Hispanopedia WikiEl poli(3-hidroxibutirato -co -3-hidroxivalerato) , comúnmente conocido como PHBV , es un polímero de tipo polihidroxialcanoato . Es un plástico biodegradable , no tóxico y biocompatible , producido naturalmente por bacterias , y una buena alternativa a muchos polímeros sintéticos no biodegradables . Es un poliéster alifático lineal termoplástico . Se obtiene mediante la copolimerización del ácido 3-hidroxibutanoico y el ácido 3-hidroxipentanoico . El PHBV se utiliza en envases especiales, dispositivos ortopédicos y en la liberación controlada de fármacos. El PHBV sufre degradación bacteriana en el medio ambiente.
Historia
El PHBV fue fabricado por primera vez en 1983 por Imperial Chemical Industries (ICI). Se comercializa bajo el nombre comercial Biopol . ICI ( Zeneca ) lo vendió a Monsanto en 1996. Posteriormente, Metabolix lo adquirió en 2001. [ 2 ] [ 3 ] Biomer L es el nombre comercial del PHBV de Biomer.
Síntesis
El PHBV es sintetizado por bacterias como compuestos de reserva en condiciones de crecimiento limitante. [ 4 ] Puede ser producido a partir de glucosa y propionato por cepas recombinantes de Escherichia coli . [ 2 ] Muchas otras bacterias, como Paracoccus denitrificans y Ralstonia eutropha, también son capaces de producirlo.
También puede sintetizarse a partir de plantas modificadas genéticamente . [ 5 ]
El PHBV es un copolímero de ácido 3-hidroxibutanoico y ácido 3-hidroxipentanoico . [ 6 ] El PHBV también puede sintetizarse a partir de butirolactona y valerolactona en presencia de aluminoxano oligomérico como catalizador . [ 7 ]
Estructura
Los monómeros, ácido 3-hidroxibutanoico y ácido 3-hidroxipentanoico, se unen mediante enlaces éster ; la cadena principal del polímero está formada por átomos de carbono y oxígeno. Las propiedades del PHBV dependen de la proporción de estos dos monómeros . El ácido 3-hidroxibutanoico proporciona rigidez, mientras que el ácido 3-hidroxipentanoico promueve la flexibilidad. Por lo tanto, el PHBV puede hacerse similar al polipropileno o al polietileno cambiando la proporción de monómeros. [ 8 ] El aumento de la proporción de ácido 3-hidroxibutanoico con respecto al ácido 3-hidroxipentanoico resulta en un aumento del punto de fusión, la permeabilidad al agua , la temperatura de transición vítrea (T g ) y la resistencia a la tracción. Sin embargo, la resistencia al impacto se reduce. [ 3 ] [ 5 ] [ 7 ]
Propiedades
El PHBV es un polímero termoplástico. Es quebradizo, tiene baja elongación a la rotura y baja resistencia al impacto. [ 5 ]
Usos
El PHBV encuentra aplicación en la liberación controlada de fármacos, implantes y reparaciones médicas, envases especiales , dispositivos ortopédicos y fabricación de botellas para productos de consumo. También es biodegradable, lo que permite su uso como alternativa a los plásticos no biodegradables [ 9 ].
Degradación
Cuando se desecha, el PHBV se degrada en dióxido de carbono y agua. El PHBV sufre degradación bacteriana. El PHBV, al igual que las grasas para los humanos, es una fuente de energía para los microorganismos. Las enzimas que producen lo degradan y lo consumen. [ 10 ]
El PHBV tiene una baja estabilidad térmica y la escisión se produce en el enlace éster mediante una reacción de eliminación β . [ 5 ]
La degradación hidrolítica se produce muy lentamente, lo que la hace apta para su uso en aplicaciones médicas.
Desventajas
El PHBV, al ser biodegradable, biocompatible y renovable, es una buena alternativa a los polímeros sintéticos no biodegradables derivados del petróleo. Pero tiene los siguientes inconvenientes, [ 5 ]
- Caro
- Baja estabilidad térmica
- Frágil
- Propiedades mecánicas primitivas
- Dificultad de procesamiento
Véase también
Referencias
- ↑ "Poli(ácido 3-hidroxibutírico-co-ácido 3-hidroxivalérico)" . sigmaaldrich.com .
- 1 2 Cornelia Vasile; Gennady Zaikov (31 de diciembre de 2009). Materiales degradables ambientalmente basados en sistemas poliméricos multicomponentes . BRILL. pág. 228. ISBN 978-90-04-16410-9Consultado el 10 de julio de 2012 .
- 1 2 Ewa Rudnik (3 de enero de 2008). Materiales poliméricos compostables . Elsevier. pág. 21. ISBN 978-0-08-045371-2Consultado el 10 de julio de 2012 .
- ↑ Emo Chiellini (31 de octubre de 2001). Polímeros biorrelacionados: Ciencia y tecnología de polímeros sostenibles . Springer. pág. 147. ISBN 978-0-306-46652-6Consultado el 10 de julio de 2012 .
- 1 2 3 4 5 Srikanth Pilla (20 de julio de 2011). Manual de bioplásticos y aplicaciones de ingeniería de biocompuestos . John Wiley & Sons. págs. 373–396 . ISBN 978-0-470-62607-8Consultado el 10 de julio de 2012 .
- ↑ "Polímeros" . Química XII Parte II . NCERT. pág. 435.
- 1 2 "Bioplásticos - Poliésteres biodegradables (PLA, PHA, PCL ...)" . biodeg.net . Archivado del original el 2 de mayo de 2012. Recuperado el 11 de julio de 2012 .
- ↑ Rolando Barbucci (31 de octubre de 2002). Ciencia integrada de biomateriales . Springer. pág. 144. ISBN 978-0-306-46678-6Consultado el 10 de julio de 2012 .
- ↑ David Kaplan (7 de julio de 1998). Biopolímeros a partir de recursos renovables . Springer. pág. 21. ISBN 978-3-540-63567-3Consultado el 10 de julio de 2012 .
- ↑ Luzier, William D. (1992). "Materiales derivados de biomasa/materiales biodegradables" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 89 (3): 839– 842. Bibcode : 1992PNAS...89..839L . doi : 10.1073 / pnas.89.3.839 . ISSN 0027-8424 . PMC 48337. PMID 1736301 .
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