Enzymatic polymerisation for better paints / Monica Harvey in EUROPEAN COATINGS JOURNAL (ECJ), N° 5 (05/2018)  

[article]  inEUROPEAN COATINGS JOURNAL (ECJ) > N° 5 (05/2018) . - p. 42-48 Titre : Enzymatic polymerisation for better paints : Using engineered polysaccharides as coatings additives to boost performance Type de document : texte imprimé Auteurs : Monica Harvey, Auteur ; Natnael Behabtu, Auteur ; Christian Lenges, Auteur ; Richard Milic, Auteur ; Jarmila Vlasakova, Auteur Année de publication : 2018 Article en page(s) : p. 42-48 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Biomatériaux Formulation (Génie chimique) Glucanes Un glucane est un polysaccharide (polymère d'oses) composé exclusivement de monomère de glucose. Ils peuvent être linéaires ou bien ramifiés. Polyalkydes Polymérisation enzymatique Polysaccharides Les polysaccharides (parfois appelés glycanes, polyosides, polyholosides ou glucides complexes) sont des polymères constitués de plusieurs oses liés entre eux par des liaisons osidiques. Les polyosides les plus répandus du règne végétal sont la cellulose et l’amidon, tous deux polymères du glucose. De nombreux exopolysaccharides (métabolites excrétés par des microbes, champignons, vers (mucus) du ver de terre) jouent un rôle majeur - à échelle moléculaire - dans la formation, qualité et conservation des sols, de l'humus, des agrégats formant les sols et de divers composés "argile-exopolysaccharide" et composites "organo-minéraux"(ex : xanthane, dextrane, le rhamsane, succinoglycanes...). De nombreux polyosides sont utilisés comme des additifs alimentaires sous forme de fibre (inuline) ou de gomme naturelle. Ce sont des polymères formés d'un certain nombre d'oses (ou monosaccharides) ayant pour formule générale : -[Cx(H2O)y)]n- (où y est généralement x - 1). On distingue deux catégories de polysaccharides : Les homopolysaccharides (ou homoglycanes) constitués du même monosaccharide : fructanes, glucanes, galactanes, mannanes ; les hétéropolysaccharides (ou hétéroglycanes) formés de différents monosaccharides : hémicelluloses. Les constituants participant à la construction des polysaccharides peuvent être très divers : hexoses, pentoses, anhydrohexoses, éthers d'oses et esters sulfuriques. Selon l'architecture de leur chaîne, les polysaccharides peuvent être : linéaires : cellulose ; ramifiés : gomme arabique, amylopectine, dextrane, hémicellulose et mixtes : amidon. Revêtement en phase solvant:Peinture en phase solvant Revêtements -- Additifs:Peinture -- Additifs Rhéologie Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : Enzymatic polymerisation is emerging as a scalable process to polymerise sucrose into engineered polysaccharides. Polymer architecture and material properties can be controlled selectively to provide the foundation for novel differentiated biomaterial platforms. Alpha-1,3-polyglucose (alpha-1,3-glucan) is one example of an engineered polysaccharide prepared using this bioprocess. The possibility to control polysaccharide particle morphology, crystallinity, as well as overall polymer functionality and particle size suggests that polysaccharides can be designed to provide performance advantages in paint applications. Note de contenu : - Scaleable application of new technology - Engineered polysaccharide contributes to sustainability - Additive offers processing benefits - Experimental data for paint examples - New biomaterials and process will advance innovation - FIGURES : Enzymatic polymerisation of sucrose to alpha-1,3-glucan and fructose - 2. SEM Image of glucan polymer from enzymatic polymerisation - 3. Shear viscosity of 7 wt% colloidal dispersion of alpha-1,3-glucan - 4. Shear viscosity at 10S-1 vs alpha-1,3-glucan solids concentration - 5. Hardness of formulated alkyd paints over one month - 6. Matting effect of alha-1,3-glucan at 60° - 7. Matting effect of alpha-1,3-glucan versus amorphic silica in a solvent-borne alkyd paint formulation - 8. 13C NMR spectrum of alpha-1,3-glucan - TABLES : 1. Typical formula of alkyd solven-borne base paint formulation - 2. Effect of alpha-1,3-glucan concentration on paint viscosity - 3. Effect of alpha-1,3-glucan on drying time En ligne : https://drive.google.com/file/d/18r4pCx1wRVpKRuJa4i9kkpiPrsv4gizL/view?usp=drive [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=30591 [article]

