ĐẠI CƯƠNG VỀ POLYME
ĐẠI CƯƠNG VỀ POLYME
PHÂN HUỶ SINH HỌC
PHÂN HUỶ SINH HỌC
BIOPOLYMER lµ g×? Qu¸ khø, HiÖn t¹i vµ
T ¬ng lai cña nã.

Polyme- Thµnh tùu vÜ
Polyme- Thµnh tùu vÜ
®¹i cña loµi ng êi:
®¹i cña loµi ng êi:

Löa
Löa

§å ®¸
§å ®¸

§å ®ång
§å ®ång

§å s¾t
§å s¾t

Hîp kim
Hîp kim

ChÊt dÎo tæng hîp
ChÊt dÎo tæng hîp

Mở đầu:

những vật liệu polyme khác “thân thiện” với môi trường
hơn.
hơn.

Trong những phát minh mới nhất của xu hướng đó, năm
Trong những phát minh mới nhất của xu hướng đó, năm
1960 Davis và Geck đã tổng hợp thành công một trong
1960 Davis và Geck đã tổng hợp thành công một trong
những polyme tự phân hủy sinh học đầu tiên trên cơ sở
những polyme tự phân hủy sinh học đầu tiên trên cơ sở
Polyglicolide.
Polyglicolide.

Sau đó là các poly(D,L, DL lactide).Chỉ khâu tự tiêu
Sau đó là các poly(D,L, DL lactide).Chỉ khâu tự tiêu
mang nhãn hiệu DEXON ra đời đã mở ra một hướng đi
mang nhãn hiệu DEXON ra đời đã mở ra một hướng đi
mới trong tổng hợp polyme, và từ đó, người ta chú ý đến
mới trong tổng hợp polyme, và từ đó, người ta chú ý đến
polyme tự phân hủy sinh học nhiều hơn, hy vọng nó sẽ là
polyme tự phân hủy sinh học nhiều hơn, hy vọng nó sẽ là
cứu cánh cho môi trường.
cứu cánh cho môi trường.

Mơ ước thay thế polyme truyền thống bằng polyme tự
Mơ ước thay thế polyme truyền thống bằng polyme tự
phân hủy sinh học vẫn chưa trở thành hiện thực. Vì vậy,
phân hủy sinh học vẫn chưa trở thành hiện thực. Vì vậy,
công cuộc nghiên cứu tổng hợp polyme tự phân hủy sinh
công cuộc nghiên cứu tổng hợp polyme tự phân hủy sinh


Hàng năm,khoảng 150 triệu tấn polyme được sản xuất để phục vụ
Hàng năm,khoảng 150 triệu tấn polyme được sản xuất để phục vụ
nhu cầu của con người và số đó ngày càng tăng theo đà tăng dân
nhu cầu của con người và số đó ngày càng tăng theo đà tăng dân
số và đời sống. Song song với điều đó, số lượng rác từ các sản
số và đời sống. Song song với điều đó, số lượng rác từ các sản
phẩm này cũng tăng lên đáng kể, sẽ là thách thức lớn cho môi
phẩm này cũng tăng lên đáng kể, sẽ là thách thức lớn cho môi
trường của trái đất.
trường của trái đất.
Danh mục các polyme truyền thống
Danh mục các polyme truyền thống
đang được ứng dụng trong đời sống
đang được ứng dụng trong đời sống
a/ Polyme chuẩn
a/ Polyme chuẩn
:
:
Polyethylen (PE);
Polyethylen (PE);
`Polypropylen (PP)
`Polypropylen (PP)
Polyvinylchlorid (PVC);
Polyvinylchlorid (PVC);
Polystyrol(PS);
Polystyrol(PS);

Epoxydharze (EP);
Polyurethane(PUR).
Polyurethane(PUR).

c/Polyme đặc biệt
c/Polyme đặc biệt
:
:

Liquidscristalline Polyme(LCP);
Liquidscristalline Polyme(LCP);

Fluorpolyme;
Fluorpolyme;

Polyphenyl sulfid(PPS);
Polyphenyl sulfid(PPS);

Polyetherketon;
Polyetherketon;

Polyimide;
Polyimide;

Polyphenylene(PPP)
Polyphenylene(PPP)

Polybenzimidazol (PBI);
Polybenzimidazol (PBI);


cách
cách
tự nhiên, cần một
tự nhiên, cần một
khoảng thời gian là 450
khoảng thời gian là 450
năm
năm
Vì vậy Biopolyme là tất yếu

