پلی هیدروکسی بوتیرات والرات: تفاوت میان نسخه‌ها
جز ویرایش جزئی |
اضافه کردن منابع جامانده از ترجمه انگلیسی، تغییرات جزئی |
||
| خط ۱۱: | خط ۱۱: | ||
== پیشینه == |
== پیشینه == |
||
PHBV اولین بار در سال 1983 توسط [[آی‌سی‌آی|صنایع شیمایی امپریال (CIC)]] تولید شد. این پلیمر با نام تجاری '''Biopol''' تجاری شده است. صنایع شیمایی امپریال ([[زنکا|Zeneca]]) آن را در سال 1996 [[مونسانتو|به مونسانتو]] فروخت. سپس توسط Metabolix در سال 2001 خریداری شد. '''Biomer L''' نیز |
PHBV اولین بار در سال 1983 توسط [[آی‌سی‌آی|صنایع شیمایی امپریال (CIC)]] تولید شد. این پلیمر با نام تجاری '''Biopol''' تجاری شده است. صنایع شیمایی امپریال ([[زنکا|Zeneca]]) آن را در سال 1996 [[مونسانتو|به مونسانتو]] فروخت. سپس توسط Metabolix در سال 2001 خریداری شد. <ref name="VasileZaikov2009">{{cite book|author1=Cornelia Vasile|author2=Gennady Zaikov|title=Environmentally Degradable Materials Based on Multicomponent Polymeric Systems|url=https://books.google.com/books?id=LPkghmXr47YC&pg=PA228|accessdate=10 July 2012|date=31 December 2009|publisher=BRILL|isbn=978-90-04-16410-9|page=228}}</ref><ref name="Rudnik2008">{{cite book|author=Ewa Rudnik|title=Compostable Polymer Materials|url=https://books.google.com/books?id=ZrQwn8XzKlEC&pg=PA21|accessdate=10 July 2012|date=3 January 2008|publisher=Elsevier|isbn=978-0-08-045371-2|page=21}}</ref> نام تجاری '''Biomer L''' نیز برای شرکت Biomer است. |
||
== سنتز == |
== سنتز == |
||
PHBV توسط باکتری‌ها به‌عنوان ترکیبات ذخیره سازی در شرایط محدود کننده رشد سنتز می‌شود. این ترکیبات می‌تواند از گلوکز و [[پروپانوئیک اسید|پروپیونات]] توسط سویه های ''[[اشریشیا کلی|نوترکیب اشرشیاکلی]] تولید شود'' بسیاری از باکتری های دیگر مانند ''Paracoccus denitrificans'' و ''Ralstonia eutropha'' نیز قادر به تولید آن هستند. |
PHBV توسط باکتری‌ها به‌عنوان ترکیبات ذخیره سازی در شرایط محدود کننده رشد سنتز می‌شود. <ref name="Chiellini2001">{{cite book|author=Emo Chiellini|title=Biorelated Polymers: Sustainable Polymer Science and Technology|url=https://books.google.com/books?id=375oq7kjGOQC&pg=PA147|accessdate=10 July 2012|date=31 October 2001|publisher=Springer|isbn=978-0-306-46652-6|page=147}}</ref> این ترکیبات می‌تواند از گلوکز و [[پروپانوئیک اسید|پروپیونات]] توسط سویه های ''[[اشریشیا کلی|نوترکیب اشرشیاکلی]] تولید شود'' بسیاری از باکتری های دیگر مانند ''Paracoccus denitrificans'' و ''Ralstonia eutropha'' نیز قادر به تولید آن هستند. همچنین می‌تواند از گیاهان [[مهندسی ژنتیک|مهندسی ژنتیک شده]] سنتز شود. <ref name="Pilla2011">{{cite book|author=Srikanth Pilla|title=Handbook of Bioplastics and Biocomposites Engineering Applications|url=https://books.google.com/books?id=EMh827DUbGgC&pg=PA373|accessdate=10 July 2012|date=20 July 2011|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-0-470-62607-8|pages=373–396}}</ref> |