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Enzymatic polymerization for engineered polysaccharides in coatings / Monica Harvey in COATINGS TECH, Vol. 15, N° 5 (05/2018)  

[article]  inCOATINGS TECH > Vol. 15, N° 5 (05/2018) . - p. 32-38 Titre : Enzymatic polymerization for engineered polysaccharides in coatings Type de document : texte imprimé Auteurs : Monica Harvey, Auteur ; Natnael Behabtu, Auteur ; Christian Lenges, Auteur ; Richard Milic, Auteur ; Jarmila Vlasakova, Auteur Année de publication : 2018 Article en page(s) : p. 32-38 Note générale : Bibliogr. Langues : Américain (ame) Catégories : Formulation (Génie chimique) Polyalkydes Polymérisation enzymatique Polysaccharides Les polysaccharides (parfois appelés glycanes, polyosides, polyholosides ou glucides complexes) sont des polymères constitués de plusieurs oses liés entre eux par des liaisons osidiques. Les polyosides les plus répandus du règne végétal sont la cellulose et l’amidon, tous deux polymères du glucose. De nombreux exopolysaccharides (métabolites excrétés par des microbes, champignons, vers (mucus) du ver de terre) jouent un rôle majeur - à échelle moléculaire - dans la formation, qualité et conservation des sols, de l'humus, des agrégats formant les sols et de divers composés "argile-exopolysaccharide" et composites "organo-minéraux"(ex : xanthane, dextrane, le rhamsane, succinoglycanes...). De nombreux polyosides sont utilisés comme des additifs alimentaires sous forme de fibre (inuline) ou de gomme naturelle. Ce sont des polymères formés d'un certain nombre d'oses (ou monosaccharides) ayant pour formule générale : -[Cx(H2O)y)]n- (où y est généralement x - 1). On distingue deux catégories de polysaccharides : Les homopolysaccharides (ou homoglycanes) constitués du même monosaccharide : fructanes, glucanes, galactanes, mannanes ; les hétéropolysaccharides (ou hétéroglycanes) formés de différents monosaccharides : hémicelluloses. Les constituants participant à la construction des polysaccharides peuvent être très divers : hexoses, pentoses, anhydrohexoses, éthers d'oses et esters sulfuriques. Selon l'architecture de leur chaîne, les polysaccharides peuvent être : linéaires : cellulose ; ramifiés : gomme arabique, amylopectine, dextrane, hémicellulose et mixtes : amidon. Revêtement en phase solvant:Peinture en phase solvant Rhéologie Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : Enzymatic polymerization is emerging as a scalable process to polymerize sucrose into engineered polysaccharides. Polymer architecture and material properties can be controlled selectively to provide the foundation for novel differentiated biomaterial platforms. One first example for such an engineered polysaccharide is alpha-1,3-polyglucose (alpha-1,3-glucan), which was prepared using this bioprocess. This article describes initial results applying this polymer in architectural coating applications. With the ability to control polysaccharide particle morphology, crystallinity, as well as overall polymer functionality and particle size, it was envisioned that polysaccharides can be designed to provide performance advantages for paint applications. Note de contenu : - Fundamental material properties of engineered polysaccharide - Compatibility with paint systems - Experimental section and coating results : formulation examples in alkyd paints - FIGURES : 1. Enzymatic polymerization of sucrose to alpha-1,3-glucan and fructose - 2. SEM image of glucan polymer from enzymatic polymerization - 3. Shear viscosity of 7wt% colloidal dispersion of alpha 1,3-glucan - 4. Shear viscosity at 10s1vs alha 1,3-glucan solids concentration - 5. GC-MS of VOC in alpha-1,3-glucan - 6. Hardness of formulated alkyd paints over one month - 7. Matting effect of alpha-1,3-glucan at 60°C - 8. Matting effect of alpha-1,3-glucan vs amorphous silica in a solventborne alkyd paint formulation En ligne : https://drive.google.com/file/d/1BgebP9nF9XYNvL06JkJGKHi_MRlpT2Kb/view?usp=drive [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=30624 [article]

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Enzymes as ultimate green catalysts for polymer synthesis and biodegradation / Vrijeshkumar Singh in PAINTINDIA, Vol. LXVIII, N° 5 (05/2018)  

[article]  inPAINTINDIA > Vol. LXVIII, N° 5 (05/2018) . - p. 53-64 Titre : Enzymes as ultimate green catalysts for polymer synthesis and biodegradation Type de document : texte imprimé Auteurs : Vrijeshkumar Singh, Auteur ; Vivek L. Patil, Auteur Année de publication : 2018 Article en page(s) : p. 53-64 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Biodégradation Encapsulation Enzymes Une enzyme est une protéine dotée de propriétés catalytiques. Pratiquement toutes les biomolécules capables de catalyser des réactions chimiques dans les cellules sont des enzymes ; certaines biomolécules catalytiques sont cependant constituées d'ARN et sont donc distinctes des enzymes : ce sont les ribozymes. Une enzyme agit en abaissant l'énergie d'activation d'une réaction chimique, ce qui accroît la vitesse de réaction. L'enzyme n'est pas modifiée au cours de la réaction. Les molécules initiales sont les substrats de l'enzyme, et les molécules formées à partir de ces substrats sont les produits de la réaction. Presque tous les processus métaboliques de la cellule ont besoin d'enzymes pour se dérouler à une vitesse suffisante pour maintenir la vie. Les enzymes catalysent plus de 5 000 réactions chimiques différentes2. L'ensemble des enzymes d'une cellule détermine les voies métaboliques qui peuvent avoir lieu dans cette cellule. L'étude des enzymes est appelée enzymologie. Les enzymes permettent à des réactions de se produire des millions de fois plus vite qu'en leur absence. Un exemple extrême est l'orotidine-5'-phosphate décarboxylase, qui catalyse en quelques millisecondes une réaction qui prendrait, en son absence, plusieurs millions d'années3,4. Comme tous les catalyseurs, les enzymes ne sont pas modifiées au cours des réactions qu'elles catalysent, et ne modifient pas l'équilibre chimique entre substrats et produits. Les enzymes diffèrent en revanche de la plupart des autres types de catalyseurs par leur très grande spécificité. Cette spécificité découle de leur structure tridimensionnelle. De plus, l'activité d'une enzyme est modulée par diverses autres molécules : un inhibiteur enzymatique est une molécule qui ralentit l'activité d'une enzyme, tandis qu'un activateur de cette enzyme l'accélère ; de nombreux médicaments et poisons sont des inhibiteurs enzymatiques. Par ailleurs, l'activité d'une enzyme décroît rapidement en dehors de sa température et de son pH optimums. Polymères -- Biodégradation Polymères -- Synthèse Polymérisation enzymatique Solvants organiques Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : Enzymes are biological molecules which catalyse biological reactions. Enzymes and their biological reactions include study of bio-polymerisation by chemical kinetics of enzymatic ring opening polymerisation and radical initiated polymerisation mechanism. Enzyme also catalyses grafting of bio materials like lignin, starch and chitosan. However enzymatic polymerisation has limitations of enzyme activity and stability. Hence approaches like immobilisations, encapsulation and use of organic media were reviewed to enhance reactivity of enzymes. Various challenges in industrial applications and troubleshooting are established. Enzyme not only polymerises but also shows degradation mechanism for polymers which opens area of sustainability for coating industry. Note de contenu : - ENZYMES AS CATALYSTS IN POLYMER CHEMISTRY : Michaelis-Menten kinetics - Application of Michaelis-Menten kinetics - ENZYMATIC POLYMERIZATION MECHANISM : Enzymatic ring opening polymerisation (e-ROP) - Enzyme initiated radical polymerizations - Candila Antartica lipase B (CALB) - Enzyme catalysis in polymer end-functionalization - Enzyme initiated polymerisation of chitosan - HRP initiated polymerisation of poly(acrylamide) grafting of starch - Laccase/hydroperoxide polymerisation grafting of acrylamide with lighin - Enzymatic grafting-artificial urushi - Enzyme catalysed chemo selective polymerisation - Immobilisation of enzyme - Encapsulation of enzyme - Organic solvent tolerant enzyme - PROSPECT OF ENZYMATIC POLYMERIZATION CURRENT STATUS - ENZYMATIC DEGRADATION OF POLYMER - INDUSTRIAL APPLICATION - CHALLENGES AND TROUBLESHOOTING IN INDUSTRIAL APPLICATION OF ENZYMATIC POLYMERISATION : Limitations of enzymatic ATRP (atomic transfer radical polymerisation and enzymatic ring-opening