Biopolyme là những polyme có khả năng tự phân
Biopolyme là những polyme có khả năng tự phân
hủy ở điều kiện tự nhiên.Trong quá trình tự phân
hủy ở điều kiện tự nhiên.Trong quá trình tự phân
hủy, không đòi hỏi năng l ợng, không để lại các chất
hủy, không đòi hỏi năng l ợng, không để lại các chất
độc hại cho môi tr ờng
độc hại cho môi tr ờng

Biopolyme còn là thức ăn của vi sinh vật, góp phần
Biopolyme còn là thức ăn của vi sinh vật, góp phần
cải tạo đất, thúc đẩy quá trình tái tạo vật chất
cải tạo đất, thúc đẩy quá trình tái tạo vật chất

Tầm nhìn của nhân loại trong thế kỷ 21 về vai trò
Tầm nhìn của nhân loại trong thế kỷ 21 về vai trò
của các loại polyme tự phân hủy sinh học
của các loại polyme tự phân hủy sinh học
(polymeTPHSH)đ ợc tóm tắt trong tuyên bố của tổ
(polymeTPHSH)đ ợc tóm tắt trong tuyên bố của tổ

Sự khác biệt chính trong cấu trúc các lọai polyme không
phân hủy với các polyme phân hủy sinh học
phân hủy với các polyme phân hủy sinh học
là các nhóm
là các nhóm
chức tạo nên sự sống trên trái đất- C-H-O-N-S-P.
chức tạo nên sự sống trên trái đất- C-H-O-N-S-P.

Những polyme mạch thẳng có chứa các nhóm chức trên
Những polyme mạch thẳng có chứa các nhóm chức trên
dễ dàng tham gia vào các phản ứng oxy hóa-khử trong
dễ dàng tham gia vào các phản ứng oxy hóa-khử trong
các điều kiện tự nhiên của môi trường để rồi với sự tấn
các điều kiện tự nhiên của môi trường để rồi với sự tấn
công của các vi sinh vật, chúng tan rã theo thời gian.
công của các vi sinh vật, chúng tan rã theo thời gian.

Những polyme tuy có nhóm oxy như polystyrol (P),
Những polyme tuy có nhóm oxy như polystyrol (P),
nhưng với cấu trúc có vòng benzen , khả năng tham gia
nhưng với cấu trúc có vòng benzen , khả năng tham gia
vào phản ứng oxy hóa khử trong điều kiện tự nhiên thấp
vào phản ứng oxy hóa khử trong điều kiện tự nhiên thấp
hơn, nên các vi sinh vật khó lòng tấn công hơn, làm cho
hơn, nên các vi sinh vật khó lòng tấn công hơn, làm cho
thời gian tự phân hủy của nó kéo dài.
thời gian tự phân hủy của nó kéo dài.

Đối với các polyme chỉ có nhóm CH thì thời gian tự
Đối với các polyme chỉ có nhóm CH thì thời gian tự

Nghiên cứu tổng hợp polyme phân hủy sinh học có các
tính năng tương tự như polyme truyền thống, mà quá
tính năng tương tự như polyme truyền thống, mà quá
trình phân hủy nó do các vi khuẩn đảm nhiệm, không
trình phân hủy nó do các vi khuẩn đảm nhiệm, không
đòi hỏi năng lượng, không tạo ra các chất độc hại cho
đòi hỏi năng lượng, không tạo ra các chất độc hại cho
môi trường, ngược lại, nó còn là thức ăn cho các cỗ máy
môi trường, ngược lại, nó còn là thức ăn cho các cỗ máy
tí hon ngày đêm cần mẵn khôi phục sự cân bằng sinh
tí hon ngày đêm cần mẵn khôi phục sự cân bằng sinh
thái trên trái đất, là một nhiệm vụ hết sức bức xúc của
thái trên trái đất, là một nhiệm vụ hết sức bức xúc của
khoa học ngày nay.
khoa học ngày nay.
Nghiên cứu và sản xuất nó trong giai đoạn hiện
Nghiên cứu và sản xuất nó trong giai đoạn hiện
nay là mối quan tâm đặc biệt của các nhà khoa học,
nay là mối quan tâm đặc biệt của các nhà khoa học,
các doanh nghiệp cũng như của toàn thể nhân loại.
các doanh nghiệp cũng như của toàn thể nhân loại.

Quá khứ, hiện tại và t ơng lai của
Quá khứ, hiện tại và t ơng lai của
BIOPOLYME
BIOPOLYME


ytế. Ứng dụng của polyme
Ứng dụng của polyme
phân hủy sinh học:
phân hủy sinh học:
Ưng dụng thứ nhất là khả năng tự phân hủy của nó nằm
Ưng dụng thứ nhất là khả năng tự phân hủy của nó nằm
trong bản thân chức năng của
trong bản thân chức năng của
sản phẩm.
sản phẩm.

