S1 6 Tehnologii Disponibile Pentru Procesarea Polimerilor Biodegradabili
Transcript of S1 6 Tehnologii Disponibile Pentru Procesarea Polimerilor Biodegradabili
7/23/2019 S1 6 Tehnologii Disponibile Pentru Procesarea Polimerilor Biodegradabili
http://slidepdf.com/reader/full/s1-6-tehnologii-disponibile-pentru-procesarea-polimerilor-biodegradabili 1/11
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“ , ediţia a VIII-a
Pagina 1 din 11
28 - 29 iulie 2011, Staţia ICPE Agigea
TEHNOLOGII DISPONIBILE PENTRU PROCESAREA POLIMERILOR
BIODEGRADABILI
Maria RÂPĂ, Elena GROSU, Andreiana SCHEAU, Cristian Florian STĂNESCU
S.C. INCERPLAST S.A., Str. Ziduri Moşi, Nr. 23, Sector 2, Bucureşti
e-mail: [email protected]
Cuvinte cheie: polimeri, biodegradabilitate, poturi, band ă
În ultimele decenii, polimerii sintetici sunt utilizaţi la scară mare în multe domenii de activitate. Aceste
substanţe macromoleculare sunt, de obicei, de origine petrolieră şi nu sunt biodegradabile. Oricum,
resursele petroliere sunt limitate iar utilizarea polimerilor nebiodegradabili cauzează serioase probleme
mediului înconjurător. În plus, polimerii nebiodegradabili nu sunt adecvaţi pentru utilizarea temporară.
Au fost propuse multe soluţii pentru managementul deşeurilor provenite din materiale plastice, cum
ar fi reciclarea, incinerarea şi degradarea materialelor. Prin reciclare nu se obţin produse de calitate
datorită naturii heterogene a materialelor plastice. Incinerarea materialelor plastice cu eliminarea gazelor
toxice şi a vaporilor poate constitui un pericol pentru sănătate. Cea mai oportună soluţie o reprezintă
materialele plastice biodegradabile.
În această lucrare se prezintă aspectele generale legate de polimerii biodegradabili şi aplicaţiile
compoundurilor polimerice pe bază de acid polilactic cu fibre derivate de lemn în sectorul agricol (poturi,bandă pentru legarea tomatelor).
Keywords: polymers, biodegradability, pots, yarn
In recent decades, synthetic polymers are used in large scale in many industries. These
macromolecular substances are usually petroleum origin and are not biodegradable. However, oil
resources are limited and the use of non-biodegradable polymers causing serious environmental
problems. In addition, non-biodegradable polymers are not suitable for temporary use.Many solutions have been proposed for the management of waste plastics, such as recycling,
incineration and material degradation. By recycling high quality products is not achieved because of the
heterogeneous nature of plastic. Incineration of plastics disposal of toxic gases and vapours may be
dangerous to health. The most appropriate solution is the biodegradable plastics.
This paper presents general aspects related to biodegradable polymers and applications of
Poly(lactic acid) PLA and wood fiber in the agricultural field (pots, tomatoes yarns).
7/23/2019 S1 6 Tehnologii Disponibile Pentru Procesarea Polimerilor Biodegradabili
http://slidepdf.com/reader/full/s1-6-tehnologii-disponibile-pentru-procesarea-polimerilor-biodegradabili 2/11
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“ , ediţia a VIII-a
Pagina 2 din 11
28 - 29 iulie 2011, Staţia ICPE Agigea
1. INTRODUCERE
Tehnologiile de obţinere a unor noi materiale polimerice sunt foarte promiţătoare din punctul de
vedere al aplicaţiilor: agricultură (folii, produse cu acţiune ierbicidă şi aplicare preemergentă) [1]; bunuri de
larg consum (ambalaje) cu durată determinată de viaţă; produse pe bază de matrici polimerice cueliberare controlată de substanţă activă (medicamente); în industrie pentru produse electrotehnice
(izolaţii) [2]; recuperarea şi reciclarea deşeurilor polimerice; medicină, la obţinerea de dispozitive
medicale, implanturi [3-4].
