KOMPOZYTY I MATERIAŁY WŁÓKNISTE
KONFERENCJA DEDYKOWANA JEST PRZEDSTAWICIELOM ŚRODOWISKA PRZEMYSŁOWEGO
I NAUKOWEGO ZAINTERESOWANYM TEMATYKĄ OTRZYMYWANIA I BADANIA WŁAŚCIWOŚCI BIODEGRADOWALNYCH POLIMERÓW I KOMPOZYTÓW.
KONFERENCJA ODBĘDZIE SIĘ W CENTRUM BIZNESOWYM „SYNERGIA”, ŁÓDŹ, ul. WÓLCZAŃSKA 128/134. BLIŻSZA INFORMACJA NA TEMAT KONFERENCJI ORAZ FORMULARZ REJESTRACYJNY
SĄ DOSTĘPNE NA STRONIE WWW.BIOMASAPOIG.PL/KONFERENCJA
Celem projektu o akronimie BIOMASA jest utylizacja wybranych rodzajów biomasy roślinnej oraz niektórych odpadów przemysłu włókienniczego prowadząca do ich przekształcenia w biodegradowalne włókniste materiały polimerowe. Ta transformacja odbywa się metodami biotechnologicznymi, wykorzystującymi procesy fizykochemiczne, enzymatyczne oraz mikrobiologiczne.
Produktami pośrednimi do wytwarzania biodegradowalnych materiałów włóknistych oraz innego rodzaju kompozytów polimerowych są: nanowłókna celulozowe, taktyczny kwas polimlekowy (polilaktyd) oraz ko-poliestry alifatyczno-aromatyczne.
Do otrzymywania nanowłókien celulozowych wykorzystywane są różnego rodzaju słomy zbóż i innych roślin uprawnych, trawy, innego rodzaju biomasa roślinna, jak również odpady przemysłu włókienniczego (bawełna, len). Włókniste materiały i kompozyty otrzymane z użyciem nanowłókien celulozowych są dalej wykorzystywane do wytwarzania nowych funkcjonalnych włókien i włóknin do zastosowań sanitarnych oraz technicznych.
W przypadku syntezy taktycznego polilaktydu optymalnym źródłem biomasy są ziemniaki, ziarna zbóż oraz wytłoki buraczane, które po scukrzeniu są przetwarzane metodą fermentacyjną do kwasu L-mlekowego. Taktyczny polilaktyd jest używany m.in. do otrzymywania biodegradowalnych włókien oraz innych materiałów i kompozytów polimerowych.
Nowe biodegradowalne ko-poliestry alifatyczno-aromatyczne powstają z kolei przez przetworzenie różnego rodzaju biomasy roślin oleistych poprzez ich transestryfikację i chemiczną dimeryzację, a następnie ko-polimeryzację. Są one stosowane w projekcie do wytwarzania biodegradowalnych polimerów włóknistych i kompozytów. W ramach projektu badane są również procesy starzenia i kontrolowanej biodegradacji wytworzonych materiałów, warunki ich recyklingu oraz możliwości zastosowania produktów biodegradacji w rolnictwie.
Projekt jest realizowany przez dziewięć polskich zespołów naukowych z Politechniką Łódzką jako liderem. Koordynatorem projektu jest prof. Andrzej Okruszek z Instytutu Biochemii Technicznej Politechniki Łódzkiej.
Konsorcjum naukowe projektu BIOMASA
Politechnika Łódzka:
• Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności - Instytut Biochemii Technicznej (IBT) oraz Instytut
• Technologii Fermentacji i Mikrobiologii (ITFM)
• Wydział Chemiczny - Instytut Technologii Polimerów i Barwników (ITPB)
• Wydział Technologii Materiałowych i Wzornictwa Tekstyliów - Katedra Materiałoznawstwa,
• Towaroznawstwa i Metrologii Włókienniczej (KMTMW)
Pozostałe jednostki:
• Instytut Biopolimerów i Włókien Chemicznych w Łodzi (IBWCh)
• Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN w Łodzi (CBMM PAN)
• Instytut Chemii Polimerów (IChP) oraz Instytut Fizyki Polimerów (IFP)
• Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie (UR)
• Główny Instytut Górnictwa w Katowicach (GIG)
Przygotowaniem biomasy roślinnej do realizacji celów projektu zajmował się zespół z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie (prof. Andrzej Lepiarczyk). Wybrana biomasa została przekazana do współpracujących łódzkich zespołów naukowych.
