dans le monde entier, en grande quantité crabe et crevette Ainsi, les coquilles de coquillages sont rejetées dans l'environnement sans être évaluées.
- Avec les lois environnementales croissantes d'aujourd'hui et la réévaluation des déchets, de nouveaux produits ont commencé à être obtenus à partir de ces coquilles.
- Au début de ces produits trousse arrive.
- trousseC'est le deuxième biopolymère le plus répandu dans le monde après la cellulose.
- Chitosane, principal dérivé de la chitineComme de nombreux secteurs, il a également une large gamme d'utilisations dans les processus textiles.
Dans le monde entier, de grandes quantités de carapaces de crabes et de crevettes sont rejetées dans l'environnement sans être traitées par les entreprises de fabrication de produits de la mer. Surtout ces dernières années, avec la réévaluation des déchets à l'ordre du jour, au lieu d'être laissés pourrir, les coquillages sont réévalués par des méthodes chimiques ou biologiques et de nouveaux produits sont obtenus.
Parmi les produits ainsi fabriqués la chitine et son dérivé, le chitosane. Chitosan, un biopolymère naturelSurtout au cours des 50 dernières années, c'est un matériau intéressant pour les chercheurs.
- trousse qui présente de nombreux avantages par rapport kitosane alimentation, cosmétique, agriculture, médecine, papier et tekstil Il a été utilisé dans de nombreuses industries, y compris
Une grande quantité d'eau et d'énergie est consommée lors des processus de finition textile. Cependant, les colorants et auxiliaires laissés dans les eaux usées ont également un effet polluant. La pollution et les produits chimiques utilisés pour enlever la couleur des eaux usées provoquent une pollution supplémentaire. Tous ces facteurs menacent les lois environnementales de plus en plus strictes. Pour cette raison, la recherche de nouvelles substances pouvant remplacer les produits chimiques toxiques et la charge des eaux usées dans l'industrie textile se poursuit.
Le chitosane, un biopolymère qui peut être obtenu en abondance à partir de sources naturelles,
- Il n'est pas toxique pour les êtres vivants,
- biodégradabilité,
- Biocompatibilité,
- Propriétés chimiques et physiques
En termes de propriétés supérieures par rapport aux autres biopolymères, il apparaît comme un matériau approprié dans l'industrie textile comme de nombreuses autres industries.
Chitine et chitosane
Les déchets solides et liquides des coquillages qui ne peuvent pas être utilisés dans les usines de transformation des produits de la mer créent un grand potentiel. Les résidus de traitement des coquillages constituent 1050 % des déchets solides aux États-Unis. Ces résidus atteignent environ 5x10 tonnes dans le monde. Les restes d'usines de transformation de fruits de mer sont utilisés dans la mer, les cours d'eau, etc. En plus de causer un problème très important comme la pollution, il pose également un grand risque pour l'environnement.
Du point de vue de la Turquie, en moyenne, 6383 6890 à 2741 2840 tonnes de déchets sont générées pour les crevettes, 6328 1800 à XNUMX XNUMX tonnes pour les huîtres et XNUMX XNUMX à XNUMX XNUMX tonnes pour les moules. Cependant, malheureusement, les résidus de la transformation des coquillages ne peuvent pas être correctement évalués en Turquie.
Résidus de la transformation des coquillages solide et liquide analysé de deux manières.
- Chitine et ses dérivés de résidus solides,
- Concentrés de soupes et de crustacés à partir de résidus liquides
Il est obtenu.
La chitine et le chitosane, un biopolymère naturel et non toxique, sont principalement obtenus à partir de carapaces de crabes et de crevettes.
En outre, les coquilles d'insectes sont également riches en source de chitine. Environ 23,5 % de chitine dans les coquilles d'insectes Alors que ce ratio se situe entre 17% et 32% chez le crabe et la crevette, respectivement. Il y a 6.29% d'azote dans les chitines de crevettes et 6.24% dans les chitines de crabe.
- Le chitosane est un polysaccharide obtenu à la suite de l'acétylation de la chitine.
- La chitine est le deuxième biopolymère le plus répandu au monde après la cellulose.
- C'est le composant principal des coquillages tels que les crabes et les crevettes, et on le trouve également dans le squelette des insectes et dans la structure des parois cellulaires des champignons.