Tendinţele actuale în ştiinţa procesării polimerilor sunt orientate către:
crearea de noi tipuri de materiale cu proprietăţi de biodegradabilitate, biocompatibilitate, rezistenţă la
coroziune, flexibilitate, proprietăţi optice, electrice, care să înlocuiască materialele folosite tradiţional în
agricultură, electronică, industrie, medicină;
posibilitatea de recuperare şi reciclare a acestor materiale pentru protejarea ecosistemului.
În contextul preocupărilor legate de prezervarea mediului înconjurător, recuperarea şi reciclareadeşeurilor din materiale plastice, înlocuirea polimerilor sintetici tradiţionali cu polimeri obţinuţi din resurse
regenerabile, ecologice, realizarea de amestecuri polimerice biodegradabile, cu aplicaţii în agricultură,
medicină etc. este de strictă actualitate.
Deşeurile de materialele plastice sunt rezistente la atacul microbian şi astfel se acumulează
cantităţi mari în sol. Aceste deşeuri nu ajută la fertilizarea solului. Cea mai bună alternativă pentru
deşeurile de materiale plastice este sintetizarea materialelor plastice degradabile.
Polimerii naturali cum ar fi amidonul, făina de lemn sunt biodegradabili, în timp ce majoritatea
polimerilor sintetici nu sunt biodegradabili. Aditivii materialelor plastice, cu masă moleculară mică, cum ar
fi plastifianţii şi agenţii de armare sunt susceptibili la atacul microbian. Aceştia conduc la rigidizarea
polimerului. Microbii, în schimb, eliberează enzime oxidative nespecifice care atacă polimerul sintetic. De
asemenea, degradarea graduală a polimerului natural conduce la creşterea suprafeţei prin eroziune.
Acest fenomen va accelera degradarea polimerului sintetic prin difuzia O2, a umezelii şi a enzimelor în
matricea polimerică poroasă.
Acest articol reprezintă o sinteză a consideraţiilor generale despre biodegradabilitatea polimerilor,
obţinerea unor polimeri biodegradabili, proprietăţile şi aplicaţiile acestora.
2. ASPECTE GENERALE PRIVIND BIODEGRADABILITATEA POLIMERILOR
Pe plan mondial este acceptată ideea că utilizarea prelungită a polimerilor pentru aplicaţii care
necesită o durată de viaţă scurtă (ambalaje, industria alimentară, chirurgie, igienă) nu este în totalitate
adecvată. Aceasta nu este recomandată atunci când există preocupări în legătură cu prezervarea
sistemelor ecologice. Majoritatea polimerilor sintetici sunt obţinuţi din resurse petroliere şi nu sunt
biodegradabili. Aceşti polimeri reprezintă o sursă semnificativă de poluare a mediului înconjurător atunci
când sunt dispersaţi aleator în natură.
7/23/2019 S1 6 Tehnologii Disponibile Pentru Procesarea Polimerilor Biodegradabili
http://slidepdf.com/reader/full/s1-6-tehnologii-disponibile-pentru-procesarea-polimerilor-biodegradabili 3/11
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“ , ediţia a VIII-a
Pagina 3 din 11
28 - 29 iulie 2011, Staţia ICPE Agigea
Au fost propuse multe soluţii pentru managementul deşeurilor provenite din materiale plastice, cum ar
fi reciclarea, incinerarea şi degradarea materialelor. Prin reciclare nu se obţin produse de calitate datorită
naturii heterogene a materialelor plastice. Incinerarea materialelor plastice cu eliminarea gazelor toxice şi
a vaporilor poate constitui un pericol pentru sănătate. Cea mai oportună soluţie o reprezintă materialele
plastice degradabile. Datorită preocupărilor privind protecţia mediului înconjurător şi nevoilor pentru
dezvoltarea durabilă din ultimii ani s-au efectuat cercetări relevante pentru producerea de sisteme
polimerice biodegradabile.
