Показать меню

Биоразлагаемые полимеры

13.02.2022
32

Биоразлагаемые полимеры или биодеградируемые полимеры; материалы с регулируемым сроком эксплуатации (англ. англ. biodegradable polymers) — полимерные материалы, самопроизвольно разрушающиеся в результате естественных микробиологических и химических процессов.

Описание

Применение синтетических биоразлагаемых полимеров наиболее актуально для двух сфер жизнедеятельности человека — медицины и защиты окружающей среды.

Большинство полимеров, используемых для производства полимерной упаковки, являются биоинертными (полиэтилен, полипропилен, полиэтилентерефталат, полистирол и др.) и не разлагаются в естественных условиях в течение длительного времени. Это требует определённых мер по налаживанию их утилизации, либо, когда это возможно, вторичной переработки. Оба процесса достаточно энерго- и трудозатратны и не исключают загрязнения окружающей среды.

В последние годы интенсивно проводятся работы по исследованию и созданию биоразлагаемых полимеров (подвергающихся быстрой деструкции под влиянием факторов окружающей среды, в том числе, разрушающихся под воздействием микроорганизмов), приближающихся по эксплуатационным характеристикам к традиционным полимерным материалам для упаковки. В ряде зарубежных стран (Япония, США, некоторые страны Евросоюза и т. д.) уже сейчас существенная часть упаковочных материалов производится из биоразлагаемых материалов. Из них следует отметить: биоразлагаемые материалы на основе сополимеров полигидроксибутирата и полигидроксивалерата — материал Biopol (фирма ICI, Великобритания); на основе гидроксикарбоновой кислоты и ее лактида — Novon (фирма Wamer-Lampert & Co, США); на основе ацетата целлюлозы с различными добавками и пластификаторами — Biocell (Франция); на основе полиамида-6 (6,6) с добавками природного происхождения и синтетических биоразлагаемых олигомеров — Mater-Bi (фирма Novomot, Италия). В США широко распространены биоразлагаемые на открытом воздухе упаковки TONE на основе капролактама.

Одним из перспективных направлений в этой области является использование нанокомпозитов на основе биодеградируемых полимеров и органомодифицированных слоистых силикатов (специальным образом подготовленных природных глин), которые обладают улучшенными механическими и теплофизическими свойствами, а также могут с большей скоростью разлагаться за счет уменьшения степени кристалличности полимера и интеркаляционного введения в межслоевое пространство глины инициаторов деструкции полимера.

В процессе биодеградации макромолекулы сначала распадаются на фрагменты с меньшей молекулярной массой — олигомеры, которые затем перерабатываются бактериями. В конце концов продуктами распада являются углекислый газ и вода.

Биоразлагаемые полимеры, использующиеся в медицине, при контакте с биологическими средами живого организма могут растворяться в этих средах без изменения молекулярной массы или подвергаться биодеструкции по следующим основным механизмам: гидролиз с образованием олигомерных и мономерных продуктов, ферментативный гидролиз и фагоцитарное разрушение (защитная клеточная реакция организма). В реальных условиях скорость биодеструкции обусловлена суммарным действием указанных факторов. Широко используемым в медицине биоразлагаемым полимером является, например, шовный материал для хирургии на основе водорастворимых полимеров. Перспективно использование биоразлагаемых полимеров в качестве имплантатов, которые могут постепенно заменяться в организме костной, хрящевой или другой живой тканью. Одними из первых в тканевой инженерии стали применяться биодеградируемые синтетические биоматериалы на основе полимеров органических кислот, например, молочной (PLA, полилактат) и гликолевой (PGA, полигликолид). Матрицы на основе органических кислот легли в основу создания таких органов и тканей, как кожа, кость, хрящ, сухожилие, мышцы (поперечно-полосатая, гладкая и сердечная), тонкая кишка и др. Особое место среди материалов для биоматрицносителей занимают коллаген, хитозан и альгинат. Коллаген (белковая фракция животных тканей) практически не имеет антигенных свойств. Альгинат — полисахарид из морских водорослей. Хитозан — азотсодержащий полисахарид, который получают из хитиновых панцирей ракообразных и моллюсков. Комбинированный по составу препарат — коллагеново-хитозановый комплекс разрешен Минздравом РФ в качестве перевязочного, ранозаживляющего средства и уже используется в клинической практике в хирургии и стоматологии. Биодеградируемые полимеры могут применяться в качестве носителей лекарственных препаратов в системах с их контролируемым высвобождением.

Еще по этой теме:
Поликонденсация
13:00, 11 январь
Поликонденсация
Поликонденсация — процесс синтеза полимеров из полифункциональных (чаще всего бифункциональных) соединений, обычно сопровождающийся выделением низкомолекулярных побочных продуктов (воды, спиртов и т.
Пакеты Zip-Lock: производство и использование
20:10, 03 август
Пакеты Zip-Lock: производство и использование
Полипропилен получают при синтезе катализаторов Циглера-Натта. Эта технология была впервые разработана в Италии в 1957 году.
Утилизация промышленных отходов
23:07, 10 январь
Утилизация промышленных отходов
Все отходы, возникающие в процессе жизнедеятельности человека, классифицируют, учитывая их происхождение, на потребительские и производственные отходы.
Методы утилизации полимерных отходов
17:31, 20 июнь
Методы утилизации полимерных отходов
На сегодняшний день, согласно заявлению главы нашего государства, экология считается одной из самых важных проблем. Каждый год на территории Российской Федерации возникает примерно пять миллиардов
Особенности переработки полимерных отходов
16:52, 19 июнь
Особенности переработки полимерных отходов
Повторное применение полимеров является промышленной отраслью, которая на территории нашей страны пока что развита недостаточно. Дело в том, что в Российской Федерации полимерные отходы чаще всего
Полимерная тара
15:25, 08 февраль
Полимерная тара
Полимерные материалы с момента своего изобретения нашли своё применение в самых разных сферах. Особенно они активно используются при производстве различной тары и, которая применяется для упаковки
Комментарии:
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail: