Halina Kaczmarek - Academia.edu (original) (raw)

Papers by Halina Kaczmarek

Polymers, Nov 16, 2020

Piezoelectric polymers characterized by flexibility are sought for applications in microelectroni... more Piezoelectric polymers characterized by flexibility are sought for applications in microelectronics, medicine, telecommunications, and everyday devices. The objective of this work was to obtain piezoelectric polymeric composites with a cellular structure and to evaluate their usefulness in practice. Composites based on polyolefins (isotactic-polypropylene and polyethylene) with the addition of aluminosilicate fillers were manufactured by extrusion, and then polarized in a constant electric field at 100 V/µm. The content of mineral fillers up to 10 wt% in the polymer matrix enhances its electric stability and mechanical strength. The value of the piezoelectric coefficient d 33 attained~150 pC/N in the range of lower stresses and~80 pC/N in the range of higher stresses, i.e., at~120 kPa. The materials exhibited high durability in time, therefore, they can be used as transducers of mechanical energy of the human motion into electric energy. It was demonstrated that one shoe insert generates an energy of 1.1 mJ after a person walks for 300 s. The miniaturized integrated circuits based on polyolefin composites may be applied for the power supply of portable electronics. Due to their high sensitivity, they can be recommended for measuring the blood pulse.

Polimery, Sep 1, 1997

Polimery a środowisko THE ENVIRONMENTAL ASPECTS OF POLYMERS Summary-Natural and accelerated degra... more Polimery a środowisko THE ENVIRONMENTAL ASPECTS OF POLYMERS Summary-Natural and accelerated degradation of polymers in the natural environment is described and illustrative applications of degradable polymers are presented. Unsolved problems are pointed out and reutilization of polymer waste materials is discussed.

Polimery, May 1, 1982

Wydawnictwo Elsevier Scientific Publishing Company roz poczyna wydawanie nowego, międzynarodowego... more Wydawnictwo Elsevier Scientific Publishing Company roz poczyna wydawanie nowego, międzynarodowego kwartalnika Reactive Polymers (Ion Exchangers, sorbents) Czasopismo będzie się specjalizować w dziedzinie teorii i zastosowań polimerów z czynnymi grupami (jonity, adsor benty, imobilizowane enzymy itp.). Ze szczególną uwagą traktować będzie prace dotyczące: zastosowań polimerów czynnych do uzdatniania wody i oczyszczania ścieków, ka talizy, syntezy, rozdzielania substancji, ochrony środowiska, hydrometalurgii, biochemii, biomedycyny, przemysłu fer mentacyjnego i in. Redakcja

Materials, Oct 26, 2021

This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative... more This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY

Journal of Polymer Research, Jul 5, 2015

The aim of this work was to prepare and characterize the novel antibacterial nanocomposites based... more The aim of this work was to prepare and characterize the novel antibacterial nanocomposites based on chitosan, grafted acrylic acid and silver nanoparticles (AgNPs). Chitosan has been functionalised by chemical reaction with acrylic acid, and then mixed with silver nanoparticles (AgNPs). AgNPs have been obtained formerly by chemical reduction of silver nitrate in the presence of mercaptosuccinic acid as a nanoparticles stabilizer. Structure and properties of obtained nanocomposite have been characterised by UV-vis, FTIR and 13C-NMR spectroscopy. The morphology of silver chitosang-acrylic acid nanocomposite has been studied by electron microscopy (SEM/EDX and HR-TEM). Thermal stability has been investigated by thermogravimetric analysis. The grafted chitosan contained 70.9 % wt acrylic acid, as determined by gravimetric method. It was found that modified chitosan forms water-insoluble gel with lower thermal resistance than pure chitosan. However, the difference between thermal properties of grafted chitosan and its nanocomposite with AgNPs is negligible. The grafting reaction mechanism has been discussed in detail on the basis of the obtained results and current literature data.

Fibres & Textiles in Eastern Europe, 2014

Bacterial cellulose (BNC)/poly(vinyl alcohol) (PVA) composites of various component ratios were o... more Bacterial cellulose (BNC)/poly(vinyl alcohol) (PVA) composites of various component ratios were obtained by three different methods: in situ synthesis of cellulose by Gluconacetobacter xylinus using the modified Schramm Hestrin culture medium mixed with PVA and two ex situ methods. One of them was the impregnation of synthesised BNC with PVA solution at 80 ± 5 °C, and the second one was involved the additional sterilisation of BNC/PVA mixture at 120 °C in an autoclave. It was found that the highest polymer content and basic weight was obtained using the in situ method. Composites obtained by these three methods were characterised by intermolecular interactions of BNC and PVA, which confirmed the FTIR spectroscopy. SEM revealed the internal structure of the composites, where the BNC fibres were partially coated by PVA.

