Antybakteryjne w³ókna poliestrowe zawieraj¹ce jony srebra



Podobne dokumenty
Sposób wytwarzania poliestrowych nici chirurgicznych o właściwościach antybakteryjnych. (74) Pełnomocnik:

W y d z i a l - O c h r o n y S r o d o w i s k a U r z a, d M i a s t a P o z n a n i a

W rozdziale tym omówione będą reakcje związków nieorganicznych w których pierwiastki nie zmieniają stopni utlenienia. Do reakcji tego typu należą:

BADANIA WYTRZYMA OŒCI NA ŒCISKANIE PRÓBEK Z TWORZYWA ABS DRUKOWANYCH W TECHNOLOGII FDM

Małopolski Konkurs Chemiczny dla Gimnazjalistów

Otrzymywanie i charakterystyka kompozytów polipropylenowych

Uretanowe elastomery magnetoreologiczne aktywowane polem magnetycznym

Test F- Snedecora. będzie zmienną losową chi-kwadrat o k 1 stopniach swobody a χ

Zapisz wzory form kwasu asparaginowego i lizyny występujących w roztworze: a) silnie kwasowym b) silnie zasadowym

Badania wybranych w³aœciwoœci mechanicznych wyrobów z poliamidów i innych tworzyw konstrukcyjnych (uzupe³nienie)

TEST Systematyka związków nieorganicznych; Wersja A

VRRK. Regulatory przep³ywu CAV

Poliestrowe protezy naczyniowe antybakteryjne i atrombogenne biomateria³y

Plan naprawczy. Sokółka 2006/2007. Opracowanie: Urszula Bronowicz Henryka Sarosiek ElŜbieta Plichta Katarzyna Dykiel Tomasz Mucuś

Proekologiczna instalacja pilotażowa do produkcji emulsji asfaltowych modyfikowanych nanostrukturami z polimerów odpadowych

VI Seminarium Spektrochemu Optymalizacja jakościowa i cenowa technologii wytwarzania wodorozcieńczalnych farb i tynków dyspersyjnych

ANTYBAKTERYJNE I ANTYGRZYBICZE WŁÓKNA POLIAMIDOWE

POMIARY OŒWIETLENIA DRÓG EWAKUACYJNYCH I STANOWISK PRACY WE WNÊTRZACH

KLUCZ ODPOWIEDZI KONKURS PRZEDMIOTOWY DLA UCZNIÓW SZKÓŁ GIMNAZJALNYCH WOJEWÓDZTWA PODKARPACKIEGO Przedmiot: CHEMIA C A C C B A B B D B C D A A

WPŁYW PROCESU TARCIA NA ZMIANĘ MIKROTWARDOŚCI WARSTWY WIERZCHNIEJ MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH

Materiały dodatkowe do zajęć z chemii dla studentów

Laserowe modyfikowanie materia³ów polimerowych

ROZWIĄZANIA ZADAŃ Zestaw P3 Odpowiedzi do zadań zamkniętych

MODEL ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA ARKUSZA EGZAMINACYJNEGO 2006

Redoksymetria. Redoksymetria obejmuje metody analizy miareczkowej oparte na reakcjach utleniania i redukcji.

wentylatory dachowe RFHV

TEST WIADOMOŚCI: Równania i układy równań

KARTY PRACY UCZNIA. Twierdzenie Pitagorasa i jego zastosowanie. samodzielnej pracy ucznia. Zawarte w nich treści są ułożone w taki sposób,

C O A C H I N G Oferta wspó³pracy

Polska-Warszawa: Usługi w zakresie doradztwa prawnego i reprezentacji prawnej 2015/S

178 B. Jakimiak i in. Nr 2 Zastosowanie tekstyliów o takich w³aœciwoœciach mo e mieæ znaczenie w przeciêciu dróg transmisji zaka eñ szpitalnych i poza

PRACE. Instytutu Szk³a, Ceramiki Materia³ów Ogniotrwa³ych i Budowlanych. Nr 3

Testowanie in vitro biopreparatów dostępnych komercyjnie:

Zestawienie obowiązków sprawozdawczych w zakresie gospodarki odpadami w I połowie 2015 r.

1. Obliczenie SDR pojazdów silnikowych ogółem w punkcie pomiarowym typu P

W. Guzicki Zadanie 23 z Informatora Maturalnego poziom rozszerzony 1

Sprawozdanie z reakcji charakterystycznych anionów.

Publikacje pracowników Katedry Inżynierii Materiałowej w 2010 r.

PASZPORT DLA ZWIERZĄT DOMOWYCH

Hydrauliczne kontrolery prêdkoœci si³owników pneumatycznych

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII... DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2011/2012 eliminacje wojewódzkie

Egzamin / zaliczenie na ocenę*

Twórz z nami nowe materiały o doskonałych właściwościach. Instytut Polimerów

PRZETWORNIK NAPIĘCIE - CZĘSTOTLIWOŚĆ W UKŁADZIE ILORAZOWYM

OCENA PODATNOŒCI ZESPOLENIA NA PODSTAWIE WYNIKÓW BADANIA MOSTU DROGOWEGO POD OBCI ENIEM SAMOCHODAMI

K a1 >> K a2 >> K a3 K a3 = 10-12,3. kwasu reaguje z 2 molami NaOH), zaś w obecności jonów wapnia bądź srebra jak kwas triprotonowy

KLASA DRUGA, SEMESTR DRUGI. Kwasy 1. Poznajemy elektrolity i nieelektrolity. Temat lekcji Treści nauczania. Wymagania edukacyjne

Kwasy 1. Poznajemy elektrolity i nieelektrolity. Temat lekcji Treści nauczania. Wymagania edukacyjne. Tytuł rozdziału w podręczniku.

