Biodegradace polymerních materiálů v termofilním anaerobním prostředí

Abstract

Diplomová práce je zaměřena na testování biorozložitelnosti vybraných polyesterů (poly-butylen sukcinát, Ecoflex a Ecoflex s plnivy) v anaerobních podmínkách. Testování bylo uskutečněno v termofilním prostředí při 55 °C. Degradace polyesterů byla vyhodnocena na základě produkce oxidu uhličitého a metanu v plynné fázi pomocí plynové chromatografie a z hlediska změny kinetiky krystalizace pomocí diferenční skenovací kalorimetrie. Bylo zjištěno, že polybutylen sukcinát je schopen se v anaerobních termofilních podmínkách rozkládat, zatímco Ecoflex vykazuje velmi malé procento rozložitelnosti. Obohacení Ecoflexu o snadno rozložitelná plniva však významně vede ke zlepšení rozložitelnosti. Sledován byl také vliv zaočkování kalu a vliv různých forem polybutylen sukcinátu (tenká fólie, tlustá fólie, prášek) na výslednou degradaci. Výsledky prokázaly, že zaočkování kalu může vést ke zlepšení procesu biodegradace. Zaočkování se projeví také v počáteční rych-losti rozkladu, kdy se významně zkrátí lagová fáze. U tlusté fólie polybutylen sukcinátu bylo dosaženo většího procenta odstranění než u jiných forem polybutylen sukcinátu. Vedle testování v anaerobních podmínkách probíhala i hydrolytická degradace polyesterů v prostředí fosfátového pufru při 55 °C. Bylo zjištěno, že polybutylen sukcinát a Ecoflex s plnivy je možné do určité míry hydrolyticky degradovat, zatímco Ecoflex je vůči hydro-lýze zcela netečný. Diferenční skenovací kalorimetrie odhalila změnu v kinetice krystalizace u polybutylen sukcinátu, která byla způsobena proběhlou degradací. Kinetika krystalizace u Ecoflexu zůstala po proběhlém testování degradace beze změny. Součástí práce jsou snímky pořízené pomocí skenovacího elektronového mikroskopu, které potvrzují výsledky jednotlivých experimentů.