ПХБВ
| |
| Имена | |
|---|---|
| Другие имена
Поли(β-гидроксибутират-β-гидроксивалерат)
Поли(3-гидроксимасляная кислота-ко-β-гидроксивалериановая кислота) Биопол П(3ХБ-3ХВ) | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| Сокращения | ПХБВ P(3HB-co-3HV) |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.125.321 |
ПабХим CID
|
|
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| [COCH 2 CH(CH 3 )O] m [COCH 2 CH(C 2 H 5 )O] n [ 1 ] | |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Поли(3-гидроксибутират- ко -3-гидроксивалерат) , широко известный как PHBV , представляет собой полимер полигидроксиалканоатного типа. Это биоразлагаемый , нетоксичный , биосовместимый пластик, производимый естественным путем бактериями , и хорошая альтернатива многим небиоразлагаемым синтетическим полимерам . Это термопластичный линейный алифатический полиэфир . Его получают сополимеризацией 3 и -гидроксибутановой кислоты 3 -гидроксипентановой кислоты . ПГБВ используется в специальной упаковке, ортопедических устройствах и при контролируемом выпуске лекарств. PHBV подвергается бактериальной деградации в окружающей среде.
История
[ редактировать ]PHBV был впервые произведен в 1983 году компанией Imperial Chemical Industries (ICI). Он продается под торговым названием Биопол . ICI ( Zeneca ) продала его компании Monsanto в 1996 году. Затем в 2001 году его приобрела Metabolix . [ 2 ] [ 3 ] Biomer L — торговое название PHBV от Biomer.
Синтез
[ редактировать ]PHBV синтезируется бактериями в качестве запасных соединений в условиях, ограничивающих рост. [ 4 ] Его можно производить из глюкозы и пропионата рекомбинантными штаммами Escherichia coli . [ 2 ] Многие другие бактерии, такие как Paracoccus denitrificans и Ralstonia eutrofa, также способны продуцировать его.
Его также можно синтезировать из генно-инженерных растений. [ 5 ]
ПГБВ представляет собой сополимер и 3-гидроксибутановой кислоты 3 -гидроксипентановой кислоты . [ 6 ] ПГБВ также может быть синтезирован из бутиролактона и валеролактона в присутствии олигомерного алюмоксана в качестве катализатора . [ 7 ]
Структура
[ редактировать ]Мономеры, 3-гидроксибутановая кислота и 3-гидроксипентановая кислота, соединены сложноэфирными связями ; Основная часть полимера состоит из атомов углерода и кислорода. Свойства ПОБВ зависят от соотношения в нем этих двух мономеров . 3-гидроксибутановая кислота обеспечивает жесткость, а 3-гидроксипентановая кислота повышает гибкость. Таким образом, ПГБВ можно сделать похожим либо на полипропилен , либо на полиэтилен, изменив соотношение мономеров. [ 8 ] Увеличение соотношения 3-гидроксибутановой кислоты к 3-гидроксипентановой кислоте приводит к увеличению температуры плавления, водопроницаемости , температуры стеклования (T g ) и прочности на разрыв. Однако ударопрочность снижается. [ 3 ] [ 5 ] [ 7 ]
Характеристики
[ редактировать ]ПГБВ – термопластичный полимер. Он хрупкий, имеет низкое удлинение при разрыве и низкую ударную вязкость. [ 5 ]
Использование
[ редактировать ]PHBV находит свое применение в контролируемом выпуске лекарств, медицинских имплантатах и их ремонте, специальной упаковке , ортопедических устройствах и производстве бутылок для потребительских товаров. Он также биоразлагаем, что может быть использовано в качестве альтернативы небиоразлагаемому пластику. [ 9 ]
Деградация
[ редактировать ]При утилизации ПОБВ разлагается на углекислый газ и воду. PHBV подвергается бактериальной деградации. ПГБВ, как и жиры для человека, является источником энергии для микроорганизмов. Вырабатываемые ими ферменты разлагают его и расходуются. [ 10 ]
ПГБВ обладает низкой термической стабильностью , и расщепление происходит по сложноэфирной связи путем β-элиминирования . реакции [ 5 ]
Гидролитическая деградация происходит медленно, что делает его пригодным для использования в медицинских целях.
Недостатки
[ редактировать ]ПГБВ, будучи биоразлагаемым, биосовместимым и возобновляемым, является хорошей альтернативой синтетическим небиоразлагаемым полимерам, полученным из нефти. Но он имеет следующие недостатки: [ 5 ]
- Дорогой
- Низкая термическая стабильность
- хрупкий
- Примитивные механические свойства
- Сложность обработки
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Поли(3-гидроксимасляная кислота-со-3-гидроксивалериановая кислота)» . sigmaaldrich.com .
- ^ Jump up to: а б Корнелия Василе; Геннадий Зайков (31 декабря 2009 г.). Экологически разлагаемые материалы на основе многокомпонентных полимерных систем . БРИЛЛ. п. 228. ИСБН 978-90-04-16410-9 . Проверено 10 июля 2012 г.
- ^ Jump up to: а б Ева Рудник (3 января 2008 г.). Компостируемые полимерные материалы . Эльзевир. п. 21. ISBN 978-0-08-045371-2 . Проверено 10 июля 2012 г.
- ^ Эмо Кьеллини (31 октября 2001 г.). Биородственные полимеры: устойчивая наука и технология полимеров . Спрингер. п. 147. ИСБН 978-0-306-46652-6 . Проверено 10 июля 2012 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Шрикант Пилла (20 июля 2011 г.). Справочник по инженерному применению биопластиков и биокомпозитов . Джон Уайли и сыновья. стр. 373–396. ISBN 978-0-470-62607-8 . Проверено 10 июля 2012 г.
- ^ «Полимеры» . Химия XII Часть II . НЦЭРТ. п. 435.
- ^ Jump up to: а б «Биопластики – биоразлагаемые полиэфиры (PLA, PHA, PCL…)» . biodeg.net . Архивировано из оригинала 2 мая 2012 года . Проверено 11 июля 2012 г.
- ^ Роландо Барбуччи (31 октября 2002 г.). Интегрированное биоматериаловедение . Спрингер. п. 144. ИСБН 978-0-306-46678-6 . Проверено 10 июля 2012 г.
- ^ Дэвид Каплан (7 июля 1998 г.). Биополимеры из возобновляемых ресурсов . Спрингер. п. 21. ISBN 978-3-540-63567-3 . Проверено 10 июля 2012 г.
- ^ Уильям Д. Люзье. «Материалы, полученные из биомассы/биоразлагаемые материалы» (PDF) . Проверено 11 июля 2012 г.