PL B1. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL BUP 21/10

Badanie przesiewowe na obecność bakterii CPE Informacje dla pacjentów

ĆWICZENIE 5A. sodowego oraz palmitynianu potasu. Objętości roztworów oraz ich stężenie podane zostaną przez prowadzącego ćwiczenie.

Jak wynagradzani są specjaliści i menedżerowie z branży IT oraz Telekomunikacji?

Karta pracy: Ćwiczenie 5.

WZORCOWANIE MŁOTÓW WAHADŁOWYCH CHARPY EGO

WZÓR SPRAWOZDANIA WÓJTA, BURMISTRZA LUB PREZYDENTA MIASTA Z REALIZACJI ZADAŃ Z ZAKRESU GOSPODAROWANIA ODPADAMI KOMUNALNYMI

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z Chemii dla uczniów gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2014/2015

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW

Przedmiot: Ćwiczenia laboratoryjne z chemii budowlanej

Raport termowizyjny z badania jakości izolacji ISOBOOSTER ocieplającej poddasze

Dysocjacja elektrolityczna, przewodność elektryczna roztworów

1. Wstêp METODA PLANOWANIA I KONTROLOWANIA REALIZACJI PRZEDSIÊWZIÊÆ BUDOWLANYCH: STUDIUM PRZYPADKU. Agata Czarnigowska*, Anna Sobotka**

ZESPÓŁ DO SPRAW ORGANIZACYJNO- GOSPODARCZYCH

Temat: Mnożenie liczby całej przez ułamek. Obliczanie ułamka z danej liczby.

IX OGÓLNOPOLSKI KONKURS IM. EUGENIUSZA PIASECKIEGO

Ceny energii elektrycznej dla małych odbiorców

XLIX OLIMPIADA CHEMICZNA. Olimpiady Chemicznej. Podać wzory strukturalne głównych produktów organicznych A, B, C i D następujących

BIOPREPARATY W OCHRONIE I U YTKOWANIU ŒRODOWISKA SPIS TREŒCI

Rodzaj odpadów. Opakowania z tworzyw sztucznych. Opakowania z tworzyw sztucznych. Opakowania ze szkła Zużyte opony 4,4 R12

Kuratorium Oświaty w Lublinie

Obliczanie stężeń roztworów

6. ph i ELEKTROLITY. 6. ph i elektrolity

Poli(estro-węglany) i poliuretany otrzymywane z surowców odnawialnych - pochodnych kwasu węglowego

Asocjacyjne poliuretanowe modyfikatory w³aœciwoœci reologicznych wodnych dyspersji polimerów

Informacja do zadań 1. i 2. Zadanie 1. (2 pkt) Zadanie 2. (2 pkt)

WPŁYW SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA NA WŁASNOŚCI TERMOFIZYCZNE STALIWA W STANIE STAŁYM

OPRACOWANIE MODELI 3D UCHWYTÓW OBRÓBKOWYCH NA OBRABIARKI STEROWANE NUMERYCZNIE PRZY WYKORZYSTANIU SYSTEMÓW CAD/CAM

Spis treści. Wstęp 11

Jednolity Plik Kontrolny.

Wp³yw promieniowania laserowego na cienkie b³ony kolagenowe

Sprzęt laboratoryjny: Próby wstępne

15. DESTYLACJA. Sprawdzono w roku 2015 przez T. Tuzimskiego. Temperatura wrzenia i prężność pary

Ćwiczenie 1. Sporządzanie roztworów, rozcieńczanie i określanie stężeń

Artykuł 2 Niniejsze rozporządzenie wchodzi w życie siódmego dnia po jego opublikowaniu w Dzienniku Urzędowym Unii Europejskiej.

BINGO LOTTO INSTRUKCJA. zabawka i gra rekomendowany wiek: od lat 5 liczba graczy: 2-18

ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA POZIOM PODSTAWOWY

WIELKOŒÆ PRODUKCJI I IMPORTU SOLI KAMIENNEJ W POLSCE W OKRESIE OSTATNICH PIÊCIU LAT ( )

Matematyka:Matematyka I - ćwiczenia/granice funkcji

Skurcz przetwórczy wyprasek a warunki wtryskiwania *)

MODYFIKOWANE WŁÓKNA POLIPROPYLENOWE DO ZASTOSOWA MEDYCZNYCH

Antybakteryjne włókna celulozowe

Osiedle Podskarpie w Będzinie Ocena opłacalności zmiany oświetlenia ulicznego na wersję LED

Opis modułu kształcenia Technologia tworzyw sztucznych

wentylatory dachowe RF

INSTRUKCJA LABORATORYJNA NR 6-WC WYMIENNIK CIEPŁA

2 E Jodan(VII) potasu

ZARZĄDZENIE NR B BURMISTRZA MIASTA BIERUNIA. z dnia 31 sierpnia 2015 r.

