Směsi PBS/PHB pro zemědělské aplikace: studium vlastností a biodegradace v půdě

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F70883521%3A28610%2F25%3A63600819" target="_blank" >RIV/70883521:28610/25:63600819 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Směsi PBS/PHB pro zemědělské aplikace: studium vlastností a biodegradace v půdě

Popis výsledku v původním jazyce

Polybutylensukcinát (PBS) a polyhydroxybutyrát (PHB) jsou biodegradabilní polyesterys potenciálem pro využití v zemědělství. Oba tyto materiály mají své nevýhody: PHB má úzkézpracovatelské okno (175–185 °C) a jedná se o křehký materiál, zatímco PBS mázpracovatelské okno daleko širší, je tepelně stabilnější a má lepší mechanické vlastnosti.Nicméně, PHB je mnohem lépe biologicky odbouratelné v půdě než PBS. Cílem této práce bylopřipravit směsi PBS/PHB metodou extruze a zhodnotit vliv poměru složek na jejich termálnía mechanické vlastnosti a na rychlost biodegradace v půdním prostředí s ohledem na možnévyužití těchto materiálů v zemědělství. Směsi s různým poměrem složek byly analyzoványpomocí diferenční skenovací kalorimetrie, mechanických zkoušek v tahu a testů biodegradacev půdě. Vývoj degradace byl sledován měřením produkce oxidu uhličitého a vizuálnímhodnocením vzorků pomocí skenovací elektronové mikroskopie. Nejnižší krystalinita seprojevila u směsi s 50 % PHB (57,91 %) a je pravděpodobně důsledkem vzájemného narušeníkrystalizace obou složek během ochlazování taveniny. To potvrzuje omezenou kompatibilitusystémů PBS a PHB. Tato směs zároveň vykazovala také nejrychlejší biodegradaci v půdě, cožsouvisí s vyšším podílem amorfních oblastí přístupných vodě a mikroorganismům. Výsledkyukazují, že poměr složek významně ovlivňuje mikrostrukturu a tím i rychlost biodegradace, cožumožňuje cíleně řídit životnost materiálu podle požadavků zemědělských aplikací.

Název v anglickém jazyce

Mixtures of PBS/PHB for Agricultural Applications: Study of Properties and Soil Biodegradation

Popis výsledku anglicky

Polybutylene succinate (PBS) and polyhydroxybutyrate (PHB) are biodegradable polyesters with strong potential for agricultural use. Both materials, however, have their drawbacks: PHB has a narrow processing window (175–185 °C) and is a brittle material, while PBS offers a much wider processing window, greater thermal stability, and better mechanical properties. Nevertheless, PHB is significantly more biodegradable in soil than PBS.The aim of this work was to prepare PBS/PHB blends using extrusion and to evaluate how the component ratio affects their thermal and mechanical properties as well as the rate of biodegradation in soil, with regard to potential agricultural applications. Blends with different compositions were analyzed using differential scanning calorimetry, tensile mechanical testing, and soil biodegradation tests. The progress of degradation was monitored by measuring carbon dioxide production and by visual assessment of samples using scanning electron microscopy.The lowest crystallinity was observed in the blend containing 50 % PHB (57.91 %), which is likely the result of mutual interference of the crystallization of both components during melt cooling. This confirms the limited compatibility of PBS and PHB systems. This blend also exhibited the fastest biodegradation in soil, which is related to the higher proportion of amorphous regions accessible to water and microorganisms. The results show that the component ratio significantly influences the microstructure and thus the biodegradation rate, enabling targeted control of material lifetime according to the requirements of agricultural applications.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

10404 - Polymer science

Projekt

—

Návaznosti

O - Projekt operacniho programu

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů