The main objective of the present thesis is to prepare bactericidal filter paper by employing hydrophobic biocides of very low water solubility. To achieve this goal, two different strategies were proposed. One involves the use of amphiphilic block copolymer micelles which serve as a carrier for loaded biocides, and are subsequently attached to the pulp fibres; the other utilizes biocide emulsions stabilized with polymeric materials. As a part of first strategy, the mechanisms of loading of biocide into and release from the block copolymer micelles of poly(styrene)-b-poly(acrylic acid) were elucidated. It was found that loading is a two step process; first, the micelle surface is saturated with biocide molecules. In the next step, the biocide penetrates as a front into the hydrophobic polystyrene core, while lowering the glass transition temperature of the polystyrene. The release of the biocide from the micelles was found to be a slower process than loading; the rate determining step of the release is the removal of the biocide molecules from the surface of the micelles, since the biocide molecules have to pass over an energy barrier to go into the aqueous solution. E. coli bacteria deactivation by biocide loaded micelles in solution was studied next. As a main conclusion, it was found that block copolymer micelles loaded with triclosan biocide are efficient in deactivating the bacteria in less than two minutes. Also, the mechanism of biocide uptake by the bacteria was elucidated, which involves transfer of biocide molecules during transient collisions between loaded micelles and bacteria. An antibacterial filter paper was prepared by modifying commercial filter papers or paper towels by changing the natural negative charge of the pulp fibres to positive by adsorption of cationic poly(acryl)amide, followed by attachment of negatively charged biocide loaded micelles to the pulp fibres. After passage through the modified filter paper, the bacteria were found to be / L'objectif principal de la présente thèse est de préparer un papier filtre bactéricide en employant des biocides hydrophobiques ayant une très faible solubilité dans l'eau. Pour atteindre ce but, deux différentes stratégies furent proposées. L'une implique l'utilisation de micelles de copolymère bloc amphiphiles qui servent au transport de biocides dopés, et sont subséquemment attachées aux fibres de pâte; l'autre utilise des émulsions biocides stabilisées avec des matériaux polymères. Comme partie de la première stratégie, les mécanismes de dopage du biocide ainsi que de la libération des micelles de copolymère bloc de poly(styrène)-b-poly(acide acrylique) furent élucidés. Il fut découvert que le dopage est un processus à deux étapes; premièrement, la surface de la micelle est saturée avec des molécules biocides. Dans l'étape qui suit, le biocide pénètre de front dans le cur hydrophobique de polystyrène, diminuant la température de transition vitreuse du polystyrène. La libération du biocide des micelles fut déterminée comme étant un processus plus lent que celui du dopage; l'étape déterminante de la vitesse de libération est l'enlèvement des molécules biocides de la surface des micelles, étant donné que les molécules de biocide doivent passer au-dessus d'une barrière énergétique pour aller dans la solution aqueuse. La désactivation de bactéries E. coli par les micelles dopées de biocide en solution fut ensuite étudiée. Comme conclusion générale, il fut découvert que les micelles de copolymère bloc dopées avec le biocide triclosan sont efficaces pour désactiver les bactéries en moins de deux minutes. Aussi, le mécanisme de consommation du biocide par les bactéries fut élucidé, impliquant le transfert des molécules de biocide durant les collisions transitoires entre les micelles dopées et les bactéries. Un papier filtre antibactérien fut préparé en modifiant des papiers filtres commercia
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.94907 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Vyhnalkova, Renata |
| Contributors | Adi Eisenberg (Internal/Supervisor), Theodorus G Van de Ven (Internal/Cosupervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Chemistry) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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