МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н.В.ПАРАХИНА» ФАКУЛЬТЕТ БИОТЕХНОЛОГИИ И ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ КАФЕДРА БИОТЕХНОЛОГИИ Допустить к защите «____» ___________ 2023 г. ___________/ Костромичева Е.В./ КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине: «Биотехнология биополимеров» на тему: «Биополимер полимолочная кислота: свойства, применение, получение». Курсовая работа защищена с оценкой _________________ Автор работы Васютина А.А. 2012046 Направление подготовки 19.03.01 – Биотехнология Руководитель курсовой работы к.б. н., доцент Костромичева Е.В. Члены комиссии ________________ ________________ ________________ Регистрация «____» ___________2023 год Лаборант _________________________ Орел 2023 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.В. ПАРАХИНА» ФАКУЛЬТЕТ БИОТЕХНОЛОГИИ И ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ КАФЕДРА БИОТЕХНОЛОГИИ АННОТАЦИЯ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ Обучающийся Васютина А.А. Факультет Биотехнологии и ветеринарной медицины Кафедра Биотехнологии Группа БИО-301 Направление 19.03.01 – Биотехнология Руководитель к.б.н., доцент Костромичева Е.В. Дисциплина Биотехнология биополимеров Тема курсовой работы- «Биополимер полимолочная кислота: свойства, применение, получение». Автор: Васютина А.А., руководитель: к.б.н., доцент Костромичева Е.В. Курсовая работа включает: 23 страницы, 1 таблицу, 5 рисунков, 14 использованных литературных источников. Во время написания курсовой работы: изучены основные характеристики полимолочной кислоты; свойства полимолочной кислоты, области её применения, описаны основные сырье и материалы для получения полимолочной кислоты; описаны технологические процессы получения полимолочной кислоты. 2 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.В. ПАРАХИНА» ФАКУЛЬТЕТ БИОТЕХНОЛОГИИ И ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ КАФЕДРА БИОТЕХНОЛОГИИ ГРАФИК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ Обучающийся Васютина А.А. Факультет Биотехнологии и ветеринарной медицины Кафедра Биотехнологии Группа БИО-301 Направление 19.03.01 – Биотехнология Руководитель к.б.н., доцент Костромичева Е.В. Дисциплина Биотехнология биополимеров Наименование темы: «Биополимер полимолочная применение, получение» № п/п Наименование этапа 1 Поиск и анализ патентных источников. Выполнение основных частей Анализ результатов работы. Оформление пояснительной записки Подготовка к защите Защита курсовой работы 2 3 4 5 Дата завершения кислота: свойства, Оценка и подпись руководителя 1.03.2023 15.04.2023. 26.04.2023. 28.04.2023. 5.05.2023. Руководитель ________________________________________________________ ФИО подпись Обучающийся _______________________________________________________ ФИО подпись 1.02.2023 3 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.В. ПАРАХИНА» ФАКУЛЬТЕТ БИОТЕХНОЛОГИИ И ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ КАФЕДРА БИОТЕХНОЛОГИИ ОТЗЫВ РУКОВОДИТЕЛЯ о выполнении курсовой работы Обучающийся Васютина А.А. Факультет Биотехнологии и ветеринарной медицины Кафедра Биотехнологии Группа БИО-301 Направление 19.03.01 – «Биотехнология» Руководитель к.б.н., доцент Костромичева Е.В. Дисциплина Биотехнология биополимеров Наименование темы «Биополимер полимолочная кислота: свойства, применение, получение» ОЦЕНКА КУРСОВОЙ РАБОТЫ № п/п Показатели 3 1 2 3 4 5 6 7 8 Оценка 4 5 Способность к работе с патентными источниками, справочной литературой и Интернет-источниками и т.п. Способность к анализу и обобщение информационного материала Владение базовыми знаниями в профессиональной области Владение навыками решения технических задач Способность применять знания на практике Владение навыками использования современных пакетов компьютерных программ Качество оформления пояснительной записки (общий уровень грамотности, стиль изложения, корректность цитирования и т.п.) Владение навыками публичного выступления и межперсональной коммуникации Итоговая оценка Отмеченные достоинства _______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ Отмеченные недостатки ________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ Руководитель _________________________________________________________________________________ ФИО подпись ____ ______________ 2023 4 МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.