, prolinę i histydynę jako związek sieciujący, w postaci roztworu w wodzie destylowanej, hydrolizat enzymatyczny keratyny, inicjator termiczny sieciowania z grupy obejmującej nadsiarczan potasu, bezwodnik kwasu ftalowego i azobis(izobutyronitryl), w postaci zawiesiny w wodzie, przy czym w procesie wytwarzania do 65-75 części wagowych wysuszonej żelatyny umieszczonej w reaktorze dodaje się kolejno w częściach wagowych: 3-7 części alkoholu poliwinylowego, 3-7 części hydrolizatu enzymatycznego keratyny, 15-20 części bezwodnej gliceryny, 75-80 części wody destylowanej, 1,0-3,5 części inicjatora termicznego sieciowania w postaci zawiesiny w wodzie oraz 0,5-2 części związku sieciującego - aminokwasu w postaci 5% wodnego roztworu.
Stosuje się korzystnie żelatynę wieprzową 180° Bloom’a. Stosuje się korzystnie hydrolizat enzymatyczny keratyny otrzymany przez ogrzewanie keratyny sierści bydlęcej w 0,25 M roztworze wodnym wodorotlenku sodowego w temperaturze 85°C w czasie 2,5 godziny, następnie ustalenie pH środowiska = 9 przy użyciu 1 M roztworu wodnego kwasu siarkowego, wprowadzenie enzymu proteolitycznego w ilości 0,0333 g na 1 g keratyny w temperaturze 50°C na czas 3 godzin i w końcu suszenie uzyskanego produktu w temperaturze 50°C. Żelatynę suszy się korzystnie w temperaturze 60±2°C w czasie 15 minut.
Końcowy produkt sposobu wg wynalazku, w postaci płyty lub o innym dowolnym kształcie, wykazuje korzystne parametry fizyko-chemiczne w porównaniu z materiałem nie zawierającym w swoim składzie dodatków w postaci związku sieciującego i inicjatora termicznego sieciowania. Badanie statycznych właściwości mechanicznych tych produktów wykazuje poprawę właściwości wytrzymałości na rozciąganie (TSb, MPa) średnio o 40% względem kompozycji niemodyfikowanej. Wpływ zastosowanych układów sieciujących na stopień usieciowania żelu biopolimerowego przejawia się także wzrostem wydłużenia w chwili zerwania (Eb, %), średnio o 88% względem matryc odniesienia, a także poprawą parametru twardości (H, °Sh) średnio o 20%. Wprowadzenie poli(alkoholu winylowego) zwiększa udział fazy krystalicznej, co koreluje ze zwiększeniem temperatury zeszklenia od 5% do 13%, szacowanych dyfrakcją promieniowania rentgenowskiego XRD matryc żeli polimerowych oraz skaningową kalorymetrią różnicową DSC. Analiza rozkładu termograwimetrycznego TGA wykazuje wzrost ubytku masy materiału wraz ze wzrostem temperatury. Ma to związek ze stopniem usieciowania materiału, wynikającym z obecności struktur wodorotlenowych pochodzących od łańcuchów alkoholu poliwinylowego czy zastosowanych aminokwasów. Analiza spektroskopii w podczerwieni Fouriera w FTIR pokazuje między innymi wzrost intensywności pików w zakresie 1030-1040 cm-1 dla modyfikowanej aminokwasami matrycy biopolimerowej. Jest to sygnał pochodzący prawdopodobnie od grup C-OH. Widoczne są także pasma pochłaniania w zakresie 1629-1635 cm-1 dające z kolei sygnał od ugrupowań C=O. Pasma w zakresie 3270-3290 cm-1 wskazują na obecność polarnych grup O-H oraz N-H. Grupy te, odpowiadają za dużą hydrofilowość materiału, nawet po przeprowadzonej modyfikacji. Potwierdza to wyznaczony kąt zwilżania metodą goniometryczną. Kąty są mniejsze od 