Chemik, 2014

Wstęp we współczesnym świecie pojawiła się korzystna tendencja do zwiększania dbałości o środowis... more Wstęp we współczesnym świecie pojawiła się korzystna tendencja do zwiększania dbałości o środowisko i oszczędzania naturalnych źródeł surowców. Zgodnie z europejskimi przepisami zaczęto wprowadzać racjonalną gospodarkę odpadami, a także poszukiwać nowych materiałów opakowaniowych produkowanych z surowców odnawialnych, np. roślinnych, tak aby zastąpić nimi dotychczasowe, z surowców ropopochodnych. uwaga wielu zespołów naukowych skupia się na polimerach biodegradowalnych. Biodegradacja w rzeczywistości obejmuje wiele złożonych procesów zachodzących w naturalnych warunkach, m.in. bioerozję, hydrobiodegradację oraz foto-biodegradację. Zdolność do biodegradacji tworzyw sztucznych zależy nie tylko od struktury chemicznej polimeru użytego do ich produkcji, ale również od budowy produktu końcowego. w praktyce, najczęściej wykorzystuje się biodegradowalne poliestry dostępne w handlu: PHB-poli(hydroksymaślan), PHVpoli(hydroksywalerian), PLa-poli(kwas mlekowy) czy PCLpoli(ε-kaprolakton). Na szczególną uwagę zasługuje poli(kwas mlekowy), inaczej polilaktyd (PLa). PLa stanowi ok. 40% wszystkich polimerów biodegradowalnych i jest nazywany podwójnie zielonym tworzywem, ponieważ jest zarówno biodegradowalny, jak i otrzymywany z surowców odnawialnych [1]. 90% PLa otrzymuje się poprzez fermentację węglowodorów pochodzenia rolnego (kukurydza, ziemniaki, trzcina cukrowa, buraki cukrowe, biomasa o charakterze odpadowym) [2]. Przetwórstwo tego polimeru zachodzi w temp. 200°C. właściwości fizyczne poli(kwasu mlekowego) zależą od składu stereochemicznego jednostek powtarzalnych oraz ich rozkładu wzdłuż łańcucha poliestru. Chiralny PLa jest polimerem stereoregularnym, izotaktycznym oraz częściowo krystalicznym, o temp. zeszklenia (t g) ok. 55°C i temp. topnienia (t t) ok. 180°C. ataktyczny poli(kwas mlekowy) (L,D-PLa), zbudowany z heterochiralnych łańcuchów o chaotycznym rozkładzie jednostek D i L, jest amorficzny, zatem nie posiada temperatury topnienia. Gęstość fazy amorficznej i krystalicznej w L-PLa wynosi odpowiednio 1,248 i 1,290 g/cm 3 [3÷6]. wadą omawianych polimerów biodegradowalnych są m.in. stosunkowo wysokie koszty produkcji. Z tego powodu materiały te, jak dotąd, nie są powszechnie stosowane. Największe zainteresowanie poli(kwasem mlekowym) wykazał przemysł opakowaniowy i medycyna. Można bowiem otrzymywać z niego różnego rodzaju folie, tacki, naczynia, torby, a także nośniki leków, rusztowania pod tkanki w chirurgii. Nierozwiązanym problemem w przypadku przeznaczenia folii z PLa do przechowywania żywności, jest stosunkowo słaba barierowość, czyli mała odporność na przenikanie gazów (np. tlenu, ditlenku węgla), bądź pary wodnej. Celem pracy było zmodyfikowanie PLa fotosieciującym monomerem wielofunkcyjnym i otrzymanie wzajemnie przenikających się sieci polimerowych (Interpenetrating Polymer Network, IPN) przeznaczonych na opakowania żywności. Do otrzymania sieci w PLa wy

Materials

Fluorescent biopolymer derivatives are increasingly used in biology and medicine, but their resis... more Fluorescent biopolymer derivatives are increasingly used in biology and medicine, but their resistance to heat and UV radiation, which are sterilizing agents, is relatively unknown. In this work, chitosan (CS) modified by three different heterocyclic aromatic dyes based on benzimidazole, benzothiazole, and benzoxazole (assigned as IBm, BTh, and BOx) has been studied. The thermal properties of these CS derivatives have been determined using the Thermogravimetric Analysis coupled with the Fourier Transform Infrared spectroscopy of volatile degradation products. The influence of UV radiation on the thermal resistance of modified, fluorescent chitosan samples was also investigated. Based on the temperature onset as well as the decomposition temperatures at a maximal rate, IBm was found to be more thermally stable than BOx and BTh. However, this dye gave off the most volatile products (mainly water, ammonia, carbon oxides, and carbonyl/ether compounds). The substitution of dyes for chito...

