naukawpolsce.pl | dodane 17-02-2010
Fot. naukawpolsce.pl
Biodegradowalne poliestry produkowane z surowców odnawialnych powstają w łódzkich laboratoriach. Polimery te będą mogły służyć m.in. do produkcji jednorazowej odzieży sanitarnej, wszczepialnych protez o czasowym działaniu lub jako nośniki leków. Na realizację badań przeznaczono ponad 43 mln zł. Projekt "Technologia otrzymywania biodegradowalnych poliestrów z wykorzystaniem surowców odnawialnych" jest realizowany przez zespoły badawcze Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN (CBMM PAN) w Łodzi wspólnie z Instytutem Biopolimerów i Włókien Chemicznych w Łodzi oraz z Wydziałem Chemicznym Politechniki Warszawskiej. Projekt jest finansowany przez Ministerstwo Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka.
Zakres zastosowań ekologicznych poliestrów jest bardzo szeroki: np. poliester aromatyczno-alifatyczny o nazwie IBPE (Instytut Biopolimerów PoliEster) może być stosowany do wyrobu produktów tekstylnych, w tym technicznych tkanin i włóknin stosowanych w przemyśle (m.in. do produkcji filtrów) i w rolnictwie (na biodegradowalne maty osłonowe przydatne w ogrodnictwie, szkółkarstwie i do ochrony roślin ozdobnych).
Wytwarzany z kwasu mlekowego polilaktyd (PLA), nad którym także pracują naukowcy, może służyć do wyrobu bielizny czy odzieży wierzchniej oraz tekstyliów sanitarnych i medycznych jednorazowego użytku. Z PLA mogą być produkowane geotekstylia, włókniny rolnicze, sieci rybackie i liny, a także worki na zakupy i odpady kuchenne, laminaty z papierem oraz folie rolnicze. PLA jest również przydatny do produkcji folii stosowanej w przemyśle spożywczym. Polilaktyd o bardzo wysokim stopniu czystości jest stosowany w medycynie, np. jako materiał na wszczepialne protezy o czasowym działaniu czy jako nośnik leków.
"Stosowane dotychczas polimery wytwarzane były z surowców petrochemicznych, nieodnawialnych w skali istnienia rodzaju ludzkiego - tłumaczy kierownik projektu, profesor Stanisław Słomkowski, dyrektor CBMM PAN. - Dostęp do tych surowców jest ograniczony, bo są one nierównomiernie rozmieszczone na świecie, co ma znaczące konsekwencje gospodarcze i polityczne. Polimery masowo produkowane z surowców petrochemicznych bardzo trudno ulegają rozkładowi, a przedmioty z nich wywarzane po spełnieniu swoich funkcji użytkowych stają się uciążliwymi odpadami".
Czas rozkładu ekologicznych poliestrów, nad którymi pracują polscy naukowcy można regulować. Polilaktyd i jego pochodne rozkładają się od kilkunastu tygodni do roku, w zależności od m.in. kwaśności środowiska, temperatury, wilgotności. Ale można tworzyć polimery, które rozkładają się w kilka tygodni.
"Powszechnie uważa się, że biodegradowalne poliestry z surowców odnawialnych, przede wszystkim polilaktyd, są tworzywami przyszłości - mówi prof. Słodkowski. - Powyższa opinia wynika zarówno z przyczyn ekologicznych, bowiem polimery stosowane jako opakowania stanowią główny składnik odpadów poużytkowych, jak i z przyczyn ekonomicznych, gdy brany jest pod uwagę wzrost cen ropy naftowej, z której produkowane są tworzywa tradycyjne".
Prof. Słomkowski uważa, że kilka najbliższych lat to okres najbardziej odpowiedni na opracowanie technologii produkcji polilaktydu i innych biodegradowalnych poliestrów wytwarzanych z udziałem surowców odnawialnych. Jego zdaniem, jeśli takie prace nie zostały w Polsce rozpoczęte, polskim przedsiębiorstwom pozostałby jedynie import tych nowoczesnych materiałów lub zakup licencji na ich produkcję i na produkcję wyrobów z nich wytwarzanych, co jest rozwiązaniem dużo kosztowniejszym.