90°, zarówno dla wzorca jak i modyfikacji, natomiast próbki po starzeniu wykazują jeszcze mniejszy kąt świadczący o korzystniejszej zwilżalności powierzchni wytworzonych kompozytów. Przyrost intensywności pasm w zakresie 2850-2920 cm-1 może sugerować rozwinięcie łańcucha głównego żelu biopolimerowego ze względu na wzrost udziału grup C-H w materiale i powstanie dodatkowych oddziaływań oraz stabilnych wiązań strukturalnych. Ze zdjęć wykonanych elektronowym mikroskopem skaningowym SEM wynika, że wytworzona sieć wykazuje stabilność przestrzenną oraz nie posiada defektów na powierzchni. Modyfikacja żelu biopolimerowego za pomocą aminokwasów powoduje zmianę w strukturze samego materiału, co przejawia się w zmianie właściwości fizyko-chemicznych, mechanicznych oraz termicznych. Zastosowanie naturalnych składników (żelatyna, hydrolizat enzymatyczny keratyny) oraz dodatków (inicjatorów, plastyfikatorów, środków sieciujących) zapewnia całkowitą biodegradowalność i kompostowalność materiału w krótkim okresie czasu.
Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.
Przykład 1
Przygotowano w częściach wagowych:
żelatyny wieprzowej 180° Bloom’a, wysuszonej w temperaturze 60±2°C w czasie 15 minut - 70 części, alkoholu poliwinylowego PVA - 5 części, hydrolizatu enzymatycznego keratyny otrzymanego jak opisano wyżej - 5 części, wody destylowanej - 88 części, bezwodnej gliceryny - 18 części, cysteiny - 0,5 części w postaci 5% roztworu wodnego.
Najpierw żelatynę poddano procesowi suszenia w komorze termicznej przez okres 15 minut w temperaturze 60°C±2°C. Następnie odważono 70 części wysuszonej żelatyny i wprowadzono do reaktora wyposażonego w system kontroli temperatury oraz mieszania składników, po czym do reaktora kolejno wprowadzono: 5 części PVA, 5 części hydrolizatu enzymatycznego keratyny, 18 części bezwodnej gliceryny, 88 części wody destylowanej oraz 0,5 części cysteiny w postaci 5% roztworu wodnego. Całość energicznie mieszano w temperaturze od 75±2°C w łaźni olejowej w czasie 120 minut, do momentu osiągnięcia homogenicznej struktury kompozycji żelu polimerowego. Kiedy kompozycja stała się jednolita, otrzymany żel polimerowy przelano do formy silikonowej i suszono w komorze w temperaturze 80-100°C przez okres 48 godzin.
Przykład 2
Przygotowano w częściach wagowych:
żelatyny wieprzowej 180° Bloom’a, wysuszonej w temperaturze 60±2°C w czasie 15 minut - 70 części,
PVA - 5 części, hydrolizatu enzymatycznego keratyny otrzymanego jak opisano wyżej - 5 części, wody destylowanej - 88 części, bezwodnej gliceryny - 18 części, hydroksyproliny - 0,5 części w postaci 5% roztworu wodnego.
Dalej postępowano jak w przykładzie 1, przy czym zamiast roztworu cysteiny zastosowano roztwór hydroksyproliny.
P rzy kła d 3
Przygotowano w częściach wagowych:
żelatyny wieprzowej 180° Bloom’a, wysuszonej w temperaturze 60±2°C
w czasie 15 minut PVA hydrolizatu enzymatycznego keratyny otrzymanego jak opisano wyżej wody destylowanej bezwodnej gliceryny proliny - 70 części, - 5 części, - 5 części, - 88 części, - 18 części, - 0,5 części w postaci 5% roztworu wodnego.
Dalej postępowano jak w przykładzie 1, przy czym zamiast roztworu cysteiny zastosowano roztwór proliny.
