Drukuj

Polimery biodegradowalne pochodzenia naturalnego

Jednym z produktów handlowych wytwarzanych ze skrobi jest polimer o nazwie ECO – FOAM, który jest produkowany przez firmę National Starch & Chemical. Materiał ten jest wytwarzany ze skrobi kukurydzianej w postaci spienionej. Cechuje się on bardzo dobrymi właściwościami, mianowicie nie kumuluje ładunków elektrostatycznych, jak inne tworzywa polimerowe, co jest bardzo ważne podczas transportu sprzętu elektronicznego. Ulega całkowitej biodegradacji z wydzieleniem CO2 i wody. ECO – FOAM jest wytwarzany za pomocą wytłaczania.

Proces jest prowadzony przy wysokim ciśnieniu i podwyższonej temperaturze, zaś wprowadzona para wodna uplastycznia materiał, który następnie jest wytłaczany przez głowicę o małej średnicy. Czynnikiem spieniającym powstały produkt jest woda, zaś polimer w swym składzie posiada 99% skrobi kukurydzianej i 1% olejów roślinnych.

Klasyczna skrobia kukurydziana w swym składzie zawiera 25% amylozy i 75% amylopektyn, zaś skrobia zmodyfikowana posiada 70% amylozy i 30% amylopektyn. Zmiana składu podstawowego skrobi doprowadziła do tego, iż stała się ona produktem posiadającym większe właściwości amortyzujące.

Celuloza


Celuloza jest polimerem, który występuje najczęściej w przyrodzie. Jest to polimer o charakterze liniowym glukopiranozy. Swoje szerokie zastosowanie celuloza zawdzięcza odpowiednim właściwościom, w tym biodegradowalności. Jest coraz bardziej interesującym surowcem do konwersji, zarówno biologicznej i hydrotermicznej.

Wprowadzenie grup karbaminianowych do włókna celulozowego znacznie zwiększa jego podatność na biodegradację. Najwięcej celulozy zawierają włókna bawełny (aż do 98%), zaś jej zawartość w drewnie dochodzi do 50%. Najczystszą celulozę otrzymuje się poprzez przeprowadzenie procesu ekstrakcji tzw. podwłosia bawełnianego przy udziale alkoholu i eteru. Ma to na celu doprowadzić do usunięcia wszelkich zanieczyszczeń, które występują w charakterze wosków czy tłuszczy.
Celuloza znalazła zastosowanie nie tylko do produkcji włókien wiskozowych, jako źródła energii, ale również do wytwarzania folii.

Chityna i chitozan


Chitozan należy do grupy kopolimerów, w swym składzie zawiera on komonomer N – acetyloglukozy i aminoglukozy, jest otrzymywany z chityny. Chityna stanowi główny składnik w budowie pancerzy skorupiaków.
W wyniku deacetylacji chityny, za pomocą stężonych roztworów alkaliów w podwyższonej temperaturze, otrzymuje się chitozan, który jest rozpuszczalny w wodnych roztworach kwasów, zwłaszcza organicznych.
W budowie chitozanu są obecne grupy hydroksylowe i aminowe, dzięki którym istnieje dużo możliwości modyfikacji na drodze różnych procesów chemicznych. Chitozan posiada właściwości użytkowe, a zwłaszcza cechuje się bioaktywnością, biozgodnością, biodegradowalnością i nietoksycznością. Charakteryzuje się on również dobrymi właściwościami adhezyjnymi oraz zdolnością do chelatowania i wiązania jonów metali i substancji organicznych.

Mikrokrystaliczny chitozan występuje w postaci zawiesiny lub proszku i w porównaniu do niemodyfikowanego chitozanu wyróżnia się wieloma korzystnymi właściwościami (np. lepszą biodegradowalnością czy bioaktywnością). Chityna i chitozan znalazły zastosowanie w przemyśle kosmetycznym, medycynie, rolnictwie oraz podczas oczyszczania wody pitnej.

Białka


Białka są kopolimerami różnych α-aminokwasów połączonych wiązaniami amidowymi. Ich synteza w środowisku naturalnym przebiega w bardzo skomplikowanych procesach, które gwarantują ich odpowiednie ułożenie w makrocząsteczkach dzięki udziałowi różnych enzymów. Proteiny dość łatwo ulegają biodegradacji pod wpływem proteaz, które wywołują hydrolizę wiązania amidowego. W skład budowy białek wchodzi 26 aminokwasów, które są połączone ze sobą w różnej kolejności.

Masa cząsteczkowa białek zależy od ich pochodzenia i waha się od kilkunastu tysięcy do kilku milionów. Białkiem, które znalazło zastosowanie jako tworzywo włóknotwórcze jest zawarta w mleku kazeina. Kazeinę otrzymuje się z odtłuszczonego mleka, w temperaturze 40oC przy pomocy podpuszczki (jest to enzym pochodzący z błony śluzowej żołądka cieląt).