Versiunea Romana     English Version
  ICECHIM - Departamentul Polimeri
Home

  


Despre Noi

  


Contact

Dep. POLIMERI
Materiale de acoperire biodegradabile, generate din dispersii apoase de copoliesteri obtinuti prin reciclarea chimica a deseurilor de PET
Tehnologia polimerilor
Modificare polimeri
Elastomeri
 















BIOCOPET    

DESPRE PROIECT
  • Denumirea proiectului: MATERIALE DE ACOPERIRE BIODEGRADABILE, GENERATE DIN DISPERSII APOASE DE COPOLIESTERI OBTINUTI PRIN RECICLAREA CHIMICA A DESEURILOR DE PET
  • Acronim: BIOCOPET
  • Numar contract: 31-044
  • Finanțare: Buget de Stat - Ministerul Educației, Cercetării și Tineretului, Programul 4 - PARTENERIATE IN DOMENIILE PRIORITARE
  • Categoria de proiect: PC
  • Valoarea proiectului (include și alte surse atrase): 2.000.000 lei*
  • Valoarea contractului (sursa numai buget de stat): 2.000.000 lei
  • Durata contractului: 36 luni (septembrie 2007-septembrie 2010)
  • Autoritatea Contractantă: Centrul National de Management Programe
  • Coordonator: Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Chimie si Petrochimie - ICECHIM
  • Rezumatul proiectului:
  • Prezentul proiect se refera la posibilitatea obtinerii de pelicule copoliesterice biodegradabile, generate din dispersii apoase, utilizabile pentru acoperirea (tratarea) granulelor de ingrasaminte. Pentru a evita problemele legate de dizolvarea ingrasamintelor in umiditatea din sol cu o viteza mai mare decat cea de absorbtie in planta, au fost concepute numeroase ingrasaminte cu eliberare lenta si controlata a substantei active. Aceste tipuri de ingrasaminte tratate folosesc granulele de fertilizator ca substrat care este acoperit cu un material cu permeabilitate scazuta la apa. Prin biodegradarea lenta a peliculei copoliesterice propuse de prezentul proiect, acoperirea mareste eficienta ingrasamintelor astfel incat acestea din urma elibereaza cu o viteza controlata substantele hranitoare pentru plante si astfel pot actiona in sol pentru o perioada mai lunga de timp. Granulele de ingrasaminte tratate cu acoperiri copoliesterice trebuie sa prezinte o buna rezistenta mecanica precum si tendinta redusa de aglomerare, care apare frecvent la transportul sau depunerea pe sol a acestora mai ales atunci cand se folosesc utilaje mecanizate moderne. In general, ar fi posibil ca peliculele de acoperire pentru ingrasaminte sa poata fi depuse fara a se folosi solventi organici, daca polimerii utilizati sunt dispersabili in apa. Aceste acoperiri sunt preferabile din punct de vedere ecologic, au calitati de impermeabilitate superioare si pot fi aplicate in straturi relativ subtiri. Dispersiile apoase sunt deasemenea usor de manipulat. Copoliesterii la care se refera prezenta propunere trebuie sa prezinte proprietati corespunzatoare de formatori de filme, mai precis o cantitate minima de produs sa fie capabila sa genereze pelicule de acoperire continue si avantajoase din punct de vedere economic. In acelasi timp, copoliesterii preparati conform prezentei propuneri, trebuie sa se dezintegreze intr-o perioada de timp convenabila si masurabila, atunci cand sunt expusi factorilor de mediu. Pe de alta parte, copolisterii folositi ca materiale de acoperire nu trebuie sa prezinte rigiditate si casanta, deoarece pelicula ar putea fi degradata sau s-ar putea desprinde daca ingrasamantul ar fi expus la solicitari mecanice, ca de exemplu in timpul reambalarii sau imprastierii mecanice. Metoda de obtinere a copoliesterilor biodegradabili, dispersabili in apa, propusa de prezentul proiect utilizeaza ca materie prima deseuri de PET recuperate, provenite din articole de plastic cum ar fi sticlele de bauturi si care sunt supuse unor metode de degradare chimica. Prin reactia PET cu un alcool sau un acid este posibila fragmentarea catenei macromoleculare. Structura chimica a catenei polietilentereftalatului poate fi corespunzator modificata prin utilizarea de comonomeri adecvati care sa confere produsului final atat biodegradabilitate cat si dispersabilitate in apa. Copoliesterii se obtin prin procedeul clasic de policondensare in topitura. Astfel, un compus dicarboxilic aromatic (sau derivat), impreuna cu unul alifatic si un amestec de glicoli (eventual un agent de tridimensionare polifunctional) reactioneaza in prezenta unui catalizator, la temperatura suficient de ridicata si la vid inaintat, astfel incat se formeaza esteri, diesteri, oligomeri si poliesterul final, care rezulta in stare topita. Comonomerii pot fi supusi conditiilor de policondensare, in prezenta de catalizatori, pentru a obtine poliesteri liniari in care unitatile structurale sunt distribuite statistic de-a lungul catenei macromoleculare. Este recomandabila selectionarea unor catalizatori specifici sau a unei combinatii a lor. Conditiile de policondensare in topitura si, in mod special, cantitatile de monomeri utilizate depind de compozitia dorita a polimerului. Procedeul propus are ca rezultat obtinerea unor produse ecologice (copoliesteri biodegradabili, dispersii apoase) care nu emit noxe (solventi organici volatili) in mediul inconjurator, au proprietati performante si sunt utilizabile in numeroase domenii. In plus, acest procedeu utilizeaza ca materie prima un deseu, ceea ce reprezinta un avantaj atat din punct de vedere ecologic cat si economic. Procedeul permite reciclarea unei importante cantitati de deseuri de polietilentereftalat provenit din ambalaje alimentare, o sursa atractiva de materii prime care pot inlocui materiile prime de natura petroliera, contribuind astfel la conservarea resurselor naturale.