Polymers

This research focuses on novel ecological materials for biomedical and cosmetic applications. The... more This research focuses on novel ecological materials for biomedical and cosmetic applications. The cellulose of bacterial origin is well suited for such purposes, but its functional properties must be modified. In this work, the blends of bionanocellulose and poly(vinyl alcohol), BNC/PVA, were prepared based on in situ and ex situ methodology combined with impregnation and sterilization, using different concentrations of PVA. The main purpose of this work was to check the influence of UV radiation and high temperature, which can be sterilizing factors, on the properties of these mixtures. It was found that the crystallinity degree increases in UV-irradiated samples due to the photodegradation of the amorphous phase. This changes the mechanical properties: the breaking stress and Young’s modulus decreased, while the strain at break increased in most UV-irradiated samples. The surface morphology, which we observed by using AFM, did not change significantly after exposure, but the rough...

Kolagen odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu biologicznej i strukturalnej integralności struktury m... more Kolagen odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu biologicznej i strukturalnej integralności struktury macierzy zewnątrzkomórkowej i występuje w odmiennych strukturach morfologicznych w różnych tkankach. Skład aminokwasowy kolagenu jest niezwykły dla białek, głównie ze względu na wysoką zawartość hydroksyproliny [1]. Elastyna jest wysoce usieciowanym, nierozpuszczalnym biopolimerem, składającym się z kowalencyjnie związanych cząsteczek tropoelastyny. Posiada ona niezwykły skład aminokwasowy, bo aż 75% jej zawartości stanowią aminokwasy hydrofobowe: glicyna, walina i alanina [2]. Materiały białkowe sieciuje się, w celu poprawienia ich właściwości fizycznych, chemicznych oraz mechanicznych [3]. Skrobia dialdehydowa stanowi polimeryczny dialdehyd wytwarzany na skutek selektywnego utleniania skrobi nadjodanem, który rozszczepia wiązanie C2-C3 łańcucha polisacharydowego skrobi z wytworzeniem dwóch grup aldehydowych [4]. Pektyna jest polisacharydem składającym się głównie z reszt kwasu D-galakturonowego, zestryfikowanych grupami metylowymi [5]. Celem pracy było określenie efektywności sieciowania materiałów kolagenowych oraz kolagenowo-elastynowych przy użyciu skrobi dialdehydowej i pektyny oraz uzyskanie materiałów dla zastosowań w inżynierii tkankowej. Autorzy pragną podziękować Narodowemu Centrum Nauki (NCN, Polska, Grant nr: UMO-2011/03/D/ST8/04600) za zapewnienie wsparcia finansowego na realizację tego projektu.

Degradacja jest nieodwracalnym procesem rozpa­ du mikrocząstek, prowadzącym do znaczących zmian w... more Degradacja jest nieodwracalnym procesem rozpa­ du mikrocząstek, prowadzącym do znaczących zmian w strukturze materiału, charakteryzowanych przez ut­ ratę właściwości fizycznych, chemicznych i mecha­ nicznych. Może być spowodowana czynnikami Środo­ wiskowymi i przebiegać w jednym lub kilku etapach. Degradacja towarzyszy polimerom od momentu ich syntezy, przez etap przetwórstwa, okres użytkowania, aż do czasu, gdy stają się surowcem do recyklingu lub też niepotrzebnym odpadem. Jest to proces niepożąda­ ny podczas pierwotnego zastosowania polimeru, ale może być pożyteczny w etapie końcowym [1 ]. Biodegradacja jest to degradacja wywołana czyn­ nikami biologicznymi. Zachodzi ona dzięki mikroorga­ nizmom takim jak bakterie, pleśnie i grzyby, w warun­ kach sprzyjających ich rozwojowi (w odpowiedniej temperaturze: 20-60°C, w obecności tlenu, wilgoci, od­ żywek mineralnych i przy pH 5-8) [2, 4]. Produkty degradacji mikrocząstek jako małocząsteczkowe związki chemiczne mogą w zależności od bud...

Fibres & Textiles in Eastern Europe, 2014

Bacterial cellulose (BNC)/poly(vinyl alcohol) (PVA) composites of various component ratios were o... more Bacterial cellulose (BNC)/poly(vinyl alcohol) (PVA) composites of various component ratios were obtained by three different methods: in situ synthesis of cellulose by Gluconacetobacter xylinus using the modified Schramm Hestrin culture medium mixed with PVA and two ex situ methods. One of them was the impregnation of synthesised BNC with PVA solution at 80 ± 5 °C, and the second one was involved the additional sterilisation of BNC/PVA mixture at 120 °C in an autoclave. It was found that the highest polymer content and basic weight was obtained using the in situ method. Composites obtained by these three methods were characterised by intermolecular interactions of BNC and PVA, which confirmed the FTIR spectroscopy. SEM revealed the internal structure of the composites, where the BNC fibres were partially coated by PVA.

