PHBV - PHBV

PHBV
PHBVpolymerstructure.svg
Jména
Ostatní jména
Poly (β-hydroxybutyrát-β-hydroxyvalerát)
Kyselina poly (kyselina 3-hydroxymaslová-co-β-hydroxyvalerová)
Biopol P (3HB-3HV)
Identifikátory
3D model (JSmol )
ZkratkyPHBV
P (3HB-co-3HV)
ChemSpider
Informační karta ECHA100.125.321 Upravte to na Wikidata
Vlastnosti
[COCH2CH (CH3)Ó]m[COCH2CH (C.2H5)Ó]n[1]
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Reference Infoboxu

Poly (3-hydroxybutyrát-co-3-hydroxyvalerát), běžně známý jako PHBV, je polyhydroxyalkanoát - polymer typu. to je biologicky odbouratelný, netoxický, biologicky kompatibilní plast vyrobený přirozeně bakterie a dobrá alternativa pro mnoho biologicky nerozložitelných syntetické polymery. Je to termoplast lineární alifatická polyester. Získává se kopolymerizace z Kyselina 3-hydroxybutanová a Kyselina 3-hydroxypentanová. PHBV se používá ve speciálních obalech, v ortopedických zařízeních a při řízeném uvolňování léků. PHBV podléhá v prostředí bakteriální degradaci.

Dějiny

PHBV byl poprvé vyroben v roce 1983 společností Imperial Chemical Industries (ICI). Je komerčně dostupný pod obchodním názvem Biopol. ICI (Zeneca ) prodal Monsanto v roce 1996. To bylo poté získáno Metabolix v roce 2001.[2][3] Biomer L. je obchodní název PHBV od společnosti Biomer.

Syntéza

PHBV je syntetizován bakteriemi jako zásobní sloučeniny za podmínek omezujících růst.[4] Může být vyroben z glukózy a propionát rekombinantní Escherichia coli kmeny.[2] Mnoho dalších bakterií má ráda Paracoccus denitrificans a Ralstonia eutropha jsou také schopni jej vyrobit.

Může být také syntetizován z geneticky upraveno rostliny.[5]

PHBV je a kopolymer z Kyselina 3-hydroxybutanová a Kyselina 3-hydroxypentanová.[6] PHBV lze také syntetizovat z butyrolakton a valerolakton v přítomnosti oligomerní aluminoxan tak jako katalyzátor.[7]

Struktura

Monomery, kyselina 3-hydroxybutanová a kyselina 3-hydroxypentanová, jsou spojeny esterové vazby; zadní kost polymeru je tvořena atomy uhlíku a kyslíku. Vlastnost PHBV závisí na poměru těchto dvou monomery v tom. Kyselina 3-hydroxybutanová poskytuje tuhost, zatímco kyselina 3-hydroxypentanová podporuje pružnost. PHBV tedy může být vytvořen tak, aby připomínal buď polypropylen nebo polyethylen změnou poměru monomerů.[8] Zvýšení poměru kyseliny 3-hydroxybutanové k kyselině 3-hydroxypentanové vede ke zvýšení bodu tání, vody propustnost, teplota skleněného přechodu (T.G) a pevnost v tahu. Odolnost proti nárazu je však snížena.[3][5][7]

Vlastnosti

PHBV je termoplastický polymer. Je křehký, má malé prodloužení při přetržení a nízkou odolnost proti nárazu.[5]

Použití

PHBV nachází uplatnění v kontrolovaném uvolňování léků, lékařských implantátů a oprav, speciální balení, ortopedická zařízení a výroba lahví pro spotřebitele zboží. Je také biologicky odbouratelný, který lze použít jako alternativu k biologicky nerozložitelným plastům[9]

Degradace

Při likvidaci se PHBV rozkládá na oxid uhličitý a vodu. PHBV podléhají bakteriální degradaci. PHBV, stejně jako tuky pro člověka, je zdrojem energie pro mikroorganismy. Enzymy, které produkují, ji degradují a jsou spotřebovány.[10]

PHBV má nízkou hladinu tepelná stabilita a výstřih nastává na esterové vazbě eliminace β reakce.[5]

Hydrolytické k degradaci dochází jen pomalu, což je použitelné v lékařských aplikacích.

Nevýhody

PHBV, který je biologicky odbouratelný, biokompatibilní a obnovitelný, je dobrou alternativou pro syntetické nebiodegradovatelné polymery vyrobené z ropy. Ale má následující nevýhody,[5]

  • Drahý
  • Nízká tepelná stabilita
  • Křehký
  • Primitivní mechanické vlastnosti
  • Obtížnost zpracování

Viz také

Reference

  1. ^ „Poly (kyselina 3-hydroxymáselná-kyselina-3-hydroxyvalerová)“. sigmaaldrich.com.
  2. ^ A b Cornelia Vasile; Gennadij Zaikov (31. prosince 2009). Ekologicky odbouratelné materiály založené na vícesložkových polymerních systémech. BRILL. str. 228. ISBN  978-90-04-16410-9. Citováno 10. července 2012.
  3. ^ A b Ewa Rudnik (3. ledna 2008). Kompostovatelné polymerní materiály. Elsevier. str. 21. ISBN  978-0-08-045371-2. Citováno 10. července 2012.
  4. ^ Emo Chiellini (31. října 2001). Biorelated Polymers: Sustainable Polymer Science and Technology. Springer. str. 147. ISBN  978-0-306-46652-6. Citováno 10. července 2012.
  5. ^ A b C d E Srikanth Pilla (20. července 2011). Příručka technických aplikací pro bioplasty a biokompozity. John Wiley & Sons. 373–396. ISBN  978-0-470-62607-8. Citováno 10. července 2012.
  6. ^ "Polymery". Chemistry XII Part II. NCERT. str. 435.
  7. ^ A b „Bioplasty - biologicky odbouratelné polyestery (PLA, PHA, PCL ...)“. biodeg.net. Archivovány od originál 2. května 2012. Citováno 11. července 2012.
  8. ^ Rolando Barbucci (31. října 2002). Integrovaná věda o biomateriálech. Springer. str. 144. ISBN  978-0-306-46678-6. Citováno 10. července 2012.
  9. ^ David Kaplan (7. července 1998). Biopolymery z obnovitelných zdrojů. Springer. str. 21. ISBN  978-3-540-63567-3. Citováno 10. července 2012.
  10. ^ William D. Luzier. „Materiály získané z biomasy / biologicky odbouratelných materiálů“ (PDF). Citováno 11. července 2012.