||
| ⚫ | این پلیمر در اصل یک [[بسپار ناهمگن|کوپلیمر]] از [[بتا-هیدروکسی‌بوتیریک اسید|3-هیدروکسی بوتانوئیک اسید]] و [[۳-هیدروکسی‌پنتانوئیک اسید|3-هیدروکسی پتانوئیک اسید]] است.<ref>{{cite book|title=Chemistry XII Part II|publisher=NCERT|pages=435|chapter-url=http://ncert.nic.in/NCERTS/textbook/textbook.htm?lech2=6-7|chapter=Polymers}}</ref> همچنین PHBV ممکن است به‌صورت مصنوعی از سنتز butyrolactone و [[والرولاکتون|valerolactone]] در حضور الیگومریک aluminoxane به عنوان [[فروکافت|کاتالیزور]] تولید شود. <ref name="biodeg">{{Cite web|url=http://www.biodeg.net/bioplastic.html|title=Bioplastics - Biodegradable polyesters (PLA, PHA, PCL ...)|website=biodeg.net|accessdate=July 11, 2012|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120502021237/http://www.biodeg.net/bioplastic.html|archivedate=May 2, 2012}}</ref> |
||
همچنین می‌تواند از گیاهان [[مهندسی ژنتیک|مهندسی ژنتیک سنتز شود.]] |
|||
| ⚫ | |||
== ساختار == |
== ساختار == |
||
مونومرهای 3-هیدروکسی بوتانوئیک اسید و 3- |
مونومرهای 3-هیدروکسی بوتانوئیک اسید و 3-هیدروکسی‌پنتانوئیک اسید، توسط [[استر (شیمی)|پیوندهای استری]] به همدیگر متصل می‌شوند. استخوان‌بندی اصلی پلیمر از اتم‌های کربن و اکسیژن تشکیل شده است. ویژگی PHBV بستگی به نسبت این دو [[مونومر]] در آن دارد. ۳-هیدروکسی‌بوتانوئیک اسید سختی را ایجاد می کند در حالی که ۳-هیدروکسی‌پنتانوئیک اسید انعطاف‌پذیری را افزایش می‌دهد. بنابراین PHBV را می‌توان با تغییر نسبت مونومرها به [[پلی‌پروپیلن]] یا [[پلی‌اتیلن|پلی اتیلن]] مشابه دانست. <ref name="Barbucci2002">{{cite book|author=Rolando Barbucci|title=Integrated Biomaterials Science|url=https://books.google.com/books?id=dfQKjggEMyUC&pg=PA144|accessdate=10 July 2012|date=31 October 2002|publisher=Springer|isbn=978-0-306-46678-6|page=144}}</ref> افزایش نسبت ۳-هیدروکسی‌بوتانوئیک اسید به ۳-هیدروکسی‌پنتانوئیک اسید منجر به افزایش نقطه ذوب، نفوذپذیری در آب، [[دمای انتقال شیشه]] (T<sub>g</sub>) و استحکام کششی می‌شود. اما مقاومت در برابر ضربه کاهش پیدا می‌کند.<ref name="Pilla2011" /> |
||
== خواص == |
== خواص == |
||
PHBV یک پلیمر ترموپلاستیک، شکننده با افزایش طول تا نقطه‌ی شکست کم و مقاومت ضربه پایین است. |
PHBV یک پلیمر ترموپلاستیک، شکننده با افزایش طول تا نقطه‌ی شکست کم و مقاومت ضربه پایین است. <ref name="Pilla2011" /> |
||
== کاربردها == |
== کاربردها == |
