Wszechstronne zastosowanie w przemyśle, niski koszt i łatwość przetwarzania są istotnymi czynnikami wpływającymi na stały wzrost zapotrzebowania na tworzywa sztuczne niemal od pół wieku1). Największy, bo aż 40-proc. udział w europejskim rynku tworzyw sztucznych ma produkcja opakowań jednorazowego użytku. Opakowania bardzo szybko stają się odpadami trudnymi w przetworzeniu, które stanowią więcej niż 10% odpadów komunalnych zalegających na wysypiskach śmieci2). Dlatego też coraz większą popularnością cieszą się biodegradowalne tworzywa polimerowe, uważane za przyjazne dla środowiska, których biodegradacja postrzegana jest jako jedno z rozwiązań problemów związanych z odpadami tworzyw sztucznych3). Wśród polimerów biodegradowalnych ze względu na surowiec, z którego są wytwarzane, rozróżnia się te syntetyzowane na bazie ropy naftowej, np. polikaprolakton (PCL), oraz te pozyskiwane z surowców naturalnych, np. polilaktyd (PLA) i polihydroksymaślan (PHB)4). PLA, pozyskiwany przez fermentację produktów roślinnych, jest dobrze poznanym polimerem termoplastycznym zaliczanym do poliestrów alifatycznych5). Ze względu na podobieństwo do poli(tereftalanu etylenu) (PET) pod względem wytrzymałości fizyczno- mechanicznej, elastyczności i barierowości znajduje szerokie zastosowanie m.in. w produkcji opakowań, a także w medycynie6, 7). Z kolei PCL jest poliestrem alifatycznym powszechnie stosowanym m.in. w druku 3D, do wytwarzania powłok oraz w procesie kontrolowanego uwalniania pestycydów, a także jako biodegradowalny komponent folii nieulegających biodegradacji, w celu przyspieszenia ich rozkładu2, 8). Degradacja mikrobiologiczna materiału polimerowego zachodzi poprzez utlenianie lub hydrolizę. W procesach tych niezbędne są endolub egzogenne enzymy bakteryjne, które w procesie metabolicznym prowadzą do rozszczepienia łańcucha wielkocząsteczkowych związków polimerowych do małocząsteczkowych monomerów9). Podczas degradacji tworzyw sztucznych, z[...]

  Two blowing agents were used for foaming polylactide by extrusion at 150-218°C (head temp. 155°C) to study their effect on d., tensile strength and cell structure of the foams. The lowest d. (0.47 g/cm3) was achieved for azodicarbonamide- contg. polylactide. Omówiono sposób otrzymywania pianek polilaktydowych z mieszaniny zawierającej polilaktyd i endotermiczny LY-Cell-Compound lub egzotermiczny Genitron EPA środek porotwórczy. Proces wytłaczania pianek prowadzono w temperaturze stref grzejnych cylindra 150, 172 i 218°C oraz w temperaturze głowicy 155°C. Stwierdzono wpływ rodzaju i zawartości środka porotwórczego na wartości gęstości pozornej i wytrzymałość na rozciąganie oraz na strukturę komórkową otrzymanych pianek polilaktydowych. Najmniejszą wartość gęstości pozornej (0,47 g/cm3) otrzymano dla pianki uzyskanej z kompozycji zawierającej 1,5% poroforu Genitron EPA. Polimery biodegradowalne cieszą się dużym zainteresowaniem nauki i przemysłu. Najlepiej poznanym i najbardziej rozpowszechnionym polimerem ulegającym całkowitej degradacji biologicznej jest polilaktyd (PLA), będący polimerem kwasu mlekowego. Jest on otrzymywany przez fermentację mlekową z odpadowych produktów przemysłu spożywczego (ziemniaki, kukurydza) z zastosowaniem takich szczepów bakteryjnych, jak ziarniaki-paciorkowce z rodzaju Streptococcus, Lactococcus i Leuconostoc, tetrody Pediococcus oraz pałeczki Lactobacillus i Bifidobacterium1, 2). PLA ulega całkowitej biodegradacji w okresie 6-24 miesięcy, a tradycyjne polimery syntetyczne, takie jak polietylen lub polistyren, ulegają biodegradacji dopiero poponad 500 latach3). PLA jest często nazywany polimerem "podwójnie zielonym", ponieważ jest otrzymywany z surowców odnawialnych oraz ulega biodegradacji. PLA znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, m.in. do wytwarzania folii dwuosiowo orientowanej, laminowania papieru, wytłaczania folii termoformowalnej, wtryskiw[...]