Polimerii biodegradabili sunt studiaţi şi utilizaţi într-un număr foarte mare de aplicaţii, cum ar fi:
ambalaje, filme, fibre, straturi protectoare pentru hârtie şi textile, aplicaţii medicale pentru suturi
chirurgicale, implanturi, matrici pentru sisteme cu eliberare controlată a unor medicamente sau principii
active utilizate în domeniul agriculturii. Nu este neglijată nici introducerea lor în fabricarea de repere cu
scop industrial.
Obţinerea de amestecuri polimerice biodegradabile constituie o direcţie de cercetare prioritară şi
multidisciplinară, aflată în strânsă conexiune cu cercetări fundamentale în domeniul termodinamicii şicompatibilizării polimerilor, a ingineriei mediului, a biotehnologiilor.
3.1 BIOCHIMIA PROCESELOR DE DEGRADARE
Biodegradabilitatea reprezintă proprietatea unui material (inclusiv cel polimeric) de a-şi modifica
structura sa chimico-morfologică sub acţiunea diverselor specii de microorganisme [5].
Fig. 1. Modalităţi de desfăşurare a procesului de biodegradare
Conţinutul total de carbon (C) din polimer apare sub forma a trei produse finale (figura 1):
CO2 este produsul de respiraţie al microorganismelor;
7/23/2019 S1 6 Tehnologii Disponibile Pentru Procesarea Polimerilor Biodegradabili
http://slidepdf.com/reader/full/s1-6-tehnologii-disponibile-pentru-procesarea-polimerilor-biodegradabili 4/11
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“ , ediţia a VIII-a
Pagina 4 din 11
28 - 29 iulie 2011, Staţia ICPE Agigea
Reziduu care rămâne din polimer sau orice produs care se formează;
Biomasa produsă de către microorganisme prin reproducere şi creştere.
Biodegradarea totală rezultă atunci când se îndepărtează complet C din mediu. Reziduu este constituit din
fragmente de material plastic sau metaboliţi produşi în procesele de biodegradare [6].
3.2 POLIESTERI BIODEGRADABILI
Poliesterii joacă un rol important ca materiale plastice biodegradabile datorită legăturilor ester,
potenţial hidrolizabile. Aşa cum se prezintă în figura de mai jos, poliesterii se clasifică în două mari grupe:
poliesteri alifatici (liniari) şi poliesteri aromatici.
Principalii poliesterii biodegradabili care se comercializează sunt prezentaţi în figura 2. Cea mai
mare parte a polimerilor biodegradabili studiaţi aparţine poliesterilor.
Legenda:
Fig. 2. Clase de poliesteri biodegradabili(sursa: http://en.wikipedia.org/wiki/Polylactic_acid)
Poliesteri
Alifatici Aromatici
PBS PCLPHA
PLA PET
modificat
AAC
PBSA PHPHV PHH
PBAT PTMAT
PHB/PHV PHB/ PHH
Produşi naturali - Reutilizabili
Produşi sintetici - Reutilizabili
Produşi sintetici - Nereutilizabili
7/23/2019 S1 6 Tehnologii Disponibile Pentru Procesarea Polimerilor Biodegradabili
http://slidepdf.com/reader/full/s1-6-tehnologii-disponibile-pentru-procesarea-polimerilor-biodegradabili 5/11
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“ , ediţia a VIII-a
Pagina 5 din 11
28 - 29 iulie 2011, Staţia ICPE Agigea
3.3 Polimeri pe bază de acid polilactic
3.3.1 Metode de ob ţ inere
Acidul polilactic
Acidul lactic [acid (2-hidroxi-propionic)] este cel mai răspândit hidroxiacid în natură, este un monomer
netoxic şi poate fi obţinut atât pe cale chimică, cât şi prin procese de fermentaţie a carbohidraţilor. Este
obţinut din resurse regenerabile: amidon de porumb, grâu, cartofi, orez, sfeclă de zahăr şi alte produse
bogate în amidon. Acidul lactic este cel mai simplu hidroxiacid cu un atom de carbon asimetric şi există în
două configuraţii optic active. Izomerul-L este un intermediar al metabolismului carbohidraţilor în
organismul uman şi animal, în timp ce enatiomerii D- şi L- sunt sintetizaţi de către sistemele bacteriene.