polymerization (e-ROP) - Limitations for CALB initiated reaction - TABLES : 1. Kinetic constants for different enzymes - 2. Selective enzymes for degradation of polymer - FIGURES : 1. Categories of enzyme - 2. Representation of an amino acid in a chain of amino acids, all together forming a protein - 3. Proposed mechanism for enzymatic trans-esterification - 4. Scanning electron microscopy (SEM) image of Candida Antartica Lipase B (CALB) macro porous cross-linked acrylic resin - SCHEMES : 1. Resting state ofheme peroxidases - 2. Schematic mechanism for laccase-catalyzed radical formation - 3. Schematic representation of laccase mediator systems (LMSs) and peroxidase mediator systems (PMSs) initiated polymerization reactions. Upper : the mediator is used as true catalyst transferring the radical to a monomer ; lower : the oxidized mediator radical itself initiates the polymerization process - 4. Structures of the amino acid residues forming the catalytic triad and the oxyanion hole of CALB - 5. Trans-esterification of esters with alcohols : reversible with an alkyl ester or a halogenated alkyl ester, and irreversible with a vinyl ester - 6. Enzymatic Michael addition of diethylamine to (A) α-acrylated, ω-methacrylated EG in bulk (B) α-acrylated, ω-crotonated EG in bulk - CALB catalyzed epoxidation of olefins in the presence of hydrogen peroxide - 8. Functionalized PEGs vial CALB-catalyzed trans-esterification - 9. Enzymatic of PIB-OH and glissopal-OH - 10. CALB catalyzed methacrylation of PDMS - 11. Modification of chitosan with enzyme-generated quinones - 12. Proposed mechanism for the HRP-initiated poly(acrylamide)-grafting of starch - 13. Proposed mechanism of laccase/hydroperoxide polymerization grafting of acrylamide onto lignin - 14. Bienzymatic formation of artificial urushi with tailored properties - 15. Chemo selective polymerization of bifunctional (phenol/vinyl) monomer units using HRP - 16. Complementary conversion of m-ethinylphenol using HRP or CuCl En ligne : https://drive.google.com/file/d/1COMqb_QtcfdM4Nn03XVPSzpHWzAti8oP/view?usp=drive [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=30706 [article]

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Horseradish peroxidase-mediated polyethylene glycol-templated polymerisation of gallic acid and pyrrole to improve the functionalisation and dyeing properties of silk fabrics / Na-won Baek in COLORATION TECHNOLOGY, Vol. 139, N° 1 (02/2023)  

[article]  inCOLORATION TECHNOLOGY > Vol. 139, N° 1 (02/2023) . - p. 45-56 Titre : Horseradish peroxidase-mediated polyethylene glycol-templated polymerisation of gallic acid and pyrrole to improve the functionalisation and dyeing properties of silk fabrics Type de document : texte imprimé Auteurs : Na-won Baek, Auteur ; Dan Wang, Auteur ; Xun Zhang, Auteur ; Jie Wang, Auteur ; Xue-rong Fan, Auteur Année de publication : 2023 Article en page(s) : p. 45-56 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Caractérisation Polyéthylène glycol Polymérisation Polymérisation enzymatique Polyphénols Les polyphénols constituent une famille de molécules organiques largement présente dans le règne végétal. Ils sont caractérisés, comme l’indique le nom, par la présence d'au moins deux groupes phénoliques associés en structures plus ou moins complexes, généralement de haut poids moléculaire. Ces composés sont les produits du métabolisme secondaire des plantes. Les polyphénols prennent une importance croissante, notamment grâce à leurs effets bénéfiques sur la santé. En effet, leur rôle d’antioxydants naturels suscite de plus en plus d'intérêt pour la prévention et le traitement du cancer, des maladies inflammatoires, cardiovasculaires et neurodégénératives. Ils sont également utilisés comme additifs pour les industries agroalimentaire, pharmaceutique et cosmétique "Ils ont tous en commun la présence d'un ou plusieurs cycles benzéniques portant une ou plusieurs fonctions hydroxyles". La désignation "polyphénols" est consacrée par l'usage et, alors qu'elle ne devrait concerner que les molécules portant plusieurs fonctions hydroxyle phénolique, elle est habituellement utilisée pour l'ensemble de ces composés. Les polyphénols naturels regroupent donc un vaste ensemble de substances chimiques comprenant au moins un noyau aromatique, portant un ou