  Com. polylactide was mixed with com. chain extending agent (1-5%) and com. azodicarbonamide-contg. blowing agent (1-4%) and extruded at 150-218°C in a singlescrew extruder. The lowest d. 0.48 g/cm3 was achieved for polylactide contg. 5% of the chain extender and 2% of the blowing agent. Omówiono sposób otrzymywania pianek polilaktydowych z mieszaniny zawierającej polilaktyd, środek wydłużający łańcuch polimerowy (CESA-extend) oraz porofor (Genitron EPA). Wytłaczanie pianek prowadzono w 2 etapach. W pierwszym etapie przy użyciu wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej wytłoczono 2 rodzaje polilaktydów modyfikowanych: 99% PLA + 1% CESA (PLA modyfikowany 1), 95% PLA + 5% CESA (PLA modyfikowany 2). Stosowano temperatury stref grzejnych cylindra 75, 155, 215 i 215°C oraz temperaturę głowicy 215°C. Następnie prowadzono wytłaczanie pianek, stosując wytłaczarkę jednoślimakową. Temperatury poszczególnych stref grzejnych cylindra wynosiły 150, 172 i 218°C, a temperatura strefy grzejnej głowicy 155°C. Stwierdzono wpływ zawartości poroforu i środka wydłużającego łańcuch polimerowy na wartości gęstości pozornej i wytrzymałości na rozciąganie oraz na strukturę komórkową otrzymanych pianek polilaktydowych. Najmniejszą wartość gęstości pozornej (0,48 g/cm3) otrzymano dla pianki uzyskanej z mieszaniny PLA modyfikowanego 2 i 2-proc. dodatku porofora Genitron EPA. Polilaktyd (PLA) charakteryzuje się dobrymi właściwościami chemicznymi i fizycznymi. Jest sztywny i kruchy, podobnie jak polistyren. Bardzo często jest porównywany z poli(tereftalanem etylenu) pod względem wytrzymałości na rozciąganie, modułu elastyczności, odporności na uderzenie, a także barierowości. Wśród wad PLA wymienia się wysoką cenę, znaczną sorpcję wilgoci w przypadku granulatu, słabą barierowość dla O2 i CO2 (zwłaszcza w przypadku opakowań), możliwość częściowej degradacji w trakcie przetwórstwa, niekorzystne właściwości w stanie uplastycznionym, jak również małą masę [...]

  Clitocybe, Laccaria laccata, Trichoderma viride and unidentified fungi strain were isolated from degraded soils and grown on polycaprolactone, polylactide, polyhydroxybutyrate, polyethylene and poly(ethylene terephthalate) films at 24°C for 1-2 weeks. The growth of fungi was obsd. by scanning electron microscopy. Laccaria laccata showed the highest growth, not only on polycaprolactone but also on polyethylene and poly(ethylene terephthalate) films. Badano wzrost grzybów Clitocybe, Laccaria laccata, Trichoderma viride i jednego niezidentyfikowanego grzyba, wyizolowanych z gleb zdegradowanych, na foliach z polikaprolaktonu, polilaktydu, polihydroksymaślanu, polietylenu i poli(tereftalanu etylenu) przez 1-2 tygodnie w temp. 24°C. Do badania wzrostu grzybów na foliach wykorzystano skaningową mikroskopię elektronową. Najlepszym wzrostem na podłożach polimerowych charakteryzował się szczep Laccaria laccata, nie tylko na polikaprolaktonie, lecz także na foliach z polietylenu i poli(tereftalanu etylenu). W ciągu ostatnich 30 lat tworzywa sztuczne znalazły powszechne zastosowanie w przemyśle jako opakowania do żywności, w produkcji odzieży, w motoryzacji, budownictwie i w branży medycznej. Mają one wiele zalet, są lekkie, tanie, bardzo trwałe i wytrzymałe mechanicznie1). Tworzywa sztuczne biodegradowalne to polikaprolakton (PCL), polihydroksymaślan (PHB) i polilaktyd (PLA) a tworzywa tradycyjne (nieulegające biodegradacji) to polietylen (PE) lub poli(tereftalan etylenu) (PET). Polimery biodegradowalne mogą być otrzymywane z ropy naftowej (np. PCL) i z surowców odnawialnych (celuloza, skrobia, lignina), np. poliestry alifatyczne, takie jak PHB i PLA2, 3). PCL jest polimerem o właściwościach zbliżonych do polietylenu małej gęstości. Wykorzystuje się go do wytwarzania powłok oraz w procesie kontrolowanego uwalniania pestycydów, a także jako biodegradowalny komponent folii nieulegających biodegradacji, w celu przyspieszenia ich rozkład[...]

