معرفی محصولات و کاربرد پلیمرها
تکنولوژی پلیمرها


منوي دسته اي
موضوع: بیو پلیمرها(پلیمرهای زیست سازگار)

دریافت فایل (3,934.4k)

منبع:doc.isiri.org.ir




نويسنده : Mohammadreza


موضوع: بیو پلیمرها(پلیمرهای زیست سازگار)

● ارمغان بیوتكنولوژی برای محیط زیست


اطرافمان انباشته از پلاستیك شده است. هر كاری كه انجام می دهیم و هر محصولی را كه مصرف می كنیم، از غذایی كه می خوریم تا لوازم برقی به نحوی با پلاستیك سروكار داشته و حداقل در بسته بندی آن از این مواد استفاده شده است. در كشوری مثل استرالیا سالانه حدود یك میلیون تن پلاستیك تولید می شود كه ۴۰ درصد آن صرف مصارف داخلی می شود. در همین كشور هرساله حدود ۶ میلیون بسته یا كیسه پلاستیكی مصرف می شود. گرچه بسته بندی پلاستیكی با قیمتی نازل امكان حفاظت عالی از محصولات مختلف خصوصاً مواد غذایی را فراهم می كند ولی متاسفانه معضل بزرگ زیست محیطی حاصل از آن گریبان گیر بشریت شده است. اكثر پلاستیك های معمول در بازار از فرآورده های نفتی و ذغال سنگ تولید شده و غیرقابل بازگشت به محیط هستند و تجزیه آنها و برگشت به محیط چند هزار سال طول می كشد. به منظور رفع این مشكل، محققان علوم زیستی در پی تولید پلاستیك های زیست تخریب پذیر از منابع تجدیدشونده مثل ریزسازواره ها و گیاهان هستند.


واژه زیست تخریب پذیر یا Biodegradable به معنی موادی است كه به سادگی توسط فعالیت موجودات زنده به زیرواحدهای سازنده خود تجزیه شده و بنابراین در محیط باقی نمی مانند. استانداردهای متعددی برای تعیین زیست تخریب پذیری یك محصول وجود دارد كه عمدتاً به تجزیه ۶۰ تا ۹۰ درصد از محصول در مدت دو تا شش ماه محدود می شود. این استاندارد در كشورهای مختلف متفاوت است. اما دلیل اصلی زیست تخریب پذیر نبودن پلاستیك های معمولی، طویل بودن طول مولكول پلیمر و پیوند قوی بین مونومرهای آن بوده كه تجزیه آن را توسط موجودات تجزیه كننده با مشكل مواجه می كند.


با این حال تولید پلاستیك ها با استفاده از منابع طبیعی مختلف، باعث سهولت تجزیه آنها توسط تجزیه كنندگان طبیعی می شود.
برای این منظور و با هدف داشتن صنعتی در خدمت توسعه پایدار و حفظ زیست بوم های طبیعی، تولید نسل جدیدی از مواد اولیه مورد نیاز صنعت بر اساس فرآیندهای طبیعی در دستور كار بسیاری از كشورهای پیشرفته قرار گرفته است. به طور مثال دولت آمریكا طی برنامه ای بنا دارد تا سال ،۲۰۱۰ تولید مواد زیستی را با استفاده از كشاورزی و با بهره برداری از انرژی خورشید با درآمد تقریبی ۱۵ تا ۲۰ میلیارد دلار انجام دهد. در این بین تولید پلیمرهای زیستی جایگاه خاصی دارند. تولید اینگونه پلیمرها توسط طیف وسیعی از موجودات زنده مثل گیاهان، جانوران و باكتری ها صورت می گیرد. چون این مواد اساس طبیعی دارند، بنابراین توسط سایر موجودات نیز مورد مصرف قرار می گیرند و تجزیه كنندگان از جمله مهم ترین این موجودات زنده در موضوع مورد بحث ما هستند. برای بهره برداری از این پلیمرها در صنعت دو موضوع باید مورد توجه قرار گیرد:


▪ دید محیط زیستی: این مواد باید سریعاً در محیط مورد تجزیه قرار گیرند، بافت خاك را بر هم نزنند و به راحتی با برنامه های مدیریت زباله و بازیافت مواد از محیط خارج شوند.
▪ دید صنعتی: این مواد باید خصوصیات مورد انتظار صنعت را از جمله دوام و كارایی داشته باشند و از همه مهم تر، پس از برابری یا بهبود كیفیت نسبت به مواد معمول، قیمت تمام شده مناسبی داشته باشند.