Polymers, 2019

The development, universality and miniaturization of electronic devices leads to the search for n... more The development, universality and miniaturization of electronic devices leads to the search for new piezoelectric materials, among which recently, polymers play an increasingly important role. In this work, composites based on two types of polyethylene—high density polyethylene (HDPE), and medium density polyethylene (MDPE)—and aluminosilicate fillers were obtained by extrusion process. This method allowed obtaining flexible electrets in the form of a thin film after polarization under a constant electric field of 100 V/μm. The morphology of the composites was characterized by scanning electron microscopy, whereas the crystallinity was determined by X-ray diffraction. The mechanical properties and thermal stability of the composites were examined by means of tensile tests and thermogravimetry, respectively. The piezoelectric characteristics were appointed by measuring the electric charge and the voltage in the polarized samples. Piezoelectric coefficients, and the stability of elect...

Polimery, 2019

Przeanalizowano zależność właściwości piezoelektrycznych kompozytów izotaktycznego polipropylenu ... more Przeanalizowano zależność właściwości piezoelektrycznych kompozytów izotaktycznego polipropylenu (i-PP) z modyfikowanym montmorylonitem (MMT) od struktury i właściwości mechanicznych wytworzonej folii oraz od zawartości napełniacza. Wprowadzenie napełniacza mineralnego w postaci MMT do i-PP pozwoliło na wytworzenie metodą wytłaczania folii o strukturze komórkowej, co zostało potwierdzone badaniami za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Jednoosiowa orientacja folii wpłynęła na wzrost stopnia jej krystaliczności. Po spolaryzowaniu w polu elektrycznym o dużym natężeniu (ok. 100 V/µm) folie wykazywały właściwości piezoelektryczne. Trwałość otrzymanych elektretów oceniano na podstawie napięcia piezoelektrycznego mierzonego w czasie przechowywania folii w temperaturze pokojowej. Stwierdzono, że struktura komórkowa folii oraz wzrost stopnia krystaliczności wpływa na zwiększenie wartości stałej piezoelektrycznej ładunkowej d 33 w porównaniu z wartością d 33 czystego i-PP. Uzyskane wartości stałej d 33 w obszarze większych i mniejszych naprężeń badanych próbek są prawie dwukrotnie większe niż w wypadku litej folii PVDF [poli(fluorek winylidenu)] oraz folii i-PP nieorientowanej. Stosunkowo mało skomplikowana technologia wytwarzania folii kompozytowych stwarza możliwość ich wykorzystania do budowy czujników nacisku szerokiego zastosowania.

Polimery, 2009

Six diselenides have been evaluated as novel photoinitiators for free radical polymerization indu... more Six diselenides have been evaluated as novel photoinitiators for free radical polymerization induced with an argon-ion laser irradiation. Our studies show that the rate of photopolymerization depends on the structure and concentration of the photoinitiators. The relation between the rate of polymerization and the light intensity shows a linear dependence.

Materials, Oct 23, 2021

This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative... more This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY

International Journal of Molecular Sciences

The work is devoted to preparing and characterizing the properties of photosensitive composites, ... more The work is devoted to preparing and characterizing the properties of photosensitive composites, based on chitosan proposed for photodynamic therapy. Chitosan films with a 5% addition of two BODIPY dyes were prepared by solution casting. These dyes are dipyrromethene boron derivatives with N-alkyl phthalimide substituent, differing in the presence of iodine atoms in positions 2 and 6 of the BODIPY core. The spectral properties of the obtained materials have been studied by infrared and UV-vis absorption spectroscopy and fluorescence, both in solutions and in a solid state. Surface properties were investigated using the contact angle measurement. The morphology of the sample has been characterized by Scanning Electron and Atomic Force Microscopy. Particular attention was paid to studying the protein absorption and kinetics of the dye release from the chitosan. Adding BODIPY to the chitosan matrix leads to a slight increase in hydrophilicity, higher structure heterogeneity, and roughn...

International Journal of Molecular Sciences

In this study, thin chitosan-gelatin biofilms cross-linked with dialdehyde cellulose nanocrystals... more In this study, thin chitosan-gelatin biofilms cross-linked with dialdehyde cellulose nanocrystals for dressing materials were received. Two types of dialdehyde cellulose nanocrystals from fiber (DNCL) and microcrystalline cellulose (DAMC) were obtained by periodate oxidation. An ATR-FTIR analysis confirmed the selective oxidation of cellulose nanocrystals with the creation of a carbonyl group at 1724 cm−1. A higher degree of cross-linking was obtained in chitosan-gelatin biofilms with DNCL than with DAMC. An increasing amount of added cross-linkers resulted in a decrease in the apparent density value. The chitosan-gelatin biofilms cross-linked with DNCL exhibited a higher value of roughness parameters and antioxidant activity compared with materials cross-linked with DAMC. The cross-linking process improved the oxygen permeability and anti-inflammatory properties of both measurement series. Two samples cross-linked with DNCL achieved an ideal water vapor transition rate for wound dr...