Chỉ khâu tự tiêu dùng trong y tế hay vật liệu bọc thuốc
Chỉ khâu tự tiêu dùng trong y tế hay vật liệu bọc thuốc
viên dùng trong công nghiệp dược phẩm là những ví dụ
viên dùng trong công nghiệp dược phẩm là những ví dụ
khá điển hình. Các sản phẩm này tuy giá thành cao
khá điển hình. Các sản phẩm này tuy giá thành cao
nhưng đó không phải là trở ngại chính vì nó phục vụ
nhưng đó không phải là trở ngại chính vì nó phục vụ
thiết thực cho sức khoẻ của con người.
thiết thực cho sức khoẻ của con người.

Các tấm màng polyetylen tự phân hủy quang hóa dùng
Các tấm màng polyetylen tự phân hủy quang hóa dùng
trong nông nghiệp có tác dụng diệt cỏ dại, tăng năng
trong nông nghiệp có tác dụng diệt cỏ dại, tăng năng
suất cây trồng mà không phải dùng chất diệt cỏ

thành hệ composite có tính năng ưu việt hơn mỗi loại. Ví
dụ vỏ trái cam là một hỗn hợp như vậy, nếu nó chứa
dụ vỏ trái cam là một hỗn hợp như vậy, nếu nó chứa
nhiều lipid sẽ làm cho cam sớm bị già và chóng thối
nhiều lipid sẽ làm cho cam sớm bị già và chóng thối
hỏng.
hỏng.
Những hệ composite tương tự trong thiên nhiên
Những hệ composite tương tự trong thiên nhiên
làm bao bì cho các loại quả chứa nhiều nước.
làm bao bì cho các loại quả chứa nhiều nước.
Ngoài ra còn nhiều hệ composite khác, có chứa
Ngoài ra còn nhiều hệ composite khác, có chứa
các nguyên tố kim loại vi lượng được thiên nhiên
các nguyên tố kim loại vi lượng được thiên nhiên
tạo nên, làm vỏ bọc cho các loại hạt, mà vỏ trấu
tạo nên, làm vỏ bọc cho các loại hạt, mà vỏ trấu
của hạt lúa là một ví dụ điển hình.
của hạt lúa là một ví dụ điển hình.
Các loại bao bì này khác nhau về tính chất cũng
Các loại bao bì này khác nhau về tính chất cũng
như độ bền, nhưng có chung một nguyên lý, là
như độ bền, nhưng có chung một nguyên lý, là
bản thân chúng sẽ tự phân hủy trong thiên nhiên
bản thân chúng sẽ tự phân hủy trong thiên nhiên
mà không để lại một tác hại nào, hơn thế nữa, nó
mà không để lại một tác hại nào, hơn thế nữa, nó
còn là thức ăn cho vi khuẩn ở trong đất, làm cho
còn là thức ăn cho vi khuẩn ở trong đất, làm cho
đất màu mỡ và tơi xốp.

suối hay trong biển. Có nhiều dạng khác nhau của
poly(hydroxyalkanoate) được con người tạo ra bằng sự
poly(hydroxyalkanoate) được con người tạo ra bằng sự
chọn lưa chính xác cấu trúc của nguồn các bon thiên
chọn lưa chính xác cấu trúc của nguồn các bon thiên
nhiên. Mặc dù vậy, các loại polyme này không thể sản
nhiên. Mặc dù vậy, các loại polyme này không thể sản
xuất đại trà trên qui mô công nghiệp vì chi phí cao, nên
xuất đại trà trên qui mô công nghiệp vì chi phí cao, nên
người ta chú trọng sử dụng các hợp chất do thiên nhiên
người ta chú trọng sử dụng các hợp chất do thiên nhiên
tạo ra như là nguyên liệu cho tổng hợp polyme tự phân
tạo ra như là nguyên liệu cho tổng hợp polyme tự phân
hủy sinh học.
hủy sinh học.

2.Polysacharide thiên nhiên và các polyme thiên nhiên:
2.Polysacharide thiên nhiên và các polyme thiên nhiên:

Polysaccharide được dùng nhiều trong y tế dưới các
Polysaccharide được dùng nhiều trong y tế dưới các
dạng cellulose, cellulose và các đồng đẳng của nó,
dạng cellulose, cellulose và các đồng đẳng của nó,
heparin, dextrin, pullulan, pectin, chitin, chitosan
heparin, dextrin, pullulan, pectin, chitin, chitosan
hayluronic acid và alginate.
hayluronic acid và alginate.

Trích đoạn GÂY PHÂN HỦY SINH HỌC

---