||
کاربرد PHBV در انتشار کنترل شده داروها، ایمپلنت‌ها و اصلاحات پزشکی، بسته‌بندی تخصصی، دستگاه های ارتوپدی و تولید بطری می‌باشد. همچنین به‌علت ماهیت زیست‌تخریب پذیری می‌تواند به‌عنوان جایگزینی برای پلاستیک‌های غیر زیست‌تخریب پذیر استفاده شود. |
کاربرد PHBV در انتشار کنترل شده داروها، ایمپلنت‌ها و اصلاحات پزشکی، بسته‌بندی تخصصی، دستگاه های ارتوپدی و تولید بطری می‌باشد. همچنین به‌علت ماهیت زیست‌تخریب پذیری می‌تواند به‌عنوان جایگزینی برای پلاستیک‌های غیر زیست‌تخریب پذیر استفاده شود. <ref name="Kaplan1998">{{cite book|author=David Kaplan|title=Biopolymers from Renewable Resources|url=https://books.google.com/books?id=mM73CrwADx0C&pg=PA21|accessdate=10 July 2012|date=7 July 1998|publisher=Springer|isbn=978-3-540-63567-3|page=21}}</ref> |
||
== تخریب == |
== تخریب == |
||
هنگامی که دفع شود، PHBV به دی اکسید کربن و آب تجزیه می‌شود. PHBV تحت تجزیه باکتریایی قرار می‌گیرد. PHBV، درست مانند چربی‌ها برای انسان، منبع انرژی میکروارگانیسم‌ها است و آنزیم‌های تولید شده توسط میکروارگانیسم‌ها آن را تجزیه کرده و مصرف می‌کنند. <ref>{{Cite web|url=http://www.pnas.org/content/89/3/839.full.pdf|title=Materials derived from biomass/biodegradable materials|accessdate=July 11, 2012|last=William D. Luzier}}</ref> |
هنگامی که دفع شود، PHBV به دی اکسید کربن و آب تجزیه می‌شود. PHBV تحت تجزیه باکتریایی قرار می‌گیرد. PHBV، درست مانند چربی‌ها برای انسان، منبع انرژی میکروارگانیسم‌ها است و آنزیم‌های تولید شده توسط میکروارگانیسم‌ها آن را تجزیه کرده و مصرف می‌کنند. <ref>{{Cite web|url=http://www.pnas.org/content/89/3/839.full.pdf|title=Materials derived from biomass/biodegradable materials|accessdate=July 11, 2012|last=William D. Luzier}}</ref> این پلیمر ثبات حرارتی پایینی دارد و در واکنش [[هیدروهالوژن‌زدایی|بتا حذف]]، شکست در پیوند استری رخ می‌دهد.<ref name="Pilla2011" /> [[آبکافت|تخریب هیدرولیتیک]] به آرامی رخ می‌دهد و در کاربردهای پزشکی قابل استفاده است. |
||
این پلیمر ثبات حرارتی پایینی دارد و در واکنش [[هیدروهالوژن‌زدایی|بتا حذف]]، شکست در پیوند استری رخ می‌دهد. |
|||
[[آبکافت|تخریب هیدرولیتیک]] به آرامی رخ می‌دهد و در کاربردهای پزشکی قابل استفاده است. |
|||
== اشکالات == |
== اشکالات == |
||
PHBV، زیست‌تخریب پذیر، زیست‌سازگار و تجدیدپذیر بوده و جایگزین مناسبی برای پلیمرهای مصنوعی غیر تجزیه‌پذیر ساخته شده از نفت است. اما اشکالات زیر را دارد: |
|||
* گران |
* گران |
||
| خط ۴۷: | خط ۴۱: | ||
== همچنین ببینید == |
== همچنین ببینید == |
||
* [[بیوپلاستیک]] |
|||
* پلی هیدروکسی آلکانوات ها |
|||
* [[پلیمرهای زیست تخریب‌پذیر|پلیمرهای زیست‌تخریب پذیر]] |
|||