В. ПАРАХИНА» ФАКУЛЬТЕТ БИОТЕХНОЛОГИИ И ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ КАФЕДРА БИОТЕХНОЛОГИИ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ Обучающийся Васютина А.А. Факультет Биотехнологии и ветеринарной медицины Кафедра Биотехнологии Группа БИО-301 Направление 19.03.01 – Биотехнология Руководитель к.б.н., доцент Костромичева Е.В. Дисциплина «Биотехнология биополимеров» Наименование темы: «Биополимер полимолочная применение, получение» кислота: свойства, 1. Изучить характеристику полимолочной кислоты; 2. Изучить свойства полимолочной кислоты; 3. Описать технологический процесс получения полимолочной кислоты; 4. Описать основные способы применения полимолочной кислоты; Руководитель _______________________________________________________ ФИО подпись Обучающийся _______________________________________________________ ФИО подпись 1.02.2023 5 Содержание Введение. ..................................................................................................................................................... 7 1. Общая характеристика полимолочной кислоты. ....................................................................... 9 2. Свойства полимолочной кислоты. ..............................................................................................11 3. Технология получения полимолочной кислоты. ......................................................................13 4. Применение. .....................................................................................................................................17 Заключение...............................................................................................................................................22 Список использованной литературы. .................................................................................................23 6 Введение. Прогресс и оптимизация высокополимерных материалов играют важную роль в промышленном производстве, особенно в области электроники, химии и медицины. С момента синтеза искусственных пластиков в начале 20 века пластические полимерные материалы использовались в различных областях и подвергались значительному развитию. Сначала предпочтение отдавалось химическим полимерам, производимым в нефтяной промышленности, из-за их низкой стоимости, простоты производства, отличных механических свойств. Их быстрая добыча оказала негативное влияние на ресурсы, экономику, окружающую среду и безопасность: 1. Использование ресурсов нефти и газа привело к росту цен на нефть и природный газ. 2. Прогресс глобального потепления окружающей среды. 3. Использование неперерабатываемых материалов. 4. Возникновение перекрестного загрязнения. Риск токсичности возникает из-за неспособности потребителей усваивать свои мономеры. Другими словами, в естественной среде пластику нелегко самопроизвольно полностью разлагаться, особенно в условиях крупномасштабного использования пластиковых пленок и упаковки, которые создают большое количество отходов и вызывают серьезное загрязнение и загрязнение окружающей среды. При разрушении окружающей среды из-за развития промышленности угроза здоровью человека огромна, и на борьбу с ней ежегодно тратятся миллионы долларов. Поэтому исследования и разработки в области возобновляемых, биоразлагаемых пластиков привлекают все большее внимание исследователей[4]. Биополимеры - класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, лигнин. Биополимеры состоят из схожих звеньев 7 мономеров. Мономеры белков - аминокислоты, нуклеиновых кислот нуклеотиды, в полисахаридах - моносахариды. Биополимеры отличаются от (полное остальных название пластиков - биоразлагаемые возможностью полимеры) разложения на микроорганизмы путем химического или физического воздействия. Именно это свойство новых материалов позволяет решать проблему отходов. В настоящее время разработка биополимеров ведется по трем основным направлениям: производство биоразлагаемых полиэфиров на основе гидроксикарбиновых кислот, придание биоразлагаемости промышленным