Elektrochemia - prawa elektrolizy Faraday a. Zadania

3p - za poprawne obliczenie stężenia procentowego i molowego; 2p - za poprawne obliczenie jednej wymaganej wartości;

WZORU UŻYTKOWEGO <9)PL m 63278

Transkrypt:

668 POLIMERY 2010, 55,nr9 AGNIESZKA KARASZEWSKA 1) ), JADWIGA BUCHEÑSKA 2) Antybakteryjne w³ókna poliestrowe zawieraj¹ce jony srebra Cz. I. MODYFIKACJA W ÓKIEN Streszczenie Opracowano dwuetapow¹ metodê modyfikacji w³ókien poliestrowych z poli(tereftalanu etylenu) (PET), w wyniku której otrzymano w³ókna o w³aœciwoœciach antybakteryjnych przeznaczonych na nici chirurgiczne do zastosowañ medycznych. Na pierwszym etapie modyfikacji do makrocz¹steczek powierzchniowej warstwy polimeru wprowadzano grupy karboksylowe na drodze szczepienia PET kwasem metakrylowym lub akrylowym. Na drugim etapie zaszczepione w³ókna napawano roztworem biocydu nasycaj¹c je jonami srebra (AgNO 3 ). Metod¹ grawimetryczn¹, na podstawie okreœlonych badaniami stopni szczepienia (X), wyznaczono teoretyczn¹ iloœæ grup COOH, a nastêpnie analitycznie zweryfikowano poprawnoœæ obliczeñ. Oceniono, e stopieñ napawania w³ókien biocydem (Z Ag ) roœnie wraz ze stopniem szczepienia, zale y wiêc od iloœci wprowadzonych do ³añcucha polimeru grup karboksylowych a tak e od stê enia roztworu AgNO 3. S³owa kluczowe: w³ókna poliestrowe, poli(tereftalan etylenu), szczepienie, kwas akrylowy, napawanie biocydem, w³aœciwoœci antybakteryjne. ANTIMICROBIAL POLYESTER FIBERS CONTAINING SILVER IONS. PART I. FIBERS MODIFI- CATION Summary A two-stage modification method of polyester fibers, derived from poly(ethylene terephthalate), possessing antimicrobial properties and designated for use as surgical thread and for other medical applications has been presented. In the first stage, carboxylic groups were introduced into the macromolecules of the polymer surface layer by grafting PET with methacrylic or acrylic acid. In the second stage, the grafted fibers were padded with biocide solution with the purpose of depositing silver ions (AgNO 3 ) on them. The theoretical amount of COOH groups was determined based on the studies of their degree of grafting (X, Table 1) performed by gravimetric methods, and the obtained values verified by analytical methods (Figs. 1, 2). It was observed that the concentration of padded biocide (Z Ag, Table 3) increases with an increase in the degree of carboxylic groups grafted into the polymer chain and also on the concentration of the padding Ag(NO 3 ) solution (Table 4). Key words: polyester fibers, poly(ethylene terephthalate), grafting, acrylic acid, padding with biocide, antimicrobial properties. 1) Instytut W³ókiennictwa, ul. Brzeziñska 5/15, 92-103 ódÿ; e-mail: akaraszewska@iw.lodz.pl 2) Politechnika ódzka, Wydzia³ Technologii Materia³owych i Wzornictwa Tekstyliów, ul. eromskiego 116, 90-543 ódÿ; e-mail: jbuchens@p.lodz.pl Do grupy biomateria³ów implantowanych do organizmu zalicza siê m.in. nici chirurgiczne, bêd¹ce jednymi z najbardziej rozpowszechnionych wszczepów przeznaczonych do bezpoœredniego czasowego albo trwa³ego kontaktu z tkankami ywego organizmu [1]. Idealne nici chirurgiczne powinny byæ odpowiednio wytrzyma³e, nietoksyczne i niedra ni¹ce, porêczne dla chirurga, ³atwe do sterylizacji. Nie mog¹ wywo³ywaæ odczynu tkankowego, wykazywaæ kapilarnoœci, nie powinny te byæ zbyt kosztowne [2]. Trudnoœci z opracowaniem idealnej nici chirurgicznej wynikaj¹ z faktu, e stawiane wymagania przynajmniej czêœciowo siê wykluczaj¹, w tym przypadku d¹ enie do idea³u to przede wszystkim poszukiwanie nici wywo³uj¹cej minimalny odczyn tkanek. Œrodowisko wewnêtrzne szpitala sprzyja zaka eniom bardzo czêsto wystêpuj¹cym w miejscach gojenia siê ran pooperacyjnych. Zaka enie rany na ogó³ wywo³uj¹ gronkowce Staphylococcus aureus i Staphylococcus epidermidis, rzadziej E. coli. ród³em zaka eñ mo e byæ w³asna flora bakteryjna chorego albo innych pacjentów przenoszona drog¹ kropelkow¹ lub bezpoœrednio poprzez przedmioty b¹dÿ personel.

