Studium vlivu materiálových vlastností na biodegradaci PLA v prostředí kompostu

Bc. Tereza KOUDELKOVÁ

Master's thesis

Study of the Influence of Material Properties on the Biodegradation of PLA in Compost Environment

Abstract:

Cílem diplomové práce bylo sledovat vliv materiálových vlastností a fotooxidace různých forem PLA lišících se obsahem D-izomeru, krystalinitou a molekulovou hmotností na rychlost jejich biodegradace. Rychlost biodegradace PLA v prostředí kompostu byla sledována analýzou CO2 pomocí plynové chromatografie. Abiotická hydrolýza vzorků byla poté měřena pomocí rozpuštěného organického uhlíku. Výsledky ukázaly, že abiotická hydrolýza do jisté míry odpovídá rychlosti degradace v prostředí kompostu obzvláště v prvních fázích experimentů a tudíž pravděpodobně hraje důležitou roli procesu biodegradace PLA. Studie také potvrdila pomalejší rychlost biodegradace u opticky čistých vzorků PLA s vyšší krystalinitou. Vliv fotooxidace na rychlost následné biodegradace byl zaznamenán pouze u čistých vzorků PLA. Dále byl sledován vliv polymerních aditiv na rychlost abiotické hydrolýzy. Dané aditiva byly vybrány s ohledem na možnost urychlení procesu hydrolýzy PLA. Dle předpokladů bylo zjištěno, že vybraná aditiva mírně urychlila abiotickou hydrolýzu PLA.

Abstract:

The aim of presented diploma thesis was to investigate the effect of material properties and photooxidation of various forms of PLA differing in D - isomer content, crystallinity and molecular weight on the rate of biodegradation. Biodegradability of PLA in a compost environment was monitored through the production of CO2 production by gas chromatography. Abiotic hydrolysis of samples was evaluated from dissolved organic carbon. Results showed that rate of abiotic hydrolysis corresponded with the biodegradation in the compost environment especially in the first stages of the experiments, and thus probably plays an important role in the process of PLA biodegradation. The study also confirmed a slower rate of biodegradation in optically pure PLA samples with higher crystallinity. Effect of photo-oxidation on subsequent biodegradation rate was observed only in the case of optically pure PLA. The influence of polymer additives on the rate of abiotic hydrolysis was also observed. The additives were selected with regard to the possibility of speeding up the process of hydrolysis of PLA. It was proved that the selected additives slightly accelerated abiotic hydrolysis of PLA.

Keywords

biodegradace, kyselina polymléčná, krystalinita, takticita, fotooxidace, molekulová hmotnost

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2014

Accessible from:: 15. 5. 2014

Thesis defence

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Chemistry and Materials Technology / Enviromental Protection Engineering