полимерам, производство пластических масс на основе воспроизводимых природных компонентов. Полимолочная кислота (PLA) представляет собой производное молочной кислоты (LA), получаемое из возобновляемых ресурсов, таких как пшеница, солома, кукуруза и сорго, и оно полностью биоразлагаемо. Данная кислота безвредна для окружающей среды и может разлагаться микробами на воду и углекислый газ. Учитывая проблему глобального загрязнения, этот полимер считается наиболее многообещающим биоразлагаемым полимерным материалом на рынке. Хотя LA, мономер PLA, может быть легко получен в природе, его традиционно получают путем ферментации сахаров и превращения в мономеры после гидролиза. 8 1. Общая характеристика полимолочной кислоты. Полимолочная кислота, или полилактид (poly-L-lactic acid) - гидрофобный, биодеградирующий полимер, полученный из молочной кислоты. Молочная кислота самостоятельно вырабатывается нашим организмом и обладает массой ценных свойств, из-за чего широко используется в косметологии. Полимолочную кислоту добывают в виде кристаллов PLA и относят к семейству фруктовых кислот (рис.1). Рис. 1 В 1966 г. Kulkarni R. K. с соавторами опубликовал доклад о биосовметимости полимолочной кислоты (PLA, ПМК) у животных. Полимер в виде порошка был имплантирован подкожно морским свинкам и крысам. В обоих случаях тканевой ответ и деградация полимеров изучались на протяжении двух месяцев. Было обнаружено, что полимер нетоксичен, не вызывает тканевой реакции и медленно резорбируется. Исследование Kulkarni R. K. способствовало появлению второго коммерческого биодеградируемого шовного материала Vicryl созданного из сополимера гликолевой и молочной кислот в 1974 году. Необходимость такого рода шовного материала лишь отчасти инициировало исследование в области биодеградируемых материалов. 9 Помимо этого, имелись намерения использовать данный вид материала при лечении переломов, так как во многих случаях костные отломки нуждается только во временной поддержке фиксатором, до тех пор, пока не наступит их сращение [8]. Полимолочная кислота обладает более медленной деградацией, и половину своей прочности утрачивает только через 12 недель. Первые клинические испытания фиксаторов из полимолочной кислоты были представлены в порядке 14 серий, продолжавшихся с 1990 по 1996 год. По результатам были отмечены разнообразные побочные реакции, которые протекали более мягко и ранжировались, начиная от отсутствия какой-либо реакции, до отека в 47 % случаев. Изначально полимолочная кислота применялась в медицине как основной компонент рассасывающихся шовных материалов. В последствие это ее качество решили использовать в эстетической медицине. 10 2. Свойства полимолочной кислоты. Полимолочная кислота, или полилактид (иногда называется полимером молочной кислоты, ПМК), является универсальным, коммерчески выпускаемым биоразлагаемым термопластичным материалом, получаемым на основе молочной кислоты. Полилактид обладает хорошим сочетанием свойств, поэтому может использоваться в качестве замены стандартных термопластов, получаемых на основе нефти [9]. Этот материал является одним из наиболее перспективных биополимеров, используемых в настоящее время в промышленности. Полимолочная кислота может применяться в различных сферах, таких как производство медицинской продукции, упаковки, автокомпонентов и т.д. По сравнению с другими биополимерами полимолочная кислота обладает рядом преимуществ, таких как: 1. является экологичность: материал получается из возобновляемых ресурсов, биоразлагаемым, может подвергаться рециклингу и компостированию. 2. биосовместимость: материал является нетоксичным. 