Acid polilactic (PLA) este un polimer biodegradabil obţinut prin policondensarea directă a acidului
lactic sau a dimerului ciclic (lactida) printr-un proces de polimerizare cu deschidere de ciclu (figura 3).
Fig. 3. Procedee de obţinere a acidului polilactic [139]
Din cauză că policondensarea directă este un proces de echilibru pot să apară dificultăţi în
îndepărtarea urmelor de apă, limitând astfel obţinerea unui produs cu masă moleculară ridicată deşi,
există şi unele studii care folosesc policondensarea directă în prezenţa unui amestec azeotrop de solvenţicu punct de fierbere ridicat [7-9].
Cele mai multe studii au fost orientate pe obţinerea acidului polilactic prin procedeul de
polimerizare cu deschidere de ciclu a lactidei în vederea ob ţinerii de polimer cu masă moleculară ridicată
[10-13]. Cercetările de pionierat ale lui Carothers [14] sugerează o metodă de polimerizare în două faze
pentru a produce polimer cu masă moleculară mare. În prima fază se formează lactida, un dimer ciclic a
7/23/2019 S1 6 Tehnologii Disponibile Pentru Procesarea Polimerilor Biodegradabili
http://slidepdf.com/reader/full/s1-6-tehnologii-disponibile-pentru-procesarea-polimerilor-biodegradabili 6/11
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“ , ediţia a VIII-a
Pagina 6 din 11
28 - 29 iulie 2011, Staţia ICPE Agigea
acidului lactic prin evaporarea apei rezultate în timpul procesului de formare a oligomerilor. L-acidul lactic,
D-acidul lactic sau amestecul lor pot fi polimerizaţi la oligomerul corespunzătorde masă moleculară mică,
care apoi este depolimerizat catalitic printr-un proces de transesterificare internă în lactide. În timpul
polimerizării sunt posibile formarea a trei stereoizomeri: L-lactida, D-lactida şi mezo-lactida. În faza a
doua, L-lactida, D-lactida, D, L-lactida (50:50 amestec L şi D) sau mezo-lactida după purificare sunt
transformate prin polimerizare catalitică cu deschidere de ciclu în poliesteri corespunzători de masă
moleculară ridicată. Polimerizarea cu deschidere de ciclu poate fi realizată în topitură, masă, soluţie sau
emulsie având un catalizator care este întotdeauna necesar pentru a iniţia reacţia. Funcţie de sistemul
iniţiator/coiniţiator, polimerizarea cu deschidere de ciclu poate fi realizată prin mecanism anionic, cationic,
zwiterionic, H-activ sau radicali liberi.
O metodă de realizare a poliesterilor de masă moleculară mare este folosirea extenderilor de lanţ
[15-16]. De obicei, extenderii de lanţ sunt compuşi bifuncţionali de masă moleculară mică cu care creşte
masa polimerilor printr-o reacţie rapidă şi nu dau produse secundare care să contamineze polimerulrezultat. Drept extenderi de lanţ pentru poliesteri se folosesc: diizocianaţi, bisepoxizi, dianhidride, bis(2-
oxazoline), bis(5,6-dihidro-4H-oxazine) [17-20].
Polilactida
Polilactida este un polimer termoplastic biodegradabil obţinut din acid lactic. Polilactida este rezistentă
la apă, dar nu poate rezista la temperaturi mari (> 55 0C). Deşi este insolubilă în apă, microorganismele
din mediul marin pot să o descompună în CO2 şi apă. Acest polimer se aseamănă cu polistirenul, prezintă
aspect lucios, dar este dur şi casant şi necesită modificare pentru cele mai multe aplicaţii practice
(prezenţa plastifianţilor conduce la creşterea flexibilităţii). Polilactida poate fi procesată ca şi cele maimulte materiale termoplastice în fibre, filme, formare prin termoformare sau injecţie.
