Polska myśl technologiczna. Polscy naukowcy tworzą biodegradowalne poliestry

Dr inż. Jerzy Wisialski z Wydziału Chemicznego PW prezentuje modelową instalację badawczą do syntezy polilaktydu, uruchomioną w 2013 r. na Politechnice Warszawskiej
Polimery są wszędzie, w obudowie telefonu komórkowego i komputera, w ubraniach i w opakowaniach. Tworzenie tych produktów z materiałów ze źródeł odnawialnych to korzyść, przede wszystkim, dla środowiska. Jednak naukowcy z Polskiej Akademii Nauk w Łodzi twierdzą, że opracowywana przez nich technologia otrzymywania biodegradowalnych poliestrów w ramach projektu BIPOL wpłynie również na wzrost konkurencyjności polskiej gospodarki.

 

Przyjazne środowisku polimery mogą znaleźć zastosowanie, m.in: w medycynie (do produkcji jednorazowej odzieży sanitarnej, wszczepialnych protez o czasowym działaniu, bioresorbowalnych implantów, nici chirurgicznych czy jako nośniki leków), branży tekstylnej (bielizny, jak i odzieży wierzchniej, w również tym tkanin i włóknin stosowanych w przemyśle i w rolnictwie) czy opakowaniowej. Świetnie nadają się jako worki na zakupy, na odpady pochodzenia organicznego czy jako folia spożywcza. „Polimerami syntetycznymi zdolnymi do biodegradacji, o najwyższym stopniu zaawansowania technologicznego, są alifatyczne poliestry. Do najważniejszych należą: polilaktyd, poliglikolid, polihydroksyalkaniany, poliwęglany cykliczne i polimery typu Bionolle oraz niektóre alifatyczno-aromatyczne kopoliestry, np. Ecoflex od firmy BASF lub Sorona od DuPont. W ramach projektu BIPOL opracowujemy dwie oddzielne technologie wytwarzania polilaktydu PLA oraz analifatyczno-aromatycznego biodegradowalnego poliestru IBPE” – podsumował prof. dr hab. Andrzej Duda, kierownik Zakładu Chemii Polimerów Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN w Łodzi.  

 

Cząsteczki XXI wieku

Polimery ulegają biodegradacji ze względu na zawartość jednostek powtarzalnych w swojej budowie, rozpoznawalnych przez bakterie lub enzymy. Dla przykładu, tworzywo PLA ulega naturalnemu rozkładowi pod wpływem kwasu mlekowego, powstałego w procesie fermentacji węglowodanów (skrobia, cukier), lub przy wykorzystaniu odpadów komunalnych. Mimo iż jest ono polimerem termoplastycznym, przetwarzanym typowymi metodami (jak wtrysk, wytłaczanie, termoformowanie czy wytłaczanie z rozdmuchem), to technologią jego wytwarzania zajmuje się tylko kilka międzynarodowych koncernów. Jest to spowodowane właściwościami PLA, czyli niską temperaturą zeszklenia czy znacznie wyższą temperaturą topnienia odmiany krystalicznej w porównaniu z innymi polimerami. Jeśli więc polskim naukowcom uda się opracować alternatywną technologię wytwarzania biodegradowalnego tworzywa, to zdecydowanie poprawi się konkurencyjność i innowacyjność polskiej gospodarki. Ponadto polskie przedsiębiorstwa, którym zostaną udostępnione nowe technologie na podstawie umów licencyjnych, będą miały szansę wypromować polską myśl technologiczną na arenie międzynarodowej. Zwłaszcza, że najwięksi producenci biodegradowalnych polimerów, m.in. Toyota (Japonia) planują zwiększenie produkcji do 20 mln ton w ciągu roku, co oznacza, że zapotrzebowanie na PLA będzie rosnąć.

 

PLA i PET pod lupą

Projekt BIPOL, w ramach którego przeprowadzane są powyższe badania, rozpoczął się w styczniu 2009 r. i zakończy w grudniu 2013. W tym okresie zespołowi badawczemu Zakładu Chemii Polimerów CBMM PAN udało się opracować metody kontrolowanej syntezy PLA przez wprowadzenie po raz pierwszy alkoholanów cyny(II) jako inicjatorów polimeryzacji oraz przeprowadzić jednolity mechanizm polimeryzacji LA i innych estrów cyklicznych inicjonowany kowalencyjnymi alkoholanami i karboksylanami. Przeprowadzone zostały również badania dotyczące zwiększenia odporności mechanicznej PLA i zdolności do plastycznej deformacji za pomocą mieszania, w stanie stopionym, z innymi polimerami. Dzięki temu wykryto, że do efektywnej poprawy powyższych zdolności należy zastosować plastyfikację.

Z kolei technologią do produkcji biodegradowalnych poliestrów IBPE zajęli się naukowcy z Instytutu Biopolimerów i Włókien Chemicznych (IBWCh). Trudność w ulepszaniu ich parametrów termicznych i mechanicznych stanowi fakt, że zdolność do biodegradacji zachowują przy zawartości powtarzalnych jednostek aromatycznych nie większej niż 50 proc. Najbardziej rozpowszechnionym poliestrem z tej grupy jest politereftalan etylenu (PET), który charakteryzuje się dobrymi właściwościami wytrzymałościowymi, ale brakiem możliwości biodegradacji. Jednak naukowcy z IBWCh opracowali już podstawy technologiczne syntezy biodegradowalnego kopoliestru alifatyczno-aromatycznego (IBPE)‚ w ramach której udało się stworzyć materiał, który łączy obie te cechy. Ponadto, w wyniku innych testów‚ otrzymano biodegradowalny, modyfikowany PET, zawierający jednostki strukturalne kwasów glikolowego i mlekowego.

Osiągnięte przez polskich naukowców wyniki dają nadzieję, że wkrótce technologia produkcji biodegradowalnych polimerów będzie dostępna szerszej grupie polskich producentów, co będzie miało pozytywny wpływ nie tylko na polską gospodarkę, ale na nas wszystkich.

 

www.biopol.cbmm.lodz.pl

 

Projekt „BIOPOL. Technologie otrzymywania biodegradowalnych poliestrów z wykorzystaniem surowców odnawialnych” jest współfinansowany przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka. Realizowany jest przez zespoły badawcze Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN (CBMM PAN), przy współpracy Instytutu Biopolimerów i Włókien Chemicznych (IBWCh) (oba instytuty z Łodzi) oraz Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej. Celem strategicznym Partnerstwa jest wykorzystanie krajowego potencjału intelektualnego i technologicznego, gwarantującego prowadzenie badań naukowych i prac rozwojowych na wysokim, światowym poziomie naukowym, przy wykorzystaniu zaawansowanej infrastruktury badawczej.

« poprzedni   |   następny » « wróć

Komentarz miesiąca

Hot red – to prawdziwa miłość!

Czerwony to kolor miłości. Powszechnie wiadomym jest, że czerwony jest kolorem dynamiki, przyciąga uwagę i ma bardzo silny ładunek emocjonalny. To najgorętsza ze wszystkich barw, to kolor życia, emocji i skrajnych uczuć. To właśnie na dowód głębokiego, gorącego uczucia kupujemy czerwone róże oraz pralinki w opakowaniu w kształcie czerwonego serca.

Reklama

Ankieta

Jak oceniasz nową stronę internetową

5
4
3
2

Ogłoszenia

Stanowisko:
Region:
zobaczy wszystkie oferty