PHBV
|
|
| Nazwy | |
|---|---|
| Inne nazwy Poli(β-hydroksymaślan-β-hydroksywalerianian) Poli(kwas 3-hydroksymasłowy-ko-β-hydroksywalerianowy) Biopol P(3HB-3HV) |
|
| Identyfikatory | |
|
Model 3D ( JSmol )
|
|
| Skróty |
PHBV P(3HB-co-3HV) |
| ChemSpider | |
| Karta informacyjna ECHA | 100.125.321 |
|
Identyfikator klienta PubChem
|
|
|
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Nieruchomości | |
| [ COCH2CH (CH3 ) O] m [ COCH2CH ( C2H5 ) O ] n | |
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
|
|
Poli(3-hydroksymaślan - ko -3-hydroksywalerianian) , powszechnie znany jako PHBV , jest polimerem typu polihydroksyalkanianu . Jest to biodegradowalne , nietoksyczne , biokompatybilne tworzywo sztuczne wytwarzane naturalnie przez bakterie i stanowi dobrą alternatywę dla wielu niebiodegradowalnych polimerów syntetycznych . Jest to termoplastyczny liniowy alifatyczny poliester . Otrzymuje się go przez kopolimeryzację kwasu 3-hydroksybutanowego i kwas 3-hydroksypentanowy . PHBV znajduje zastosowanie w opakowaniach specjalistycznych, wyrobach ortopedycznych oraz w kontrolowanym uwalnianiu leków. PHBV ulega degradacji bakteryjnej w środowisku.
Historia
PHBV został po raz pierwszy wyprodukowany w 1983 roku przez Imperial Chemical Industries (ICI). Jest sprzedawany pod nazwą handlową Biopol . ICI ( Zeneca ) sprzedała go firmie Monsanto w 1996 r. Następnie w 2001 r. uzyskał go Metabolix . Biomer L to nazwa handlowa PHBV od Biomer.
Synteza
PHBV jest syntetyzowany przez bakterie jako związki magazynujące w warunkach ograniczających wzrost. Może być wytwarzany z glukozy i propionianu przez rekombinowane szczepy Escherichia coli . Wiele innych bakterii, takich jak Paracoccus denitrificans i Ralstonia eutropha, jest również zdolnych do jej wytwarzania.
Można go również syntetyzować z genetycznie zmodyfikowanych roślin.
PHBV jest kopolimerem kwasu 3-hydroksybutanowego i kwasu 3-hydroksypentanowego . PHBV można również syntetyzować z butyrolaktonu i walerolaktonu w obecności oligomerycznego aluminoksanu jako katalizatora .
Struktura
Monomery, kwas 3-hydroksybutanowy i kwas 3-hydroksypentanowy, są połączone wiązaniami estrowymi ; tylna kość polimeru składa się z atomów węgla i tlenu. Właściwość PHBV zależy od stosunku tych dwóch monomerów w nim zawartych. Kwas 3-hydroksybutanowy zapewnia sztywność, podczas gdy kwas 3-hydroksypentanowy zwiększa elastyczność. W ten sposób PHBV można upodobnić do polipropylenu lub polietylenu , zmieniając stosunek monomerów. Zwiększenie stosunku kwasu 3-hydroksybutanowego do kwasu 3-hydroksypentanowego powoduje wzrost temperatury topnienia, przepuszczalności wody , temperatura zeszklenia (T g ) i wytrzymałość na rozciąganie. Jednak odporność na uderzenia jest zmniejszona.
Nieruchomości
PHBV jest polimerem termoplastycznym. Jest kruchy, ma małe wydłużenie przy zerwaniu i niską udarność.
Używa
PHBV znajduje zastosowanie w kontrolowanym uwalnianiu leków, implantach i naprawach medycznych, opakowaniach specjalistycznych , urządzeniach ortopedycznych oraz produkcji butelek na towary konsumpcyjne. Jest również biodegradowalny, co może stanowić alternatywę dla niebiodegradowalnych tworzyw sztucznych
Degradacja
Po utylizacji PHBV rozkłada się na dwutlenek węgla i wodę. PHBV ulegają degradacji bakteryjnej. PHBV, podobnie jak tłuszcze dla człowieka, jest źródłem energii dla mikroorganizmów. Wytwarzane przez nie enzymy rozkładają go i są konsumowane.
PHBV ma niską stabilność termiczną , a rozszczepienie następuje na wiązaniu estrowym w reakcji eliminacji β .
hydrolityczna zachodzi powoli, dzięki czemu nadaje się do zastosowań medycznych.
Wady
PHBV, będąc biodegradowalnym, biokompatybilnym i odnawialnym, jest dobrą alternatywą dla syntetycznych, niebiodegradowalnych polimerów wytwarzanych z ropy naftowej. Ale ma następujące wady,
- Drogi
- Niska stabilność termiczna
- Kruchy
- Pierwotne właściwości mechaniczne
- Trudność przetwarzania