Polymers, Nov 16, 2020

Piezoelectric polymers characterized by flexibility are sought for applications in microelectroni... more Piezoelectric polymers characterized by flexibility are sought for applications in microelectronics, medicine, telecommunications, and everyday devices. The objective of this work was to obtain piezoelectric polymeric composites with a cellular structure and to evaluate their usefulness in practice. Composites based on polyolefins (isotactic-polypropylene and polyethylene) with the addition of aluminosilicate fillers were manufactured by extrusion, and then polarized in a constant electric field at 100 V/µm. The content of mineral fillers up to 10 wt% in the polymer matrix enhances its electric stability and mechanical strength. The value of the piezoelectric coefficient d 33 attained~150 pC/N in the range of lower stresses and~80 pC/N in the range of higher stresses, i.e., at~120 kPa. The materials exhibited high durability in time, therefore, they can be used as transducers of mechanical energy of the human motion into electric energy. It was demonstrated that one shoe insert generates an energy of 1.1 mJ after a person walks for 300 s. The miniaturized integrated circuits based on polyolefin composites may be applied for the power supply of portable electronics. Due to their high sensitivity, they can be recommended for measuring the blood pulse.

Polimery, Sep 1, 1997

Polimery a środowisko THE ENVIRONMENTAL ASPECTS OF POLYMERS Summary-Natural and accelerated degra... more Polimery a środowisko THE ENVIRONMENTAL ASPECTS OF POLYMERS Summary-Natural and accelerated degradation of polymers in the natural environment is described and illustrative applications of degradable polymers are presented. Unsolved problems are pointed out and reutilization of polymer waste materials is discussed.

Polimery, May 1, 1982

Wydawnictwo Elsevier Scientific Publishing Company roz poczyna wydawanie nowego, międzynarodowego... more Wydawnictwo Elsevier Scientific Publishing Company roz poczyna wydawanie nowego, międzynarodowego kwartalnika Reactive Polymers (Ion Exchangers, sorbents) Czasopismo będzie się specjalizować w dziedzinie teorii i zastosowań polimerów z czynnymi grupami (jonity, adsor benty, imobilizowane enzymy itp.). Ze szczególną uwagą traktować będzie prace dotyczące: zastosowań polimerów czynnych do uzdatniania wody i oczyszczania ścieków, ka talizy, syntezy, rozdzielania substancji, ochrony środowiska, hydrometalurgii, biochemii, biomedycyny, przemysłu fer mentacyjnego i in. Redakcja

Materials, Oct 26, 2021

This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative... more This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY

Journal of Polymer Research, Jul 5, 2015

The aim of this work was to prepare and characterize the novel antibacterial nanocomposites based... more The aim of this work was to prepare and characterize the novel antibacterial nanocomposites based on chitosan, grafted acrylic acid and silver nanoparticles (AgNPs). Chitosan has been functionalised by chemical reaction with acrylic acid, and then mixed with silver nanoparticles (AgNPs). AgNPs have been obtained formerly by chemical reduction of silver nitrate in the presence of mercaptosuccinic acid as a nanoparticles stabilizer. Structure and properties of obtained nanocomposite have been characterised by UV-vis, FTIR and 13C-NMR spectroscopy. The morphology of silver chitosang-acrylic acid nanocomposite has been studied by electron microscopy (SEM/EDX and HR-TEM). Thermal stability has been investigated by thermogravimetric analysis. The grafted chitosan contained 70.9 % wt acrylic acid, as determined by gravimetric method. It was found that modified chitosan forms water-insoluble gel with lower thermal resistance than pure chitosan. However, the difference between thermal properties of grafted chitosan and its nanocomposite with AgNPs is negligible. The grafting reaction mechanism has been discussed in detail on the basis of the obtained results and current literature data.

Fibres & Textiles in Eastern Europe, 2014

Bacterial cellulose (BNC)/poly(vinyl alcohol) (PVA) composites of various component ratios were o... more Bacterial cellulose (BNC)/poly(vinyl alcohol) (PVA) composites of various component ratios were obtained by three different methods: in situ synthesis of cellulose by Gluconacetobacter xylinus using the modified Schramm Hestrin culture medium mixed with PVA and two ex situ methods. One of them was the impregnation of synthesised BNC with PVA solution at 80 ± 5 °C, and the second one was involved the additional sterilisation of BNC/PVA mixture at 120 °C in an autoclave. It was found that the highest polymer content and basic weight was obtained using the in situ method. Composites obtained by these three methods were characterised by intermolecular interactions of BNC and PVA, which confirmed the FTIR spectroscopy. SEM revealed the internal structure of the composites, where the BNC fibres were partially coated by PVA.