Przykład 4
Przygotowano w częściach wagowych:
żelatyny wieprzowej 180° Bloom’a,
wysuszonej w temperaturze 60±2°C w czasie 15 minut PVA hydrolizatu enzymatycznego keratyny otrzymanego jak opisano wyżej wody destylowanej bezwodnej gliceryny histydyny - 70 części, - 5 części, - 5 części, - 88 części, - 18 części, - 0,5 części w postaci 5% roztworu wodnego.
Dalej postępowano jak w przykładzie 1, przy czym zamiast roztworu cysteiny zastosowano roztwór histydyny.
P rzy kła d 5
Przygotowano w częściach wagowych:
żelatyny wieprzowej 180° Bloom’a,
wysuszonej w temperaturze 60±2°C w czasie 15 minut PVA hydrolizatu enzymatycznego keratyny otrzymanego jak opisano wyżej wody destylowanej bezwodnej gliceryny nadsiarczanu potasu - 70 części, - 5 części, - 5 części, - 88 części, - 18 części, - 2,25 części w postaci zawiesiny w wodzie,
cysteiny - 0,5 części w postaci 5% roztworu wodnego.
Najpierw żelatynę poddano procesowi suszenia w komorze termicznej przez okres 15 minut w temperaturze 60°C±2°C. Następnie odważono 70 części wysuszonej żelatyny i wprowadzono do reaktora wyposażonego w system kontroli temperatury oraz mieszania składników, po czym do reaktora kolejno wprowadzono: 5 części PVA, 5 części hydrolizatu enzymatycznego keratyny, 18 części bezwodnej gliceryny, 88 części wody destylowanej, 2,25 części nadsiarczanu potasu w postaci zawiesiny w wodzie oraz 0,5 części cysteiny w postaci 5% roztworu wodnego. Całość energicznie mieszano w temperaturze od 75±2°C w łaźni olejowej w czasie 120 minut, do momentu osiągnięcia homogenicznej struktury kompozycji żelu polimerowego. Kiedy kompozycja stała się jednolita, otrzymany żel polimerowy przelano do formy silikonowej i suszono w komorze w temperaturze 80-100°C przez okres 48 godzin.
Przykład 6
Przygotowano w częściach wagowych:
żelatyny wieprzowej 180° Bloom’a,
wysuszonej w temperaturze 60±2°C w czasie 15 minut PVA - 70 części, - 5 części,
hydrolizatu enzymatycznego keratyny otrzymanego jak opisano wyżej wody destylowanej bezwodnej gliceryny bezwodnika kwasu ftalowego - 5 części, - 88 części, - 18 części, - 2,25 części w postaci zawiesiny w wodzie,
cysteiny - 0,5 części w postaci 5% roztworu wodnego.
Dalej postępowano jak w przykładzie 5, przy czym zamiast zawiesiny nadsiarczanu potasu zastosowano zawiesinę bezwodnika kwasu ftalowego.
Przykład 7
Przygotowano w częściach wagowych:
żelatyny wieprzowej 180° Bloom’a,
wysuszonej w temperaturze 60±2°C w czasie 15 minut PVA hydrolizatu enzymatycznego keratyny otrzymanego jak opisano wyżej wody destylowanej bezwodnej gliceryny azobis(izobutyronitrylu) - 70 części, - 5 części, - 5 części, - 88 części, - 18 części, - 2,25 części w postaci zawiesiny w wodzie,
cysteiny - 0,5 części w postaci 5% roztworu wodnego.
Dalej postępowano jak w przykładzie 5, przy czym zamiast zawiesiny nadsiarczanu potasu zastosowano zawiesinę azobis(izobutyronitrylu).