  Poly(ε-caprolactone) and polylactide films were prepd. by extrusion (thickness 0.087 mm), cut and added to soil used then for growing Miscanthus x giganteus for 16 weeks after inoculation with Arthrobacter sp., Bacillus cereus, Bacillus sp., Serratia sp. bacteria. The no. of bacteria and fungi in the biodegradable polymers- contg. soil as well as miscanthus growth were examd. Both the presence of a bacterial inoculum and the type of plastic material in the soil had an influence on the length of shoots and populations of bacteria and soil fungi. The bacterial Serratia sp. strain showed the strongest stimulation effect on the growth of miscanthus and on the increase in the no. of microorganisms in the soil. Przeanalizowano wpływ inokulacji bakteriami Arthrobacter sp., Bacillus cereus, Bacillus sp., Serratia sp. na wzrost miskanta olbrzymiego i liczebność bakterii i grzybów w glebie zawierającej biodegradowalne materiały polimerowe (poli(ε-kaprolakton, polilaktyd). Przeprowadzone analizy statystyczne wykaaUniwersytet Mikołaja Kopernika, Toruń; bInstytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, Toruń Katarzyna Janczakb, Grażyna Dąbrowskaa,*, Zuzanna Znajewskaa, Katarzyna Hrynkiewicza Effect of bacterial inoculation on the growth of miscanthus and bacterial and fungal density in the polymer-containing soil. Part 1. Biodegradable polymers Wpływ szczepienia bakteryjnego na wzrost miskanta i liczebność bakterii i grzybów w glebie zawierającej polimery. Cz. I. Polimery biodegradowalne DOI: dx.medra.org/10.12916/przemchem.2014.2218 Mgr Katarzyna JANCZAK - notkę biograficzną i fotografię Autorki wydrukowaliśmy w nr 1/2014, str. 117. Zakład Genetyki, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Mikołaja Kopernika, ul. Lwowska 1, 87-100 Toruń, tel.: (56) 611-45-76, fax: (56) 611-47-72, e-mail: browsk@umk.pl * Autor do korespondencji: Dr hab. Grażyna DĄBROWSKA - notkę biograficzną i fotografię Autorki wydruk[...]

  Polyethylene and polyethylene terephthalate films (thickness 0.083 and 0.087 mm, resp.) were prepd. by extrusion, cuy and added to soil used then for growing Miscanthus × giganteus inoculated with bacteria. The strain Serratia sp. strongestly promoted the plant growth and an increase in the no. of bacteria anf fungi in the soil. Porównano wpływ inokulacji bakteriami glebowymi miskanta olbrzymiego (Miscanthus × giganteus) na liczebność populacji grzybów i bakterii w glebie zawierającej niebiodegradowalne materiały polimerowe (polietylen, poli(tereftalan etylenu)). Uzyskane wyniki wskazują, że szczep Serratia sp. może być wykorzystywany w procesie biodegradacji tworzyw sztucznych z udziałem miskanta olbrzymiego, gdyż w największym stopniu stymulował wzrost roślin i wpływał na wzrost ogólnej liczebności autochtonicznych mikroorganizmów w glebie zawierającej niebiodegradowalne materiały polimerowe.Przez ostatnie 50 lat tworzywa sztuczne ze względu na swoje właściwości użytkowe sukcesywnie zastępują tradycyjne materiały, takie jak metal, drewno lub skóra. Jednak wysoka trwałość materiałów polimerowych i wieloletnie zaleganie składowanych odpadów stwarza coraz większe zagrożenie dla środowiska naturalnego2). Dynamiczny rozwój przemysłu tworzyw sztucznych dotyczy również Polski, gdzie zapotrzebowanie na tworzywa wyniosło 2,9 mln t w I połowie 2014 r., co stanowi 6,3% zużycia tworzyw sztucznych w Europie i stawia Polskę na szóstym miejscu w Europie po Niemczech, Włoszech, Francji, Hiszpanii i Wielkiej Brytanii3). Jednym z najczęściej stosowanych tworzyw sztucznych jest polietylen (PE), który ze względu na swoją trwałość, właściwości mechaniczne, łatwą przetwarzalność oraz niską cenę znajduje powszechne zastosowanie w wielu dziedzinach, m.in. do produkcji naczyń jednorazowego użytku, opakowań, sprzętu wędkarskiego i folii rolniczych4). PE nie ulega jednak degradacji do małocząsteczkowych metabolitów przez kilkaset lat. W celu prz[...]