În procesul de fabricare a polilactidei, cerealele sunt măcinate pentru extragerea amidonului.
Amidonul este apoi procesat pentru producerea dextrozei nerafinate care, prin fermentare, conduce la
acid lactic. Acidul lactic rezultat este condensat pentru producerea lactidei, un dimer ciclic intermediar
care este utilizat ca monomer pentru obţinerea biopolimerului. Lactida este purificată prin distilare în
vacuum. Apoi se supune procesului de fierbere fără solvent pentru deschiderea structurii inelului pentru
polimerizare, astfel se obţine poli(lactida) (figura 4).
7/23/2019 S1 6 Tehnologii Disponibile Pentru Procesarea Polimerilor Biodegradabili
http://slidepdf.com/reader/full/s1-6-tehnologii-disponibile-pentru-procesarea-polimerilor-biodegradabili 7/11
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“ , ediţia a VIII-a
Pagina 7 din 11
28 - 29 iulie 2011, Staţia ICPE Agigea
Fig. 4. Obţinerea polilactidei
3.3.2 Propriet ăţ i
Acidul polilactic posedă multe propriet
ăţi echivalente materialelor plastice derivate din
hidrocarburi, fapt ce îl face adecvat pentru o serie de aplicaţii. Acidul polilactic este un polimer
termoplastic şi se foloseşte în sectorul ambalajelor, întrucât are temperatura tranziţiei sticloase de aprox.
60 0C superioară temperaturii de folosinţă a produselor. Are rezistenţă la solvenţi şi arome utilizate în
domeniul alimentar şi este o barieră bună pentru vapori şi gaze permanente [21].
Recentele avantaje oferite de obţinerea unui polimer cu masă moleculară înaltă permite folosirea
acestuia pentru obţinerea de fibre, filme, neţesute, articole formate prin injecţie şi termoformare [22].
Polimerii sintetizaţi îmbină proprietatea de biodegradabilitate a acidului polilactic cu cele de
stabilitate termică şi rezistenţă mecanică specifice poliuretanilor şi poliamidelor. Supuşi proceselor de
biodegradare în sol prin compostare şi în teste de creştere a plantelor s-a observat că polimerii suntcomplet biodegradabili şi nu prezintă efecte ecocitotoxice.
Proprietăţile materialelor plastice pe bază de acid polilactic şi amidon comparativ cu materialele
plastice convenţionale sunt prezentate în tabelul 1.
Degradarea PLA are loc prin hidroliza grupelor ester care este un proces eterogen şi decurge cu
viteză mai mare în partea centrală a probei decât la suprafaţă. Această viteză depinde puternic de
structura morfologică, dimensiunea implantului biodegradabil, precum şi de condiţiile de reacţie. Hidroliza
este catalizată de către grupele carboxil şi viteza de hidroliză creşte exponenţial în timp. Prezenţa
monomerului rezidual, a oligomerilor şi compuşilor cu greutate moleculară scăzută accelerează puternic
viteza de degradare, întrucât prezenţa lor are tendinţa de a creşte flexibilitatea lanţului şi hidrofiliapolimerului şi furnizează grupe carboxilice pentru reacţia autocatalitică [23-24].