3. перерабатываемость: материал перерабатываемостью и характеризуется термостойкостью по лучшей сравнению с поли (гидроксилалканоатом) (ПГА), полиэтиленгликолем (ПЭГ) и поли (γкапролактоном) (ПКЛ). Полимолочная кислота (ПМК) является биоразлагаемым полимером, так как способна разлагаться и анаэробными и аэробными бактериями. Анаэробное разложение идёт быстрее. Скорость процесса разложения тем больше, чем больше температура. Полимер так же способен к деструкции при выдерживании в водной среде. Полный гидролиз образца полимера протекает в течение 40-50 лет [7]. При соответствующей пластификации ПМК становится пластичной и может заменить полиэтилен, полипропилен и др. Она относительно хрупкая, 11 но обладает значительной прочностью. Термообработка полимера с последующим быстрым охлаждением позволяет получить продукт с низкой кристалличностью. Ориентация волокна, полученного из ПМК, приводит к кристаллизации. Хорошими пластификаторами для ПМК является монолаурат полиэтиленгликоля, полиэтиленгликоль, олигомолочная кислота, цитраты. Для снижения хрупкости могут изготавливаться сополимеры и композиты на основе ПМК (например, сополимер с гликолевой кислотой, гликолевой кислотой и лизином и т. д.). Физические свойства ПМК представлены в таблице 1: Таблица 1 – Физические характеристики полимолочной кислоты Показатель Значение Температура плавления 173-178°C Прочность на изгиб 55,3 Мпа Прочность на разрыв 57,8 Мпа Модуль упругости при растяжении 3,3 Гпа Модуль упругости при изгибе 2,3 Гпа Температура стеклования 60-65°C Плотность 1,23-1,25 г/см 12 3. Технология получения полимолочной кислоты. Теоретически существуют два пути получения ПЛА: поликонденсация молочной кислоты (в этом случае продукт также называется полимолочной кислотой (ПМК)) и полимеризация циклических эфиров молочной кислоты лактидов - с раскрытием цикла (рис. 2). Рис. 2 Однако реакцией поликонденсации молочной кислоты не может быть получен полимер с высокой молекулярной массой ввиду ее обратимости. Для смещения равновесия и получения высокомолекулярного продукта (Mw 105) необходима отгонка образующейся в процессе воды или ее химическое связывание, что сложно из-за высокой вязкости реакционной смеси. Поэтому на практике получившуюся низкомолекулярную ПМК деполимеризуют до лактида, который затем полимеризуют при высокой температуре в присутствии катализатора. 13 Нужно отметить, что молочная кислота проявляет оптическую активность, то есть существует в виде двух L- и D- стереоизомеров, являющихся зеркальным отображением друг друга(рис.3). Молочная кислота имеет плотность 1,24915°С г/см3, ТПЛ = 18 °С, растворима в воде, этиловом спирте. Лактид также существует в виде оптически активных стереоизомеров - L-лактида и D-лактида и оптически неактивный форм - мезо-лактида и рацемической смеси L- и Dлактидов DLлактида. Это учитывают при проведении синтеза, так как свойства полимеров, полученных из разных стереоизомеров и их смесей, будут сильно различаться и это открывает возможности для направленного регулирования свойств ПЛА [10]. Наиболее доступный L-лактид представляет собой кристаллическое вещество белого цвета, хорошо растворим в органических растворителях, гидролизуется водой до молочной кислоты, имеет ТПЛ = 96 °С. Полилактид впервые был получен 1954 году в ФРГ. Способ получения был запатентован компанией DuPont в том же году. 14 В настоящее время процесс промышленного синтеза высокомолекулярного полилактида из углеводсодержащего сырья состоит из нескольких стадий (рис.4). Рис.4 Вначале исходное сырье (крахмал, сахар, зерно, кукуруза, картофель, сахарная свекла) подвергают ферментативному разложению, основным продуктом которого является L (+) или D (─) - молочная кислота, что определяется применяемым ферментом. Большинство природных ферментов образуют L-изомер. После очистки молочной кислоты и последующей олигомеризации при нагревании с отгонкой воды образуются олигомеры молочной кислоты[3]. Данные олигомеры под действием органических соединений олова в вакууме при нагревании (200 °С) циклизуются с образованием циклических димеров молочной кислоты - лактидов. На стадии олигомеризации и циклизации происходит частичная рацемизация молочной кислоты, когда из одного изомера образуется изомер противоположной 15 конфигурации. Это приводит к получению, например, из L-молочной кислоты, не только L-лактида, но и мезо-лактида и D-лактида. Многократная перекристаллизация или дистилляция позволяет отделить примеси и отделить изомеры лактида и получить нужный изомер с чистотой 99,9 %. Последняя стадия получения полилактида из лактида - полимеризация с раскрытием цикла. Процесс протекает в присутствии катализаторов. Наиболее широко применяют оловоорганические соединения: октаноат олова, соль двухвалентного олова и 2-этилгексильной кислоты. Октаноат олова разрешен