Chemik, 2014

Wstęp we współczesnym świecie pojawiła się korzystna tendencja do zwiększania dbałości o środowis... more Wstęp we współczesnym świecie pojawiła się korzystna tendencja do zwiększania dbałości o środowisko i oszczędzania naturalnych źródeł surowców. Zgodnie z europejskimi przepisami zaczęto wprowadzać racjonalną gospodarkę odpadami, a także poszukiwać nowych materiałów opakowaniowych produkowanych z surowców odnawialnych, np. roślinnych, tak aby zastąpić nimi dotychczasowe, z surowców ropopochodnych. uwaga wielu zespołów naukowych skupia się na polimerach biodegradowalnych. Biodegradacja w rzeczywistości obejmuje wiele złożonych procesów zachodzących w naturalnych warunkach, m.in. bioerozję, hydrobiodegradację oraz foto-biodegradację. Zdolność do biodegradacji tworzyw sztucznych zależy nie tylko od struktury chemicznej polimeru użytego do ich produkcji, ale również od budowy produktu końcowego. w praktyce, najczęściej wykorzystuje się biodegradowalne poliestry dostępne w handlu: PHB-poli(hydroksymaślan), PHVpoli(hydroksywalerian), PLa-poli(kwas mlekowy) czy PCLpoli(ε-kaprolakton). Na szczególną uwagę zasługuje poli(kwas mlekowy), inaczej polilaktyd (PLa). PLa stanowi ok. 40% wszystkich polimerów biodegradowalnych i jest nazywany podwójnie zielonym tworzywem, ponieważ jest zarówno biodegradowalny, jak i otrzymywany z surowców odnawialnych [1]. 90% PLa otrzymuje się poprzez fermentację węglowodorów pochodzenia rolnego (kukurydza, ziemniaki, trzcina cukrowa, buraki cukrowe, biomasa o charakterze odpadowym) [2]. Przetwórstwo tego polimeru zachodzi w temp. 200°C. właściwości fizyczne poli(kwasu mlekowego) zależą od składu stereochemicznego jednostek powtarzalnych oraz ich rozkładu wzdłuż łańcucha poliestru. Chiralny PLa jest polimerem stereoregularnym, izotaktycznym oraz częściowo krystalicznym, o temp. zeszklenia (t g) ok. 55°C i temp. topnienia (t t) ok. 180°C. ataktyczny poli(kwas mlekowy) (L,D-PLa), zbudowany z heterochiralnych łańcuchów o chaotycznym rozkładzie jednostek D i L, jest amorficzny, zatem nie posiada temperatury topnienia. Gęstość fazy amorficznej i krystalicznej w L-PLa wynosi odpowiednio 1,248 i 1,290 g/cm 3 [3÷6]. wadą omawianych polimerów biodegradowalnych są m.in. stosunkowo wysokie koszty produkcji. Z tego powodu materiały te, jak dotąd, nie są powszechnie stosowane. Największe zainteresowanie poli(kwasem mlekowym) wykazał przemysł opakowaniowy i medycyna. Można bowiem otrzymywać z niego różnego rodzaju folie, tacki, naczynia, torby, a także nośniki leków, rusztowania pod tkanki w chirurgii. Nierozwiązanym problemem w przypadku przeznaczenia folii z PLa do przechowywania żywności, jest stosunkowo słaba barierowość, czyli mała odporność na przenikanie gazów (np. tlenu, ditlenku węgla), bądź pary wodnej. Celem pracy było zmodyfikowanie PLa fotosieciującym monomerem wielofunkcyjnym i otrzymanie wzajemnie przenikających się sieci polimerowych (Interpenetrating Polymer Network, IPN) przeznaczonych na opakowania żywności. Do otrzymania sieci w PLa wy

Materials

Fluorescent biopolymer derivatives are increasingly used in biology and medicine, but their resis... more Fluorescent biopolymer derivatives are increasingly used in biology and medicine, but their resistance to heat and UV radiation, which are sterilizing agents, is relatively unknown. In this work, chitosan (CS) modified by three different heterocyclic aromatic dyes based on benzimidazole, benzothiazole, and benzoxazole (assigned as IBm, BTh, and BOx) has been studied. The thermal properties of these CS derivatives have been determined using the Thermogravimetric Analysis coupled with the Fourier Transform Infrared spectroscopy of volatile degradation products. The influence of UV radiation on the thermal resistance of modified, fluorescent chitosan samples was also investigated. Based on the temperature onset as well as the decomposition temperatures at a maximal rate, IBm was found to be more thermally stable than BOx and BTh. However, this dye gave off the most volatile products (mainly water, ammonia, carbon oxides, and carbonyl/ether compounds). The substitution of dyes for chito...