"Obecnie cena rynkowa różnych postaci PLA stosowanego w medycynie jest niezwykle wysoka - przekracza zazwyczaj 1 000 euro za kilogram, a to zapewnia nielicznym producentom bardzo wysokie przychody. Tymczasem wartość kilograma tego samego związku, polilaktydu o mniejszym stopniu czystości nie przekracza 2 euro za kilogram. Produkcja polilaktydu na świecie rozwija się, a jego cena, choć stosunkowo wysoka, cały czas wzrasta o około 15-20 proc. rocznie" - zauważa ekspert.
Realizatorzy projektu chcą, aby rozwiązania powstające w ramach projektu były udostępniane w formie bezpłatnych licencji na użytkowanie.
Zainteresowane współpracą i zastosowaniem polimerów w przemyśle jest już kilka dużych firm.
Naukowcy przewidują, że odbiorcami PLA wyprodukowanego w czasie projektu będą zapewne małe i średnie przedsiębiorstwa zajmujące się zastosowaniem materiałów polimerowych do celów biomedycznych np. na nośniki leków o przedłużonym działaniu, bioresorbowalne implanty (płytki, śruby). Partie doświadczalne PLA będą również przekazywane nieodpłatnie jednostkom badającym zastosowanie PLA w rolnictwie, jako biodegradowalne folie i włókniny ochronne oraz jednorazowe pojemniki.
W przypadku IBPE odbiorcami będą małe i średnie przedsiębiorstwa stosujące materiały polimerowe do wytwarzania folii opakowaniowej do żywności, folii dla rolnictwa, worków na odpady pochodzenia organicznego oraz do laminowania papieru.
W skład zespołu kierowanego przez prof. Słomkowskiego w CBMM PAN wchodzą: doc. Tadeusz Biela i prof. Andrzej Duda, prof. Andrzej Gałęski, prof. Przemysław Kubisa i prof. Stanisław Penczek. W Instytucie Biopolimerów i Włókien Chemicznych w Łodzi nad projektem pracuje zespół kierowany przez dr Danutę Ciechańską, a na Wydziale Chemicznym Politechniki Warszawskiej - przez prof. Zbigniewa Florjańczyka i dr Ludwika Synoradzkiego.
Prace nad synteza poliestrów trwają w CBMM PAN już 35 lat. Wcześniej kierował nimi profesor Stanisław Penczek. Badania te powiązane są z wieloma innymi polskimi projektami naukowymi. - "My pracujemy nad wytwarzaniem poliestrów - tłumaczy prof. Słomkowski - ale związki te należy jeszcze odpowiednio przetworzyć, żeby mogły przybrać postać np. butelki czy prętu. I tu fundamentalne są wyniki badań zespołu prof. Andrzeja Gałęskiego z CBMM PAN. Umożliwiły one poznanie wielu istotnych zagadnień dotyczących przetwarzania polilaktydu."
Na razie monomery, np. laktyd, z których naukowcy wytwarzają polimery, kupowane są za granicą. Ale w Polsce trwa równocześnie projekt BIOMASA, w wyniku którego ma być opracowana m.in. technologia produkcji laktydu. Prof. Słomkowski ma nadzieję, że w przyszłości uzyskanie polimerów od początku do końca możliwe będzie w Polsce, co zdecydowanie zmniejszy koszty produkcji tego materiału.
Projekty, związane z wytwarzaniem biodegradowalnych poliestrów, prowadzone są również w innych ośrodkach badawczych, między innymi w Politechnice Łódzkiej.
