Институтпополимери БАН...

Н. МАНОЛОВА

Институт по полимери, БАНЛаборатория Биоактивни полимери

(manolova@polymer.bas.bg)

НаучноНаучно--практическапрактическа конференцияконференция „„БезопасностБезопасност ииекологичностекологичност нана опаковкитеопаковките, , предназначенипредназначени дадавлизатвлизат вв контактконтакт сс хранихрани““,, СофияСофия, , 25.07.201825.07.2018

МОНОМЕРИМОНОМЕРИЕдърЕдър

химиченхимиченсинтезсинтез

добавкидобавкиполимериполимерисъполимерисъполимери

ПЛАСТМАСИПЛАСТМАСИ

ПолимерПолимер – вещество с висока молекулна маса, съставеноот повтарящи се структурни единици

ПластмасаПластмаса – материал, съставен главно от полимери, съдържащ различни добавкидобавки (стабилизатори, пластификатори, оцветители, пълнители)

“Оксо-разградими” пластмаси - съдържат добавка, която приопределена температура и влажност ускорява

фрагментиранетофрагментирането на пластмасата чрез оксидативни процеси

““ФоторазградимиФоторазградими”” пластмасипластмаси – съдържат добавка, която ускорява дезинтегрирането на материала

под действието на светлината в присъствие на кислород

ИзключителноИзключително опаснитеопасните последиципоследици отот

микроразмернитемикроразмерните пластмасовипластмасови частицичастици

ВВ царствотоцарството нананеразградимитенеразградимитепластмасовипластмасовиопаковкиопаковки

Не всички пластмаси подлежат на рециклиранеРециклиране

Пластмаси с възможност за рециклиранеСамо някои пластмаси могат да бъдат

подложени на този процес:

полиетилен(висока

плътност)HDPEPET

Полиетилентерефталат

Поливинилхлорид

PVC LDPE

полиетилен(ниска

плътност)

Полипропилен полистирен

PP PS

Изследвания, проведени от фирми, показват, че повечетохора очакват пластмасите да бъдат рециклирани, но не сасклонни да плащат малко повече, за да купуват продуктиот рециклирана пластмаса.

Част от проблема с рециклирането на пластмаси е цената.За да останат конкурентоспособни, производителитеобикновено избират най-евтиния вариант за производство.

Новата или суровата пластмаса често е по-евтинаот рециклираната.

Рециклирането не е решение.

Защо не рециклираме повече пластмаси?

Особеностите на човешкото поведение.

С поскъпването на петрола и природния газ - ценитена пластмасите се покачиха много, търсенето нарециклирани пластмаси нарасна.

ЕдноЕдно отот възможнитевъзможните решениярешения

БиопластмасиБиопластмаси - пластмаси, добити от природниизточници, например зърнени култури, захарна тръстика, суровини от отпадъци(домакински, от млекопреработвателнатапромишленост, от лесовъдството и др.)

Биоразградими пластмаси

Биоразградими пластмаси –пластмаси, които се разграждат напълно до въглероден

диоксид, метан, вода, биомаса и неорганични съединения приаеробни или анаеробни условия и под действието на биогеннифактори – ензими, естествено срещащи се живи микроорганизми

- бактерии, гъби, водорасли.(компостиране)

Биоразградими добавки (пълнители, оцветители, антиоксиданти и др)

пластмасабиотични факториабиотични фактори

Дълбоки химическипромени

фрагментацияРазграждане на

полимерните вериги

Минерализация(СО2, Н2О)

биоразградими ≠ компостируеми

биотични факториабиотични фактори

ВРЕМЕВРЕМЕ

500 500 денадена500+ 500+ годинигодини

Анализ на промените в пластмасите:

измерване на количеството отделенвъглероден диоксид (в затворенасистема)

механичните свойствамолна маса на полимера (хроматографияс изключване по размер и други методи)разпределение на молните маси наполимерапромени в химическата структура(спектроскопски методи – главноинфрачервена спектроскопия)

НяколкоНяколкопримерапримера

ототнашетонашетоучебноучебнопособиепособие

СуровиниСуровини

възобновяемивъзобновяеминевъзобновяеминевъзобновяемиотот петролпетрол

((PE, PP, PS, PET,PE, PP, PS, PET,……))природниприродни полимериполимери

((целулозацелулоза, , нишестенишесте, , хитинхитин,),)

МатериалиМатериали заза опаковкиопаковки

1-во поколение 3-то поколение2-ро поколениеLDPE ипълнителнишесте(40-75%)

LDPE ипълнителнишесте(5-20%)

Биоразградимиполимери,

биоразградимипълнителипълнапълна

разградимостразградимостчастичначастичнаразградимостразградимост

частичнаразградимост

Биоразградими полимери

Вид 1 Вид 2 Вид 3

Извлечени отбиомаса

Синтезирани отмономери,

изолирани отбиомаса

Получени чрезферментация

протеини Полиестерилипиди Бактериална целулозаполизахариди

Растителенпроизход

МорскиМорскипроизходпроизход

възобновяемипродукти

нишесте хидролиза

ферментация

млечнакиселина(мономер)

полимлечнакиселина(полимер)

полимеризацияполимеризация

разградимопластмасово

изделие

разгражданеразграждане ((COCO22, H, H22O)O)

фотосинтеза

КактоКакто вв природатаприродата

Полимери от неизчерпаеми морски източници

БиоразградимиБиоразградими опаковкиопаковки

ХитинХитин, , хитозанхитозан АгарАгар КарагенанКарагенан АлгинатАлгинат

Различнивидове

водорасли

Различнивидове

водорасли

Различнивидове

водорасли

ракообразни (80%)мекотели

опаковкиопаковки отот новоново поколениепоколение

Био-базираните материали за опаковки се получаватглавно от ежегодно възобновяеми източници.

Ядивните опаковки са тънки филми или покрития отядивен материал, върху хранителния продукт, междунеговите слоеве или в обема му.

“Пасивната” опаковка - служи единствено за физическоизолиране на хранителния продукт от вреднитевъздействия на околната среда.

“Активната” опаковка съдържа допълнителниингредиенти в или върху нея и цели да повиши защитнатай функция или да й предаде нова такава.

ЯдивнаЯдивна опаковкаопаковка

Разтворна

хитозан

Увреденаповърхност

Плодс

покритие

Пресенплод

Покритието цели дада удължи

срока на годностна плодовете

Плесен

БългарскаБългарска академияакадемия нана наукитенауките

ул. “Акад. Г. Бончев”, бл. 103А1113 София+359 02 979 3468

e‐mail:   rashkov@polymer.bas.bgmanolova@polymer.bas.bg

ИнститутИнститут попо полимериполимери В Лабораторията се разработват:

напреднали технологии заполучаване на иновативни

полимерни микро- инаноматериали отбиоразградими и

биосъвместими полимерисс целеви дизайн

биохибриди заекосъобразно земеделие

биопоносими, биоразградимии биоактивни полимерниматериали за наномедицината

БългарскаБългарска академияакадемия нана наукитенауките

ул. “Акад. Г. Бончев”, бл. 103А1113 София+359 02 979 3468

e‐mail:   rashkov@polymer.bas.bgmanolova@polymer.bas.bg

ИнститутИнститут попо полимериполимери В Лабораторията се разработват:

напреднали технологии заполучаване на иновативни

полимерни микро- инаноматериали отбиоразградими и

биосъвместими полимерисс целеви дизайн

биохибриди заекосъобразно земеделие

биопоносими, биоразградимии биоактивни полимерниматериали за наномедицината