POLIMERY 2010, 55, nr9 669 Wed³ug danych z 2002 roku, w USA nici chirurgiczne wywo³a³y infekcje u ponad 1 mln pacjentów generuj¹c wydatek 2,5 miliarda dolarów [3]. W Katedrze W³ókien Sztucznych Politechniki ódzkiej opracowano metodê dwuetapowej modyfikacji w³ókien poliestrowych przeznaczonych na nici chirurgiczne [4 11]. W wyniku szczepienia w³ókien kwasem akrylowym lub metakrylowym (pierwszy etap modyfikacji) uzyskano w³ókna o zmieniaj¹cym siê w szerokim zakresie stopniu szczepienia (X). Na drugim etapie procesu, w celu nadania antybakteryjnych w³aœciwoœci, do tak modyfikowanego materia³u wprowadzano roztwór biocydu. Za³o on¹ aktywnoœæ antybakteryjn¹ modyfikowanych w³ókien uzyskano stosuj¹c jako biocyd antybiotyk z grupy amikoglikozydów (amikacynê) lub pochodn¹ penicylin (amoksycylinê) [12] b¹dÿ te inne leki [11]. Ze wzglêdu na zwiêkszaj¹c¹ siê opornoœæ bakterii na antybiotyki i antyseptyki, skuteczn¹ alternatywê takiego sposobu przeciwdzia³ania infekcji mog¹ stanowiæ pow³oki srebrowe. Skutecznoœæ antybakteryjna jonów srebra wynika z ich wielop³aszczyznowego oddzia³ywania na komórki bakterii, mianowicie: atakuj¹ j¹dro bakterii wi¹ ¹ siê z ich DNA i uszkadzaj¹ w ten sposób replikacjê komórek bakterii; zaburzaj¹c przemieszczanie siê elektronów ograniczaj¹ proces wytwarzania przez bakterie energii, tym samym proliferacja (rozrost) bakterii zostaje zahamowana; ³¹cz¹ siê z b³on¹ komórkow¹ bakterii, zak³ócaj¹c jej funkcje; blokuj¹ enzymy powoduj¹c przerwanie procesów fizjologicznych [13]. Jak wynika z doniesieñ literaturowych [14 16] jony srebra wprowadzone do uszkodzonej tkanki organizmu (rany ostrej i/lub przewlek³ej) wykazuj¹ dzia³anie zarówno bakteriobójcze, jak i regeneruj¹ce, niejednokrotnie efektywniejsze ni antybiotyk. Modyfikowane wyroby zawieraj¹ce srebro nie dzia³aj¹ toksycznie na ustrój biorcy a ponadto zmniejszaj¹ podatnoœæ ustroju do miejscowych zaka eñ ran. Nale y jednak podkreœliæ, e mimo licznych publikacji na ten temat problem praktycznego wykorzystania wyrobów modyfikowanych srebrem w dalszym ci¹gu jest nierozstrzygniêty i nadal szeroko dyskutowany [17 21]. Materia³y CZÊŒÆ DOŒWIADCZALNA Badania przeprowadzono na jedwabiu poliestrowym z poli(tereftalanu etylenu) (PET) wielow³óknowym, nieskrêconym (Elana SA, Toruñ). W modyfikacji u yto nastêpuj¹cych odczynników: kwas akrylowy (KA) (Fluka) cz., stabilizowany 0,02-proc. eterem metylowym hydrochinonu, oczyszczony na drodze destylacji pod zmniejszonym ciœnieniem, w atmosferze odtlenionego azotu, w obecnoœci metalicznej miedzi; kwas metakrylowy (KMA) (Fluka) cz., stabilizowany 0,025-proc. eterem metylowym hydrochinonu, oczyszczony na drodze destylacji pod zmniejszonym ciœnieniem w atmosferze odtlenionego azotu, w obecnoœci metalicznej miedzi; dyspergator NNO (mieszanina soli skondensowanych wielordzeniowych sulfokwasów aromatycznych) (POCh, Gliwice); difenyl (DF) C 6 H 5 C 6 H 5 cz. (POCh, Gliwice); nadtlenek benzoilu (NB) (Merck Schuchardt), suszony nad P 2 O 5 ; hydrochinon C 6 H 6 (OH) 2 cz., inhibitor (Merck Darmstadt); azotan srebra AgNO 3 cz.d.a. (POCh, Gliwice). Proces szczepienia Szczepienie jedwabiu PET kwasem akrylowym lub kwasem metakrylowym prowadzono w reaktorze okr¹g- ³odennym w obecnoœci równych czêœci (0,4 % mas.) aktywatora DF i dyspergatora NNO. Próbki jedwabiu mocowano na mieszadle ³opatkowym, tak aby nie by³y naprê- one, reaktor umieszczano w ³aŸni wodnej z p³ynn¹ regulacj¹ temperatury. Modu³ k¹pieli szczepi¹cej ka dorazowo wynosi³ 1:50. Wykonano trzy warianty szczepienia ró nicuj¹c jeden z parametrów procesu: w pierwszym wariancie zmienna by³a temperatura reakcji w zakresie 353 368 K, sta³e zaœ stê enie monomeru: C KMA = 6,0 %, C KA = 7,5 % i czas modyfikacji: t KMA = 30 min, t KA = 60 min; w drugim wariancie zmienny by³ czas modyfikacji w zakresie 15 60 min; sta³e natomiast stê enie monomeru C KMA = 6,0 %, C KA = 7,5 % i sta³a temperatura T = 368 K; w trzecim wariancie zmienne by³o stê enie kwasu w k¹pieli w przedziale, odpowiednio, C KMA = 2,5 7,5 %, C KA = 2,5 10 %, sta³a temperatura T = 368 K i sta³y czas reakcji t KMA = 30 min, t KA = 60 min. A A BBBBBBBBBB BBBBBBBBBB A A BBBBBBBBBBBBBBBBBB BBBBBBBBBB A A BBBBBBBBBB A gdzie: A ³añcuch PET ( C 6 H 4 C O CH 2 CH 2 ) m O B ³añcuch do³¹czony w wyniku szczepienia CH 3 ( CH 2 C ) n lub COOH PKMA ( CH 2 CH ) n COOH PKA (I)