Zakres zastosowań ekologicznych poliestrów jest bardzo szeroki: np. poliester aromatyczno-alifatyczny o nazwie IBPE (Instytut Biopolimerów PoliEster) może być stosowany do wyrobu produktów tekstylnych, w tym technicznych tkanin i włóknin stosowanych w przemyśle (m.in. do produkcji filtrów) i w rolnictwie (na biodegradowalne maty osłonowe przydatne w ogrodnictwie, szkółkarstwie i do ochrony roślin ozdobnych).
Wytwarzany z kwasu mlekowego polilaktyd (PLA), nad którym także pracują naukowcy, może służyć do wyrobu bielizny czy odzieży wierzchniej oraz tekstyliów sanitarnych i medycznych jednorazowego użytku. Z PLA mogą być produkowane geotekstylia, włókniny rolnicze, sieci rybackie i liny, a także worki na zakupy i odpady kuchenne, laminaty z papierem oraz folie rolnicze. PLA jest również przydatny do produkcji folii stosowanej w przemyśle spożywczym. Polilaktyd o bardzo wysokim stopniu czystości jest stosowany w medycynie, np. jako materiał na wszczepialne protezy o czasowym działaniu czy jako nośnik leków.
"Stosowane dotychczas polimery wytwarzane były z surowców petrochemicznych, nieodnawialnych w skali istnienia rodzaju ludzkiego - tłumaczy kierownik projektu, profesor Stanisław Słomkowski, dyrektor CBMM PAN. - Dostęp do tych surowców jest ograniczony, bo są one nierównomiernie rozmieszczone na świecie, co ma znaczące konsekwencje gospodarcze i polityczne. Polimery masowo produkowane z surowców petrochemicznych bardzo trudno ulegają rozkładowi, a przedmioty z nich wywarzane po spełnieniu swoich funkcji użytkowych stają się uciążliwymi odpadami".
Czas rozkładu ekologicznych poliestrów, nad którymi pracują polscy naukowcy można regulować. Polilaktyd i jego pochodne rozkładają się od kilkunastu tygodni do roku, w zależności od m.in. kwaśności środowiska, temperatury, wilgotności. Ale można tworzyć polimery, które rozkładają się w kilka tygodni.
"Powszechnie uważa się, że biodegradowalne poliestry z surowców odnawialnych, przede wszystkim polilaktyd, są tworzywami przyszłości - mówi prof. Słodkowski. - Powyższa opinia wynika zarówno z przyczyn ekologicznych, bowiem polimery stosowane jako opakowania stanowią główny składnik odpadów poużytkowych, jak i z przyczyn ekonomicznych, gdy brany jest pod uwagę wzrost cen ropy naftowej, z której produkowane są tworzywa tradycyjne".
Prof. Słomkowski uważa, że kilka najbliższych lat to okres najbardziej odpowiedni na opracowanie technologii produkcji polilaktydu i innych biodegradowalnych poliestrów wytwarzanych z udziałem surowców odnawialnych. Jego zdaniem, jeśli takie prace nie zostały w Polsce rozpoczęte, polskim przedsiębiorstwom pozostałby jedynie import tych nowoczesnych materiałów lub zakup licencji na ich produkcję i na produkcję wyrobów z nich wytwarzanych, co jest rozwiązaniem dużo kosztowniejszym.
"Obecnie cena rynkowa różnych postaci PLA stosowanego w medycynie jest niezwykle wysoka - przekracza zazwyczaj 1 000 euro za kilogram, a to zapewnia nielicznym producentom bardzo wysokie przychody. Tymczasem wartość kilograma tego samego związku, polilaktydu o mniejszym stopniu czystości nie przekracza 2 euro za kilogram. Produkcja polilaktydu na świecie rozwija się, a jego cena, choć stosunkowo wysoka, cały czas wzrasta o około 15-20 proc. rocznie" - zauważa ekspert.
Realizatorzy projektu chcą, aby rozwiązania powstające w ramach projektu były udostępniane w formie bezpłatnych licencji na użytkowanie.
Zainteresowane współpracą i zastosowaniem polimerów w przemyśle jest już kilka dużych firm.
