Polimer biodegradowalny - Polski Serwis Naukowy

Polimery biodegradowalne (polimery biodegradalne, polimery biowchłanialne, ang. biodegradable polymers, bio-decomposable plastic) to tworzywa sztuczne powstałe w procesie polimeryzacji mające właściwość biodegradacji czyli rozkładu biologicznego. Polimery w pełni biodegradowalne są całkowicie przetwarzane przez mikroorganizmy na dwutlenek węgla, wodę i humus. Polimer uważa się za biodegradowalny jeśli w całości ulega rozkładowi przez bakterie w glebie lub w wodzie w ciągu 6 miesięcy. Polimery biodegradowalne mogą być rozkładane w środowisku przez mikroorganizmy takie jak bakterie i grzyby. W wielu przypadkach produktami rozkładu są dwutlenek węgla i woda.

Polihydroksymaślan (poli-β-hydroksymaślan, PHB z ang. polyhydroxybutyrate) to polimer biodegradowalny z grupy alifatycznych poliestrów produkowany i magazynowany przez bakterie Ralstonia eutropha H16, ulegający biodegradacji.

Biodegradacja (gr. bios - życie, łac. degradatio - obniżenie) to biochemiczny rozkład związków organicznych przez organizmy żywe (bakterie, pierwotniaki, promieniowce, grzyby, glony, robaki) na prostsze składniki chemiczne.

Tworzywa biodegradowalne wytwarza się z surowców odnawialnych, takich jak cukry pochodzące z kukurydzy, albo z surowców petrochemicznych. Polimery biodegradowalne można przetwarzać stosując większość standardowych technologii przetwórstwa tworzyw sztucznych, włącznie z termoformowaniem, wytłaczaniem, formowaniem wtryskowym i rozdmuchowym. Większość tworzyw biodegradowalnych należy do klasy poliestrów, choć kilka uzyskiwanych jest z innych materiałów, takich jak modyfikowana skrobia. Podczas gdy poliestry aromatyczne, takie jak politereftalan etylenu (PET), mają dobre właściwości mechaniczne, są raczej odporne na działanie mikroorganizmów. Poliestry alifatyczne z kolei są bardziej podatne na rozkład, ale nie są tak wytrzymałe jak ich aromatyczne pochodne. Aby poprawić właściwości fizyczne biodegradowalnych poliestrów alifatycznych wbudowuje się czasem w ich strukturę fragmenty aromatyczne.

Kwas mlekowy, (nazwa systematyczna: kwas 2-hydroksypropanowy), wzór sumaryczny C3H6O3 lub C2H4OHCOOH to organiczny hydroksykwas, obecny w skwaśniałym mleku (skąd pochodzi jego nazwa) oraz powstający w mięśniach w trakcie intensywnego wysiłku fizycznego, kiedy dochodzi do procesu beztlenowej glikolizy.

Mikroorganizm (z gr. μικρός, mikrós, "mały" i ὀργανισμός organismós, inaczej drobnoustroje, mikroby) – organizm obserwowany dopiero pod mikroskopem. Pojęcie to nie jest zbyt precyzyjne, lecz z pewnością mikroorganizmami są bakterie, archeony, pierwotniaki i niektóre grzyby, ale nie jest jasne czy termin ten można stosować do bardzo małych przedstawicieli różnych grup zwierząt, takich jak np. nicienie, wrotki, roztocza, niesporczaki, owady itd.

W implantologii polimerami biodegradowalnymi nazywa się tworzywa sztuczne, które podlegają rozkładowi w organizmie człowieka do substancji nie występujących w nim naturalnie, ale nie powodujących niekorzystnych reakcji. Polimery rozkładające się do substancji występujących w środowisku tkankowym nazywa się bioresorbowalnymi .

Poli(tereftalan etylenu), (C10H8O4)n (PET) - polimer z grupy poliestrów, otrzymywany na drodze polikondensacji z tereftalanu dimetylowego (DMT) i glikolu etylenowego (GE). Numer CAS: 25038-59-9, gęstość 1,370 g/cm3.

Dwutlenek węgla (CO2, nazwa systematyczna: ditlenek węgla lub tlenek węgla(IV)) – nieorganiczny związek chemiczny, tlenek węgla na IV stopniu utlenienia.

Przykłady

Polimerami biodegradowalnymi są między innymi: poli(kwas mlekowy) – polilaktyd (PLA, PLLA, PDLLA), polihydroksymaślan (PHB), polikaprolakton (PCL), poliglikolid (poli(kwas glikolowy, PGA), polihydroksyalkanolany (PHA), modyfikowana skrobia, modyfikowany PET.

Przypisy

Nałęcz M., Kuś H., Problemy biocybernetyki i inżynierii biomedycznej - Biomateriały, Tom 4., Wydawnictwa Komunikacji i Łączności: Warszawa 1990., ISBN 83-206-0935-6.