670 POLIMERY 2010, 55,nr9 Schematycznie efekt szczepienia mo na przedstawiæ wzorem (I) [22]. Napawanie jonami srebra W celu nadania antybakteryjnych w³aœciwoœci do zaszczepionego jedwabiu PET o ró nych stopniach szczepienia (KMA 18,38 60,13 %, w przypadku KA 18,11 52,27 %) wprowadzano jony srebra w postaci AgNO 3, w warunkach stê enia biocydu w k¹pieli =10%, temperatury napawania T N = 353 K i czasu napawania t N = 60 min. W odniesieniu do wybranych wariantów szczepienia jedwabiu PET okreœlono wp³yw czasu napawania (t) roztworem biocydu, stê enia roztworu ( ) i temperatury napawania (T) na stopieñ napawania srebrem (Z Ag ). Modu³ k¹pieli we wszystkich doœwiadczeniach wynosi³ 1:50. Metodyka badañ Stopieñ szczepienia (X) kwasem metakrylowym lub akrylowym powierzchni w³ókien jedwabiu PET oraz iloœæ tworz¹cego siê homopolimeru (Y) wyznaczano grawimetrycznie wed³ug równania (1) i (2): mk mo X 100 % m (1) o gdzie: m k masa próbki po szczepieniu (g), m o masa próbki przed szczepieniem (g), X stopieñ szczepienia (%), H Y 100 % (2) m k gdzie: H=m H +m E ca³kowita masa homopolimeru (g), m H masa homopolimeru znajduj¹cego siê w k¹pieli poreakcyjnej (g), m E masa homopolimeru wyekstrahowanego z w³ókien (g). Parametry te nie pozwalaj¹ na jednoznaczn¹ ocenê uzyskanych efektów procesu szczepienia dlatego te w ramach innych prac autorki [4, 12] analizê rozszerzono wyznaczaj¹c dodatkowo efektywnoœæ szczepienia (E), stopieñ przereagowania (K) oraz stosunek szczepienia (R) modyfikowanego jedwabiu. Analitycznie oznaczano, wg [22], iloœæ grup karboksylowych w szczepionym kwasem metakrylowym jedwabiu PET, w celu zweryfikowania teoretycznej liczby grup karboksylowych obliczonej na podstawie stopni szczepienia okreœlonych grawimetrycznie. Nawa kê wybranej próbki szczepionych w³ókien przetrzymywano przez 5 min w temp. 393 K, nastêpnie podgrzane w³ókna umieszczano w roztworze sporz¹dzonym z nasyconego roztworu KCl i 0,025 N roztworu KOH oczyszczonego od wêglanów i mieszano w ci¹gu 20 min, po czym ca³oœæ filtrowano na lejku Schotta. Nastêpnie 100 cm 3 przes¹czu miareczkowano 0,1 N roztworem HCl w obecnoœci wskaÿnika (mieszaniny 1 cz. mas. roztworu 0,1 % b³êkitu tymolowego w alkoholu z 3 cz. mas. roztworu alkoholowego 0,1 % fenoloftaleiny), obserwuj¹c zmianê zabarwienia roztworu z fioletowego na ó³te. Wykonano tak e tzw. œlep¹ próbê: mieszaninê wodnego roztworu 0,025 N KOH i nasyconego roztworu KCl miareczkowano 0,1 N HCl z mikrobiurety w obecnoœci wskaÿnika. Pomiary ka dorazowo przeprowadzano dwukrotnie. Iloœæ grup kwasowych obliczano wg równania (3): ( V V ) V N K X R K COOH V (3) m 1000 a gdzie: K COOH iloœæ grup COOH we w³óknie (mol 10-3 /g), V X,V R iloœæ kwasu u yta do zmiareczkowania, odpowiednio, œlepej próby i roztworu po zasadowej obróbce polimeru (cm 3 ), V K objêtoœæ kolby miarowej (200 cm 3 ), V m iloœæ roztworu zasady u ytej do napawania polimeru (20 cm 3 ), N stê enie HCl w gramorównowa nikach/dm 3 (0,1), a nawa - ka w³ókien (g). Stopieñ napawania (Z Ag ) wyznaczono grawimetrycznie wykorzystuj¹c równanie (4): mmk mmo Z 100 % m (4) mo gdzie: m mk masa w³ókna po napawaniu azotanem srebra (g), m mo masa suchego wyrobu przed napawaniem (g). WYNIKI BADAÑ I ICH OMÓWIENIE Na pierwszym etapie modyfikacji otrzymano kopolimery szczepione. Wartoœci stopnia szczepienia (X) jedwabiu PET kwasem metakrylowym lub kwasem akrylowym przedstawia tabela 1. T a b e l a 1. Wartoœci stopnia szczepienia X i iloœci powstaj¹cego homopolimeru Y w reakcji szczepienia kwasem akrylowym lub kwasem metakrylowym w³ókien PET T a b l e 1. Values of the degree of grafting X and the amount of homopolymer generated Y in the PET fiber grafting reaction with acrylic (KA) or methacrylic acid (KMA) Nr próbki Parametr k¹pieli szczepi¹cej W³ókna szczepione KMA W³ókna szczepione KA sta³y zmienny X, % Y, % X, % Y, % 1 KMA: T, K 353 18,38 0,00 18,11 0,00 2 t = 30 min, 358 35,59 3,66 14,21 0,45 C = 6,0 %, 3 KA: t = 60 min, 363 43,21 5,35 18,11 1,16 4 C = 7,5 % 368 60,13 13,17 35,60 3,06 5 KMA: t, min 15 23,80 2,68 19,28 1,71 6 T = 368 K, 30 61,13 13,29 22,30 2,57 C = 6,0 %, 7 KA: T = 368 K, 45 70,78 14,76 35,60 3,06 8 C = 7,5 % 60 127,8 11,13 45,43 4,22 9 KMA: C, % 2,5 19,22 0,00 9,34 0,00 10 T = 368 K, 5,0 50,85 0,00 18,83 1,63 t = 30 min, 11 KA: T = 368 K, 6,0 61,13 13,29 45,43 4,22 12 t =60min 7,5 90,03 17,34 52,27 9,59 Jak wynika z analizy danych uzyskano zmodyfikowany jedwab o stopniu szczepienia zmieniaj¹cym siê

