Studium chování polymerních materiálů v mikrobiálním prostředí

Abstract

Dizertační práce byla zejména zaměřena na praktickou realizaci metody hodnocení biodegradability polymerních materiálů v prostředí kompostu. Použití uzavřených reakčních lahví s využitím plynově chromatografické analýzy pro stanovení plynných složek biologického rozkladu se ukázalo jako velmi efektivní a dovolilo rozšířit počet testovacích pozic. V první fázi byla spolehlivost metody ověřena sledováním biodegradace mikrokrystalické celulosy. V dalším kroku byla tato metodika aplikována pro sledování biodegradace reálných polymerních materiálů vyrobených na bázi poly(vinyl)alkoholu, kyseliny poly-(beta)-hydroxy máselné, poly-(epsilon)-kaprolaktonu a kyseliny polymléčné. Směsné polymery byly vyrobeny za podmínek simulujících průmyslovou výrobu na dvojzavitovém extrudéru LABtech. Na základě srovnání mechanických vlastností jednotlivých vzorků a jejich biodegradability v kompostu, lze vyhodnotit jako nejnadějnější polymerní směs pro praktické využití materiál s označením PCL/M/P13. Tento směsný polymer o složení 39 % PCL, 31 % škrobu M100, 13 % PVAL a 17 % glycerolu vykazoval jak dobré mechanické vlastnosti srovnatelné s běžnými typy plastů tak vysokou rozložitelnost v kompostu, která činila dle hodnoty DCO2 74,66 %. Vzhledem k novým možnostem využití extracelulárních polysacharidů jako plnivo polymerních směsí byla v práci věnována bližší pozornost také testování biodegradability vzorků obsahující PVAL a gellan nebo xanthan v kompostu, v půdě a v aktivaci. Dle očekávání byly všechny směsné polymery na bázi PVAL a gellanu nebo xanthanu kompletně mineralizovány v aktivaci. Biodegradovatelnost vzorků v kompostu a půdě byla ovlivněna nízkou rozložitelností PVAL a zároveň rozdílnou rozložitelností gellanu a xanthanu. Výhodnější typ přírodního polymeru použitého do blendů se ukázal být xanthan, protože vzorky obsahující tento polysacharid vykazovaly lepší mechanické vlastnosti a vyšší stupeň mineralizace.