7/23/2019 S1 6 Tehnologii Disponibile Pentru Procesarea Polimerilor Biodegradabili
http://slidepdf.com/reader/full/s1-6-tehnologii-disponibile-pentru-procesarea-polimerilor-biodegradabili 8/11
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“ , ediţia a VIII-a
Pagina 8 din 11
28 - 29 iulie 2011, Staţia ICPE Agigea
Tabelul 1. Comparaţie între proprietăţile biopolimerilor şi materialele plastice convenţionale
(Sursa Ramani Narayan, Michigan State University)
Propriet ăţ i (U.M.) LDPEa
PP PLAc
PLA Polimeri pebaz ă de
amidone
Polimeri pebaz ă deamidon
f
Densitate (g/cm ) < 0,920 0,910 1,25 1,21 1,33 1,12Rezistenţa latracţiune (MPa)
10 30 53 48 26 30
Modulul detracţiune (GPa)
0,32 1,51 3,5 - 2,1-2,5 0,371
Alungirea la rupere(%)
400 150 6,0 2,5 27 886
Rezistenţa laimpact Izod, peepruvete crestate(KJ/m2)
Fără rupere 4 0,33 0,16 - -
Modulul de flexiune(GPa)
0,2 1,5 - 3,8 1,7 0,18
a Valori pentru LDPE homopolimer
b Valori pentru PP homopolimerc Valori pentru PLA tip NatureWorks 2000D, pentru termoformare şi extrudere
dValori pentru PLA tip NatureWorks 3010D pentru formarea prin injecţie
e Valori pentru Novamont Mater-Bi YIOI U, pentru formarea prin injecţie
f Valori pentru Novamont Mater-Bi ZF03U/A, pentru film
3.3.3 Aplica ţ ii
Acidul polilactic este intens studiat pentru eliberarea controlată a medicamentelor, suturi
chirurgicale biodegradabile şi implanturi pentru fixarea oaselor deoarece dispune de o serie de avantaje
comparativ cu sistemele convenţionale utilizate în terapeutică. Când un polimer biodegradabil este utilizat
ca transportor într-un sistem implantabil cu eliberare de medicament, nu este nevoie de recuperarea
chirurgicală a acestuia. Polimerii biodegradabili care se bucură de succes în acest moment sunt cei
obţinuţi din acidul lactic şi acidul glicolic. Ei combină un număr mare de proprietăţi dorite, cea mai
importantă fiind faptul că viteza lor de degradare poate fi controlată pe un domeniu larg prin schimbarea
greutăţii moleculare. PLA se degradează la monomerul iniţial (acidul lactic), care este un metabolit normal
în organismul uman.
NatureWorks LLC, filiala Cargill, este cea mai mare companie privată din Statele Unite care obţine PLA
din resurse regenerabile, cu utilizare pentru producerea ambalajelor prin termoformare, a filmelor prin
extrudere şi fibrelor. Capacitatea de producţie este de circa 1360000 t [25].
7/23/2019 S1 6 Tehnologii Disponibile Pentru Procesarea Polimerilor Biodegradabili
http://slidepdf.com/reader/full/s1-6-tehnologii-disponibile-pentru-procesarea-polimerilor-biodegradabili 9/11
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“ , ediţia a VIII-a
Pagina 9 din 11
28 - 29 iulie 2011, Staţia ICPE Agigea
Fig. 5. Compostarea ambalajelor din polilactidă
(Sursa: NatureWorks)
Asemănător PET, PLA trebuie supus procesului de uscare, înainte de procesare. Reciclarea
poate avea loc fie prin repolimerizare sau reutilizare. Produsele obţinute din polimeri pe bază de acid
lactic sunt în totalitate compostabile (figura 5). Ca şi PET-ul, materialele plastice obţinute din cereale
permit obţinerea de sticle cu diverse forme şi dimensiuni. Recipienţii monostrat obţinuţi din PLA pot fi
realizate pe aceleaşi echipamente de formare prin injecţie utilizate pentru PET, fără scăderea
productivităţii. Deşi proprietăţile de barieră ale PLA sunt mai scăzute decât cele ale PET-ului, acest lucru
se poate modifica prin folosirea polipropilenei. La aproximativ 400C, începe pierderea formei obiectelor,
dar furnizorii fac progrese ferme privind obţinerea de noi grade de polimeri derivaţi din acidul lactic, care
să ofere materialelor plastice derivate din petrol, stabilitatea la încălzire şi astfel, găsirea de noi aplicaţii,
cum ar fi ambalaje pentru băuturi foarte fierbinţi, sau alimente preparate la microunde.
Utilizarea polimerilor biodegradabili în agricultură reprezintă un domeniu de cercetare în creştere.