در هر دو بخش، مخصوصاً بخش دوم، استفاده از مهندسی تولید مواد برای دستیابی به اهداف مورد انتظار ضروری است.
همانطور كه ذكر شد، تولید پلیمرهای تجدیدشونده با بهره برداری از كشاورزی، یكی از روش های تولید صنعتی پایدار است. برای این منظور دو روش اصلی وجود دارد: نخست استخراج مستقیم پلیمرها از توده زیستی گیاه است. پلیمرهایی كه از این روش تولید می شوند عمدتاً شامل سلولز، نشاسته، انواع پروتئین ها، فیبرها و چربی های گیاهی هستند كه به عنوان شالوده مواد پلیمری و محصولات طبیعی كاربرد دارند. دسته دیگر موادی هستند كه پس از انجام فرآیندهایی مانند تخمیر و هیدرولیز می توانند به عنوان مونومر پلیمرهای مورد نیاز صنعت استفاده شوند.


مونومرهای زیستی همچنین می توانند توسط موجودات زنده نیز به پلیمر تبدیل شوند كه مثال بارز آن پلی هیدروكسی آلكانوات ها هستند.
باكتری ها از جمله موجوداتی هستند كه این دسته از مواد را به صورت گرانول هایی در پیكره سلولی خود تولید می كنند. این باكتری به سهولت در محیط كشت رشد داده شده و محصول آن برداشت می شود.


رهیافت دیگر جداسازی ژن های درگیر در این فرآیند و انتقال آن به گیاهان است كه پروژه هایی در این زمینه از جمله انتقال ژن های باكتریایی تولید PHA به ذرت انجام شده است. نكته ای كه نباید از نظر دور داشت این است كه به رغم قیمت بالاتر تولید پلاستیك های زیست تخریب پذیر، چه بسا قیمت واقعی آنها بسیار كمتر از پلاستیك های سنتی باشد؛ چرا كه بهای تخریب محیط زیست و هزینه بازیافت پس از تولید هیچ گاه مورد محاسبه قرار نمی گیرد. در ادامه مبحث، تولید پلاستیك های زیست تخریب پذیر PHA به طور اختصاصی مورد بررسی قرار می گیرد. تقریباً تمامی پلاستیك های معمول در بازار از محصولات پتروشیمی كه غیرقابل برگشت به محیط هستند، به دست می آیند. راه حل جایگزین برای این منظور، بهره برداری از باكتری های خاكزی مانند Ralstonia eutrophus است كه تا ۸۰ درصد از توده زیستی خود قادر به انباشتن پلیمرهای غیرسمی و تجزیه پذیر پلی هیدروكسی آلكانوات (PHA) هستند. PHAها عموماً از زیرواحد بتاهیدروكسی آلكانوات و به واسطه مسیری ساده با سه آنزیم از استیل-كوآنزیم A ساخته شده و معروف ترین آنها پلی هیدروكسی بوتیرات (PHB) است. در خلال دهه ۸۰ میلادی شركت انگلیسی ICI فرآیند تخمیری را طراحی و اجرا كرد كه از آن طریق PHB و سایر PHAها را با استفاده از كشت E.coli اصلاح ژنتیكی شده كه ژن های تولید PHA را از باكتری های تولیدكننده این پلیمرها دریافت كرده بود، تولید می كرد.