Polymers

This research focuses on novel ecological materials for biomedical and cosmetic applications. The... more This research focuses on novel ecological materials for biomedical and cosmetic applications. The cellulose of bacterial origin is well suited for such purposes, but its functional properties must be modified. In this work, the blends of bionanocellulose and poly(vinyl alcohol), BNC/PVA, were prepared based on in situ and ex situ methodology combined with impregnation and sterilization, using different concentrations of PVA. The main purpose of this work was to check the influence of UV radiation and high temperature, which can be sterilizing factors, on the properties of these mixtures. It was found that the crystallinity degree increases in UV-irradiated samples due to the photodegradation of the amorphous phase. This changes the mechanical properties: the breaking stress and Young’s modulus decreased, while the strain at break increased in most UV-irradiated samples. The surface morphology, which we observed by using AFM, did not change significantly after exposure, but the rough...

Kolagen odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu biologicznej i strukturalnej integralności struktury m... more Kolagen odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu biologicznej i strukturalnej integralności struktury macierzy zewnątrzkomórkowej i występuje w odmiennych strukturach morfologicznych w różnych tkankach. Skład aminokwasowy kolagenu jest niezwykły dla białek, głównie ze względu na wysoką zawartość hydroksyproliny [1]. Elastyna jest wysoce usieciowanym, nierozpuszczalnym biopolimerem, składającym się z kowalencyjnie związanych cząsteczek tropoelastyny. Posiada ona niezwykły skład aminokwasowy, bo aż 75% jej zawartości stanowią aminokwasy hydrofobowe: glicyna, walina i alanina [2]. Materiały białkowe sieciuje się, w celu poprawienia ich właściwości fizycznych, chemicznych oraz mechanicznych [3]. Skrobia dialdehydowa stanowi polimeryczny dialdehyd wytwarzany na skutek selektywnego utleniania skrobi nadjodanem, który rozszczepia wiązanie C2-C3 łańcucha polisacharydowego skrobi z wytworzeniem dwóch grup aldehydowych [4]. Pektyna jest polisacharydem składającym się głównie z reszt kwasu D-galakturonowego, zestryfikowanych grupami metylowymi [5]. Celem pracy było określenie efektywności sieciowania materiałów kolagenowych oraz kolagenowo-elastynowych przy użyciu skrobi dialdehydowej i pektyny oraz uzyskanie materiałów dla zastosowań w inżynierii tkankowej. Autorzy pragną podziękować Narodowemu Centrum Nauki (NCN, Polska, Grant nr: UMO-2011/03/D/ST8/04600) za zapewnienie wsparcia finansowego na realizację tego projektu.

Degradacja jest nieodwracalnym procesem rozpa­ du mikrocząstek, prowadzącym do znaczących zmian w... more Degradacja jest nieodwracalnym procesem rozpa­ du mikrocząstek, prowadzącym do znaczących zmian w strukturze materiału, charakteryzowanych przez ut­ ratę właściwości fizycznych, chemicznych i mecha­ nicznych. Może być spowodowana czynnikami Środo­ wiskowymi i przebiegać w jednym lub kilku etapach. Degradacja towarzyszy polimerom od momentu ich syntezy, przez etap przetwórstwa, okres użytkowania, aż do czasu, gdy stają się surowcem do recyklingu lub też niepotrzebnym odpadem. Jest to proces niepożąda­ ny podczas pierwotnego zastosowania polimeru, ale może być pożyteczny w etapie końcowym [1 ]. Biodegradacja jest to degradacja wywołana czyn­ nikami biologicznymi. Zachodzi ona dzięki mikroorga­ nizmom takim jak bakterie, pleśnie i grzyby, w warun­ kach sprzyjających ich rozwojowi (w odpowiedniej temperaturze: 20-60°C, w obecności tlenu, wilgoci, od­ żywek mineralnych i przy pH 5-8) [2, 4]. Produkty degradacji mikrocząstek jako małocząsteczkowe związki chemiczne mogą w zależności od bud...

Fibres & Textiles in Eastern Europe, 2014

Bacterial cellulose (BNC)/poly(vinyl alcohol) (PVA) composites of various component ratios were o... more Bacterial cellulose (BNC)/poly(vinyl alcohol) (PVA) composites of various component ratios were obtained by three different methods: in situ synthesis of cellulose by Gluconacetobacter xylinus using the modified Schramm Hestrin culture medium mixed with PVA and two ex situ methods. One of them was the impregnation of synthesised BNC with PVA solution at 80 ± 5 °C, and the second one was involved the additional sterilisation of BNC/PVA mixture at 120 °C in an autoclave. It was found that the highest polymer content and basic weight was obtained using the in situ method. Composites obtained by these three methods were characterised by intermolecular interactions of BNC and PVA, which confirmed the FTIR spectroscopy. SEM revealed the internal structure of the composites, where the BNC fibres were partially coated by PVA.