Bien qu'il existe de nombreux dérivés du kit, le plus important c'est du chitosane. Le chitosane a été découvert pour la première fois par Henri Bracannot en 1811. Bracannot a essayé de dissoudre la chitine trouvée dans les champignons dans de l'acide sulfurique, mais sans succès. En 1894, Hoppe-Seyler traite la chitine dans de l'hydroxyde de potassium à 180°C (désacétylation) et obtient le « Chitosan », un produit à teneur réduite en acétyle.
En 1934, deux brevets sont obtenus, l'un sur la production de film et l'autre sur la production de fibre à partir de chitosane. La même année, il est très bien orienté par Clark et Smith. production de fibres de chitosane a également été menée avec succès.
La première publication complète sur la chitine et le chitosane a été réalisée par Muzarelli en 1977. Plus tard, divers symposiums et recherches internationaux sur ce sujet et des études en cours ont survécu jusqu'à nos jours. La recherche académique et industrielle pour trouver et appliquer de nouveaux domaines d'application de ces matériaux polyvalents se poursuit encore de manière extensive et intensive.
D'une manière générale, la carapace des animaux marins tels que les crabes, les homards et les crevettes se compose de 30 à 40 % de protéines, de 30 à 50 % de carbonate de calcium et de phosphate de calcium et de 20 à 30 % de chitine.
Base de protéines dans les coquillages allergique chez l'homme peut causer.
Par conséquent, l'élimination complète des protéines est particulièrement dans les applications biomédicales très important pour son utilisation. À cette fin, les liaisons covalentes dans le complexe protéique de la chitine sont rompues et le processus est appelé déprotéinisation. Cependant, en raison du danger de dépolymérisation du biopolymère des produits chimiques utilisés, il est nécessaire d'être prudent lors du processus.
Domaines d'utilisation du chitosane
Chitosan de nos jours;
- De la médecine à l'alimentation
- De l'agriculture à la cosmétique,
- De la pharmacie au traitement des eaux usées
- Vers l'industrie textile
Il peut être utilisé dans d'innombrables domaines.
Bien que le chitosane soit largement utilisé dans divers pays, ce taux est plus faible dans notre pays. Il est également utilisé à de nombreuses fins dans l'industrie textile.
Parmi eux;
- Il fournit des propriétés antimicrobiennes,
- Assure le non-rétrécissement des tissus en laine, -
- Réduire la quantité de sel dans la teinture réactive,
- Gagner la possibilité de teindre le coton avec des colorants acides,
- Il offre des propriétés antistatiques,
- Il est utilisé comme déodorant,
Il peut être compté. En outre, Il existe également diverses fibres antimicrobiennes produites à partir d'un mélange de chitosane et d'autres fibres..
A titre d'exemple de ceux-ci;
- Crabyon (mélange de chitosane et de viscose, TEC SERVICE),
- chitopoly (mélange de chitosan et de fibres polynosiques (Fuji)
Il peut être donné.
Le chitosane a acquis une grande importance dans les textiles médicaux. Depuis le milieu des années 1960, des études sur ce sujet ont été menées dans de nombreux pays asiatiques, notamment au Japon. Le chitosane est largement utilisé pour fournir des tissus, en particulier dans le traitement des plaies.
Chitosan dans le domaine médical;
- Faux cuir,
- fils chirurgicaux,
- vaisseaux sanguins artificiels,
- Libération contrôlée de médicaments
- Fabrication de lentilles de contact
- Plâtre,
- Bandage,
- Contrôle du cholestérol (capteur de graisse),
- Inhibiteur de tumeur, effet antifongique, antibactérien et hémostatique, etc.
Il peut être trié comme
Des tests in-vivo ont montré que le chitosane n'a pas d'effets néfastes sur le corps humain. Si le chitosane est utilisé sous forme de comprimé, il peut être décomposé par l'enzyme lipase dans la salive ou l'estomac. Suite à la décomposition, des produits non toxiques tels que les sucres aminés sont libérés.
Le chitosane a également un effet hypocholestérolémiant. En raison de sa structure polycationique, il interagit avec les lipides chargés négativement et abaisse le cholestérol.
UTILISATION DE KITOSAN DANS LA FINITION TEXTILE
L'utilisation du chitosane dans l'industrie textile ; processus de production de fibres et de finition textile sont divisés en deux catégories principales : La chitine et le chitosane ont également des utilisations comme films.
Fibres de chitine et de chitosane
Les fibres de chitine et de chitosane sont connues depuis de nombreuses années. Tout d'abord, le kit fibres de soie artificielle utilisé comme matière première dans la production. Par la suite, de nombreuses études ont été menées pour la production de fibres de chitosane dans les années 1920 et 30. Cependant, ces études ont été interrompues par la découverte du nylon dans les années qui ont marqué le début d'une nouvelle ère dans l'industrie des fibres.
