9739661675

POLIMERY 2008, 53, nr 11—12 799

JAN GOŁĘBIEWSKI¹⁵*⁵, EDYTA GIBAS²⁾, RAFAŁ MALINOWSKI¹⁵

Wybrane polimery biodegradowalne — otrzymywanie, właściwości, zastosowanie

Streszczenie — Artykuł stanowi przegląd literatury dotyczący technologicznych, ekologicznych i ekonomicznych aspektów wytwarzania oraz stosowania polimerowych materiałów biodegradowal-nych otrzymywanych z surowców odnawialnych bądź petrochemicznych. Omówiono syntezę wybranych polimerów, ich podatność na degradaq‘ę (w kontekście problemu ochrony środowiska) a także właściwości mechaniczne, termiczne i przetwórcze.

Słowa kluczowe: polimery biodegradowalne, surowce petrochemiczne, degradacja, surowce ze źródeł odnawialnych.

SELECTED BIODEGRADABLE POLYMERS — PREPARATION, PROPERTIES, APPLICATIONS Summary — The article is a review concerning technological, ecological and economical aspects of preparation and applications of biodegradable polymer materials obtained from renewable or petro-chemical resources. The syntheses of selected polymers, their degradability (in the environment pro-tection context) and their mechanical, thermal and processing properties as well as applications were discussed.

Key words: biodegradable polymers, petrochemical resources, degradation, renewable resources.

POLIMERY BIODEGRADOWALNE — CHARAKTERYSTYKA OGÓLNA

Polimery biodegradowalne stanowią nową grupę materiałów polimerowych, które w ostatnich latach, ze względu na swoje specyficzne właściwości, wzbudzają duże zainteresowanie — zwłaszcza w medycynie i inżynierii tkankowej, ale także w skali masowej, np. w dziedzinie opakowań [1], Obecnie obserwuje się dynamiczny wzrost produkcji takich materiałów, przez co stają się one łatwiej osiągalne i poszerza się obszar ich zastosowań. Obowiązujące w Polsce od 1 stycznia 2002 r. przepisy prawne [2—5] nakładają obowiązek dostosowania gospodarki odpadami z tworzyw polimerowych do zaleceń unijnych, w tym również do Dyrektywy 94/62/EC [6]. Zgodnie z tą Dyrektywą, do 2008 r. poziom recyklingu opakowań z tworzyw polimerowych powinien wynosić 25 %. Osiągnięcie tego celu wiąże się ze znacznymi nakładami zarówno inwestycyjnymi, jak i związanymi z organizacją realizacji nałożonego obowiązku. Warto jednak przy tym zauważyć, iż koszty recyklingu opakowań z tradycyjnych materiałów polimerowych są średnio 6-krotnie większe od kosztów kompostowania odpadów biodegradowalnych na drodze recyklingu organicznego.

Coraz większa dostępność oraz niższe ceny a także obiecujące właściwości polimerów biodegradowalnych

¹ Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, ul. M. Sklodowskiej-Curie 55,87-100 Toruń.

¹ Oddział Zamiejscowy Farb i Tworzyw Instytutu Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, ul. Chorzowska 50A, 44-100 Gliwice. *' Autor do korespondencji; e-mail: [e-mail] (na ogół można je przetwarzać wykorzystując znane urządzenia i technologie, tj. termoforowanie, wytłaczanie, formowanie wtryskowe i rozdmuchowe) spowodowały, że w wielu placówkach naukowych prowadzi się liczne badania nad otrzymywaniem nowych materiałów ulegających biodegradaq'i [7]. To z kolei może się przyczynić do dalszego obniżenia ich ceny, jak również zmniejszenia kosztów ochrony środowiska. Pomimo dostępnych obecnie wielu publikacji z tej dziedziny, ilość wdrożonych technologii wytwarzania tworzyw biodegradowalnych i ulegających biodegradacji wyrobów nadal jest niewielka. Ograniczenia liczby wdrożeń wiążą się z wysokimi nakładami finansowymi na prowadzenie badań, niedostateczną promocją produktów oraz obawą producentów dotyczącą nowych alternatywnych wyrobów z materiałów o ustalonym czasie życia [8].

Polimery biodegradowalne można podzielić na dwie główne grupy, mianowicie uzyskiwane z surowców petrochemicznych oraz otrzymywane z surowców odnawialnych. Te ostatnie często nazywa się „podwójnie zielonymi" ze względu na charakter zarówno surowców, jak i produktów [9]. Do pierwszej grupy zalicza się m.in. poli(e-kaprolakton) oraz poli(kwas asparginowy), natomiast w drugiej grupie najważniejsze polimery to poli-laktyd, poli(kwas hydroksymasłowy) a także kopolimer kwasu hydroksymasłowego z kwasem hydroksywale-rianowym — poli(kwas hydroksymasłowy-co-hydro-ksy Walerianowy).

Znane od wielu lat są również kompozyty polimerów niebiodegradowalnych z biodegradowalnymi na-pełniaczami typu skrobi lub celulozy, stanowią one jed-