Novel method of preparing flame retardant cellulose-silicate fibres

Presented herein are the results of research on the preparation of a novel environmentfriendly method of spinning cellulose-silicate (Cel/Si) fibres obtained from enzymatically modified a pulp which could be directly dissolved in aqueous sodium hydroxide. Fibres were formed from spinning solutions in a coagulation bath containing sodium silicate and sodium sulphate. For selected spinning conditions, test results are shown for the physical-mechanical properties of the Cel/Si fibres obtained and their relative flammability represented by the limiting oxygen index (LOI). Cel/Si fibres are characterised by a favourable LOI value reaching as high as 46.5%. The impact of zinc concentration in the spinning solution is shown, which largely contributes to the stability of the spinning process as well as to the mechanical properties of the fibre and the LOI value. The surface and cross-section of the Cel/Si fibres were inspected by scanning electron microscopy (SEM), including those subjected to high temperatures and a naked flame. It was found that the fibres reveal a skin/core structure in which zinc silicates are the main constituent of the skin, while cellulose forms the core. Also presented are test results of Cel/Si fibre washing durability. Proof is also given of the excellent antibacterial properties of the fibre against the Staphylococus aureus strain.

---

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące opracowania nowej ekologicznej metody formowania włókien celulozowo-krzemianowych (Cel/Si) w oparciu o modyfikowaną enzymatycznie celulozę bezpośrednio rozpuszczalną w wodnym roztworze wodorotlenku sodowego. Włókna formowano z celulozowych roztworów przędzalniczych do kąpieli koagulacyjnej zawierającej krzemian sodu i siarczan sodu. Dla wybranych warunków formowania przedstawiono wyniki badań właściwości fizyko-mechanicznych włókien Cel/ Si oraz zapalności metodą wskaźnika tlenowego (OI). Otrzymane włókna Cel/Si charakteryzuje stosunkowo wysoka wartość wskaźnika tlenowego (do 46.5%). Wykazano istotny wpływ stężenia cynku w roztworze przędzalniczym na stabilność formowania i właściwości mechaniczne oraz zapalność (OI) włókien Cel/Si. Badano powierzchnię oraz przekrój poprzeczny włókien Cel/Si metodą mikroskopii skaningowej SEM, w tym ogrzewanych w temperaturze 450°C i 800°C. Stwierdzono, iż włókna Cel/Si posiadają budowę typu skórkardzeń, gdzie skórkę stanowią głównie cynko-krzemiany, zaś rdzeń celuloza. Przedstawiono także wyniki badań odporności włókien Cel/Si na pranie w wodnym roztworze proszku piorącego oraz pH środowiska. Wykazano także, iż otrzymane włókna wykazują doskonałe właściwości antybakteryjne w stosunku do bakterii Staphylococcus aureus.