متاسفانه هزینه تولید این پلاستیك های زیست تخریب پذیر، تقریباً ۱۰ برابر هزینه تولید پلاستیك های معمولی بود. با وجود مزایای بی شمار زیست محیطی این پلاستیك ها مثل تجزیه كامل آنها در خاك طی چند ماه، هزینه بالای تولید آنها باعث اقتصادی نبودن تولید تجارتی در مقیاس صنعتی بود. با این وجود بازار كوچك و پرسودی برای این محصولات ایجاد شد و از پلاستیك های زیست تخریب پذیر برای ساخت بافت های مصنوعی بهره برداری شد. با وارد كردن این پلاستیك ها در بدن، آنها به تدریج تجزیه شده و بدن بافت طبیعی را در قالب پلاستیك وارد شده دوباره سازی می كند. در این كاربرد تخصصی پزشكی، قیمت اینگونه محصولات زیستی قابل مقایسه با كاربردهای كم ارزش اقتصادی پلاستیك در صنایع اسباب بازی، تولید خودكار و كیف نیست.


هزینه تولید PHAها با تولید آنها در گیاهان اصلاح ژنتیكی شده و كشت وسیع در زمین های كشاورزی، به نحو قابل ملاحظه ای كاهش خواهد یافت. این موضوع باعث شد كه شركت مونسانتو در اواسط دهه ۹۰ میلادی امتیاز تولید PHA را از شركت ICI كسب كند و به انتقال ژن های باكتری به گیاه منداب بپردازد. مهیا كردن شرایط برای تجمع PHAها در پلاستید به جای سیتوسل، امكان برداشت محصول پلیمری را از برگ و دانه ایجاد كرد. مهم ترین مشكل لاینحل باقی مانده در بخش فنی این پروژه، نحوه استخراج این پلیمر از بافت های گیاهی با روشی كم هزینه و كارآمد است.


مشكل دیگر در زمینه PHB است كه در حقیقت مهم ترین گروه از PHAها بوده ولی متاسفانه شكننده بوده و در نتیجه برای بسیاری از كاربردها مناسب نیست. بهترین پلاستیك های زیست تخریب پذیر، كوپلیمرهای پلی هیدروكسی بوتیرات با سایر PHAها مثل پلی هیدروكسی والرات هستند. تولید اینگونه كوپلیمرها در گیاهان اصلاح ژنتیكی شده بسیار سخت تر از تولید پلیمرهای تك مونومر است. در سال ۲۰۰۱ این مشكلات به همراه مسائل مالی شركت مونسانتو باعث شد تا این شركت امتیاز تولید PHA اصلاح ژنتیكی شده را به شركت Metabolix واگذار كند. شركت Metabolix در قالب یك پروژه مشاركتی با وزارت انرژی آمریكا به ارزش تقریبی ۸/۱۴ میلیون دلار، برای تولید PHA در گیاهان اصلاح ژنتیكی شده تا پایان دهه ۲۰۱۰ میلادی تلاش می كند. گروه های دیگری نیز برای تولید PHA در گیاهانی مثل نخل روغنی تلاش می كنند. باید منتظر بود تا سرانجام شاهد تولید اقتصادی این محصولات دوستدار محیط زیست در آینده ای نزدیك بود.

 

» منبع: Aftab.ir


برچسب‌ها: تستهای پلیمری, رویدادها, راكتورهاي پليمريزاسيون, اطلاعات ایمنی مواد, MSDS




نويسنده : Mohammadreza


موضوع: بیو پلیمرها(پلیمرهای زیست سازگار)

پلیمر دوستدار محیط زیست

عضو هیات علمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران گفت: پلیمر دوستدار محیط زیست با خاصیت تجدید پذیری بالا در طبیعت تولید شد.

پلیمر دوستدار محیط زیست

مهدی باریکانی در این رابطه افزود: اگر چه تولید پلیمرها بر پایه سوخت های فسیلی مزایای زیادی برای زندگی بشر داشته است، اما غیر قابل تخریب بودن آنها پس از مصرف، آلودگی های زیست محیطی گسترده ای را به دنبال داشته. به همین دلیل تلاش برای تهیه پلیمرهای زیست تخریب پذیر روز به روز در حال گسترش است.

