ВУЗ:
Рубрика:
окружающей среде и способных сохранять присущие им свойства неизменными в
течение длительного времени.
На современном этапе развития общества возник новый подход к разработке
полимерных материалов, диаметрально противоположный традиционному. Он
имеет целью получение полимеров, которые сохраняют эксплуатационные
характеристики только в течение периода потребления, а затем претерпевают
физико-химические и биологические превращения под действием факторов
окружающей среды и легко включаются в процессы метаболизма природных
биосистем. Способность полимеров разлагаться и усваиваться микроорганизмами
зависит от ряда их структурных характеристик. Наиболее важными являются
химическая природа полимера, молекулярная масса, разветвлённость макроцепи
(наличие и природа боковых групп), надмолекулярная структура.
Природные и синтетические полимеры, содержащие связи, которые легко
подвергаются гидролизу, обладают высокой способностью к биодеструкции.
Присутствие заместителей в полимерной цепи часто способствует повышению
биодеструктируемости. Последняя зависит также от степени замещения цепи и
длины её участков между функциональными группами, гибкости макромолекул.
Важным фактором, который определяет стойкость полимера к
биоразложению, является величина его молекул. В то время как мономеры или
олигомеры могут быть поражены микроорганизмами и служат для них источником
углерода, полимеры с большой молекулярной массой являются стойкими к
действию микроорганизмов. Биодеструкцию большинства технических полимеров,
как правило, инициируют процессами небиологического характера (термическое и
фотоокисление, термолиз, механическая деградация и т.п.). Упомянутые
деградационные процессы приводят к снижению молекулярной массы полимера.
При этом возникают низкомолекулярные биоассимилируемые фрагменты,
имеющие на концах цепи гидроксильные, карбонильные или карбоксильные
группы. Не менее значимым фактором, оказывающим влияние на биодеградацию,
является надмолекулярная структура синтетических полимеров. Компактное
расположение структурных фрагментов полукристаллических и кристаллических
полимеров ограничивает их набухание в воде и препятствует проникновению
ферментов в полимерную матрицу. Это затрудняет воздействие ферментов не
только на главную углеродную цепь полимера, но и на биоразрушаемые части цепи.
Аморфная часть полимера всегда менее стойка к биодеструкции, чем
кристаллическая. Известны различные технологические подходы к созданию
биоразлагаемых полимеров. Среди них можно выделить следующие направления.
Селекция специальных штаммов микроорганизмов, способных осуществлять
деструкцию полимеров. Пока это направление увенчалось успехом только в
отношении поливинилового спирта. Японские учёные выделили из почвы бактерии
Pseudomonas SP, которые вырабатывают фермент, расщепляющий поливиниловый
спирт. После разложения макроцепи её фрагменты полностью усваиваются
бактериями. Бактерии Pseudomonas добавляют к активному илу на водоочистных
сооружениях для более полной очистки сточных вод от этого полимера.
Английская фирма "ICI" создала новые полимерные материалы, получаемые
с помощью бактерий на натуральных субстратах: сахаре, этаноле, смеси газов (СО
2
и
Н
2
). Синтезируемый бактериями полимер – поли-3-гидроксибутират – относится к
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- …
- следующая ›
- последняя »