Polymers, 2019

The development, universality and miniaturization of electronic devices leads to the search for n... more The development, universality and miniaturization of electronic devices leads to the search for new piezoelectric materials, among which recently, polymers play an increasingly important role. In this work, composites based on two types of polyethylene—high density polyethylene (HDPE), and medium density polyethylene (MDPE)—and aluminosilicate fillers were obtained by extrusion process. This method allowed obtaining flexible electrets in the form of a thin film after polarization under a constant electric field of 100 V/μm. The morphology of the composites was characterized by scanning electron microscopy, whereas the crystallinity was determined by X-ray diffraction. The mechanical properties and thermal stability of the composites were examined by means of tensile tests and thermogravimetry, respectively. The piezoelectric characteristics were appointed by measuring the electric charge and the voltage in the polarized samples. Piezoelectric coefficients, and the stability of elect...

Polimery, 2019

Przeanalizowano zależność właściwości piezoelektrycznych kompozytów izotaktycznego polipropylenu ... more Przeanalizowano zależność właściwości piezoelektrycznych kompozytów izotaktycznego polipropylenu (i-PP) z modyfikowanym montmorylonitem (MMT) od struktury i właściwości mechanicznych wytworzonej folii oraz od zawartości napełniacza. Wprowadzenie napełniacza mineralnego w postaci MMT do i-PP pozwoliło na wytworzenie metodą wytłaczania folii o strukturze komórkowej, co zostało potwierdzone badaniami za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Jednoosiowa orientacja folii wpłynęła na wzrost stopnia jej krystaliczności. Po spolaryzowaniu w polu elektrycznym o dużym natężeniu (ok. 100 V/µm) folie wykazywały właściwości piezoelektryczne. Trwałość otrzymanych elektretów oceniano na podstawie napięcia piezoelektrycznego mierzonego w czasie przechowywania folii w temperaturze pokojowej. Stwierdzono, że struktura komórkowa folii oraz wzrost stopnia krystaliczności wpływa na zwiększenie wartości stałej piezoelektrycznej ładunkowej d 33 w porównaniu z wartością d 33 czystego i-PP. Uzyskane wartości stałej d 33 w obszarze większych i mniejszych naprężeń badanych próbek są prawie dwukrotnie większe niż w wypadku litej folii PVDF [poli(fluorek winylidenu)] oraz folii i-PP nieorientowanej. Stosunkowo mało skomplikowana technologia wytwarzania folii kompozytowych stwarza możliwość ich wykorzystania do budowy czujników nacisku szerokiego zastosowania.

Polimery, 2009

Six diselenides have been evaluated as novel photoinitiators for free radical polymerization indu... more Six diselenides have been evaluated as novel photoinitiators for free radical polymerization induced with an argon-ion laser irradiation. Our studies show that the rate of photopolymerization depends on the structure and concentration of the photoinitiators. The relation between the rate of polymerization and the light intensity shows a linear dependence.

Materials, Oct 23, 2021

This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative... more This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY

International Journal of Molecular Sciences

The work is devoted to preparing and characterizing the properties of photosensitive composites, ... more The work is devoted to preparing and characterizing the properties of photosensitive composites, based on chitosan proposed for photodynamic therapy. Chitosan films with a 5% addition of two BODIPY dyes were prepared by solution casting. These dyes are dipyrromethene boron derivatives with N-alkyl phthalimide substituent, differing in the presence of iodine atoms in positions 2 and 6 of the BODIPY core. The spectral properties of the obtained materials have been studied by infrared and UV-vis absorption spectroscopy and fluorescence, both in solutions and in a solid state. Surface properties were investigated using the contact angle measurement. The morphology of the sample has been characterized by Scanning Electron and Atomic Force Microscopy. Particular attention was paid to studying the protein absorption and kinetics of the dye release from the chitosan. Adding BODIPY to the chitosan matrix leads to a slight increase in hydrophilicity, higher structure heterogeneity, and roughn...

International Journal of Molecular Sciences

In this study, thin chitosan-gelatin biofilms cross-linked with dialdehyde cellulose nanocrystals... more In this study, thin chitosan-gelatin biofilms cross-linked with dialdehyde cellulose nanocrystals for dressing materials were received. Two types of dialdehyde cellulose nanocrystals from fiber (DNCL) and microcrystalline cellulose (DAMC) were obtained by periodate oxidation. An ATR-FTIR analysis confirmed the selective oxidation of cellulose nanocrystals with the creation of a carbonyl group at 1724 cm−1. A higher degree of cross-linking was obtained in chitosan-gelatin biofilms with DNCL than with DAMC. An increasing amount of added cross-linkers resulted in a decrease in the apparent density value. The chitosan-gelatin biofilms cross-linked with DNCL exhibited a higher value of roughness parameters and antioxidant activity compared with materials cross-linked with DAMC. The cross-linking process improved the oxygen permeability and anti-inflammatory properties of both measurement series. Two samples cross-linked with DNCL achieved an ideal water vapor transition rate for wound dr...