وی اظهار داشت: دراین میان پلیمرهای طبیعی به عنوان مواد قابل تجدید و زیست تخریب پذیر مورد توجه جدی قرار گرفته اند و پلی یورتان ها از طرف دیگر پلیمرهایی هستند که به دلیل ساختار و ویژگی های منحصر به فرد خود در صنایع مختلف از جمله صنایع پزشکی مصرف روز افزون دارند.

وی که خود مجری طرح “سنتز و بررسی خواص پلی یورتان های زیست تخریب پذیر بر پایه پلی ساکاریدها” است، افزود: دراین تحقیق از پلیمرهایی که به صورت طبیعی در طبیعت وجود دارند، استفاده و آن را در زنجیره پلیمر مصنوعی وارد کردیم که این عمل باعث سازگار شدن آن با محیط زیست شد.

باریکانی گفت: دراین کار از پلی ساکاریدهایی مانند نشاسته، کیتین (برگرفته از پوست خرچنگ و میگو) و کیتوسان (برگرفته از کیتین) استفاده کردیم .

وی اظهارداشت: از آنجا که پلی یورتان به صورت طبیعی با بدن انسان سازگار است، با استفاده از مواد طبیعی برگرفته از طبیعت سازگاری آن با بدن بیش از پیش تقویت شد. به این معنا که اگر از این پلیمر چسب زخم تهیه شود، زخم بدن فرد با سرعت بیشتری بهبود می یابد؛ زیرا بدن کاملاً آنرا می پذیرد و به شکل ساختار بدن در می آید.

باریکانی گفت: افزایش زیست تخریب پذیری، آبدوستی و همچنین عدم ایجاد سمیت و زیست سازگاری پلی پورتان و پلی ساکاریدها نشان دهنده استعداد این پلیمرهای زیست تخریب پذیر برای کاربردهای مختلف از جمله ایمپلنت ها، بیوسنسورها، بخیه های قابل جذب، پوشش زخم ها، تصفیه فاضلاب های صنعتی، لنزهای چشمی، عدسی و شیشه عینک است.

به گفته وی، بیشترین کاربرد این محصول در بخش پزشکی است.

عضو هیات علمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران افزود: روند تحقیق و به نتیجه رسیدن این طرح شش تا هفت سال به طول انجامید و دراین مدت بیش از ۲۰ مقاله از این طرح در مجلات معتبر بین المللی به چاپ رسیده است.

طرح “سنتز و بررسی خواص پلی یورتان های زیست تخریب پذیر بر پایه پلی ساکاریدها” در بیست و پنجمین جشنواره بین المللی خوارزمی رتبه سوم پژوهش های بنیادی را کسب کرده است.

 

منبع : گروه پلیمر دانشگاه کاشان




نويسنده : Mohammadreza


موضوع: بیو پلیمرها(پلیمرهای زیست سازگار)

بیوپلیمر زانتان با استفاده از ضایعات خرما و برای کاربرد در صنایع نفت و حفاری و همچنین مواد غذایی، در گروه بیوتکنولوژی دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر تولید شد.
«ادریس طاهر»، دانش-آموخته-ی کارشناسی-ارشد دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اعلام این مطلب، خاطرنشان کرد: «در حال حاضر این نوع پلیمر، به علت ویژگی های منحصر به فرد، در بسیاری از صنایع دیگر از قبیل سرامیک، نساجی، دفاعی و ... کاربرد دارد و در کشورهای فرانسه، اسپانیا، چین و آمریکا تولید می شود که با اجرای این طرح که با نوآوری هایی نیز در بهینه سازی و افزایش زانتان تولیدی همراه بوده، امکان تبدیل خرمای ضایعاتی به این پلیمر فراهم شده است.»