Instytut Biopolimerów i Włókien Chemicznych (IBWCh) zajął się otrzymywaniem włókien nanocelulozowych (dr hab. Danuta Ciechańska) z wykorzystaniem zintegrowanych procedur fizykochemicznych oraz enzymatycznych. Podstawowe preparaty multienzymowe do tych celów otrzymywane są w zespole prof. Tadeusza Antczaka z Wydziału Biotechnologii i Nauk o Żywności PŁ. Otrzymane włókna nanocelulozowe służą jako napełniacze do wytwarzania biodegradowalnych polimerów włóknistych w ramach badań prowadzonych w IBWCh, Głównym Instytucie Górnictwa (dr. Henryk Rydarowski) oraz na Wydziale Chemicznym PŁ. Wytworzone w IBWCh oraz w GIG nowe polimery włókniste powstałe na bazie polietylenu oraz polilaktydu, napełnianych włóknami nanocelulozowymi, testowane są na Uniwersytecie Rolniczym w Krakowie pod względem ich przydatności do celów agrotechnicznych, a także jako surowce do wytwarzania kompostu.
W kierowanym przez prof. Mariana Zaborskiego zespole z Wydziału Chemicznego PŁ prowadzone są prace nad otrzymywaniem nowych biodegradowalnych kompozytów elastomerowych, w których także stosuje się jako napełniacze m.in. włókna nanocelulozowe. Jednym z istotnych kierunków badań zespołu z WCh jest otrzymywanie kompozytów o właściwościach biobójczych oraz badanie procesów starzenia modyfikowanych elastomerów. Badania fizykochemiczne otrzymywanych polimerów prowadzone są w zespole kierowanym przez prof. Izabellę Krucińską z Wydziału Technologii Materiałowych i Wzornictwa Tekstyliów.
Ważnym elementem projektu jest otrzymywanie modyfikowanych polimerów włóknistych w oparciu o ko-poliestry alifatyczno-aromatyczne wytwarzane z dodatkiem dimerycznych estrów zawierających reszty kwasów tłuszczowych. Punktem wyjścia do tych badań jest biomasa roślin oleistych, która w zespole prof. Tadeusza Antczaka jest poddawana enzymatycznej transestryfikacji 2-metylobutanolem. Zespól naukowców IBWCh poddaje otrzymane estry dimeryzacji a następnie ko-polimeryzacji z pozostałymi składnikami. Otrzymane modyfikowane kopolimery włókniste stanowią bazę do wytwarzania różnego rodzaju funkcjonalnych włókien i włóknin, takich jak geotekstylia i agrotekstylia (IBWCh), materiały dźwiękochłonne oraz sanitarne, a także wkłady filtracyjne i odzieżowe (Wydział TMiWT PŁ).
W innym nurcie projektu, biomasa roślinna poddawana jest enzymatycznemu scukrzaniu a następnie fermentacji mlekowej, z użyciem bakterii wyselekcjonowanych w ramach projektu, prowadzącej do kwasu L-mlekowego (Wydział BiNoŻ PŁ, dr hab. Piotr Walczak). Kwas ten przetwarzany jest w L,L-laktyd (IBWCh), który jest następnie poddawany chemicznej polimeryzacji do taktycznego polilaktydu (Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN w Łodzi, prof. Tadeusz Biela). Badania innego zespołu z CBMM PAN, kierowanego przez prof. Andrzeja Gałęskiego zmierzają do otrzymania nowych kompozytów polimerowych na bazie polilaktydu, które moga być stosowane np. do celów opakowaniowych.
W tak krótkim opracowaniu nie sposób wymienić nawet najważniejszych osiągnięć projektu, który będzie realizowany jeszcze przez okres 10 miesięcy. Jako wymierne wskaźniki dotychczasowych prac należy wymienić 13 zgłoszeń patentowych oraz 38 publikacji naukowych. W wyniku realizacji projektu powstało dotąd 5 prac doktorskich, 27 magisterskich oraz 40 inżynierskich. Ważnym wyróżnieniem realizatorów projektu jest zdobycie przez połączony zespół z Wydziału TMiWT PŁ oraz IBWCh złotego medalu na Międzynarodowej Wystawie Wynalazków, Innowacyjności i Technologii ITEX 2013 w Kuala Lumpur.
W ramach konsorcjum naukowego Politechniki Łódzkiej w projekcie biorą udział:
Pozostali partnerzy Projektu:
Projekt BIOMASA jest realizowany w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka (POIG) w okresie od stycznia 2010 do kwietnia 2015 r. Projekt jest finansowany w 85% z funduszy strukturalnych Unii Europejskiej (EFRR) a jego całkowity budżet to ponad 31 milionów złotych. Opracowanie w ramach projektu nowych metod otrzymywania włóknistych materiałów polimerowych będzie miało pozytywny wpływ na rozwój ekonomii opartej na wiedzy jak również zwiększy innowacyjność powiązanych obszarów badań i produkcji przemysłowej. Głównymi odbiorcami opracowanych metod będą producenci włókien i włóknin z materiałów termoplastycznych, materiałów sanitarnych i filtracyjnych, geotekstyliów i agrotekstyliów, jak również materiałów opakowaniowych.
Andrzej Okruszek
Politechnika Łódzka
Instytut Biochemii Technicznej
Ul. Stefanowskiego 4/10, 90-924 Łódź
tel.: (42) 631-34-45
e-mail: andrzej.okruszek@p.lodz.pl
KOMENTARZE