Badanie przebiegu biodegradacji kompozytów poli(chlorek winylu)/celuloza

• Autorzy: Kaczmarek H. , Bajer K.

Warianty tytułu

EN

Study on the course of biodegradation of PVC/cellulose composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Na podstawie literatury omówiono wpływ czynników zewnętrznych (obecności tlenu, pH środowiska, temperatury) oraz wewnętrznych (budowy chemicznej makrocząsteczek, stopnia krystaliczności, stanu fizycznego materiału) na przebieg procesów biodegradacji polimerów w warunkach naturalnych. Metodą wylewania z roztworów otrzymano kompozyty poli(chlorek winylu)/celuloza z udziałem celulozy 25%, 50% lub 75% mas. Uzyskane próbki przechowywano przez okres 6 miesięcy w glebie leśnej. W toku trwania biodegradacji mierzono pH gleby, oceniano (na podstawie analizy respirometrycznej) stopień biodegradacji próbek (B). Metodą termograwimetryczną określano też - wywołaną biodegradacją - zmianę termostabilności. Strukturę wewnętrzną próbek obserwowano mikroskopem optycznym i za pomocą mikroskopu sił atomowych AFM. Stwierdzono, że biodegradacja kompozytów PVC/celuloza zależy od zawartości polisacharydu i przebiega wydajniej niż samego poli(chlorku winylu), natomiast charakterystyczny dla PVC proces dehydrochlorowania jest hamowany obecnością w kompozycie polimeru naturalnego. Prawdopodobne współsieciowanie międzycząsteczkowe obu składników polimerowych w omawianych kompozytach powoduje wzrost stabilności termicznej degradowanych próbek.

EN

On the basis of literature data the effects of external factors (oxygen presence, pH of environment, temperature) and internal ones (chemical structures of macromolecules, crystallization degree, physical state of material) on the course of biodegradation process of polymer in natural conditions were discussed. Poly(vinyl chloride)/cellulose composites, with cellulose part 25, 50 or 75 wt. % (Table 1), were obtained by pouring out from solutions. The samples obtained were stored in forest soil for 6 months. During biodegradation, pH of soil was measured (Table 2) and samples' biodegradation degree (B) was evaluated (Fig. 4) on the basis of respiration analysis. Thermal stability change (Fig. 3, 6-8, Table 3) caused by biodegradation was studied by thermogravimetric method. The sample structures were observed using optical microscopy (Fig. 1 and 2) and by atomic force microscopy (AFM) (Fig. 5). It was found that biodegradation of PVC/cellulose composites depended on polysaccharide content and was more effective than PVC itself while dehydrochlorination, characteristic for PVC, was inhibited in the presence of natural polymer. Probable crosslinking among the molecules of both polymeric components in the composites improved thermal stability of the samples degraded.

Słowa kluczowe

PL

biodegradacja; poli(chlorek winylu); celuloza; kompozyty polimerowe

EN

biodegradation; poly(vinyl chloride); cellulose; polymer composites

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 53, nr 9
• Strony: 631--638
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz

Twórcy

autor

Kaczmarek H.

autor

Bajer K.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Wydział Chemii, ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń,

Bibliografia

• 1. Łabużek S., Nowak B., Pająk J.: Polimery 2006, 52, 27.
• 2. Cofta G., Borysiak S., Doczekalska B., Garbarczyk J.: Polimery 2006, 52, 276.
• 3. Tudorachi N., Lipsa R.: Polimery 2006, 52, 425.
• 4. Zaborski M., Piotrowska M., Żakowska Z.: Polimery 2006, 52, 534.
• 5. Adamus G., Dacko P., Musioł M., Sikorska W., Sobota M., Biczak R., Herman B., Rychter P., Krasowska K., Rutkowska M., Kowalczuk M.: Polimery 2006, 52, 539.
• 6. Liber-Kneć A., Kuciel S., Dziadur W.: Polimery 2006, 52, 571.
• 7. Domb A. J., Kost J., Wiseman D. M.: "Handbook of Biodegradable Polymers", Harwood Academic Publishers, Singapore 1997.
• 8. Hamilton J. D., Sutcliffe R.: "Ecological Assessment of Polymers", Van Nostrand Reinhold, USA 1997.
• 9. Halim Hamid S.: "Handbook of Polymer Degradation", Sec. Edition, Marcel Dekker Inc. New York 2000.
• 10. Mucha M.: "Polimery a ekologia", Politechnika Łódzka, Łódź 2002.
• 11. Żakowska H.: "Opakowania biodegradowalne", Centralny Ośrodek Badawczo- Rozwojowy Opakowań, Warszawa 2003.
• 12. Praca zbiorowa: "Handbook of Biodegradable Polymers" (red. Bastioli C.), Rapra Technology Limited, Novamont 2005.
• 13. Chandra R., Rustgi R.: Prog. Polym. Sci. 1998, 23, 1273.
• 14. Kaczmarek H., Bajer K.: Polimery 2006, 51, 716.
• 15. Bajer K., Kaczmarek H.: Polimery 2007, 52, 13.
• 16. Krzan A., Hemjinda S., Miertues S., Corti A., Chiellini E.: Polym. Degrad. Stab. 2006, 91, 2819.
• 17. Praca zbiorowa: "Degradable Polymers. Principles and Applications" (red. Scott G., Gilead D.), Chapman & Hall, London 1995.
• 18. Kaczmarek H., Bajer K., Podgórski P.: Polymer J. 2005, 37, 340.
• 19. Kaczmarek H., Bajer K.: J. Polym. Sci., Part B 2007, 45, 903.
• 20. Anonim: Polimery 2004, 49, 64 (wg Eur. Plast. News, 2003, 30, nr 5, 20).
• 21. Kaczmar J. W., Pach J., Kozłowski R.: Polimery 2006, 51, 722.
• 22. Rudawska A., Zajchowski S.: Polimery 2007, 52, 453.
• 23. Cao Y., Tan H.: Carbohydrate Res. 2002, 337, 1291.
• 24. Bochek A. M.: Russ. J. Appl. Chem. 2003, 76, 1711.
• 25. Wyniki nieopublikowane: Smykowska D., "Badania nad mikrobiologicznym rozkładem polimerów typu polipropylen i polichlorek winylu", praca magisterska, UMK, Toruń 2004.
• 26. Allen O. N.: "Experiments in Soil Bacteriology", Burgess Publ. Co., Minneapolis 1951.
• 27. Paul E. A., Clark F. E.: "Mikrobiologia i biochemia gleb", Wydawnictwo UMCS, Lublin 2000.
• 28. Jonas R., Farah L. F.: Polym. Degrad Stab. 1998, 59, 101.
• 29. Lynd L. R., Weimer P. J., van Zyl W. H., Pretorius I. S.: Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2002, 66, 506.
• 30. Cao Y., Tan H.: Carbohydrate Res. 2002, 337, 1291.
• 31. Troitskii B. B., Troitskaya L. S.: Eur. Polym. J. 1999, 35, 2215.