Tiểu luận: Bạn biết gì về polymer phân hủy sinh học

Chia sẻ: Nguyen Van Dung | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:50

Thêm vào BST

Báo xấu

566
lượt xem 89
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đây là bài thuyết trình tổng quan về polymer phân hủy sinh học, trong đó nêu lên polymer phân hủy sinh học là gì, tại sao nó được nghiên cứu và phát triển. một số ứng dụng cũng như loại polymer phân hủy sinh học phổ biến.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận: Bạn biết gì về polymer phân hủy sinh học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KĨ THUẬT HÓA HỌC TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU POLYME ĐỀ TÀI: BẠN BIẾT GÌ VỀ POLYME PHÂN HỦY SINH HỌC? NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN. NGUYỄN VĂN DŨNG NGUYỄN ĐÌNH HIẾU MAI ĐỨC HIẾU
TỔNG QUAN VỀ POLYME PHÂN HỦY SINH HỌC Polyme phân hủy sinh học là gì? Polyme phân hủy sinh học là những polyme có khả năng phân hủy thành những phân tử đơn giản như CO2, nước, CH4 , các hợp chất vô cơ hoặc sinh khối, dưới tác động của một số yếu tố, trong đó chủ yếu bởi vi sinh vật khi chôn, ủ trong môi trường tự nhiên. Có số mắt xích cơ bản trong một phân tử polyme nhỏ hơn 5000.
Sự khác nhau giữa polyme phân hủy sinh học và polyme không phân hủy sinh học Polyme phân hủy sinh học Polyme không phân hủy sinh học Phân hủy được. Không phân hủy được. - Sản xuất từ nguyên liệu thân thiện môi - Chủ yếu từ các nguồn tài nguyên không trường: tinh bột, xenlulozo… tái tạo được Cơ tính không cao, chịu nhiệt, hóa - Cơ tính tốt, chịu nhiệt, hóa chất, môi chất, môi trường kém. trường tốt. - Không tái chế được…etc Có thể tái chế được…etc
Tác nhân gây phân hủy sinh học trong polyme 1.Vi sinh vật. Đây là tác nhân chính đóng góp trong sự phân hủy của polymer phân hủy sinh học. Ø Nấm: Là vi sinh vật rất quan trọng gây ra sự phân hủy của vật liệu. Chúng xuất hiện trong môi trường có độ ẩm cao, nhiệt độ khoảng 50550C, có không khí và hơn hết là sự có mặt của vật liệu cung cấp thức ăn. Chúng thâm nhập vào polymer, sản sinh ra emzym, rồi phá vỡ các hợp chất hữu cơ và tiêu thụ nó. Chủng nấm Fusarium L203 là chủng nấm đã được thử nghiệm cho hiệu quả phân hủy polymer tối ưu nhất trong hơn 8000 chủng nấm đã được nghiên cứu để phân hủy polymer.
Ø Vi khuẩn: Chúng thuộc nhóm sinh vật đơn bào, thuôc loại kí sinh trùng, là loài có số lượng đông nhất trong tự nhiên. Các vi sinh vật phân hủy hợp chất hữu cơ xuất hiện chủ yếu trong môi trường đất và nước, chúng được phân ra làm 2 loại; yếm khí và hiếu khí. Vi khuẩn yếm khí phân hủy hợp chất hữu cơ khá khí metan và một số ít các khí khác như H2S..Vi khuẩn hiếu khí phân hủy hợp chất hữu cơ ra chủ yếu là CO2 và H2O. Khi thâm nhập vào vật liệu chúng sản sinh ra emzym, các emzym tấn công phá vỡ cấu trúc mạch phân tử, rồi tiêu thụ các chất hữu cơ.
2. Một số tác nhân khác. Ngoài các loại vi sinh vật giúp polyme sinh học phân hủy thì còn một số tác nhân khác cũng có thể làm phân hủy hay đóng góp vào quá trình phân hủy polyme cùng với vi sinh vật: ánh sángphân hủy quang, nhiệt độ….
Click icon to add picture • Phân Hủy quang sinh học Bẻ gãy quang học
