Polimery rozpuszczalne w wodzie
Polimery rozpuszczalne w wodzie to dość szeroka grupa polimerów, obejmująca: całkowicie rozpuszczalne polimery i hydrożele, wysoko pęczniejące w wodzie i słabo usieciowane polimery oraz rozpuszczalne w wodzie plastomery, takie jak polialkohol winylowy. Mogą być wytwarzana na zarówno na drodze syntetycznej z produktów ropopochodnych, jak i z materiałów odpadowych o naturalnym pochodzeniu.
Rozpuszczalne w wodzie polimery mogą być klasyfikowane na wiele sposobów, ze względu na masę cząsteczkową, hydrolityczno/hydrofobowy skład, grupy funkcyjne (anionowa, kationowa, nieanionowa), strukturę (liniową, rozgałęzioną, usieciowaną), oraz syntetyczne lub naturalne źródło ich pochodzenia np. polimery kwasów karboksylowych mogą być stosowane jako dyspersanty, w zależności od masy cząsteczkowej: modyfikatory płynięcia, zagęszczacze i flokulanty, absorbery, kontrolowane uwalniacze substancji. Takie naturalne polimery mogą być stosowane samodzielnie lub w formie zmodyfikowanej przez podstawienie innych grup funkcyjnych np.
- skrobia (grupa hydroksylowa) → skrobia modyfikowana (grupa aldehydowa i karboksylowa),
- celuloza (grupa hydroksylowa) → celuloza alkoksylowana (grupa hydrooksyalkilowa) → celuloza karboksyalkilowana (grupa karboksyalkilowa),
- chityna (grupa amidowa) → chitozan (grupa aminowa).
Syntetyczne rozpuszczalne w wodzie polimery (z surowców przemysłu petrochemicznego) można syntetyzować w oparciu o różne technologie, np. na drodze polikondensacji otrzymuje się: poliestry, poliamidy, poliacetale, polietery, w procesie polimeryzacji addycyjnej: polikwasy akrylowy metakrylowy, polialkohol winylowy, poliwinylopyrolidon i polimeryzacji z otwarciem pierścienia, np. poliwęglan.
Rozpuszczalne w wodzie polimery mogą być klasyfikowane na wiele sposobów, ze względu na masę cząsteczkową, hydrolityczno/hydrofobowy skład, grupy funkcyjne (anionowa, kationowa, nieanionowa), strukturę (liniową, rozgałęzioną, usieciowaną), oraz syntetyczne lub naturalne źródło ich pochodzenia np. polimery kwasów karboksylowych mogą być stosowane jako dyspersanty, w zależności od masy cząsteczkowej: modyfikatory płynięcia, zagęszczacze i flokulanty, absorbery, kontrolowane uwalniacze substancji. Takie naturalne polimery mogą być stosowane samodzielnie lub w formie zmodyfikowanej przez podstawienie innych grup funkcyjnych np.
- skrobia (grupa hydroksylowa) → skrobia modyfikowana (grupa aldehydowa i karboksylowa),
- celuloza (grupa hydroksylowa) → celuloza alkoksylowana (grupa hydrooksyalkilowa) → celuloza karboksyalkilowana (grupa karboksyalkilowa),
- chityna (grupa amidowa) → chitozan (grupa aminowa).
Syntetyczne rozpuszczalne w wodzie polimery (z surowców przemysłu petrochemicznego) można syntetyzować w oparciu o różne technologie, np. na drodze polikondensacji otrzymuje się: poliestry, poliamidy, poliacetale, polietery, w procesie polimeryzacji addycyjnej: polikwasy akrylowy metakrylowy, polialkohol winylowy, poliwinylopyrolidon i polimeryzacji z otwarciem pierścienia, np. poliwęglan.
Należy stwierdzić, że nawet w przypadku nie całkowitej przyswajalno
ści przez środowisko istniejące rozpuszczalne w wodzie polimery (także w mieszaninach z naturalnymi polimerami) powinny być akceptowalne, dopóki nie zastąpią ich biodegradowalne polimery. Biorąc jednak pod uwagę: jeżeli nie są całkowicie usuwalne to czy produkty rozkładu nie są toksyczne i szkodliwe dla środowiska, czy koszt wytworzenie nie przekracza kosztu przetworzenie odpadów.
Ważne podkreślenia rozpuszczalność w wodzie nie jest wskaźnikiem biodegradowalności. Na koniec jeszcze kilka uwag o degradacji polimerów rozpuszczalnych w wodzie: polimery o łańcuchach węglowych generalnie nie ulegają biodegradacji (wyjątek stanowi polialkohol winylowy), modyfikacja naturalnych materiałów przez utlenianie, estryfikację, szczepienie może prowadzić do biodegradowalnych rozpuszczalnych w wodzie polimerów (np. skrobia modyfikowana chitozanem), polimery kondensacyjne z odpowiednią funkcjonalnością (są łatwo syntezowane przez kondensację monomerów) są zwykle biodegradowalne, ale ekonomicznie jest to nieopłacalne.
Ważne podkreślenia rozpuszczalność w wodzie nie jest wskaźnikiem biodegradowalności. Na koniec jeszcze kilka uwag o degradacji polimerów rozpuszczalnych w wodzie: polimery o łańcuchach węglowych generalnie nie ulegają biodegradacji (wyjątek stanowi polialkohol winylowy), modyfikacja naturalnych materiałów przez utlenianie, estryfikację, szczepienie może prowadzić do biodegradowalnych rozpuszczalnych w wodzie polimerów (np. skrobia modyfikowana chitozanem), polimery kondensacyjne z odpowiednią funkcjonalnością (są łatwo syntezowane przez kondensację monomerów) są zwykle biodegradowalne, ale ekonomicznie jest to nieopłacalne.
Komentarze