для применения в пищевой промышленности и для биомедицинских целей. Однако олово принадлежит к семейству тяжелых металлов, которые, попадая в живой организм и обладая высокой каталитической активностью, способны генерировать в нем патологические изменения на клеточном уровне. В связи с этим в последние годы изучают катализаторы, содержащие относительно легкие элементы, Альтернативный такие способ как алюминий, синтеза титан, магний, высокомолекулярного кальций. продукта - азеотропная поликонденсация молочной кислоты под действием катализатора при перемешивании в высококипящем апротонном растворителе. Технологически процесс наработки мономера для ПЛА не столь сложен и затратен, как в случае с другими распространенными биоразлагаемыми полимерами, получаемыми также с помощью биотехнологических процессов - полигидроксиалканоатами (ПГА). В отличие от процесса синтеза ПГА молочнокислое брожение — относительно простой процесс, не требующий наличия живой клетки. Поэтому ПЛА пока является самым дешевым биопластиком из группы 4 ($2,2-4,5 за кг). Однако конкурировать по издержкам с обычными нефтехимическими полимерами ПЛА пока может лишь в отдельных регионах мира (например, США или Бразилия), где стоимость сахаросодержащего сырья ниже за счет индустрии биоэтанола. В перспективе - переход на так называемые технологии второго поколения (по аналогии с производством биоэтанола), которые давали бы возможность за счет ферментативных/бактериальных подходов вовлекать в получение 16 глюкозы более дешевое исходное сырье, содержащее не крахмал, а целлюлозу. Это позволит перейти на использование, например, сена, ботвы, отходов зернообработки, древесины. 4. Существует огромное Применение. количество применений полимолочной кислоты. Некоторые из наиболее распространенных применений включают использование её в изготовлении пластиковых пленок, бутылок и биоразлагаемых медицинских устройств (например, винты, штифты, стержни и пластины, которые, как ожидается, будут биоразлагаться в течение 6-12 месяцев) Этот полимер используется в имплантатах для человеческого тела, и существует большое количество исследований по его использованию в биологических тканях, а также для трехмерной (3D) печати для самых разнообразных приложений. Полимолочная кислота является органическим соединением и состоит из молекул молочной кислоты. Она биологически совместима с организмом человека, не вызывает аллергии и не накапливается в тканях. Длительный период в медицине полимолочную кислоту применяют для производства шовного материала, используемого при хирургических операциях, ортопедических фиксирующих устройств и т. п. В настоящее время эффект от введения препаратов на основе полимолочной кислоты с успехом используется в том числе в косметологии и эстетической медицине [2]. ПМК стала широко применяться в косметологии для контурной пластики, заполнения атрофических шрамов, пластики губ, заполнение морщин, складок. Этот материал не обладает антигенными свойствами, биосовместим с тканями человеческого организма, поэтому не провоцирует аутоиммунные, аллергические реакции. В пластической хирургии широко используются материалы из полимолочной кислоты для таких процедур, как биоармирование, тредлифтинг. Основа такого метода заключается в способности тканей 17 организма устранять, ограждать инородное вещество формированием соединительной ткани. Полимолочная нить представляет собой тончайшую леску, на которой присутствуют мелкие, частые насечки, помогающие креплению материала внутри тканей. Биодеградируемые материалы дают хороший эффект, но не такой, как от нерастворимых нитей. Из-за отсутствия жесткого крепления такие нити располагают близко к поверхности дермы. Результат сохраняется в течение 1 – 2 года. Уникальная способность полимолочной кислоты – активация выработки гиалуроновой кислоты. Именно этот аспект определил ее применение – использование в омолаживающих процедурах. Введение препарата на основе полимолочной кислоты в дерму вызывает активацию фибробластов, они провоцируют выработку коллагена, эластина и гиалуроновой кислоты. В коже активизируются все обменные процессы, способствующие улучшению ее качества. Полимолочную кислоту используют в препаратах для контурной