* پلی هیدروکسی بوتیرات |
|||
* پلاستیک های زیست تخریب پذیر |
|||
== منابع == |
|||
[[رده:بیوشیمی]] |
[[رده:بیوشیمی]] |
||
[[رده:کوپلیمرها]] |
[[رده:کوپلیمرها]] |
||
نسخهٔ ۱ اوت ۲۰۲۱، ساعت ۱۱:۵۷
| پلی هیدروکسی بوتیرات والرات | |
|---|---|
| |
دیگر نام‌ها Poly(β-hydroxybutyrate-β-hydroxyvalerate) | |
| شناساگرها | |
| کوته‌نوشت‌ها | PHBV P(3HB-co-3HV) |
| شماره ثبت سی‌ای‌اس | 80181-31-3 |
| پاب‌کم | 107801 |
| کم‌اسپایدر | 96951 |
| به استثنای جایی که اشاره شده‌است در غیر این صورت، داده‌ها برای مواد به وضعیت استانداردشان داده شده‌اند (در 25 °C (۷۷ °F)، ۱۰۰ kPa) | |
| Infobox references | |
|
| |
پلی (۳-هیدروکسی بوتیرات-کو-۳-هیدروکسی والرات)، که معمولاً به‌عنوان PHBV شناخته می‌شود، پلیمری از نوع پلی هیدروکسی آلکانات است. این پلاستیک زیست‌تخریب پذیر، غیر سمی و زیست سازگار است که به‌طور طبیعی توسط باکتری‌ها تولید شده و جایگزین مناسبی برای بسیاری از پلیمرهای مصنوعی غیر زیست‌تخریب پذیر است. این پلی‌استر آلیفاتیک خطی ترموپلاستیک است و با کوپلیمریزاسیون ۳-هیدروکسی‌بوتانوئیک اسید و ۳-هیدروکسی‌پنتانوئیک اسید به‌دست می‌آید. PHBV در بسته‌بندی‌های تخصصی، دستگاه‌های ارتوپدی و آزادسازی کنترل شده داروها استفاده می‌شود. PHBV در محیط زیست تحت تجزیه باکتریایی قرار می‌گیرد.
پیشینه
PHBV اولین بار در سال 1983 توسط صنایع شیمایی امپریال (CIC) تولید شد. این پلیمر با نام تجاری Biopol تجاری شده است. صنایع شیمایی امپریال (Zeneca) آن را در سال 1996 به مونسانتو فروخت. سپس توسط Metabolix در سال 2001 خریداری شد. [۱][۲] نام تجاری Biomer L نیز برای شرکت Biomer است.
سنتز
PHBV توسط باکتری‌ها به‌عنوان ترکیبات ذخیره سازی در شرایط محدود کننده رشد سنتز می‌شود. [۳] این ترکیبات می‌تواند از گلوکز و پروپیونات توسط سویه های نوترکیب اشرشیاکلی تولید شود بسیاری از باکتری های دیگر مانند Paracoccus denitrificans و Ralstonia eutropha نیز قادر به تولید آن هستند. همچنین می‌تواند از گیاهان مهندسی ژنتیک شده سنتز شود. [۴]
این پلیمر در اصل یک کوپلیمر از 3-هیدروکسی بوتانوئیک اسید و 3-هیدروکسی پتانوئیک اسید است.[۵] همچنین PHBV ممکن است به‌صورت مصنوعی از سنتز butyrolactone و valerolactone در حضور الیگومریک aluminoxane به عنوان کاتالیزور تولید شود. [۶]
ساختار
مونومرهای 3-هیدروکسی بوتانوئیک اسید و 3-هیدروکسی‌پنتانوئیک اسید، توسط پیوندهای استری به همدیگر متصل می‌شوند. استخوان‌بندی اصلی پلیمر از اتم‌های کربن و اکسیژن تشکیل شده است. ویژگی PHBV بستگی به نسبت این دو مونومر در آن دارد. ۳-هیدروکسی‌بوتانوئیک اسید سختی را ایجاد می کند در حالی که ۳-هیدروکسی‌پنتانوئیک اسید انعطاف‌پذیری را افزایش می‌دهد. بنابراین PHBV را می‌توان با تغییر نسبت مونومرها به پلی‌پروپیلن یا پلی اتیلن مشابه دانست. [۷] افزایش نسبت ۳-هیدروکسی‌بوتانوئیک اسید به ۳-هیدروکسی‌پنتانوئیک اسید منجر به افزایش نقطه ذوب، نفوذپذیری در آب، دمای انتقال شیشه (Tg) و استحکام کششی می‌شود. اما مقاومت در برابر ضربه کاهش پیدا می‌کند.[۴]
