Лекция
19/24.04.2021
Биоразлогае
мые
полимерные
материалы
Введение
В естественных условиях отходы медленно разлагаются и являются источником загрязнения окр среды
Наиболее эффективный способ борьбы: разработка биоразлагаемых полимеров.Они:
»Сохраняют свои хар-ки в период пользования
»Разлагаются под действие ф-х факторов окр среды
»Легко включаются в процессы метаболизма природных экосистем
»Высокомолекулярные разлагаются на низкомолекулярные
отходы
10%
30%
30%
|
30% |
сжигают |
вторично используют |
утилизируют |
другое |
2
Сравнение
приемущества |
недостатки |
» Возможность переработки |
» Высокая стоимость |
» Низкий барьер пропускания кислорода и |
» Ограниченные возможности для |
водяного пара |
крупномасштабного производства |
» Быстрая и полная разлагаемость при |
» Трудность регулирования скорости |
специально созданных или ест усл |
распада под возд факторов окр среды |
» Независимость от нефтехимического |
|
сырья |
|
3
Классификации
Биоразлагаемые
полиматериалы
» Биорзлагаемые пластики на основе полимерных материалов
» Химически и микробиологически синтезированные высокомолекулярные соединения
Основные» процессы
Композиционные мат риалы
разрушения
»Фотодеградация
»Бактериальная деградация
»Химическая
4
Фотодеградация
»Процесс: под действием УФ покрывается сплошной сетью и распадается на кусочки, которые затем превращаются в порошок. Он разрушается под действием мик-мов
»Усиление: добавление биодобавок (дифенил-дисульфид); введение в
полимер составные звенья вкл альдегидные и кетонные группы; изменение состава полимеров (вкл большого числа карбонильных групп погл УФ – излучение; добавление металлов переменной валентности
5
Бактериальная
деградация
»Процесс: под действием бактерий и воды
»Такому разложению подвергаются природные полимеры и полимерные соединения в составе природных компонентов
»Существует еще один подход бактериального разложения, связ с выращ спец видов мик-мов, способных разлагать даже разложившиеся пластики на основе нефтепродуктов
6
Химическая деградация
»Процесс: некоторые биопластики подвергаются быстрому растворению под воздействием водных растворов за счет мик-мов
»Соответствующий мик-м находится на установке для очистки сточных вод
7
Биопластики
Способность полимеров разлагаться мик- мами зависит от:
oХимической природы полимеров
oМолекулярной массы
oРазветвлений цепи
Присутствие заместителей полимерной цепи способствует повышению биодеградации
Биоразлагаемые полимеры дб:
oГетероцепочечными и содержать доступные для разложения связи
oСодержать фрагменты, которые включают подряд не более 5 групп СН2
oИметь в составе объемные заместители
oДолжны включать естественные подгруппы (крахмал, лактоза и тд)
Технологические подходы к созданию биоразлагаемых полимеров
Селекция
специальных
микроорганизмов,
способных
деградировать данный полимер
• Были выделены псевдоманады, кот обр ферменты расщип поливиниловый спирт
• После разложения макроцепей поливинилового спирта её фрагменты полностью разлаг
бактериями
Синтез
биоразлагаемых полимеров, сходной со структурой природных
• Ничего не писали
Создание композицей содержащих осн,орг наполнители
•Наполнители = пит среда мик-мов (крахмал, целлюлоза, дектрин, амилопектин)
9
Биоразлагае
мые полимеры на основе природных материалов
10