POLIMERY 2010, 55, nr9 671 Tabela 2. Iloœæ grup karboksylowych w jedwabiu PET szczepionym kwasem metakrylowym Table 2. Theamount of carboxylic groups from methacrylic acid grafted into PET fibers Nr próbki Parametr k¹pieli szczepi¹cej sta³y zmienny X, % Teoretyczna iloœæ grup COOH t mol 10-3 /g w³ókien Analitycznie oznaczana iloœæ grup COOH a mol 10-3 /g w³ókien 01 0,00 0,00 ~0,05 13 T, K 353 19,65 2,22 1,89 14 t = 30 min, 358 33,90 3,94 3,82 15 C KMA = 6,0 % 363 45,20 5,29 5,02 16 368 60,89 7,08 7,12 17 t, min 15 37,90 4,40 3,96 18 T = 368 K, 30 60,89 7,08 7,12 19 C KMA = 6,0 % 45 74,43 8,65 8,43 20 60 111,87 13,00 12,56 21 C KMA, % 2,5 18,30 2,12 1.97 22 T = 368 K, 5,0 54,20 6,30 6,42 23 t =30min 6,0 60,89 7,08 7,12 24 7,5 84,00 9,76 9,85 w szerokim zakresie, zale nym od parametrów reakcji, tj. temperatury, czasu i stê enia monomeru w k¹pieli. W przypadku zastosowania KMA stopnie szczepienia s¹ wy sze ni w przypadku KA. W tabeli 2 zestawiono iloœci grup karboksylowych w szczepionym kwasem metakrylowym jedwabiu PET zarówno obliczone, jak i oznaczone analitycznie. Oznaczona analitycznie iloœæ grup karboksylowych obejmowa³a zaszczepione na w³óknie grupy koñcowe i pochodz¹ce od ³añcuchów PET. W celu okreœlenia iloœci grup COOH wprowadzonych do jedwabiu odejmowano wyznaczon¹ analitycznie iloœæ grup -COOH w nieszczepionej próbce (4,80 10-5 mol/g w³ ) od wyznaczonych analitycznie iloœci grup w kolejnych próbkach szczepionego jedwabiu PET. Zale noœæ miêdzy teoretyczn¹ iloœci¹ grup karboksylowych COOH t, a iloœci¹ wyznaczon¹ analitycznie COOH a ilustruje rys. 1. Jak widaæ badana zale noœæ COOH t = f[cooh a ] jest liniowa a wspó³czynnik estymacji jest bliski jednoœci (0,998 przy b³êdzie estymacji równym 0,001). Zale noœæ tê mo na wyraziæ równaniem (5): COOH t = 0,097 + 0,996 COOH a X (5) gdzie: COOH t teoretyczna (wyznaczona grawimetrycznie) iloœæ grup karboksylowych we w³óknie, COOH a wyznaczona analitycznie iloœæ grup karboksylowych we w³óknie. Wartoœci analityczne i szacowane s¹ bardzo zbli one. Na poziomie ufnoœci 95 % wspó³czynnik korelacji jest bliski 1 (rys. 2). Na drugim etapie modyfikacji do zaszczepionego jedwabiu PET wprowadzano jony srebra, wartoœci stopni napawania Z Ag zebrano w tabeli 3. -3 t w³ókien COOH,mol 10 /g 12,56 9,85 8,43 6,42 3,82 1,89 0,05 0 2 4 6 8 10 12 14-3 COOH,mol 10 a /gw³ókien Rys. 1. Zale noœæ iloœci grup COOH na powierzchni w³ókien PET-KMA, wyznaczonej grawimetrycznie (COOH t ) od iloœci grup wyznaczonej analitycznie (COOH a ) Fig. 1. The relation between the amount of COOH groups grafted into the surface of PET-KMA fiber determined gravimetrically (COOH t) and analytically (COOH a ) t a -3 w³ókien COOH, COOH mol 10 /g 12,56 9,85 8,43 6,42 3,82 COOH t COOH a 1,89 0,05 0 20 40 60 80 100 120 X, % mas. Rys. 2. Iloœæ grup karboksylowych na w³óknach PET-KMA oznaczona analitycznie (COOH a ) oraz grawimetrycznie (COOH t ) w funkcji stopnia szczepienia X (COOH t = -0,0154 + 0,1164 X, COOH a = -0,1119 + 0,1159 X) Fig. 2. The amount of carboxylic groups in the PET-KMA fibers determined analytically (COOH a ) and gravimetrically (COOH t ) as a function of the degree of grafting X (COOH t = -0.0154 + 0.1164 X, COOH a = -0.1119 + 0.1159 X)

