Biodegradovatelné polymery

19
Biodegradovatelné polymery

description

Biodegradovatelné polymery. Obsah. Biodegradovatelné p olymer y, jejich charakteristika a rozdělení Degradační procesy Hodnocení degradačních procesů Porovnání biodegradovatelných polymerů s materiály běžně dostupnými Výroba a zpracování biodegradovatelných polymerů Aplikační oblasti - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Biodegradovatelné polymery

Page 1: Biodegradovatelné polymery

Biodegradovatelné polymery

Page 2: Biodegradovatelné polymery

Obsah

• Biodegradovatelné polymery, jejich charakteristika a rozdělení

• Degradační procesy• Hodnocení degradačních procesů• Porovnání biodegradovatelných polymerů s materiály běžně

dostupnými • Výroba a zpracování biodegradovatelných polymerů• Aplikační oblasti• Budoucnost biodegradovatelných polymerů

2

Page 3: Biodegradovatelné polymery

Polymery

Výhody •využitelné chemické, fyzikální a mechanické vlastnosti•zvládnuté technologie výroby a zpracování

Nevýhody •omezené možnosti recyklace•neschopnost rozkladu v přírodním prostředí•neobnovitelnost surovinových zdrojů

3

Page 4: Biodegradovatelné polymery

Biodegradovatelné polymery,jejich charakteristika a rozdělení

4

• Biodegradovatelné polymery – všechny polymery u nichž dochází k degradaci a následnému rozkladu působením mikroorganismů

• Podmínky rozkladu – vlhkost teplota přítomnost mikroorganismů

• Produkty rozkladu – oxid uhličitý (methan) voda zbytek biomasy

Page 5: Biodegradovatelné polymery

Biodegradovatelné polymery

5

nC C

H

H H

H

n

OH

OH

O

O

O

CH2 OH

CH2OHOH

O O

OHZákladní rozdělení

biopolymery (celulóza) speciální biopolymery (kyselina polymléčná) syntetické biodegradovatelné polymery(polyethylen)

O

C

CH3

C O

H

n

Page 6: Biodegradovatelné polymery

Biopolymery

Vysokomolekulární organické látky vytvářené biochemickými reakcemi:

• rostlin(celulóza, škrob)

• zvířat (chitin, proteiny)

• mikroorganismů (polyhydroxyalkanoáty - PHA) 6

Page 7: Biodegradovatelné polymery

Speciální biopolymery

Speciální (syntetické) biopolymery jsou syntetizovány z přírodních biomolekul.

Takto vyrobené materiály nejsou produktem živých organismů, ale vykazují vlastnosti biopolymerů.

Kyselina polylaktidová (PLA)Kyselina polyglykolová (PGA)

7

Page 8: Biodegradovatelné polymery

Syntetické biodegradovatelné polymery

Syntetické polymery mohou být modifikovány vhodnými aditivy tak, že podléhají oxidačním reakcím probíhajícím v přírodním prostředí a vytvářejí produkty asimilovatelné mikroorganismy.

TDPA – Totally Degradable Plastic Additives

8

• Alifatické polyestery (PCL polykaprolakton)• Aromatické polyestery (PBAT

polybutylenadipát tereftalát)• Polyvinylalkohol (PVA)• Oxo-biodegradovatelné

polyolefiny (TDPA PE)

Page 9: Biodegradovatelné polymery

Degradační procesy

Degradace během výroby

• krátký a intenzivní proces probíhající při zpracování polymerní taveniny

Degradace finálních produktů

• degradace oxidační, hydrolytická, foto-degradace, biodegradace

• fragmentace

9

Page 10: Biodegradovatelné polymery

Degradační procesy - biodegradace

10

ZDROJPOLYM ERŮ

SLUNEČNÍZÁŘENÍMIMOBUNĚČNÉ

ENZYMY

ENZYMATICKÉŠTĚPENÍ VAZEB

PRODUKTY-ZPRAVOVÁNÍ-VÝROBA

MIKROBY

OLIGOMER

DEGRADAČNÍFRAGMENTY

0H O

SVĚTLOTEPLO

ADITIVAMECHANICKÉ

PŮSOBENÍ

2

2

Page 11: Biodegradovatelné polymery

Hodnocení degradačních procesů

Metody využívané k hodnocení biodegradability zahrnují stanovení

• množství vznikajícího oxidu uhličitého nebo methanu

• změny molární hmotnosti materiálu

• mechanických vlastností materiálu

• úbytku hmotnosti materiálu• rozsahu fragmentace

materiálu• kombinace metod

Degradační prostředí

11

• splaškový kal• kontrolované

kompostování • simulovaná skládka

odpadů

Page 12: Biodegradovatelné polymery

Hodnocení degradačních procesů

Třístupňový způsob hodnocení procesu biodegradace:

1. Určit, zda se jedná o biodegradovatelný polymer

2. Stanovit podmínky biodegradace – laboratorní testy

3. Posoudit, zda je polymer biodegradovatelný za reálných přírodních podmínek 12

Page 13: Biodegradovatelné polymery

Porovnání biodegradovatelných polymerů s polymery běžně dostupnými

13

Page 14: Biodegradovatelné polymery

Výroba biodegradovatelných polymerů

• fotosyntéza• výroba z biomolekul• výroba z minerálních zdrojů 12 H2O + 6 CO2 + E = C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

- škrob - mikrobiální polyestery (komerční výroba probíhá v bioreaktorech)

14

Page 15: Biodegradovatelné polymery

Výroba biodegradovatelných polymerů

Z minerálních zdrojů

• Polymerizace• Polykondenzace• Polyadice

Z biomolekul vznikajících v přírodních

prostředích

fotosyntéza → zásobní látky - škrob, cukry → fermentační proces → kyselina mléčná → dehydratace, polymerizace → kyselina polymléčná

15

Page 16: Biodegradovatelné polymery

Zpracování biodegradovatelných polymerů

• Odlévání • Vytlačování • Vstřikování• Vyfukování• Zvlákňování

16

Page 17: Biodegradovatelné polymery

Aplikační oblasti

• Medicína• Zemědělství• Hygienické potřeby• Předměty pro rychlé občerstvení • Obalové fólie, tašky, hračky

17

Page 18: Biodegradovatelné polymery

Budoucnost biodegradovatelných polymerů

18

Page 19: Biodegradovatelné polymery

Děkuji za pozornost.

19