طاهر تصریح کرد: «20 درصد خرمای جهان در ایران تولید می شود که 30 درصد این محصول کشاورزی به علت آفات و امراض گیاهی از بین می رود و قابلیت عرضه به بازار را با عنوان خرمای تجاری پایین دارد؛ به عنوان محیط کشت صنعتی در اختیار باکتری قرار داده شد که در 24 ساعت اول شاهد تولید توده-ی سلولی هستیم و در 48 ساعت بعدی با متوقف شدن رشد سلولی، تولید محصول آغاز می شود که پس از اتمام فرایند تخمیر، نوبت به جداسازی محصول می رسد.»
دانش آموخته-ی دانشگاه صنعتی امیرکبیر نوآوری پروژه-ی خود را در استفاده از روش های ccd از زیر شاخه های روش rsm برای بهینه-سازی و افزایش زانتان تولیدی برای نخستین بار در سطح دنیا بیان کرد و در ارتباط با خصوصیات منحصر به فرد این پلیمر به حلالیت بالای آن در آب سرد و گرم، سوسپانسیون کنندگی نگهداری و عامل افزایش دهنده-ی ویسکوزیته اشاره کرد.
او در پایان درباره-ی زمینه های کاربرد این بیوپلیمر میکروبی در صنایع غذایی و نفت که عمده ترین بخش های مصرف کننده این محصول هستند، اظهار داشت: «بیوپلیمر زانتان برای بهبود طعم غذا، افزایش ویسکوزیته و همچنین نگهدارندگی آن بدون ایجاد هیچ گونه رنگ و طعم خاص و در صنعت نفت به منظور افزایش بازیافت نفت و نیز در فرمولاسیون گل حفاری کاربرد دارد.




نويسنده : Mohammadreza


موضوع: بیو پلیمرها(پلیمرهای زیست سازگار)

درج در ادامه مطلب




ادامه مطلب ...

نويسنده : Mohammadreza


موضوع: بیو پلیمرها(پلیمرهای زیست سازگار)

درج در ادامه مطلب




ادامه مطلب ...

نويسنده : Mohammadreza


موضوع: بیو پلیمرها(پلیمرهای زیست سازگار)

پلی یورتان یک گروه اصلی از الاستومرهای مصنوعی است که از تکرار پیوندهای یورتان تشکیل شده است . این پلیمرها در مصارف گسترده پزشکی کارایی دارند که ویژگی های فیزیکی و بیولوژیک متفاوتی بر اثر تنوع مونومرهای (دی ال و دی ایزوسیانات ) که در سنتزشان به کار می رود میسر می شود . این پلیمر خواص فیزیکی و مکانیکی عالی و زیست سازگاری بسیار خوبی دارد که در مهندسی پزشکی در ساخت ایمپلنت ها، پیس میکر و گرفت های عروقی استفاده می شود.‏

خواص پلاستیک های پلی یورتان شبیه ترکیبات بدن انسان در ساختار دریچه ها است.با به کار گیری الیاف ورقه، بار را به دیواره منتقل می کند نه تنها الیاف می توانند تنش را کاهش دهند،بلکه الیاف انعطاف پذیر همراه ورقه ای با پایه آئورتی عملکرد را بهبود می بخشند و عمر دهانه را نیز بیشتر می کنند.هدف این دریچه مشابهت با دریچه اصلی قلب انسان است.برای تکمیل و تقویت واحد این پلیمر باید موادی استفاده شوند که خواص بهتر در مقایسه با بافت ماده به تنهایی، داشته باشند.‏
این پلیمر با نشان دادن خون سازگاری عالی وحالت ارتجاعی ، ماده منتخب برای کاربردهای بسیار متنوع در زمینه فیلم های نازک است . کیسه ها و پوشش هایی برای پمپ های خونی کمک کننده بطن چپ قلب مصنوعی و پمپ های بالون و داخل آئورتی از کاربردهای برجسته این مواد هستند.‏




نويسنده : Mohammadreza


موضوع: جزوات درسي

lehninger principles of biochemistry

کتاب بیوشیمی لنینجر و نلسون ( lehninger principles of biochemistry)
به زبان اصلی
1120 صفحه
حجم: ۳۵ مگابایت




ادامه مطلب ...