Les ressources renouvelables font l'objet de recherches depuis les années 1970. Parallèlement, avec la reconcentration sur la chitine et le chitosane, de nouvelles propriétés ont été découvertes :
- biodégradabilité,
- non toxique,
- polycationique
En raison de ses propriétés, il présente de nombreux avantages en termes d'environnement tels que la liaison des métaux lourds. En raison de toutes ces caractéristiques, les recherches sur la chitine et le chitosane se sont multipliées ces dernières années.
Comme on le sait, toutes les fibres chimiques sont obtenues sous forme de filage de fibres à partir de fusion et de filage à partir de solution. La chitine et le chitosane contiennent des liaisons très fortes dues aux groupes hydroxyle, acétamide et amino dans leurs structures.
- Par conséquent, leurs points de fusion sont également assez élevés. Par conséquent, le filage à l'état fondu, l'un des procédés de filature de fibres, n'est pas adapté.
- D'autre part, les deux polymères ne peuvent se dissoudre que dans des solvants polaires à des températures d'ébullition élevées en raison de groupes polaires puissants. Cette méthode n'est pas adaptée au filage de fibres sèches car elle est basée sur l'évaporation du solvant pendant le filage des fibres.
Donc
- La méthode de filage de fibres la plus appropriée pour le chitosane est le filage de fibres humides..
Il est nécessaire de préparer une solution de filature de fibre stable afin de filer la fibre du kit.
Production de fibres de chitosane
Le chitosane est plus facilement soluble que la chitine. La première étude sur la production de fibres de chitosane a été réalisée en 1980. Pour la production de fibres, du chitosane à 3 % a été dissous dans de l'acide acétique à 0,5 % et envoyé dans un bain de NaOH à 5 % après passage dans des buses. De cette façon, des fibres d'une résistance de 2.44 g/den et d'un allongement à la rupture de 10.8 % ont été obtenues.
- Un procédé similaire a été obtenu en ajoutant 3% de Nalaurylsulfate dans une solution d'acide acétique à 1% de chitosane à 2%.
- De plus, des fibres de chitosane ont été obtenues en utilisant de l'acide dichloroacétique comme solvant et du CuCO3-NH4OH comme coagulant.
- Dans une autre étude, un mélange urée-acide acétique a été testé comme solvant pour le chitosane. Le bain de coagulation est constitué de NaOH à 5 %. De cette manière, une fibre de 3,2 deniers, d'une résistance de 12,2 g et d'un allongement à la rupture de 17,2 % a été obtenue.
- Dans une autre R&D, des fibres de chitosane ont été obtenues selon la méthode de filature de fibres humides en utilisant 2 % d'acide acétique comme solvant. Dans l'étude, les effets de la concentration d'épichlorhydrine, qui est utilisée comme agent de réticulation, sur les propriétés mécaniques, thermiques et morphologiques de la fibre ont été étudiés. D'après les résultats expérimentaux, il a été déterminé que les propriétés de gonflement diminuaient avec l'augmentation de la concentration d'épichlorhydrine, le changement de concentration ne créait pas d'inconvénient significatif sur les propriétés mécaniques de la fibre, et la meilleure concentration d'épichlorhydrine était de 0.05 M en termes de fibre. Propriétés.
- Dans une autre R&D, des fibres de chitosane ont été obtenues en faisant réagir du chitosane avec différents aldéhydes. Un mélange de NaOH et de Na2SO4 a été utilisé pour la coagulation dans les fibres obtenues selon la méthode viscose. Il a été déterminé que les propriétés physiques des fibres obtenues sont bonnes en termes d'utilisation dans l'industrie textile.
- Dans une autre R&D, le chitosane a été dissous dans de l'acide acétique et coagulé dans divers bains de coagulation (solutions contenant du sulfate de cuivre + une solution d'ammoniac, de l'éthylène glycol + NaOH et Na2SO4 ou de l'acétate de sodium). Les chercheurs ont obtenu des fibres de chitosan modifiées en traitant le chitosan avec du tropocollagène. Le tropocollagène (50%) et le collagène sont constitués d'une chaîne peptidique en structure triple hélice et se trouvent dans les tissus conjonctifs. Ces fibres, qui sont également compatibles avec le sang, ont été adaptées à une utilisation dans des tissus artificiels et des bandages pour humains et animaux.