пластики (филлерах) и в нитевой имплантации, для восполнения объемов, улучшения контуров лица, устранения темных кругов под глазами, носослезных борозд, носогубных складок, провисания кожи. Этот полимер является эффективным компонентом для улучшения качества кожи и омоложения внешности. PLA используется в большом количестве потребительских товаров, таких как одноразовая посуда , столовые приборы , корпуса для кухонной техники и электроники, такой как ноутбуки и портативные устройства, а также подносы для микроволновых печей. (Однако PLA не подходит для контейнеров, пригодных для использования в микроволновой печи из-за его низкой температуры стеклования.) Он используется для компостных мешков, упаковки пищевых продуктов и упаковочного материала с сыпучим наполнением, который отливается, отливается литьем под давлением или центрифугируется. В виде пленки она дает усадку при нагревании, что 18 позволяет использовать ее в термоусадочных туннелях . В виде волокон он используется для мононити лески и сетки. В виде нетканых материалов он используется для обивки , одноразовой одежды,навесы , средства женской гигиены и подгузники . PLA находит применение в конструкционных пластмассах, где стереокомплекс смешан с каучукообразным полимером, таким как АБС . Такие смеси обладают хорошей стабильностью формы и визуальной прозрачностью, что делает их полезными в упаковочных приложениях низкого уровня. PLA используется для автомобильных деталей, таких как коврики, панели и покрытия. Его термостойкость и долговечность уступают широко используемому полипропилену (ПП), но его свойства улучшаются с помощью таких средств, как блокирование концевых групп для уменьшения гидролиза. Поскольку это один из наиболее биоразлагаемых и нетоксичных полимеров, его производители предложили заменить на этот материал все пластики на основе нефти, которые в настоящее время используются в тысячах приложений(рис.5). Рис. 5 19 Кроме того, по словам производителей, поскольку полимер поступает из возобновляемых источников, производство и использование PLA - это способ уменьшить количество CO2 который образуется при производстве пластмасс в нефтехимической промышленности. 5. Утилизация полимолочной кислоты. В настоящее время производство синтетических пластмасс в мире достигло 150 млн. т в год и продолжает расти. Полимерные продукты играют большую роль в промышленности и жизни человека. После использования полимерные промышленные и бытовые отходы попадают в мусорные отвалы. Как быть и что делать с пластмассовым мусором становится глобальной экологической проблемой, от решения которой в значительной степени зависит экологическая ситуация в мире[13]. Для очистки окружающей среды от пластмассовых отходов и снижения антропогенной нагрузки на человека и окружающую среду активно реализуются два основных подхода: 1. захоронение (хранение отходов на свалках); 2. утилизация. Наиболее щадящим способом является утилизация полимерных отходов. Повторная переработка в некоторой степени решает проблему загрязнения окружающей среды полимерными продуктами. Однако сбор и сортировка полимерных отходов, прежде всего упаковочной тары, приводит к удорожанию получаемых мосле переработки изделий. Кроме того, качество рециклизованного полимера оказывается существенно ниже, чем первичного продукта. Сжигание и пиролиз, даже при применении методов дожигания и утилизации тепла отходящих газов, также кардинально не улучшают экологическую обстановку. 20 По мнению специалистов, радикальным решением проблемы «полимерного мусора» является создание и освоение широкой гаммы полимеров, способных при соответствующих условиях биодеградировать на безвредные компоненты. Именно биоразлагаемость высокомолекулярных соединений и будет тем приоритетным направлением, которое позволяет исключить значительное число проблем загрязнения окружающей среды, возникающих при использовании бытовых товаров, а во многих случаях и продукции технического назначения из синтетических полимеров [14]. В настоящее ориентирована время на мировая использование промышленность и в переработку основном практически невозобновляемого углеводородного и каменноугольного сырья. Возможно, эти виды ресурсов будут исчерпаны уже