نويسنده : Mohammadreza


موضوع: بیو پلیمرها(پلیمرهای زیست سازگار)

شیمیدان‌های ژاپنی الکترودهای منعطف، آلی و مرطوبی طراحی کرده‌اند که شامل پلیمرهای رسانای قرار گرفته روی هیدروژل می‌باشد. این الکترود‌های زیست سازگار می‌توانند تحت شرایط مرطوب تا یک ماه کار کنند. این ویژگی در تحقیقات پزشکی بسیار مفید خواهد بود. تولید الکترودهای ارزان و مفید در سیستم‌های بیولوژیکی لازمه طراحی دستگاه‌های قابل کاشت در بدن یا مونیتورهایی برای مشاهده فعالیت سلول‌های بدن است. پلیمر‌های رسانا نظیر PEDOT {پلی( ۳،۴ اتیلن دی اکسیوفن)} پتانسیل زیادی برای چنین کاربردهایی دارند، اما تاکنون بستر مناسبی برای آن‌ها پیدا نشده است.

معمولاً پلیمرهای رسانا با استفاده از جوهرهای پلیمری مایع روی سطوح مورد نیاز چاپ یا مهر می‌شوند، این فرایند نیاز به خشک شدن دارد و نمی توان روی سطوح مرطوب مانند هیدروژل‌ها اعمال شود. برای حل این مشکل ماتسوهیکو نیشیزاوا و همکارانش در دانشگاه توکیو سیستم دو مرحله‌ای جدیدی را با استفاده از الکتروپلیمریزاسیون ایجاد نموده اند. در این فرایند، پس از ساخت الکترود پلاتینیومی اصلی، ژل مایع آگاروز به ضخامت ۲ میلی متر روی سطح ریخته می‌شود. سپس در محلول آبی مونومر PEDOT پتانسیل التریکی اعمال و لایه نازکی از PEDOT روی هیدروژل در نقطه تماس با پلاتینیوم اصلی شکل می‌گیرد.


الکترودهای ژلی

راست: فرایند دو مرحله ای تولید الکترود، چپ: الکترود هیدروژلی دوطرفه


چالش بوجود آمده در این فرایند جدا کردن قرص هیدروژل ایجاد شده، از پلاتین بدون واد شدن لطمه به آن است. برای رفع این مشکل، نیشیزاوا و همکاران از رفتار الکتروشیمیایی طبیعی PEDOTاستفاده کردند. اکسایش و کاهش برگشت پذیر PEDOT، منجر به انقباض و انبساط و در نتیجه خمش قرص هیدروژل و جدا شدن آن از صفحه پلاتینیوم می‌شود. با تکرار این عمل، قرص کاملاً جدا می‌شود. این تیم معتقد است این روش می‌تواند در ساخت الگوهای پیچیده‌تر همچنین روی ژل‌های دیگر مانند کلاژن یا فیبرین استفاده شود. بعنوان مثال یکی از کاربردهای این تحقیق در زمینه تحریک الکتریکی مستقیم بافت‌های عضلانی مانند قلب می‌باشد.

کریستین اشمیت، از کارشناسان مهندسی پزشکی در دانشگاه تگزاس در آستین آمریکا، تحت تاثیر این تحقیق می‌گوید: “این کار روش نسبتاً ساده و کم هزینه‌ای برای ساخت حسگرهای قابل کاشت در بدن است. و می‌تواند صفحه‌ای برای ساخت سنسورهای هیدروژلی منعطف فراهم کند که می‌تواند کارآمدی بیشتری در بافت‌های نرم و انقباضی و سلول‌های انفرادی داشته باشد.”

نتایج این تحقیقات در مجله Journal of the American Chemical Society به چاپ رسیده است.




نويسنده : Mohammadreza


درباره نويسنده

Mohammadreza ٍ <-BlogAbout->
ايميل :

آمار بازديد
  خوش آمديد
نويسندگان:

وضعيت وبلاگ :

اوقات شرعي :

تبليغات