Claims (8)

1. Sposób wytwarzania kompozycji biodegradowalnego żelu polimerowego o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach termicznych, z wykorzystaniem żelatyny, gliceryny, wody destylowanej, alkoholu poliwinylowego, polegający na zmieszaniu składników kompozycji w temperaturze 70-80°C w czasie 120 minut do osiągnięcia homogenicznej masy, a następnie na przelaniu otrzymanej w wyniku zmieszania jednolitej masy żelu do formy silikonowej i termostabilizowaniu w komorze termicznej w temperaturze 80-100°C w czasie 48 godzin, znamienny tym, że do wytworzenia żelu stosuje się dodatkowo aminokwas z grupy obejmującej cysteinę, hydroksyprolinę, prolinę i histydynę jako związek sieciujący, w postaci roztworu w wodzie destylowanej oraz hydrolizat enzymatyczny keratyny, przy czym w procesie wytwarzania do 65-75 części wagowych wysuszonej żelatyny umieszczonej w reaktorze dodaje się kolejno w częściach wagowych: 3-7 części alkoholu poliwinylowego, 3-7 części hydrolizatu enzymatycznego keratyny, 15-20 części bezwodnej gliceryny, 75-80 części wody destylowanej oraz 0,5-2 części związku sieciującego - aminokwasu w postaci 5% roztworu wodnego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się żelatynę wieprzową 180° Bloom’a.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że żelatynę suszy się w temperaturze 60±2°C w czasie 15 minut.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się hydrolizat enzymatyczny keratyny otrzymany przez ogrzewanie keratyny sierści bydlęcej w 0,25 M roztworze wodnym wodorotlenku sodowego w temperaturze 85°C w czasie 2,5 godziny, następnie ustalenie pH środowiska = 9 przy użyciu 1 M roztworu wodnego kwasu siarkowego, wprowadzenie enzymu proteolitycznego w ilości 0,0333 g na 1 g keratyny w temperaturze 50°C na czas 3 godzin i w końcu suszenie uzyskanego produktu w temperaturze 50°C.
5. Sposób wytwarzania kompozycji biodegradowalnego żelu polimerowego o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach termicznych, z wykorzystaniem żelatyny, gliceryny, wody destylowanej, alkoholu poliwinylowego, polegający na zmieszaniu składników kompozycji w temperaturze 70-80°C w czasie 120 minut do osiągnięcia homogenicznej masy, a następnie na przelaniu otrzymanej w wyniku zmieszania jednolitej masy żelu do formy silikonowej i termostabilizowaniu w komorze termicznej w temperaturze 80-100°C w czasie 48 godzin, znamienny tym, że do wytworzenia żelu stosuje się dodatkowo aminokwas z grupy obejmującej cysteinę, hydroksyprolinę, prolinę i histydynę jako związek sieciujący, w postaci roztworu w wodzie destylowanej, hydrolizat enzymatyczny keratyny, inicjator termiczny sieciowania z grupy obejmującej nadsiarczan potasu, bezwodnik kwasu ftalowego i azobis(izobutyronitryl), w postaci zawiesiny w wodzie, przy czym w procesie wytwarzania do 65-75 części wagowych wysuszonej żelatyny umieszczonej w reaktorze dodaje się kolejno w częściach wagowych: 3-7 części alkoholu poliwinylowego, 3-7 części hydrolizatu enzymatycznego keratyny, 15-20 części bezwodnej gliceryny, 75-80 części wody destylowanej, 1,0-3,5 części inicjatora termicznego sieciowania w postaci zawiesiny w wodzie oraz 0,5-2 części związku sieciującego - aminokwasu w postaci 5% roztworu wodnego.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się żelatynę wieprzową 180° Bloom’a.
7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że żelatynę suszy się w temperaturze 60±2°C w czasie 15 minut.
8. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się hydrolizat enzymatyczny keratyny otrzymany przez ogrzewanie keratyny sierści bydlęcej w 0,25 M roztworze wodnym wodorotlenku sodowego w temperaturze 85°C w czasie 2,5 godziny, następnie ustalenie pH środowiska = 9 przy użyciu 1 M roztworu wodnego kwasu siarkowego, wprowadzenie enzymu proteolitycznego w ilości 0,0333 g na 1 g keratyny w temperaturze 50°C na czas 3 godzin i w końcu suszenie uzyskanego produktu w temperaturze 50°C.