خواص
PHBV یک پلیمر ترموپلاستیک، شکننده با افزایش طول تا نقطه‌ی شکست کم و مقاومت ضربه پایین است. [۴]
کاربردها
کاربرد PHBV در انتشار کنترل شده داروها، ایمپلنت‌ها و اصلاحات پزشکی، بسته‌بندی تخصصی، دستگاه های ارتوپدی و تولید بطری می‌باشد. همچنین به‌علت ماهیت زیست‌تخریب پذیری می‌تواند به‌عنوان جایگزینی برای پلاستیک‌های غیر زیست‌تخریب پذیر استفاده شود. [۸]
تخریب
هنگامی که دفع شود، PHBV به دی اکسید کربن و آب تجزیه می‌شود. PHBV تحت تجزیه باکتریایی قرار می‌گیرد. PHBV، درست مانند چربی‌ها برای انسان، منبع انرژی میکروارگانیسم‌ها است و آنزیم‌های تولید شده توسط میکروارگانیسم‌ها آن را تجزیه کرده و مصرف می‌کنند. [۹] این پلیمر ثبات حرارتی پایینی دارد و در واکنش بتا حذف، شکست در پیوند استری رخ می‌دهد.[۴] تخریب هیدرولیتیک به آرامی رخ می‌دهد و در کاربردهای پزشکی قابل استفاده است.
اشکالات
PHBV، زیست‌تخریب پذیر، زیست‌سازگار و تجدیدپذیر بوده و جایگزین مناسبی برای پلیمرهای مصنوعی غیر تجزیه‌پذیر ساخته شده از نفت است. اما اشکالات زیر را دارد:
- گران
- پایداری حرارتی پایین
- شکننده
- خواص مکانیکی ساده
- مشکل فرآیند
همچنین ببینید
منابع
- ↑ Cornelia Vasile; Gennady Zaikov (31 December 2009). Environmentally Degradable Materials Based on Multicomponent Polymeric Systems. BRILL. p. 228. ISBN 978-90-04-16410-9. Retrieved 10 July 2012.
- ↑ Ewa Rudnik (3 January 2008). Compostable Polymer Materials. Elsevier. p. 21. ISBN 978-0-08-045371-2. Retrieved 10 July 2012.
- ↑ Emo Chiellini (31 October 2001). Biorelated Polymers: Sustainable Polymer Science and Technology. Springer. p. 147. ISBN 978-0-306-46652-6. Retrieved 10 July 2012.
- ↑ ۴٫۰ ۴٫۱ ۴٫۲ ۴٫۳ Srikanth Pilla (20 July 2011). Handbook of Bioplastics and Biocomposites Engineering Applications. John Wiley & Sons. pp. 373–396. ISBN 978-0-470-62607-8. Retrieved 10 July 2012.
- ↑ "Polymers". Chemistry XII Part II. NCERT. p. 435.
- ↑ "Bioplastics - Biodegradable polyesters (PLA, PHA, PCL ...)". biodeg.net. Archived from the original on May 2, 2012. Retrieved July 11, 2012.
- ↑ Rolando Barbucci (31 October 2002). Integrated Biomaterials Science. Springer. p. 144. ISBN 978-0-306-46678-6. Retrieved 10 July 2012.
- ↑ David Kaplan (7 July 1998). Biopolymers from Renewable Resources. Springer. p. 21. ISBN 978-3-540-63567-3. Retrieved 10 July 2012.
- ↑ William D. Luzier. "Materials derived from biomass/biodegradable materials" (PDF). Retrieved July 11, 2012.