Polimery biodegradowalne
Struktura polimerów biodegradowalnych pierwszej generacji koncentrat, struktura powierzchni
Koncentrat, ze skrobią ziemniaczaną - powierzchnia
Koncentrat, ze skrobią ziemniaczaną - powierzchnia
Koncentrat, ze skrobią ziemniaczaną - wnętrze
Koncentrat, ze skrobią kukurydzianą - wnętrze
Folia - 10% skrobi ziemniaczanej
Folia - 10% skrobi kukurydzianej
Folia - 10% skrobi ekstrudowanej
Handlowy worek śmieciowy
Syntetyczne polimery biodegradowalne Polikaprolakton
Polikwas mlekowy [polylactic acid (PLA) Alifatyczny poliester -[-O-CH-CO-]n- l CH3 Otrzymywany przez polimeryzację kwasu mlekowego otrzymywanego w toku fermentacji surowców cukrowych
Otrzymywanie kwasu mlekowego
Otrzymywanie polikwasu mlekowego
Zastosowania kwasu mlekowego
Oczyszczanie kwasu mlekowego
Otrzymywanie polikwasu mlekowego
Najważniejsi producenci Producer 2000 Million lb/yr* 2001 Million lb/yr ** 2002 Million lb/yr** Cargill – Dow LLC 16 300 Mitsui Chemicals 1.3 Cost U$S / lb 1.5/2.0 1.0 0.5 * Chemical Week V162, 2000 & Plastics Week, Jan17, 2000 ** http://www.cdpoly.com/release.asp?id=87
Właściwości fizyczne Properties PLA Molecular Weight (Daltons) 2,3 Glass Transition Temperature (ºC) 1,2 55 – 70 Melting Temperature (ºC) 1,2 130 – 215 Crystallinity 2 10 – 40 % Surface Energy (dynes) 2 38 Solubility Parameters (J0.5 cm-1.5) 3 19 -20.5 Heat of melting (J g-1) 2 8.1-93.1 Specific Gravity 1 1.25 Melt – Index range (g/10min) 2 - 20 1) 2000 Cargill Dow LLC, Published June 2000 2) Mobley, D. P. Plastics from Microbes. 1994 3) Hideto Tsuji, Kimika Sumida, J of A P S, Vol. 79, 1582-1589 2001
Właściwości mechaniczne Properties L-PLA D,L-PLA Yield Strength (Mpa) 1,2 70 53 Tensile Strength (MPa) 1,2 66 44 Elongation at Break (%) 1,2 100-180 Flexural Strength (MPa) 1,2 119 88 Notched Izod Impact (J m-1) 1,2 18 Vicat Penetration (ºC) 1,2 165 52 1) M. H. HartmannByopolymers from Renewable Resources, 1998 2) Cargill Dow LLC, Published June 2000
Porównanie z klasycznymi tworzywami termoplastycznymi Properties PLA PS PVC PP Yield Strength, MPa 49 35 Elongation, % 2.5 3.0 10 Tensile Modulus, GPa 3.2 3.4 2.6 1.4 Flexural Strength, MPa 70 80 90 Mobley, D. P. Plastics from Microbes. 1994
Przepuszczalność folii Permeability PLA Oxygen, cc-mil/m2.day.atm (ASTM D1434) 550 Carbon Dioxide, cc-mil/m2.day.atm (ASTM D1434) 3,000 Water, g-mil/m2.day.atm (ASTM E96) 325 PLA 4030D, 4040D, 4041D Cargill Dow LLC, Published June 2000
Czas degradacji Polymer Degradation Time Poly (L-Lactide) Months – years Poly (D,L-Lactide) Weeks – months Copolymer of (L-Lactide) and (D,L-Lactide) Poly (meso-Lactide) Weeks Poly (L-Lactic Acid) Weeks. Mobley, D. P. Plastics from Microbes. 1994
Polihydroksykwasy Materiał zapasowy (źródło węgla i energii) różnych mikroorganizmów magazynowany w warunkach ograniczonego dostępu do źródeł N, P, S, O oraz Mg wobec nadmiaru źródeł węgla
Rozwój technologii polihydroksykwasów
Polikwas 3-hydroksymasłowy P3HB (PHB) Pierwszy z odkrytych polihydroksykwasów -[-O-CH-CH2-CO-]n- l CH3 Jest syntezowany w komórkach bakterii z acetylo-CoA
Ważniejsze monomery PHA
Właściwości PHA (PHB i kopolimerów)
Właściwości PHA (PHB i kopolimerów) c.d.
Mikrobiologiczna produkcja PHA
Mikroorganizmy produkujące polihydroksykwasy
Zastosowanie surowców odpadowych do produkcji PHA
Koszty produkcji PHB
Medyczne zastosowania polihydroksykwasów
Główni producenci PHB
Główni producenci PHB c.d.
Poprawa jakości PHA – synteza kopolimerów
Produkcja polimerów a zapotrzebowanie energetyczne
Produkcja polimerów a zapotrzebowanie energetyczne
Produkcja polimerów a emisja gazów cieplarnianych
Ekologiczne skutki produkcji PHA
Ekologiczne skutki produkcji PHA
Ekologiczne skutki produkcji PHA
Produkcja polimerów a zapotrzebowanie na wodę technologiczną
Prognozy zmian w zapotrzebowaniu na energię w związku z rozwojem technologii PLA
Prognozy zmian w emisji gazów cieplarnianych w związku z rozwojem technologii PLA