- Dans une autre R&D, un dérivé de chitosane soluble dans l'eau a été obtenu, puis des fibres en ont été extraites et utilisées dans la production de bandages. Après avoir fabriqué des pansements à partir de ces fibres, un essai a été mené sur des patients pendant une semaine. À la suite des essais, il a été constaté que le chitosane, qui a une structure très compatible avec les tissus, permet une guérison plus rapide par rapport aux bandages produits à partir d'autres fibres. Il a également été déterminé que le chitosane renforce la régénération de la peau.
- Dans une autre R&D, des fibres de chitine et de chitosane ont été obtenues par électrofilage. Comme on le sait, dans le procédé d'électrofilage, une haute tension est appliquée à la solution de polymère et des jets chargés électriquement sont formés. Ces jets sont ensuite séchés, collectés sur une plaque, et ainsi des nanofibres sont produites. Les nanofibres ont diverses utilisations en raison de leur grande surface et de leur porosité extrêmement élevée. Les fibres obtenues par électrofilage en utilisant 3-6% de chitine et de HFIP (1, 1, 1, 2, 2, 2-hexafluoro-2-propanol) comme solvants en poids, ont ensuite été soumises à une acétylation avec 40% de NaOH, après lavage Ensuite, il a été séché sous vide et des nanofibres de chitosane ont été obtenues. Des fibres avec différents degrés de désacétylation ont également été obtenues par cette méthode. Pour cela, de l'acide acétique à 2-4 % a été utilisé comme solvant et un mélange de CuSO4-NH4OH ou CuSO4-H2SO4 a été utilisé comme bain de précipitation. La fibre obtenue se présente sous la forme d'un mélange cuivre-chitosane, et seule la fibre de chitosane reste après élimination du cuivre dans les étapes suivantes. Comme résultat général des études, il a été déterminé que la composition de bain de décantation la plus idéale pour les fibres de chitosane était un mélange de NaOH et de Na2SO4.
Étant donné que le chitosane est un matériau coûteux, il n'est utilisé que comme fibre à usage spécial.
Son utilisation principale est dans les textiles médicaux, y compris les antimicrobiens et la cicatrisation des plaies.
Utilisation du chitosane dans la teinture du coton
Le chitosane étant cationique dans des conditions acides, il peut facilement absorber les colorants anioniques tels que les colorants directs, acides et réactifs grâce aux forces d'attraction électrostatiques. Certains lots de coton posent des problèmes de teinture lors de la production et de la teinture des tissus en coton. Le coton ne peut pas absorber correctement le colorant et des couleurs claires et foncées peuvent apparaître.
Les petits nœuds, appelés neps, dans les fibres de coton immatures n'absorbent pas le colorant aussi bien que les fibres de coton matures. En conséquence, il est taché très légèrement ou apparaît sous forme de taches incolores. Le coton immature est causé par diverses raisons telles que la maladie, l'impact des insectes, une culture prématurée et des conditions météorologiques inadaptées.
Utilisation du chitosane dans le traitement de la laine
Une des propriétés indésirables des fibres de laine "feutrer" les fonctionnalités viennent. Le feutrage résulte de l'entrelacement des fibres sous l'effet mécanique du milieu aqueux. Alors que cette situation est un avantage dans la production de feutre, c'est une situation indésirable en particulier dans les produits en laine sous forme de vêtements en raison de leur tendance à rétrécir.
Le feutrage est causé par la couche de flocons sur les fibres de laine. Les flocons sur la surface supérieure des fibres de laine présentent des résistances de frottement différentes de la racine à la pointe et de la pointe à la racine sous toute action mécanique, ce qui fait que les fibres se déplacent dans une direction.
Du fait de la disposition des flocons sur la fibre de laine vers l'extrémité de la fibre, les fibres ont toujours tendance à se déplacer vers la racine. La différence de résistance au frottement dans les deux sens crée une échelle sur la capacité de feutrage des fibres, et c'est ce qu'on appelle "l'effet de frottement dirigé".
Il est exprimé en effet de frottement dirigé = coefficient de frottement bout à bout - coefficient de frottement bout à bout.
Divers procédés de finition sans feutrage sont appliqués pour rendre les produits en laine lavables en machine. Ces,
- méthodes de désintégration (modification chimique),
- Méthodes ajoutées (modification physique),
- Méthodes combinées (méthode Chlor-Hercosett)
- Nouvelles méthodes (oxydation+enzyme, plasma)
Il peut être regroupé en quatre groupes principaux.