в следующем столетии. Именно поэтому в ряде развитых стран мира проводятся широкие научно-технические исследования по применению растительного возобновляемого сырья для разработки новых видов полимерных материалов. Эти полимеры привлекательны не только с точки зрения используемого для их получения сырья, но и имеющихся у них преимуществ в области утилизации отходов. Бурное развитие производства таких материалов, первоначально предназначавшихся исключительно для медицинских изделий, позволило разработать подходы к решению глобальной проблемы утилизации твердых полимерных отходов. К сожалению, в России пока не уделяется должного внимания разработкам такого типа. 21 Заключение. Поскольку полимерная упаковка является удобной, дешевой, эстетичной, то ожидать ее полной замены на бумажную, стеклянную, тканевую или из других безвредных материалов бесперспективно. В связи с этим актуальна и необходима разработка промышленных процессов получения новых высокомолекулярных соединений, которые сохраняли бы все физико-механические и эксплуатационные свойства выпускаемых в настоящее время многотоннажных пластиков, но вместе с тем были бы способны к биоразложению в условиях окружающей среды в течение непродолжительного промежутка времени. Несмотря на то, что в настоящее время доля биоразлагаемых пластиков на рынке чрезвычайно мала, потенциал этого рынка огромен. Дальнейшее ужесточение экологических требований может помочь биоразлагаемым пластмассам успешно конкурировать с обычными пластмассами, заменяя их. В настоящее время самая «массовая» сфера применения биоразлагаемых пластиков - тара и упаковка для пищевых продуктов. Однако уже известны примеры применения биопластиков в отраслях IT технологий, автомобилестроения, игрушек и т. д. Кроме того, вся Европа использует биоразлагаемые мешки для биологических отходов, многие страны применяют и биоразлагаемую мульчу (с/х пленка). Полимолочная кислота - полиэфир на основе молочной кислоты соответствует этим требованиям, обладая высокими потребительскими свойствами и способностью к биоразложению под (воздействием влаги, света и соответствующих микроорганизмов[11]. Еще одно достоинство полимолочной кислоты, как альтернативы традиционным полимерам, заключается в том, что исходным сырьем для ее получения служат возобновляемые растительные продукты, главным образом глюкоза, что создает дополнительный стимул для развития производства зерна. 22 Список использованной литературы. 1. Сироткин А.С. Биополимеры и перспективные материалы на их основе. / А.С. Сироткин, Ю. В. Лисюкова. – Казань : КНИТУ, 2017. – 116 с. 2. Хохлов, А.Р. Методы компьютерного моделирования для исследования полимеров и биополимеров / А.Р. Хохлов. - Москва: СПб. [и др.] : Питер, 2009. - 881 c. 3. А.В. Яркова, В.Т. Новиков, А.А. Шкарин, Ю.Е. Похарукова Синтез лактида для производства биоразлагаемых полимеров// Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 2014 c.66-68. 4. Буркеев М.Ж., Тажбаев Е.М., Жаппар Н.К. и др. Полимолочная кислота - как полимерный носитель противотуберкулезного препарата «Изониазид» //Издательство КарГУ им Е.А. Букетова. 2012. С. 73; 5. Могильная Морфогистохимическая Г.М., Фомичева характеристика Е.В., импланта Блатт из Ю.Е. полимолочной кислоты. Кубанский научный медицинский вестник. 2018;25(6):114-118. 6. А.Л. Новокшанова. Биохимия для технологов. Учебник и практикум. – М.: Юрайт, 2016. – 510 с. 7. В.В. Киреев. Высокомолекулярные соединения. Учебник. – М.: Юрайт, 2015. – 602 с. 8. Ю.А. Лейкин. Физико-химические основы синтеза полимерных сорбентов. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011. – 416 с. 9. А.А. Стрепихеев, В.А. Деревицкая. Основы химии высокомолекулярных соединений. – М.: Химия, 2009. – 436 с. 10. В.П. Мардыкин. Синтез полимеров. – М.: Издательство БГУ им. В. И. Ленина, 2012. – 214 с. 11. Д.Браун, Г.Шердрон, В.Керн. Практическое руководство по синтезу и исследованию свойств полимеров. – М.: Химия, 2016. – 256 с. 12. Ю.Д. Семчиков, С.Ф. Жильцов, С.Д. Зайцев. Введение в химию полимеров. – СПб.: Лань, 2012. – 224 с. 23 13. Ю.Д. Семчиков. Высокомолекулярные соединения. – М.: Академия, 2010. – 368 с. 14. Практикум по химии и физике полимеров. – М.: Химия, 2010. – 304 с. 24