Chiar dacă PLA este recunoscut ca fiind un bun candidat pentru materialele plastice biodegradabile,
utilizarea acestuia într-un domeniu vast de aplicaţii este limitată datorită preţului de cost. O metodă
eficientă de reducere a costurilor produselor finale este de a încorpora agenţi de umplutură sau fibre în
biopolimeri, astfel, reducându-se cantitatea de material polimeric necesar.
Utilizarea matricelor polimerice biodegradabile (polihidroxibutirat, acid polilactic, MaterBi)
împreună cu fibre derivate din lemn pot avea posibile aplicaţii în ambalaje şi sectorul agricol (filme mulci,
folii biodegradabile, bandă pentru legarea tomatelor, poturi, fertilizatori, etc.) [26 – 30].
Materialele obţinute din resurse regenerabile (fibre de lemn) sunt total biodegradabile, au un cost mic şi
au densitatea mică [31]. În ultimul an, utilizarea materialelor derivate din resurse vegetale (făină de lemn,
fibre din plante, bumbac reprocesat) a înregistrat o continuă creştere. Cercetările în acest scop au ca
rezultat dezvoltarea unor tehnologii eficiente pentru prelucrarea compozitelor pe bază de resurse
vegetale. Biomasa forestieră reprezintă o resursă abundentă, reutilizabilă şi cu preţ mic care poate
reprezenta o alternativă la resursele petroliere.
Fibrele de lemn pot fi utilizate ca umpluturi naturale, de înlocuire a fibrelor de sticlă şi sintetice în
producţia de compozite polimerice. Procentul de fibre de lemn este limitat datorită compatibilităţii scăzute
cu polimerii hidrofobi.
7/23/2019 S1 6 Tehnologii Disponibile Pentru Procesarea Polimerilor Biodegradabili
http://slidepdf.com/reader/full/s1-6-tehnologii-disponibile-pentru-procesarea-polimerilor-biodegradabili 10/11
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“ , ediţia a VIII-a
Pagina 10 din 11
28 - 29 iulie 2011, Staţia ICPE Agigea
Concluzii
Pentru managementul deşeurilor provenite din materiale plastice cea mai bună soluţie o
reprezintă materialele plastice biodegradabile.
Principalele clase de polimeri biodegradabili sunt reprezentate de poliesteri, polimeri pe bază de
PLA, resurge regenerabile cum ar fi amidon, făină de lemn, etc.
Materialele biodegradabile se utilizează cu succes în agricultură, ca bandă biodegradabilă pentru
palisarea tomatelor şi ca poturi biodegradabile folosite pentru transplantarea plantelor.
Polimerii biodegradabili se pot prelucra pe utilaje convenţionale, prin tehnologiile de extrudere şi
injecţie, asemănător materialelor plastice tradiţionale.
Această lucrare a fost efectuată în cadrul proiectului european FP7, Contract 212239/2008, Forest
Resource Sustainability through Biobased Composite Development (www.forbioplast.eu).
BIBLIOGRAFIE[1] E. Grosu, E. Neme ş, M. Râp ă, Rolul foliilor polimerice fotoselective multistrat în crearea microclimatului
optim pentru culturi tehnice. I, Materiale plastice, 43, Nr. 4, 317-323, 2006.
[2] T. Zaharescu, E. Neme ş, M. Râp ă, E. Grosu , Radiation modification of functional properties in
PVC/mica electrical insulations, Polymer Bulletin 57, 83-60, 2006.
[3] E. Grosu, M. Râp ă, A. Tomescu , Radiation processing of elastomer materials for medical uses,
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 208, 220-224, 2003.
[4] M. Râp ă, E. Grosu, T. Zaharescu, The use of natural antioxidants in obtaining improved polymeric
materials for medical applications, European Medical Polymers Conference, Queen’s University Belfast,
(oral presentation) (2nd
– 4th
Sept. 2008).[5] Studii în ştiinţa polimerilor 12, Materiale plastice biodegradabile şi polimeri, p. 11-13
[6] http://www.denison.edu/chem/journal/scottv 1n1.html
[7] E.M. Filachione, C.H . Fisher , Ind. Eng. Chem. 36, p. 223, 1944.