L'une des méthodes de ski ène appliquée pour conférer un rétrécissement aux fibres de laine. Méthode Chlore-Hercosett. L'un des principaux inconvénients de cette méthode est qu'elle crée une charge AOX dans les eaux usées. En raison de l'augmentation des lois environnementales ces dernières années, diverses restrictions ont été imposées sur ces substances et la recherche de nouvelles méthodes respectueuses de l'environnement a commencé. Comme alternative à la chloration, des méthodes écologiques telles que le permonosulfate, les traitements enzymatiques et le plasma sont recommandées. De plus, les fibres de laine sont également traitées avec divers polymères pour recouvrir la couche de flocons. L'un des polymères qui gagne en importance à cet égard est le chitosane.
Avec l'utilisation du biopolymère de chitosane au lieu de polymères synthétiques dans les produits en laine, de nombreux avantages par rapport aux autres polymères, en particulier la compatibilité chimique et biologique, sont mis en évidence.
Lorsque le chitosane est appliqué sur des fibres de laine, la couche de flocons à la surface de la fibre est recouverte de polymère et le désir des fibres de se déplacer dans différentes directions est limité.
Lorsque le chitosane est appliqué sur le tissu en laine, sa surface est recouverte de chitosane et une couche se forme. Pendant la teinture, le colorant qui se lie au chitosane à la surface de la fibre via des groupes amine migre vers la fibre au fil du temps, et davantage de colorant est lié à la fibre en re-liant les anions du colorant aux parties vidées. Comme on peut le voir, le mécanisme de teinture de la laine traitée au chitosane ne se produit pas seulement par diffusion directe dans la fibre, mais il existe également d'autres possibilités. Étant donné que le nombre de groupes auxquels le colorant peut être lié est plus élevé dans la laine traitée au chitosane, il absorbe le colorant plus rapidement que la laine non traitée. Dans le même temps, le chitosan en surface facilite également la migration du colorant vers la fibre aux stades avancés de la teinture.
Utilisation du chitosane dans la finition antistatique
- Les fibres synthétiques à structure hydrophobe telles que le polyamide, le polyester, le polyacrylnitrile n'absorbent ni l'eau ni l'humidité, et l'électricité statique se produit par frottement.
Électrification statique ; Il provoque de nombreuses négativités telles que les chocs électriques, la contamination des fibres, la détérioration des appareils électroniques tels que les ordinateurs.
Dans la recherche, on a essayé d'utiliser le chitosane, qui a une capacité de rétention d'humidité élevée, comme agent antistatique. A cet effet, les tissus PES ont d'abord été soumis à un prétraitement alcalin puis traités avec un mélange chitosane/acide malonique. Il a été observé que la charge des fibres synthétiques peut être réduite par l'électricité statique après traitement au chitosane, un polymère hydrophile.
Utilisation du chitosane dans l'impression textile
L'utilisation du chitosane comme liant et épaississant combinés dans l'impression pigmentaire a été étudiée et comparée à un système de pâte commercial avec un poids moléculaire de 171,000 150 chitosane. La pâte d'impression au chitosane a été obtenue en dissolvant d'abord le chitosane dans un acide dilué, puis en ajoutant un pigment et en mélangeant jusqu'à l'obtention d'une dispersion homogène. Des tissus en polyester et polyester/coton ont été imprimés avec une pâte d'impression au pigment de chitosane et fixés à 6°C pendant XNUMX minutes après durcissement à température ambiante.
Il a été observé que les tissus imprimés avec de la pâte d'impression préparée avec du chitosane donnent de très bons résultats en termes de solidité des couleurs par rapport aux tissus imprimés avec d'autres systèmes. Le seul point négatif de l'étude est que la pâte préparée avec du chitosane donne des résultats légèrement inférieurs en termes de rendement de couleur. On pense que cela peut être dû à la plus faible stabilité de la dispersion de pigment dans la pâte de chitosane, et il est indiqué que les études se poursuivront dans cette direction.
Utilisation du chitosane comme agent d'encollage
Dans cette étude, l'utilisabilité et la dégradation du chitosane en tant qu'agent d'encollage ont été étudiées. Comme mentionné précédemment, le chitosane a été utilisé comme agent d'encollage car il possède une bonne propriété filmogène. Cependant, comme l'élimination du chitosane, qui est utilisé comme agent d'encollage, peut poser des problèmes ultérieurement, des études ont également été menées à ce sujet. Des enzymes telles que la cellulase, la xylinase, la pectinase, la papaïne ont été testées pour le désencollage. Comme deuxième méthode, la fragmentation Van-Slyke a été essayée.
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