Title Ciljane modifikacije svojstava goveđih koža primjenom plazme i ekološki prihvatljivog antimikrobnog sredstva Author Katarina Ištef Mentor Sanja Ercegović Ražić (mentor)Committee member Zenun Skenderi (predsjednik povjerenstva)Committee member Sanja Ercegović Ražić (član povjerenstva)Committee member Sandra Flinčec Grgac (član povjerenstva)Granter University of Zagreb Defense date and country 2019-09-26, Croatia Scientific / art field, TECHNICAL SCIENCES Abstract Istraživanja utjecaja plazme na različite supstrate aktualna su u smislu razvoja ekološki i ekonomski prihvatljivih postupaka predobrade i obrade gotove kože s ciljem dobivanja proizvoda novih funkcionalnih svojstava. Koža pod utjecajem plazme prolazi kroz različite kemijske i fizikalne promjene u površinskom sloju što rezultira poboljšanim krajnjim svojstvima u vidu povećane hidrofilnosti i reaktivnosti. Primjenu niskotlačne plazme u procesima obrade koža karakterizira visoka stabilnost procesa, dobra učinkovitost i homogenost obrada. U ovom je radu istražena mogućnost primjene niskotlačne plazme u svrhu modifikacije svojstava goveđe kože i funkcionalizacije površine polimerizacijom 1,2,3,4 - butantetrakarboksilne kiseline (BTCA) te naknadnom obradom antimikrobnog sredstva hitozana. Predobrade koža su provedene primjenom kisikove i argonove plazme kako bi se usporedila svojstva predobrađenih koža utjecajem različitih plinova - kemijski reaktivnog kisika i inertnog argona. Ispitivanja su provedena na četiri različitih uzoraka koža - kromno štavljenom uzorku, kromno štavljenom uzorku cjepanika, vegetabilno štavljenom uzorku i sintetski štavljenom uzorku. U prvom dijelu istraživanja provedena je optimizacija procesnih parametara predobrade primjenom kisika i argona kao procesnih plinova, nakon čega je proveden postupak polimerizacije BTCA u plazmi. Drugi dio istraživanja odnosi se na nanošanje hitozana na predobrađene uzorke kože metodom prskanja s ciljem postizanja antimikrobne učinkovitosti. Hidrofilnost uzoraka ispitana je pomoću testa kapi i uređaja za ispitivanje sposobnosti prijenosa tekuće vlage uzoraka. SEM mikroskopijom utvrđene su promjene morfoloških karakteristika neobrađenih i obrađenih uzoraka, a praćenje promjena na razini kemizma je provedeno korištenjem FTIR–ATR spektroskopije. Kako bi se ispitalo ponašanje kože u uvjetima uporabe, mjerena je propusnost otopine alkalnog znoja u zadanim uvjetima, a remisijskim spektrofotometrom pratila se promjena obojenja vegetabilno štavljenog uzorka nakon močenja u alkalnoj otopini znoja. Antimikrobna učinkovitost obrađenih kožnih uzoraka ispitana je kvalitativnom metodom ispitivanja difuzijom na ploči s agarom, spram dvije bakterijske vrste Staphylococcus aureus i Klebsiella pneumoniae.Na temelju dobivenih rezultata ispitivanja može se zaključiti da se provedenim predobradama kisikovom i argonovom plazmom u optimiranim uvjetima može doprinjeti poboljšanju funkcionalnih i uporabnih svojstava ispitanih uzoraka goveđih koža. Provedenim modifikacijama poboljšana je hidrofilnost uzoraka te postignut zadovoljavajući antimikrobni učinak gotovo svih ispitanih uzoraka koža, posebice sintetski štavljenog uzorka.
Abstract (english) Recent researches related to plasma effects on different substrates are important in the development of ecologically and economically friendly processes of leather pretreatments focused on obtaining new functional properties. Leather undergoes different chemical and physical reactions in the surface layer under the influence of plasma, resulting in improved hydrophilicity and reactivity. Low-pressure plasma treatments of leather substrates are characterized by high process stability, good efficiency and uniformity of the process. In this paper, the possible application of low-pressure plasma in modification processes of bovine leather and functionalization using 1,2,3,4 – butantetracarboxylic acid (BTCA) and chitosan were researched. Pretreatments of leather substrates were conducted using argon and oxygen in order to assess different impacts of chemically reactive oxygen and inert argon gas on leather properties. The tests were carried out on four different bovine leather substrates – chrom tanned leather, chrom tanned cleaved leather, vegetabile tanned leather and leather tanned with synthetic tanning agent (Cr - free). In the first part of the experiment, optimization of process parameters was conducted followed by plasma polymerization process of BTCA. The second part of the experiment is related to the deposition of chitosan on pretreated samples by spray method in order to achieve antimicrobial properties. Hydrophilicity of the samples was tested by simple drop test and moisture management tester. Surface morphological changes were analyzed using SEM microscopy and chemical changes were analyzed using ATR-FTIR spectroscopy. In order to examine leather performance in conditions of usage, the permeability of alkaline sweat solution under defined conditions was measured. Changes in colorimetric parameters of vegetaible tanned leather after wetting in alkaline sweat solution were measured using remission spectrophotometer. Antimicrobial efficacy of treated leather samples was tested according to Agar diffusion plate test against two bacterial species Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae. Based on the obtained results it can be concluded that applied pretreatments with oxygen and argon plasma in optimized process conditions can contribute to the improvement of functional properties as well as wearability in conditions of use. Achieved modifications positively affected hydrophilicity and antimicrobial effectiveness of almost all leather samples, particularly Cr-free leather sample.
Keywords
niskotlačna plazma
predobrada površine
goveđe kože
polimerizacija BTCA
hitozan
SEM analiza
FTIR analiza
sorpcijska svojstva
mikrobiološka učinkovitost
Keywords (english)
low-pressure plasma
surface pretreatment
bovine leather
polymerization of BTCA
chitosan
SEM analysis
FTIR analysis
sorption properties
microbiological effectiveness
Language croatian URN:NBN urn:nbn:hr:201:750558 Study programme Title: Textile Technology and Engineering; specializations in: Clothing Engineering, Textile Design and Management, Industrial Textile Design, Industrial Clothing Design, Textile Chemistry, Materials and Ecology Type of resource Text File origin Born digital Access conditions Open access Terms of use Created on 2019-11-11 08:48:33