  Tworzywa sztuczne posiadają wiele zalet. Są lekkie, trwałe, odporne na korozję i stosunkowo niedrogie. Dlatego też są powszechnie wykorzystywane, co powoduje powstawanie dużych ilości odpadów, niekorzystnie oddziałujących na środowisko i zdrowie człowieka. Z roku na rok narastają problemy dotyczące składowania i gospodarowania odpadami komunalnymi. W związku z tym wzrasta zainteresowanie polimerami, których degradacja może być przyspieszana czynnikami biologicznymi np. obecnością bakterii i/lub grzybów glebowych1, 2). Biodegradacja jest atrakcyjną alternatywą dla innych metod usuwania odpadów. Jest to zwykle tańszy proces, potencjalnie znacznie bardziej wydajny i nie wytwarzający zanieczyszczeń wtórnych, takich jak te związane ze spopielaniem i składowaniem odpadów3). Istnieje wiele naturalnych i syntetycznych biodegradowalnych odpowiedników tradycyjnych tworzyw sztucznych. Jednak zasadni czymi barierami ograniczającymi ich zastosowanie są zwiększone koszty produkcji i niejednokrotnie gorsze ich właściwości, np. zmniejszona trwałość4, 5). Spośród polimerów biodegradowalnych na szczególną uwagę zasługuje polikaprolakton (PCL), liniowy alifatyczny i półkrystaliczny poliester, syntetyzowany przez polimeryzację cyklicznego laktonu z otwarciem pierścienia w obecności katalizatora. Materiał ten znajduje szerokie zastosowanie m.in. do wytwarzania powłok, produkcji różnorodnych materiałów jednorazowych, opakowań do żywności, czy filamentów do druku 3D. W sektorze medycznym PCL jest wykorzystywany w szczególności jako szwy resorbowalne, a w rolnictwie znajduje zastosowanie jako nośnik pestycydów do kontrolowanego ich uwalniania. PCL często jest stosowany jako biodegradowalny komponent folii nieulegających biodegradacji w celu przyspieszenia ich rozkładu2, 6). PCL jest polimerem o właściwościach zbliżonych do właściwości polietylenu małej gęstości (LDPE)7). Charakteryzuje się dobrą ciągliwością z powodu niskiej temperatury zeszklenia (-6[...]

  Five Serratia sp. bacterial strains were collected from a water treatment plant and a municipal waste dump and used for studying biodegradn. of polylactide (PLA) and polycaprolactone (PCL) films both under lab. conditions and in the bacteria-vaccinated soil (pot expts.). The tensile strength of the PLA decreased after the treatment. The decompn. of PCL was confirmed by electron microscopy. One of the strains used (Serratia sp. IV-111-4) was particularly active in decompn. of the polymers. This strain had a lower survival rate after lyophilization. Its storage stability was comparable to that of freeze-drying bacteria. The strain can be used as a component of microbiol. prepns. to accelerate degradn. of the polymers. Stwierdzono, że pięć szczepów bakteryjnych z rodzaju Serratia w warunkach in vitro jest zdolnych do wzrostu na foliach wykonanych z polilaktydu (PLA) i polikaprolaktonu (PCL). Obecność bakterii powodowała zmiany w strukturze obu badanych tworzyw, co potwierdzono poprzez analizy z wykorzystaniem skaningowej mikroskopii elektronowej. Jeden ze szczepów Serratia sp. IV-111-4 wyizolowany ze składowiska odpadów w największym stopniu wpływał na przyspieszanie procesu degradacji PLA w warunkach in vitro i in vivo. Stwierdzono osłabienie wytrzymałości PLA na rozciąganie i przyspieszenie procesu rozkładu PCL. Szczep ten charakteryzuje się obniżoną przeżywalnością po procesie liofiliza cji i stabilnością podczas przechowywania w porównaniu z bakteriami nieliofilizowanymi. Potencjalnie Serratia sp. IV-111-4 może być wykorzystana jako składnik preparatów mikrobiologicznych stosowanych do przyspieszania procesu degradacji tworzyw polimerowych. Obecnie rynek tworzyw polimerowych jest w dużej mierze ukierunkowany na "zieloną chemię", przyjazną środowisku naturalnemu, w związku z czym opracowywane są materiały zawierające biodegradowalne tworzywa polimerowe1). Materiały takie pod wpływem temperatury, wilgoci i obecności m[...]