08 Μαρ 2007

ΠΡΑΣΙΝΗ ΧΗΜΕΙΑ, ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ: Η ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΝΟΣ ΠΡΑΣΙΝΟΥ ΒΙΟΑΠΟΙΚΟΔΟΜΗΣΙΜΟΥ ΠΟΛΥΜΕΡΟΥΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΗΝ ΓΕΩΡΓΙΑ

2ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Πράσινης Χημείας, 2007, ΑΡΘΡΑ Σχόλια κλειστά

Απόστολος Ι. Μαρούλης, Κωνσταντίνα Π. Χατζηαντωνίου, Λεμονιά Δ. Αντώνογλου και Αναστασία Π. Ζαρκάδα

Τμήμα Χημείας, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης

2ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Πράσινης Χημείας, 2007

 

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Στην παρούσα εργασία περιγράφεται η σύνθεση ενός βιοαποικοδομησίμου πολυμερούς το οποίο βρίσκει εφαρμογή στην ελεγχόμενη απελευθέρωση ενεργών συστατικών.

Είναι ευρέως γνωστόν ότι τα αγροχημικά, όπως π.χ. τα λιπάσματα που χρησιμοποιούνται στη γεωργία, επιβαρύνουν το περιβάλλον και ιδιαίτερα τα υπόγεια νερά. Μια καλή λύση είναι η συγκράτηση ή η ενθυλάκωση του λιπάσματος σε ένα βιοαποικοδομήσιμο πολυμερές υλικό το οποίο θα επιτρέπει τη σταδιακή απελευθέρωση των ενεργών συστατικών του. Με αυτό τον τρόπο αυξάνεται η αποτελεσματικότητα των λιπασμάτων, εφόσον έτσι γίνεται καλύτερη και μεγαλύτερη απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών από τα φυτά και αποφεύγεται η υπολειμματική δράση στο έδαφος.

Η πολυκαπρολακτόνη (Polycaprolactone, PCL) είναι ένα τέτοιο βιοαποικοδομήσιμο πολυμερές προς ενθυλάκωση των ενεργών συστατικών των αγροχημικών, διαθέσιμο σε χαμηλό κόστος.

Η σύνθεση της πολυκαπρολακτόνης (PCL) γίνεται με πολυμερισμό διάνοιξης δακτυλίου της ε-καπρολακτόνης (CL) με μικροκυματική ακτινοβόληση μικροκυμάτων (800W) με καταλύτη τον μη τοξικό οκτανοϊκό κασσίτερο (stannous octanoate). Η πλήρης μετατροπή του μονομερούς επιτυγχάνεται μέσα σε δύο λεπτά (2min). Κατά την σύνθεση αυτή δεν γίνεται χρήση οργανικών διαλυτών, ακραίων συνθηκών θερμοκρασίας και πίεσης το δε προϊόν που προκύπτει μετά το τέλος της εφαρμογής του δεν παραμένει στο περιβάλλον και αποικοδομείται προς αβλαβή προϊόντα. Για τον καθαρισμό του πολυμερούς το διαλυτοποιούμε σε διχλωρομεθάνιο (CH2Cl2) και επανακαταβυθίζουμε με αιθανόλη (EtOH).

Για να εξετάσουμε την ικανότητα της πολυκαπρολακτόνης (PCL) να ελέγχει την απελευθέρωση των ενεργών συστατικών των φυτοφαρμάκων όπως του KCl (χλωριούχου καλίου) και του NH4NO3 (νιτρικού αμμωνίου), δημιουργήσαμε ένα σύστημα από κυτταρίνη (χαρτί) και πολυκαπρολακτόνη. Η χρήση του χαρτιού προσδίδει στο σύστημα μια υδρόφιλη συμπεριφορά αλλά και πόρους. Πιο συγκεκριμένα σε κάθε πειράματα που σχεδιάσαμε, διαβρέξαμε αντίστοιχα κομμάτια χαρτιού με διάλυμα ΚCl και NH4NO3 και τα τοποθετήσαμε σε φούρνο μικροκυμάτων (κοινό φούρνο οικιακής χρήσης), όπου ακολούθησε ο πολυμερισμός της ε–καπρολακτόνης, παρουσία του καταλύτη, στην επιφάνεια τους. Ο έλεγχος της ικανότητας της πολυκαπρολακτόνης να συγρατεί τα παραπάνω ενεργά συστατικά γίνεται με απλά πειράματα ποιοτικής ανίχνευσης των ιόντων χλωρίου και αμμωνίου για το κάθε πείραμα αντίστοιχα.

Καταλήξαμε τελικά ότι το σύστημα κυτταρίνης – πολυκαπρολακτόνης μπορεί να συγκρατεί τα ενεργά συστατικά (ΚCl και NH4NO3) και υπάρχει δυνατότητα ελέγχου της απελευθέρωσης τους.

Για το πλήρες κείμενο πατήστε το παρακάτω εικονίδιο.

Comments are closed.
Πράσινη Χημεία - Green Chemistry