Wpływ modyfikacji poli(D,L-laktydu) dodatkiem poli[(R,S)-3-hydroksymaślanu] na przebieg jego degradacji w środowiskach naturalnych

• Autorzy: Krasowska K. , Brzeska J. , Rutkowska M. , Dacko P. , Sobota M. , Kowalczuk M.

Warianty tytułu

EN

The effect of poly(D,L-lactide) modification with poli[(R,S)-3-hydroxybutyrate] on the course of its degradation in natural environments

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań degradacji środowiskowej niemodyfikowanego i modyfikowanego za pomocą amorficznego poli[(R,S)-3-hydroksymaślanu] (a-PHB) poli(D,L-laktydu) (PLA), w warunkach naturalnych - w pryzmie kompostowej z osadem czynnym bądź w wodzie Morza Bałtyckiego. Podczas degradacji kontrolowano zmiany kilku ważnych charakterystycznych parametrów obydwu tych środowisk. Proces degradacji PLA w zastosowanych warunkach charakteryzowano natomiast na podstawie zmian makroskopowych powierzchni, zmian masy, ciężaru cząsteczkowego i składu próbek. Stwierdzono, że szybkość rozkładu PLA zależy zarówno od rodzaju środowiska (proces degradacji w kompoście zachodzi szybciej, niż w wodzie morskiej), jak i od warunków w nim panujących. Obecność a-PHB przyspiesza badany proces, który przebiega tym szybciej, im większa jest zawartość tego modyfikatora. Ustalono, że degradacja PLA w naturalnych środowiskach jest rezultatem hydrolizy enzymatycznej i hydrolizy chemicznej wiązań estrowych. W środowisku wody morskiej przebiega hydroliza chemiczna, natomiast w kompoście występują obydwa mechanizmy, z przewagą działania enzymów.

EN

The results of environmental degradation of poly(D,L-lactide) (PLA), unmodified or modified with amorphous poly[(R,S)-3-hydroxybutyrate] (a-PHB), in the compost pile with activated sludge or in the Baltic Sea water were presented. The changes of characteristic parameters of both these environments were monitored during the degradation process (Table 1 and 2). The processes of samples degradation in the applied natural conditions were characterized by macroscopic surfaces' changes (Fig. 1) as well as by changes of samples weights (Table 3), molecular weights (Fig. 2) and mixtures compositions (Table 4). It was found that PLA degradation rate depended both on environment type and its conditions. Namely, degradation process is faster in the compost than in sea water. The presence of a-PHB accelerates the degradation process and the greater modifier content the faster degradation (Fig. 3). It was stated that PLA degradation in the natural environments results from both enzymatic hydrolysis and chemical hydrolysis of ester bonds. In sea water environment the chemical hydrolysis runs while in the compost both mechanisms act with predominant role of enzymatic one.

Słowa kluczowe

PL

poli(D,L-laktyd); poli[(R,S)-3-hydroksymaślan]; degradacja środowiskowa; woda morska; kompost z osadem czynnym; hydroliza enzymatyczna; hydroliza chemiczna

EN

poli(D,L-lactide); poli[(R,S)-3-hydroxybutyrate]; degradation in natural environments; sea water; compost with activated sludge; enzymatic hydrolysis; chemical hydrolysis

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 53, nr 10
• Strony: 730--736
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz.

Twórcy

autor

Krasowska K.

autor

Brzeska J.

autor

Rutkowska M.

autor

Dacko P.

autor

Sobota M.

autor

Kowalczuk M.

• Akademia Morska, Katedra Chemii i Towaroznawstwa Przemysłowego, ul. Morska 83, 81-225 Gdynia,

Bibliografia

• 1. Pińkowska H.: Polimery 2006, 51, 836.
• 2. Kaczmarek H., Bajer K.: Polimery 2006, 51, 716.
• 3. Bajer K., Kaczmarek H.: Polimery 2007, 52, 13.
• 4. Duda A., Penczek S.: Polimery 2003, 48, 1.
• 5. Kowalczuk M.: Plastics Review Raport 2001, 10, 34.
• 6. Tsuji H., Ikada Y.: J. Appl. Polym. Sci. 1998, 67, 405.
• 7. Sawai D., Takahashi K., Imamura T., Nakamura K., Kanamoto T., Hyon S. H.: J. Polym. Sci. Polym. Phys. 2002, 40, 95.
• 8. Iwata T., Doi Y.: Macromolecules 1998, 31, 2461.
• 9. Krasowska K., Heimowska A., Rutkowska M.: Polimery 2006, 51, 21.
• 10. Hakkarainen M., Karlsson S., Albertsson A.-C.: Polymer 2000, 41, 2331.
• 11. Jarerat A., Tokiwa Y.: Macromol. Biosci. 2001, 1, 136.
• 12. Nakamura K., Tomita T., Abe N., Kamio Y.: Appl. Environ. Microbiol. 2001, 67, 345.
• 13. Jarerat A., Tokiwa Y.: Biotech. Lett. 2003, 25, 401.
• 14. Jedliński Z., Kowalczuk M., Kurcok P., Adamus G., Matuszowicz A., Sikorska W., Gross R., Xu J., Lenz R. W.: Macromolecules 1996, 29, 3773.
• 15. Jedliński Z., Kurcok P., Lenz R. W.: Macromolecules 1998, 31, 6718.
• 16. Hermanowicz W., Dojlido J., Dożańska W., Koziorowski B., Zerbe J.: "Fizyczno-chemiczne badanie wody i ścieków", Arkady, Warszawa 1999, str. 498.
• 17. Lenz R. W.: Advances in Polymer Science 1993, 107, 1.
• 18. Haug R. T.,: "The Practical Handbook of Compost Engineering", Lewis, Londyn 1993, str. 121.
• 19. "Encyklopedia Biologiczna, Wszystkie dziedziny nauk przyrodniczych", tom III, Agencja Publicystyczno-Wydawnicza Opres, Kraków 1998.
• 20. Hakanson L.: "Środowisko Morza Bałtyckiego. Charakterystyka fizycznogeograficzna zlewiska Morza Bałtyckiego", Zeszyt 1, Uppsala University, Sweden 1991.
• 21. Rutkowska M., Krasowska K., Heimowska A., Steinka I., Janik H.: Polym. Degrad. Stab. 2002, 76, 233.
• 22. Mohizuki M., Hirami M.: Polym. Advan. Technol. 1997, 8, 203.
• 23. Li S., Tenon M., Garreau H., Braud C., Vert M.: Polym. Degrad. Stab. 2000, 67, 85.
• 24. Adamus G., Dacko P., Musioł M., Sikorska W., Sobota M., Biczak R., Herman B., Rychter P., Krasowska K., Rutkowska M., Kowalczuk M.: Polimery 2006, 51, 539.
• 25. Tsuji H., Suzuyoashi K.: Polym. Degrad. Stab. 2002, 75, 347.
• 26. Nayaran R., Mojo S.: "Summary ASTM D 6400-99 Test Methods and Specifications. Correlation of Test Methods to Real World", International Biodegradable Products Institute 1999, str. 3