672 POLIMERY 2010, 55,nr9 T a b e l a 3. Wartoœci stopni napawania roztworem AgNO 3 (Z Ag ) szczepionych w³ókien PET-KMA lub PET-KA T a b l e 3. Values of padding degree (Z Ag ) for the grafted PET-KMA and PET-KA fibers Nr próbki PET-KMA X,% Z Ag,% Nr próbki PET-KA X, % Z Ag,% 02 0 0,10 0 0 0,10 1 18,38 0,16 1 18,11 0,94 5 23,80 0,16 6 22,30 1,30 2 35,59 0,24 4 35,60 1,70 3 43,21 0,37 8 45,43 2,10 4 60,13 1,06 12 52,27 2,37 Mo na zauwa yæ, e stopieñ przy³¹czania jonów srebra do szczepionego jedwabiu PET jest uzale niony od rodzaju kwasu zastosowanego w procesie szczepienia. W³ókna szczepione KA charakteryzuj¹ siê znacznie wiêksz¹ wartoœci¹ Z Ag (w odniesieniu do podobnego stopnia szczepienia) ni w³ókna szczepione KMA, co jest wynikiem niejednakowych warunków k¹pieli szczepi¹cej (stê enia kwasu, temperatury i czasu szczepienia). Stopieñ napawania azotanem srebra zwiêksza siê wraz ze wzrostem stopnia szczepienia, zatem zale y od iloœci wprowadzonych grup karboksylowych. Na kolejnym etapie badañ okreœlono wp³yw czasu napawania roztworem azotanu srebra (t), stê enia roztworu ( ) i temperatury napawania (T) na stopieñ napawania (Z Ag ). Wyniki przedstawiono w tabeli 4. T a b e l a 4. Wp³yw parametrów procesu napawania roztworem AgNO 3 na stopieñ napawania (Z Ag ) szczepionych w³ókien PET-KA T a b l e 4. Influence of parameters of padding with AgNO 3 solution process on the degree of padding (Z Ag ) for PET-KA fibers Parametr k¹pieli napawaj¹cej sta³y zmienny X, % Z Ag,% t = 60 min, =10 % T = 353 K, =10% T = 353 K, t =60min T, K 333 1,62 343 1,85 353 2,10 t, min 60 2,10 120 45,43 2,45 180 2,80 2,5 0,56 5,0 1,06 10,0 2,10 Jak mo na zauwa yæ, 60 min napawania w³ókien PET-KA roztworem azotanu srebra o stê eniu 10 % jest wystarczaj¹ce do przy³¹czenia jonów srebra i utworzenia trwa³ych wi¹zañ chemicznych. Przed³u anie tego czasu do 120 min powoduje jedynie niewielki wzrost wartoœci Z Ag. Napawanie szczepionych w³ókien 10 % roztworem AgNO 3 w ci¹gu 60 min jest najefektywniejsze w temp. 353 K. PODSUMOWANIE Szczepienie w³ókien PET kwasem metakrylowym lub kwasem akrylowym pozwoli³o na otrzymanie kopolimerów szczepionych, zawieraj¹cych w swojej budowie ugrupowanie karboksylowe -COOH. Teoretyczn¹ iloœæ grup karboksylowych wprowadzonych do w³ókna obliczon¹ na podstawie oznaczonych metod¹ grawimetryczn¹ stopni szczepienia (X)potwierdzono analitycznie, a uzyskane wyniki wskazuj¹ na zale noœæ liniow¹. Stopieñ napawania biocydem (Z Ag ) zale y zarówno od iloœci wprowadzonych na powierzchniê w³ókien PET grup karboksylowych, jak i od stê enia roztworu AgNO 3, mianowicie zwiêksza siê wraz ze wzrostem X i. W drugiej czêœci artyku³u przedstawione zostan¹ wyniki badania uwalniania jonów srebra z modyfikowanego jedwabiu a tak e wytrzyma³oœci na rozci¹ganie oraz mikrobiologicznej aktywnoœci szczepionych w³ókien PET zawieraj¹cych jony Ag +. W publikacji wykorzystano fragmenty Rozprawy Doktorskiej A. Karaszewskiej Antybakteryjne i atrombogenne w³ókna poliestrowe wykonanej w Katedrze W³ókien Sztucznych P pod kierunkiem dr hab. in. Jadwigi Bucheñskiej, prof. P. Badania by³y finansowane przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wy szego w ramach grantu promotorskiego 3 T08E 072 27. LITERATURA 1. Na³êcz M., B³a ewicz S., Stoch L.: Biocybernetyka i In ynieria Biomedyczna 2000 Biomateria³y, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2003, str. 292 295. 2. Solski L.: Wiedza i ycie 2000, 5, 12. 3. King M. W.: The Performance of Resorbable Coatings on Braided Surgical Sutures, Word Textile Conference 2nd AUTEX Conference, Bruges, Belgium, 1 3 lipca 2002. 4. Bucheñska J.: Zeszyty naukowe P, ódÿ 1996, 768. 5. Pat. pol. 187 392 (2004). 6. Bucheñska J.: J. Appl. Polym. Sci. 2001, 80, 1914. 7. Pat. pol. 196 213 (2007). 8. Bucheñska J.: J. Appl. Polym. Sci. 2002, 83, 2295. 9. Bucheñska J., Karaszewska A.: Antybakteryjne w³aœciwoœci w³ókien poliestrowych (PET) zawieraj¹cych srebro, V Konferencja Naukowa Wydzia³u In ynierii i Marketingu Tekstyliów, ódÿ 2002, mat. konf., str. 7 8. 10. Bucheñska J., Karaszewska A., Urbaniak-Domaga³a W.: Antibacterial and Electric Properties of Polyester Fibres Containing Silver, IV International Conference Science MEDTEX 2002, Polish Textile Association, ódÿ 2002, mat. konf., str. 53 59.