plusieurs groupes hydroxyle, en plus d’autres constituants. Il y a quatre principales familles de composés phénoliques : les acides phénoliques (catéchol, acide gallique, acide protocatéchique), les flavones, l'acide chlorogénique et les quinones. Ils peuvent aller de molécules simples, comme les acides phénoliques, à des composés hautement polymérisés, de plus de trente mille daltons, comme les tanins (acide tannique). Les polyphénols sont communément subdivisés en phénols simples, acides phénoliques et coumarines, en naphtoquinones, en stilbénoïdes (deux cycles en C6 liés par deux atomes de carbone), en flavonoïdes, isoflavonoïdes et anthocyanes, et en formes polymérisées : lignanes, lignines, tanins condensés. Ces squelettes carbonés de base sont issus du métabolisme secondaire des plantes, élaborés par la voie du shikimate. Les polyphénols sont présents dans diverses substances naturelles : sous forme d'anthocyanine dans les fruits rouges, le vin rouge (en relation avec les tanins, phénomène du "paradoxe français"), sous forme de proanthocyanidines dans le chocolat et le vin, d'acides caféoylquinique et féruloylquinique dans le café, de flavonoïdes dans les agrumes, et sous forme de catéchines comme le gallate d'épigallocatéchine dans le thé vert, de quercétine dans les pommes, les oignons, le vin rouge, etc. D'après une étude réalisée avec des volontaires via Internet, les sources alimentaires de polyphénols sont principalement le café (36,9 %), le thé — vert ou noir — (33,6 %), le chocolat pour son cacao (10,4 %), le vin rouge (7,2 %) et les fruits (6,7 %)18. Parmi les fruits, les polyphénols, très présents dans toutes les pommes, sont encore plus concentrés dans les pommes à cidre (riches en tanin), qui peuvent en contenir jusqu'à quatre fois plus : c'est une biodiversité qui se manifeste en richesse aussi bien qualitativement que quantitativement en polyphénols. (Wikipedia) Polypyrroles Soie et constituants Solidité de la couleur Teinture -- Fibres textiles Index. décimale : 667.3 Teinture et impression des tissus Résumé : Silk fabrics treated with gallic acid/pyrrole (PGA/PPy) complexes polymerised using horseradish peroxidase have higher electrochemical activity than silk fabrics dyed with gallic acid alone. However, the degree of polymerisation decreases. As a result, the ultraviolet (UV) protection and fastness of the silk fabric were lowered. To solve this problem, we studied the degree of polymerisation of the complex and the functionality of dyed silk fabrics by applying a polyethylene glycol (PEG) template to the enzymatic polymerisation of PGA/PPy. The polymerisation mechanism of the complexes was analysed in detail using UV-visible spectroscopy, Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy, and high-performance liquid chromatography electrospray ionisation mass spectrometry (HPLC-ESI-MS). Consequently, the PGA/PPy/PEG complex has a higher degree of polymerisation than the PGA/PPy prepared without PEG, indicating that the PEG template can promote the polymerisation of PGA and PPy. As a result, we found that the presence of the PEG template improved the thermal stability and UV protection function of the dyed silk fabric, but did not impair the electrochemical activity of silk fabric. As a result of analysing the colour depth, it exhibited a higher K/S value compared to the dyed silk fabric in the absence of PEG. Additionally, its colour fastness was improved. Note de contenu : - MATERIALS AND METHODS : Reagents and materials - Enzymatic oxidative polymerisation of gallic acid - Dyeing process of silk fabrics - Characterisation of polymers - Characterisation of silk fabrics - RESULTS AND DISCUSSION : Characterisation of PGA, PFA and the PGA/PPy, PFA/PPy complexes - Properties of functionalised silk fabrics - - Table 1 : Possible mass-to-charge (m/z) assignments for PGA, PGA/PPy and PGA/PPy/PEG - Table 2 : Anti-ultraviolet (UV) activity of the treated silk fabrics - Table 3 : CIELab values obtained for the dyed silk samples - Table 4 : The colour fastness of the dyed silk fabric DOI : https://doi.org/10.1111/cote.12634 En ligne : https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/cote.12634 Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=39204 [article]

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