Naukowcy przewidują, że odbiorcami PLA wyprodukowanego w czasie projektu będą zapewne małe i średnie przedsiębiorstwa zajmujące się zastosowaniem materiałów polimerowych do celów biomedycznych np. na nośniki leków o przedłużonym działaniu, bioresorbowalne implanty (płytki, śruby). Partie doświadczalne PLA będą również przekazywane nieodpłatnie jednostkom badającym zastosowanie PLA w rolnictwie, jako biodegradowalne folie i włókniny ochronne oraz jednorazowe pojemniki.
W przypadku IBPE odbiorcami będą małe i średnie przedsiębiorstwa stosujące materiały polimerowe do wytwarzania folii opakowaniowej do żywności, folii dla rolnictwa, worków na odpady pochodzenia organicznego oraz do laminowania papieru.
W skład zespołu kierowanego przez prof. Słomkowskiego w CBMM PAN wchodzą: doc. Tadeusz Biela i prof. Andrzej Duda, prof. Andrzej Gałęski, prof. Przemysław Kubisa i prof. Stanisław Penczek. W Instytucie Biopolimerów i Włókien Chemicznych w Łodzi nad projektem pracuje zespół kierowany przez dr Danutę Ciechańską, a na Wydziale Chemicznym Politechniki Warszawskiej - przez prof. Zbigniewa Florjańczyka i dr Ludwika Synoradzkiego.
Prace nad synteza poliestrów trwają w CBMM PAN już 35 lat. Wcześniej kierował nimi profesor Stanisław Penczek. Badania te powiązane są z wieloma innymi polskimi projektami naukowymi. - "My pracujemy nad wytwarzaniem poliestrów - tłumaczy prof. Słomkowski - ale związki te należy jeszcze odpowiednio przetworzyć, żeby mogły przybrać postać np. butelki czy prętu. I tu fundamentalne są wyniki badań zespołu prof. Andrzeja Gałęskiego z CBMM PAN. Umożliwiły one poznanie wielu istotnych zagadnień dotyczących przetwarzania polilaktydu."
Na razie monomery, np. laktyd, z których naukowcy wytwarzają polimery, kupowane są za granicą. Ale w Polsce trwa równocześnie projekt BIOMASA, w wyniku którego ma być opracowana m.in. technologia produkcji laktydu. Prof. Słomkowski ma nadzieję, że w przyszłości uzyskanie polimerów od początku do końca możliwe będzie w Polsce, co zdecydowanie zmniejszy koszty produkcji tego materiału.
Projekty, związane z wytwarzaniem biodegradowalnych poliestrów, prowadzone są również w innych ośrodkach badawczych, między innymi w Politechnice Łódzkiej.
Poinformuj znajomych o tym artykule:
REKLAMA
Inne w tym dziale:
- Podnośniki koszowe, usługi dźwigowe. Bydgoszcz REKLAMA
- Żylaki. Leczenie żylaków kończyn dolnych. Bydgoszcz, Inowrocław, Chojnice, Tuchola. REKLAMA
- Ortopeda. Chirurgia ortopedyczna. Medycyna sportowa. Warszawa REKLAMA
- Żywność ekologiczna w szkołach i przedszkolach? Wychowajmy pokolenie Euroliścia!
- Na czym polega i co to jest budownictwo pasywne
- Arkana Smaku - skarbiec ze zdrową żywnością
- Jak przygotować swój oczyszczacz powietrza na nadchodzący sezon zimowy?
- Dlaczego warto mieć w domu nawilżacz powietrza
- Z czego składa się smog i jak uniknąć wdychania go?
- Domowy oczyszczacz powietrza - czy warto, czy pomaga?
- Czy oczyszczacz powietrza do biura musi być drogi?
- Skuteczne metody na walkę z zanieczyszczonym powietrzem
- Smog dotarł nawet na Pomorze. Czy warto kupić do domu oczyszczacz powietrza?
- Wszystkie w tym dziale
REKLAMA