POLIMERY 2010, 55, nr9 673 11. Bucheñska J., S³omkowski S., Tazbir W. J., Sobolewska E.: Fibres Text. East. Eur. 2003, 1, 41. 12. Karaszewska A.: Antybakteryjne i atrombogenne w³ókna poliestrowe, Praca doktorska, ódÿ 2007. 13. Bugla-P³oskoñska G., Oleszkiewicz A.: Kosmos Problemy nauk biologicznych 2007, 56, 115. 14. Wenfler E., Meister F., Montigny R., Wagener M.: Fibres Text. 2007, 41, 5. 15. Medical Textiles 1990, 1, 8. 16. Medical Textiles 1992, 4, 5. 17. Demling R. H.: The beneficial effects of silver on the burn wound (basic concepts), The Role of Silver in Burn Wound Management, Official Satelite Symposium of the 9th Congress of the European Burns Association, Lyon 13 15 wrzeœnia 2001. 18. Hickerson B.: The versatility of Actiocoat a new silver delivery system, The Role of Silver in Burn Wound Management, w [17]. 19. De Santi L.: Clinical uses and benefits of Acticota a new silver delivery system for burn, w [17]. 20. KaŸmierski M., Pucha³a J., Mañkowski P., Chrapusta-Klimeczek A., Jankowski A., Harasymczuk J., KaŸmierska M.: Zaka enia 2006, 4, 123. 21. Schierholz J. M., Lucas L. J., Rump A., Pulverer A.: J. Hospital Infection 1998, 4, 257. 22. Po³owiñski S.: Chemia Fizyczna Polimerów, WP, ódÿ 1994. 23. Cegoli A. S., Kvasa N. M.: Analiticeskij Kontrol Proizwodstwa Sinteticeskich Volokon, Moskwa 1982. Otrzymano 17 VIII 2009 r. W kolejnym zeszycie uka ¹ siê m.in. nastêpuj¹ce artyku³y: P. Rejewski, J. Kijeñski Zu yte polimery dostêpne i perspektywiczne Ÿród³a surowcowe dla procesów recyklingu S. Kuciel, A. Liber-Kneæ, S. Zajchowski Kompozyty z w³óknami naturalnymi na osnowie recyklatu polipropylenu M. Koz³owski, A. Koz³owska, S. Fr¹ckowiak Materia³y polimerowe o strukturze komórkowej J. Ryszkowska, K. Sa³asiñska Kompozyty z folii oksybiodegradowalnej z recyklingu nape³niane drewnem R. Jeziórska, B. Œwierz-Motysia, A. Szadkowska Modyfikatory do recyklingu tworzyw polimerowych otrzymywanie, w³aœciwoœci i zastosowanie J. Pielichowski, A. Prociak, S. Micha³owski, D. Bogda³ Mo liwoœci wykorzystania odpadów wybranych polimerów w produkcji spienionych tworzyw poliuretanowych T. Spychaj, K. Kowalczyk, G. Krala Termoplastyczna skrobia modyfikowana montmorylonitem i odpadow¹ piank¹ poliuretanow¹ J. Zieliñski, E. Gurdziñska, B. Osowiecka, B. Liszyñska, T. Brzozowska, W. Ciesiñska Zagospodarowanie odpadów tworzyw termoplastycznych w œrodowisku bitumów naftowych J. Walendziewski Frakcje wêglowodorowe z krakingu termicznego odpadów poliolefinowych otrzymywanie, uszlachetnianie i zastosowanie