Zmiana właściwości mechanicznych folii PLA po dwumiesiecznej inkubacji w warunkach kompostu oraz laboratoryjnych

• Autorzy: Mizielinska M. , Krawczynska W. , Bartkowiak A. , Lisiecki S.

Warianty tytułu

EN

The change in mechanical properties of PLA films after two months of incubation under compost and laboratory conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Folie „Earth First" i „Biophan 121" są materiałami syntetyzowanymi z surowców odnawialnych. Ulegają one biodegradacji w warunkach opisywanych w normach PN-EN13432, PN-EN 14046 oraz PN-EN 14047 i mogą być wykorzystywane do wytwarzania opakowań kompostowalnych. Celem przeprowadzonych doświadczeń było zbadanie zachowania folii PLA w specjalnie dobranych warunkach, tj. w kompoście oraz w środowisku wodnym w temperaturach 15°C, 37°C i 60°C, po 60 dniach inkubacji. Warunki środowiskowe zostały wybrane pod kątem sprawdzenia potencjalnej skuteczności specjalnie do tego celu wyizolowanych szczepów bakteryjnych; warunki odbiegały od tych przewidzianych w normach PN-EN 13 432, PN-EN 14046 oraz PN-EN 14047 (brak napowietrzania). Dodatkowo sprawdzono możliwość rozkładu folii w typowych warunkach kompostownika przydomowego. Na podstawie przeprowadzonych doświadczeń stwierdzono, że folie inkubowane w temperaturze 60°C zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i w warunkach kompostu organicznego uległy całkowitemu rozdrobnieniu. Odnotowano ponadto obniżenie wartości siły przebicia i liczbowo średniej masy cząsteczkowej w przypadku folii „Earth First" i „Biophan 121" po 60 dniach ich inkubacji w warunkach laboratoryjnych oraz w warunkach kompostu organicznego w temperaturach 15°C i 37°C.

EN

"Earth First" and "Biophan 121" films are materials from renewable resources. They are certified according to the European PN- EN13432, PN-EN 14046 and PN-EN14047 standards as materials for compostable packaging. The first aim of this research wcr' was to confirm the films susceptibility to bio-decomposition in the organic compost conditions as alternative to meth described in PN-EN 13432, PN-EN14046 standards. The purpose of the study was also to evaluate the susceptibility of PLA filnul to bio-decomposition in the laboratory conditions (which differs from described in PN-EN 14047 regulation). The films were placed into organic compost and in liquid medium with bacterial strains and incubated for 60 days at 151'C, 371'C and 601'C. The obtained results shows that bio-decomposition (in compost and laboratory conditions) of samples "Earth First" and "Biophan 121" films already after 60 days can cause not only their embrittlement, but also their chemical decomposition. It was also found, that disintegration takes place in case of all PLA samples, which were incubated at 601'C. Tensile strength tests have proved, that mechanical properties of films which were incubated in the alternative conditions (151'C and 371'C) have significantly deteriorated during storage in conditions of tests, what is an evidence, that selected conditions of biodégradation process were tailormade: sample embrittlement was noticed, but in the same time fragmentation of chains was not observed.

Słowa kluczowe

PL

materialy opakowaniowe; odpady opakowaniowe; ochrona srodowiska; folie opakowaniowe; folie biodegradowalne; folia PLA; kompostowanie; wlasciwosci mechaniczne; badania wytrzymalosciowe; warunki laboratoryjne; inkubacja; biodegradacja

• Wydawca: -
• Czasopismo: Opakowanie
• Rocznik: 2013
• Numer: 07
• Opis fizyczny: s.48-56,tab.,fot.,bibliogr.

Twórcy

autor

Mizielinska M.

• Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Szczecin

autor

Krawczynska W.

• Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Szczecin

autor

Bartkowiak A.

• Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Szczecin

autor

Lisiecki S.

• Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Szczecin

Bibliografia

• 1. Abou-Zeid D.M., Muller R.J., Decwer W.D., Degradation of natural and synthetic polyesters under anaerobic conditions, Journal of Biotechnology, 2001, 86, 113-126
• 2. Adamus G., Dacko P., Musiał M., Sikorska W., Sobota M., Biczak R., Herman B., Rychter R, Krasowska K., Rutkowska M., Kowalczuk M., Degradacja wybranych syntetycznych poliestrów w warunkach normalnych, Polimery, 2006, 539-546
• 3. Cheung H.Y., Lau K.T., Pow Y.F. c, Zhao Y.Q., d, Hui D., Biodégradation of a silkworm silk/PLA composite. Composites: Part B, 2010,41, 223-228
• 4. Duda A., Polilaktyd - tworzywo sztuczne XXI wieku. Przemysł Chemiczny, 2003, 905-907
• 5. Duda A., Penczek S., Polilaktyd [poli(kwas mlekowy)]: synteza, właściwości i zastosowania. Polimery, 2003,16-25
• 6. Foltynowicz Z., Jakubiak P., Poli(kwas mlekowy) - biodegradowalny polin otrzymywany z surowców roślinnych. Polimery, 2002; 769-774
• 7. Gu J.D., Microbial detorioration and degradation of synthetic polymeric materiale: recent research advances. International Biodeterioration & Biodégradation, 2003, 52, 69-91
• 8. Kunioka M., Ninomiya F., Funabashi M., Biodégradation of poly(lactic acid) powders proposed as the reference test materials for the international standard of biodégradation evaluation methods. Polymer Degradation and Stability, 2006, 91, 1919-19
• 9. Nieddu E., Mazzucco L., Gentile P., Benko T., Balbo V., Mandrile R., Ciardeffi G., Preparation and biodégradation of clay composites of PLA. Reactive & Functional Polymers, 2009, 69, 371-379
• 10. Pawełczak R., Biodegradowalne polimery. Packaging Polska, 2005,14-18
• 11. PN-EN 14046, 2005, Opakowania, Ocena ostatecznej biodegradowalności w warunkach tlenowych i rozkładu materiałów opakowaniowych
• 12. w określonych warunkach kompostowania. Metoda analizy uwolnionego ditlenku węgla
• 13. PN-EN 14047, 2003, Opakowania, Określanie biodegradacji końcowej materiałów opakowaniowych w środowisku wodnym - Metoda analizy uwolnionego dwutlenku węgla
• 14. Pradhan R, Misra M, Erickson L, Mohanty A., Compostability and biodégradation study of PLA-wheat straw and PLA-soy straw based green composites in simulated composting bioreactor. Bioresour Technol. 2010, 101 (21), 8489-91
• 15. Stawska-Puchalska M., Opakowania z surowców odnawialnych w praktyce. J Packaging Polska, 2005, 20-25
• 16. Tomita K., Kuroki Y., Nagai K., Isolation of Thermophiles Degrading Poly(L- Lactic Acid). Journal of Bioscience and Biengineering, 1999, 752-755
• 17. Tomita K., Nakajima T., Kikuchu Y., Miwa N., Degradation of poly (L-latic acid) by newy isolated thermophile. Polymer Degradation and Stability, 2004, j 433438
• 18. Tomita K., Tsjui H., Nakajima T., Kikuchi Y., Ikarashi K„ Ikeda N., Degradation of ply {D-latic acid) by thermophile. Polymer Degradation and Stability, 2003, 167-171
• 19. Weng Y.X., Wang L., Zhang M., Wang X.L., Wang Y.Z., Biodégradation behavior of P(3HB,4HB)/PLA blends in real soil environments, Polymer Testing, 2013, 32, 60-70
• 20. Wu CS., Characterizing biodégradation of PLA and PLA-g-AA/starch films using a phosphate-solubilizing bacillus species. Macromol Biosci. 2008, 8(6), 560-7
• 21. Way C., Wu D.Y., Cram D., Dean K., Enzo Palombo E., Processing Stability and Biodégradation of Polylactic Acid (PLA) Composites Reinforced with Cotton Linters or Maple Hardwood Fibres, J Polym Environ, 2013, 21, 54-70
• 22. Żakowska H., Opakowania żywności z polilaktydu (PLA). Przemysł Spożywczy, 2006, 86-89