PL440987A 2022-04-21 2022-04-21 Sposób wytwarzania kompozycji biodegradowalnego żelu polimerowego o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach termicznych PL244810B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL440987A PL244810B1 (pl) 2022-04-21 2022-04-21 Sposób wytwarzania kompozycji biodegradowalnego żelu polimerowego o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach termicznych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL440987A PL244810B1 (pl) 2022-04-21 2022-04-21 Sposób wytwarzania kompozycji biodegradowalnego żelu polimerowego o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach termicznych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL440987A1 PL440987A1 (pl) 2023-10-23
PL244810B1 true PL244810B1 (pl) 2024-03-04

Family

ID=88469716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL440987A PL244810B1 (pl) 2022-04-21 2022-04-21 Sposób wytwarzania kompozycji biodegradowalnego żelu polimerowego o polepszonych właściwościach mechanicznych i stabilnych właściwościach termicznych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL244810B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL440987A1 (pl) 2023-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Effects of chitosan molecular weight and degree of deacetylation on the properties of gelatine-based films
Shaikh et al. Physical, thermal, mechanical and barrier properties of pearl millet starch films as affected by levels of acetylation and hydroxypropylation
Loo et al. Chicken skin gelatin films with tapioca starch
Qiao et al. Molecular interactions in gelatin/chitosan composite films
Şen et al. Antimicrobial agent-free hybrid cationic starch/sodium alginate polyelectrolyte films for food packaging materials
Wilpiszewska et al. Novel hydrophilic carboxymethyl starch/montmorillonite nanocomposite films
Ge et al. Preparation of a strong gelatin–short linear glucan nanocomposite hydrogel by an in situ self-assembly process
Ghosh et al. Nanochitosan functionalized hydrophobic starch/guar gum biocomposite for edible coating application with improved optical, thermal, mechanical, and surface property
Farrag et al. Starch edible films loaded with donut-shaped starch microparticles
Sousa et al. Strategies to improve the mechanical strength and water resistance of agar films for food packaging applications
US11661486B1 (en) Crystalline nano cellulose reinforced chitosan based films for packaging and other biodegradeable applications
Tao et al. Preparation and physicochemistry properties of smart edible films based on gelatin–starch nanoparticles
Ninago et al. Enhancement of thermoplastic starch final properties by blending with poly (ɛ-caprolactone)
JP2001509528A (ja) 1,4−α−D−ポリグルカン−ベースの熱可塑性樹脂混合物、その製造法及びその使用
Edlund et al. A microspheric system: hemicellulose-based hydrogels
JP2001509526A (ja) 造形された生物分解性の物品を製造するためのバイオポリマーをベースとする熱可塑性樹脂混合物
Das et al. Compositional synergy of poly-vinyl alcohol, starch, glycerol and citric acid concentrations during wound dressing films fabrication
KR20160072652A (ko) 단백질-고분자-그래핀 옥사이드 나노복합체 및 이를 포함하는 필름
CN106432611A (zh) 一种壳聚糖季铵盐接枝聚(丙烯酸‑co‑丙烯酰胺)超吸水凝胶及其制备方法和应用
RU2604223C1 (ru) Способ получения белково-полисахаридной биоразлагаемой пленки
JP2001509525A (ja) 生分解性成形品を製造するためのデンプンを主原料とする熱可塑性混合物
RU2545293C1 (ru) Способ получения биоразлагаемой пленки
Li et al. Antimicrobial packaging film with finger wrinkles structures based on egg white and chitosan coating for fruit preservation
CN115286826A (zh) 一种羧甲基淀粉/壳聚糖/pvp复合膜及其制备方法和应用
Parmar et al. Curcumin and ZnO-NPs loaded xanthan gum and hydroxypropyl guar gum-based hydrogel film for food packaging