Studium biologického rozkladu ekologicky šetrných materiálů plněných odpadními surovinami

Abstract

Předložená disertační práce je rozdělena do několika částí. Úvodní část se věnuje literární rešerši současné odborné literatury, zabývající se ekologicky šetrnými materiály. V této části je kromě legislativních záležitostí věnována pozornost současným trendům ekologicky šetrných polymerních materiálů, zejména poly(3-hydroxybutyrátu) (PHB) a poly(butylen sukcinátu-adipátu) (PBSA). Další kapitoly řeší především možnost modifikace těchto látek tak, aby bylo dosaženo požadovaných vlastností především v oblasti řízení biologického rozkladu v různých prostředích. Rovněž jsou uvedeny studie biologického rozkladu těchto materiálů. Na základě literární rešerše byly stanoveny cíle disertační práce, které jsou definovány v samostatné kapitole. Jedná se o možnosti úpravy materiálů PHB a PBSA. V další části disertační práce jsou popsány metody, které byly využity pro splnění cílů disertační práce, včetně přípravy modifikovaných polymerních materiálů reaktivní extruzí, charakterizačních technik jako je infračervená spektroskopie nebo diferenciální skenovací kalorimetrie, a především stanovení biologického rozkladu měřením produkce oxidu uhličitého. Následuje kapitola Výsledky a diskuze, která rozebírá dosažení jednotlivých cílů: Modifikace PHB za využití organického peroxidu a maleinanhydridu, modifikace PHB za využití upraveného biocharu a modifikace PBSA za využití organického peroxidu a lignosulfonátu vápenatého. V jednotlivých podkapitolách jsou diskutovány výsledky, kterých bylo v rámci studia dosaženo. Výsledky ukazují, že biologický rozklad PHB probíhá ve 2-3 fázích, a to především v mezisferulitických oblastech. Modifikace pomocí organického peroxidu a maleinanhydridu vedla ke změnám krystalických struktur, kdy došlo po 90 dnech biodegradace k nárustu o 10 %, a tím ke změnám v průběhu biodegradace. Přídavek biocharu ovlivnil krystalinitu a povrchovou morfologii PHB a zpomalil biodegradaci polymeru v půdě asi o 26 %. Modifikace PBSA pomocí lignosulfonátu a organického peroxidu umožnila řízeně ovlivnit jeho tepelné vlastnosti i rychlost biodegradace, přičemž kombinace obou aditiv poskytla možnost optimalizovat rovnováhu mezi stabilitou a biologickou rozložitelností materiálu.