[8] M. Ajioka, K. Enomoto, K. Suzuki, A.Yamaguchi, Bull. Chem. Soc. Jpn. 68, p. 2125, 1995.
[9] D. Bendix, Polym. Degrad. Stab. 59, p. 129, 1998.
[10] J.W. Leenslag, A.J. Pennings, Macromol. Chem. 188, p. 1809, 1987.
[11] D.R. Witzke, R. Narayan, J.J. Kolstad, Macromolecules 30, p. 7075, 1997.
[12] H.R. Kricheldorf, I. Kreiser-Saunders, C. Boettcher, Polymers 36, p. 1253, 1995.
[13] H.R. Kricheldorf, I. Kreiser-Saunders, A.Stricker, Macromolecules 33, p. 702, 2000.[14] Carothers W., Dorough G., Van Natta F., J. Am. Chem. Soc. 54, p. 761, 1932.
[15] Pat. US5470944, 1995.
[16] Pat. EP0020944, 1983.
[17] P. Bonsignore, US5470944, 1995.
[18] H. Inata, S. Matsumura, J. Appl. Polym. Sci. 30, p. 3325, 1985.
[19] K. Hiltunen, Acta Polytech. Scând. Che. Technol. Ser. 254, p. 1, 1997.
7/23/2019 S1 6 Tehnologii Disponibile Pentru Procesarea Polimerilor Biodegradabili
http://slidepdf.com/reader/full/s1-6-tehnologii-disponibile-pentru-procesarea-polimerilor-biodegradabili 11/11
Simpozionul „Impactul Acquis-ului comunitar asupra echipamentelor şi tehnologiilor de mediu - ACQUISTEM“ , ediţia a VIII-a
Pagina 11 din 11
28 - 29 iulie 2011, Staţia ICPE Agigea
[20] H. Inata, S. Matsumura, J. Appl. Polym. Sci. 34, p. 2609, 1987.
[21] N. Whiteman, P. DeLassus, J. Gunderson, International Conference on polyolefins, Houston Texas
USA, February 24-27, 2002.
[22] Lunt J., Shafer A. L., J. Industrial Textiles, 29, p. 191, 2000.
[23] X. Zang, U. P. Wyss, Rev. Macromol. Chem. Phys. C33 (1), p. 81, 1993.
[24] X. Zang, U. P. Wyss, Polym. Bull. 27, p. 623, 1992.
[25] http://www.natureworksllc.com
[26] E. Grosu, M. Râp ă, A. Scheau, F Petrescu, C St ănescu, La degradation biologique des dechets
polymerique, “IX-éme
Colloque Franco-Roumain sur les Polymères”, Alba – Iulia, 27-29 Aug. 2009.
[27] E. Neme ş, M. Râp ă, F. Petrescu, Forest Resource Sustainability through Biobased Composite
Development, FP7, Contract 212239/2008.
[28] M. Râp ă, E. Grosu, F. Petrescu, A. Scheau, C. St ănescu , Matrices polymerique biodegradables avec
ranforcements naturels, “IX-éme
Colloque Franco-Roumain sur les Polymères”, Alba – Iulia, poster, 27-29
Aug. 2009. [29] M. Râp ă, E. Grosu, F. Petrescu, A. Scheau, C. St ănescu , Polymeric biodegradable matrix with natural
reinforcement, Workshop "Innovation and Evolution by R&D - SMEs Strategic Partnership", Bucharest,
poster, 10-12 Sept. 2009.
[30] M. Râp ă, E. Grosu, A. Scheau, C. St ănescu , Forest Resource Sustainability through Biobased
Composite Development, XXXIth National Chemistry Conference, Oltchim, poster, 6-8 Octomber, 2010.
[31] A. K. Montanty, M. Misra, L. T. Drzal, “Sustainable Bio-Composites from renewable resources:
Opportunities and challenges in the green materials world”, J. Polym. Environ., 10, 19-26, 2002.