Cesko.wiki Polybutylensukcinát
Author
Albert FloresPolybutylensukcinát (zkráceně PBS) je polymer patřící mezi termoplasty, ze skupiny polyesterů. PBS je biologicky rozložitelný a vlastnostmi se podobá polypropylenu.
PBS se skládá z butylensukciátových (C8H12O4) jednotek.
Historie
A. V. Lourenço Wallace H. Carothers
.png|100px|náhled|vlevo|Wallace_Carothers){kind=link}
První polyester založený na kyselině jantarové byl vytvořen v roce 1863, kdy Agostinho Vicente Lourenço popsal reakci kyseliny jantarové s ethylenglykolem za vzniku sloučeniny, kterou označil jako kyselinu „jantaro-ethylenovou“. Zjistil, že tato látka za vysokých teplot (nad 300 °C) odštěpuje vodu a po ochlazení vzniká krystalická hmota. +more Strukturu produktu ovšem dále nezkoumal.
Později (1886 a 1894) byl dvěma různými postupy získán tentýž produkt.
Ve 30. letech 20. +more století provedl Wallace Carothers podrobný průzkum polyesterů kyseliny jantarové, za účelem nalezení syntetické náhrady hedvábí. Odstraňováním vody průběžnou destilací získal polymery s mnohem vyššími molekulovými hmotnostmi, než se podařilo vytvářet dříve; vlastnosti produktů ale neodpovídaly očekáváním, Carothers se tak zaměřil na polyamidy a s Julianem Hillem objevil nylon 6,6.
Roku 1946 byla objevena vylepšená příprava alifatických polyesterů využívající chloridy kyselin.
Zájem o polysukcináty vzrostl v 90. letech 20. století se zájmem o biologicky rozložitelné polymery.
Výroba
Podobně jako ostatní polyestery, například polyethylentereftalát, se PBS dá vyrobit dvěma hlavními způsoby: transesterifikací (z diesterů kyseliny jantarové) a přímou esterifikací. Nejčastější je přímá esterifikace kyseliny jantarové butan-1,4-diolem, skládající se ze dvou kroků: Nejprve je nadbytek diolu esterifikován kyselinou za vzniku oligomerů a odštěpení vody.
Tyto oligomery se následně za nízkého tlaku transesterifikují a vytvářejí polymer s vysokou molekulovou hmotností. Při druhém kroku se používají katalyzátory, ty mohou být založeny na titanu, zirkoniu, cínu nebo germaniu.
Soubor:PBS polycondensation.png
V průmyslu
Vylepšení syntézy PBS umožnilo jeho výrobu ve velkém měřítku. Japonská firma Showa High Polymer postavila v roce 1993 továrnu schopnou vyrobit 3 000 tun PBS ročně. +more Výrobní proces spočívá v polykondenzaci v kapalné fázi, po níž následuje prodloužení řetězce pomocí diisokyanátu. V roce 2003 byla uvedena do provozu továrna společnosti Mitsubishi Chemicals, v níž bylo možné ročně vyrobit 3 000 tun PBS, který dosahoval vysokých molekulových hmotností bez použití činidla prodlužujícího řetězec. Poté se objevilo několik dalších výrobců PBS. Roku 2010 se objevil první čínský výrobce PBS, s roční kapacitou 10 000 tun. V témže roce byla také uvedena do provozu továrna schopná vyrobit 20 000 tun za rok.
Většina polyalkylensukcinátů se vyrábí z ropných surovin; mnozí výrobci se ale snaží vyvinout biologické způsoby výroby kyseliny jantarové. Showa Denko v roce 2016 ukončila výrobu PBS založenou na ropě.
Biologická rozložitelnost
Bakterie rodu Amycolatopsis a houby Penicillium mohou PBS rozkládat. Microbispora rosea, Excellospora japonica a E. +more viridilutea mohou jako zdroj energie využít emulgovaný PBS.
Použití
Jelikož se PBS přirozeně rozkládá na vodu a oxid uhličitý, tak může být biologicky rozložitelnou náhradou některých běžných plastů; neustále jsou objevovány nové možnosti použití PBS. PBS může být materiálem na obaly potravin i kosmetiky. +more Využit může být také na výrobu nádobí nebo lékařských nástrojů. V zemědělství se dá využít u pesticidů a hnojiv. PBS je také využitelný v rybářství (jako materiál na rybářské sítě) a lesnictví a v jiných oblastech, kde se obtížně recyklují použité materiály. V lékařství může sloužit například jako rozložitelný obal kapslí.