Charakterystyka poliestrów i ich produktów degradacji

• Autorzy: Sikorska W. , Musioł M. , Rydz J. , Adamus G. , Rychter P. , Šiškova A. , Kowalczuk M.

Warianty tytułu

EN

Characteristic of polyesters and their degradation products

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Aktualnie obserwowane tendencje w badaniach nad wytwarzaniem polimerów z surowców odnawialnych, a także w zakresie ich analizy wskazują na systematyczny wzrost zainteresowania tego rodzaju materiałami polimerowymi. Zastosowanie wyrobów wykonanych z polimerów biodegradowalnych, które po okresie użytkowania podlegają recyklingowi organicznemu znacznie obniża obciążenie środowiska zużytymi opakowaniami i pozwala na ich racjonalną utylizację w wyniku kompostowania przemysłowego. Zasadniczą rolę podczas doboru polimeru do konkretnych zastosowań odgrywa precyzyjna charakterystyka materiału. Techniki analityczne stosowane w tym obszarze to między innymi różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC), chromatografia żelowa (GPC), wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC), dynamiczna analiza właściwości mechanicznych (DMA), spektrometria mas (np. ESI-MSn, MALDI-MS, APCI-MS), spektroskopia NMR oraz spektroskopia absorpcyjna (IR, UV-VIS), a także techniki mikroskopowe (np. mikroskopia sił atomowych, AFM). W artykule omówiono wybrane polimery biodegradowalne i techniki analityczne związane z prowadzonymi badaniami własnymi.

EN

Current trends in research on the production of polymers from renewable resources as well as in the field of their analysis indicate a systematic increase in interest in such polymeric materials. The use of products made from biodegradable polymers, which after usage are subjected to organic recycling, significantly reduce the environmental burden of the used packaging and allows for their rational disposal by industrial composting. The precise characteristic of the material plays a crucial role in the selection of polymer for the specific applications. The analytical techniques applied in this area include differential scanning calorimetry (DSC), gel permeation chromatography (GPC), high performance liquid chromatography (HPLC), dynamic mechanical analysis (DMA), mass spectrometry (ESI-MSn, MALDI-MS, APCI-MS), nuclear magnetic resonance (NMR) and absorption spectroscopy (IR, UV-VIS) as well microscopic techniques (e.g. atomic force microscopy, AFM). The article discusses selected biodegradable polymers and analytical techniques related to own research.

Słowa kluczowe

PL

polimery biodegradowalne; recykling organiczny; techniki analityczne; opakowania

EN

biodegradable polymers; organic recycling; analytic techniques; packages

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 23, Nr 5 (179)
• Strony: 427--433
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sikorska W.

• Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych Polskiej Akademii Nauk, M. Curie-Skłodowskiej 34, 41-819 Zabrze

autor

Musioł M.

• Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych Polskiej Akademii Nauk, M. Curie-Skłodowskiej 34, 41-819 Zabrze

autor

Rydz J.

• Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych Polskiej Akademii Nauk, M. Curie-Skłodowskiej 34, 41-819 Zabrze

autor

Adamus G.

• Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych Polskiej Akademii Nauk, M. Curie-Skłodowskiej 34, 41-819 Zabrze

autor

Rychter P.

• Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Akademia im. Jana Długosza, Al. Armii Krajowej 13/15, 42-200 Częstochowa

autor

Šiškova A.

• Polymer Institute, Slovak Academy of Science, Dubravska cesta 9, 845 41 Bratislava, Slovakia

autor

Kowalczuk M.

• Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych Polskiej Akademii Nauk, M. Curie-Skłodowskiej 34, 41-819 Zabrze
• School of Biology, Chemistry and Forensic Science, Faculty of Science and Engineering, University of Wolverhampton, Wolverhampton WV1 1SB, UK