Click icon to add picture Polyme phân hủy sinh học tự nhiên 1. Tinh bột. •. a) Sự tạo thành tinh bột. •. đây là polymer rất phổ biến trong tự nhiên, là sản phẩm của quá trình quang hóa trong tự nhiện •.
Về bản chất tinh bột là những hạt có cấu trúc tinh thể dạng hạt d=15 100μm. Tinh bột bao gồm 2 thành phần chính là amilozo và amylopectin với tỉ lên amilozo/amilopecitn = ¼, liên kết với nhau chủ yếu bằng liên kết αD 1,4 glucozit. v amilozo: là polymer mạch thẳng, M= 105106 g/mol, chiều dài trung bình từ 5002000 đơn vị glucozo. ở dạng tinh thể có cấu trúc xoắn ốc.
Ø tính chất. dễ thoái hóa trong nước. tan trong formandehyt, cloralhydrat, nước. mềm dẻo. nhiều nhóm OH, tạo được liên kết hydro giữa các mạch, làm giảm ái lực giữa amilozo với nước, kết tinh tốt. v amylopectin: là plymer mạch nhánh, có khối lượng phân tử 107109 g/mol , cấu trúc mạch nhánh được tạo nhờ liên kết αD1,6 glucozit, liên kết chủ yếu trong amylopectin là αD1,4 gulcozit. Mỗi nhánh chứa 2030 mắt xích glucozo Ø tính chất amylopectin do có mạch nhánh bởi vậy mà độ kết tinh của nó thấp hơn nhiều so với amilozo. do cấu trúc không gian lập thể nên nó có khả năng giữ nước và không hòa tan trong nước, không có xu hướng kết tinh.=> amylopectin không bị biến thoái,.
H OH O H HO o H H OH H H O OH HO H H o HO O H o HO H H HO H H 1 H OH H O o OH H 1 H 4 O H HO 6 o H OH O H HO H HO H H OH o O H OH OH H OH O
• b) tính chất tinh bột. có khả năng tạo màng, kéo sợi. có khả năng tương tác với chất khác như. : trương nở trong nước. liên kết glucozit bị phân hủy ở nhiệt độ 2500C.Ở nhiệt độ thấp xảy ra hiện tượng thoái biến: sự tổ chức lại liên kết hydro và sắp xếp lại các mạch phân tử trong quá trình nhiệt độ hạ xuống. độ bền với ứng suất không lớn. có nhóm –OH dễ tham gia phản ứng=> lợi dụng để biến tính tinh bột. => màng tinh bột giòn, có độ xuyên thấm thấp.
• c. Ứng dụng. do tính chất giòn, chịu ứng suất kém nên dùng nguyên tinh bột để chế tạo màng thì không có giá trị thực tế bởi vậy tinh bột thường được dùng để tạo blend với polymer khác để tạo polymer phân hủy sinh học. d. Biến tính tinh bột. 1) Mục đích. Cải thiện khả năng tương hợp với một số polymer nhân tạo khác như: PE, PVA… Tăng khả năng tạo cấu trúc sợi, màng, tăng tính kị nước, dễ tan hơn trong các dung môi hữu cơ..
2.Chitin và chitosan Ø Chitin là đại phân tử tìm thấy trong vỏ cua, tôm và các loại động vật giáp xác khác. Nó bao gồm 2axetamit2deoxyβDglucozơ thông qua liên kết β (14)glucozit Chitin chitosan H.chitin và chitosan
Ø Chitin có thể bị chitinaza phân hủy. Sợi chitin đã được dùng để làm da nhân tạo và chỉ khâu hấp thụ ở dạng tự nhiên không hòa tan.Vật liệu tương hợp sinh học tốt và có hoạt tính kháng vi sinh vật và khả năng hấp thụ ion kim loại mạnh => ứng dụng trong công nghiệp mỹ phẩm do tính giữ ẩm tốt. Ø Chitin khi khử nhóm axetyl sẽ tạo thành Chitosan. Chitosan đã được biến tính để cho những tính chất hóa học và sinh học khác nhau. Người ta điều chế Ncacboxyl metylchitosan và Ncacboxyl bytyl chitosan để sản xuất mỹ phẩm và dùng để chữa bỏng. 3.Alginat Ø Alginat là polymer dị thể, mạch thẳng, kép, chứa 1,4liên kết αL gluromic axit và βDmannuronic axit. Alginat được nghiên cứu nhiều do có khả năng tạo gel khi có mặt các cation hóa trị (II). Alginat lần đầu tiên được Stanford tách ra từ tảo nâu bằng dung dịch kiềm.