Bibliografia

• 1. Foltynowicz Z., Jakubiak P.: Poli(kwas mlekowy) - biodegradowalny polimer otrzymywany z surowców roślinnych. Polimery 2002, vol. 47, nr 11-12, s. 769-774.
• 2. Castro-Aguirre E., Auras R., Selke S. i inni: Insights on the aerobic biodegradation of polymers by analysis of evolved carbon dioxide in simulated composting conditions. Polym. Degrad. Stab. 2017, vol. 137, s. 251-271.
• 3. Gałęski A., Piórkowska E., Pluta M. i inni: Modyfikacja fizycznych właściwości polilaktydu. Polimery 2005, vol. 50, nr 7-8, s. 562-569.
• 4. Rydz J., Sikorska W., Wolna K. i inni: Biopolimery jako opakowania kosmetyków. Czasopismo Techniczne. Mechanika 2009, vol. 106 (1-M).
• 5. Rydz J., Sikorska W., Kyulavska M. i inni: Polyester based (bio)degradable polymers as environmentally, friendly materials for sustainable development. Int. J. Mol. Sci. 2015, vol. 16, nr 1, s. 564-596.
• 6. Sikorska W., Musioł M., Nowak B. i inni: Degradability of polylactide and its blend with poly[(R,S)-3-hydroxybutyrate] in industrial composting and compost extract. Int. Biodeter. Biodegr. 2015, vol. 101, s. 32-41.
• 7. Ukielski R., Kondratowicz F., Kotowski D.: Produkcja, właściwości i kierunki rozwoju biodegradowalnych poliestrów ze szczególnym uwzględnieniem kopolimerów alifatyczno-aromatycznych Polimery 2013, vol. 58, nr 3, s. 167-176.
• 8. Sikorska W., Janeczek H.: Techniques in biodegradable polymers and plastics characterization. http://issuu.com/plasticeproject/docs/en_analyses (dostęp 22.05.2017).
• 9. Rydz J., Wolna-Stypka K., Adamus G. i inni: Forensic engineering of advanced polymeric materials. Part 1 - degradation studies of polylactide blends with atactic poly[(R,S)–3-hydroxybutyrate] in paraffin. Chem. Biochem. Eng. Quart. 2015, vol. 29, s. 247-259.
• 10. Maksymiak M., Balakier T., Jurczak j. i inni: Bioactive (co)oligoesters with antioxidant properties - synthesis and structural characterization at the molecular level RSC Advances 2016, vol. 6, s. 7751-7761.
• 11. Kwiecień I., Radecka I., Kwiecień M. i inni: Synthesis and structural characterization of bioactive PHA and γ-PGA oligomers for potential applications as a delivery system. Materials 2016, vol. 9, Article number: 307.
• 12. Kowalczuk M., Adamus G.: Mass spectrometry for the elucidation of the subtle molecular structure of biodegradable polymers and their de gradation products. Mass Spectrom. Rev. 2016, vol. 35, s. 188-198.
• 13. Musioł M., Sikorska W., Adamus G. i inni: (Bio)degradable polymers as a potential material for food packaging: studies on the (bio)degradation process of PLA/(R,S)-PHB rigid foils under industrial composting conditions. Eur. Food Res. Technol. 2016, vol. 242, s. 815-823.
• 14. Musioł M., Sikorska W., Adamus G. i inni: Forensic engineering of advanced polymeric materials. Part III - Biodegradation of thermoformed rigid PLA packaging under industrial compos conditions. Waste Manage. 2016, vol. 52, s. 69-76.
• 15. Sikorska W., Adamus G., Dobrzynski P. i inni: Forensic engineering of advanced polymeric materials - Part II: The effect of the solvent-free non-woven fabrics formation method on the release rate of lactic and glycolic acids from, the tin-free poly(lactide-co-glycolide) nonwovens. Polym. Degrad. Stab. 2014, vol. 110, s. 518-528.
• 16. Li Z., Lin H., Ishii N. i inni: Study of enzymatic degradation of microbial copolyesters consisting of 3-hydroxybutyrate and medium-chain-length 3-hydroxyalkanoates. Polym. Degrad. Stab. 2007, vol. 92, s. 1708-1714.
• 17. Watanabe Y., Ichinomiya Y., Shimada D. i inni: Development and validation of an HPLC-based screening method acquire polyhydroxyalkanoate mutants with altered substrate specyficityy. J. Biosci. Bioeng. 2012, vol. 113, nr 3, s. 286-292.
• 18. Bachmann B., Seebach D.: Investigation of the enzymatic cleavage of diastereomeric oligo(3-hydroxybutanoates) containing two to eight HB units. A model for the stereo selectivity of PHB depolymerase from Acaligenes faecalis T1. Macromolecules 1999, vol. 32, s. 1777-1784.
• 19. Gebauer B., Jendrossek D.: Assay of poly(3-hydroxybutyrate) depolymerase activity and product determination. Appl. Environ. Microbiol. 2006, vol. 72, S. 6094-6100.
• 20. Feng L.D., Wang Y., Inagawa Y. i inni: Enzymatic degradation behavior of comonomer compositionally bacterial poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)s by poly(3-hydroxyalkanoate) depolymerases isolated from Ralstonia pickettii T1 and Acidovorax sp. TP4. Polym. Degrad. Stab. 2004, vol. 84, s. 95-104.
• 21. Regulation (EC) No 1223/2009 of the European Parliament and of the Council of 30 November 2009 on cosmetic products. http://ec.europa.eu/health//sites/health/files/endocrine_disruptors/docs/cosmetic_1223_2009_regulation_en.pdf (dostęp 22.05.2017).
• 22. Capra P., Briasco B., Sorrenti M. i inni: Preliminary Evaluation of Packaging-Content Interactions: Mechanical and physicochemical characterization of polylactide bottles. J. Applied Polym. Sci. 2014, vol. 131, S. 40067 (10 stron).
• 23. Jakubowska-Stokowska J.: Rola testów kompatybilności opakowań podczas wdrażania kosmetyków. file:///C:/Users/User/Downloads/jjakubowska_art_2012_1_spkl%20(9).pdf (dostęp 22.05.2017).

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).