PARTENERI
  • Coordonator Proiect (P1)
    Institutul de Cercetare-Dezvoltare pentru Chimie si Petrochimie – ICECHIM Bucuresti Departament Polimeri
    Spl. Independentei 202, sector 6, 06021, Bucuresti
    Director proiect - Ing. Stela Iancu; stela_iancu@yahoo.com
  • PARTENER 2 (P2)
    Universitatea Politehnica Bucuresti UPB,
    Spl. Independentei 296, sector 6, 06031, Bucuresti
    Responsabil P2 - Dr. Sorina Garea
  • PARTENER 3 (P3)
    Centrul de Chimie Organica 'C.D.Nenitescu' al Academiei Romane
    Spl.Independentei nr 202B Cod 060023 Bucresti
    Responsabil P3 - Dr. Emeric Bartha; bimre@cco.ro
  • PARTENER P4 (P4)
    Institutul de Chimie Fizica 'I.G.Murgulescu' al Academiei Romane,
    Spl.Independentei nr 202 Cod 060021, Bucuresti
    Responsabil P4 - Dr.Ing. Dan-Florin Anghel; adan@icf.ro
  • PARTENER 5 (P5)
    Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Pedologie, Agrochimie și Protecția Mediului – ICPA,
    Bld. Mărăști, nr. 61 Cod 011464 București
    Responsabil P5 - Dr.Ing. ANCA-ROVENA LĂCĂTUȘU ; anca@icpa.ro
Rolul și responsabilitățile fiecărui participant pentru realizarea proiectului

Etape/ Denumirea Activității/ Participanti

Etapa I Studii si analize pentru identificarea principiilor de baza ale realizariii unor materiale de acoperire biodegradabile, ecologice utilizand deseuri de PET si elaborare model experimental

Activitate I.1 Evaluarea posibilitatilor de obtinere a unor materiale de acoperire biodegradabile, generate din dispersii copoliesterice apoase prin reciclarea chimica a deseurilor de PET

Partener P1 – CO : ICECHIM -

Analiza tehnico-stiintifica privind:

- posibilitatile de sinteza a unor copoliesteri biobedradabili dispersabili in apa, utilizand ca materie prima deseuri de PET;

- posibilitatile de utilizare a acestor copoliesteri ca pelicule de acoperire pentru ingrasaminte.

Partener P2: Participare la analiza tehnico-stiintifica privind posibilitatile de sinteza si de caracterizare a unor copoliesteri biodegradabili dispersabili in apa, utilizand ca materie prima deseuri de PET.

Partener P4: Analiza tehnico-stiintifica privind  dispersarea copoliesterilor in apa

Partener P 5:  Studiul tipului de microorganisme implicate in biodegradarea poliesterilor.

Activitate I.2- Elaborare modele experimentale de laborator

Partener P1 Elaborarea modelelor experimentale de laborator privind:

- sinteza copoliesterilor biodegradabili, dispersabili in apa, din deseuri de PET;

- obtinerea unor ingrasaminte granulare, acoperite cu un film de copoliester biodegradabil, generat din dispersii apoase.

Partener P4 Elaborarea modelului experimental de obtinere a dispersiilor apoase copoliesterice

Partener P5: Elaborarea modelului experimental de testare in casa de vegetatie a cineticii de eliberare a azotului din ingrasamintele acoperite cu film copoliesteric

Stabilirea interrelatiilor dintre microorganismele autotrofe (bacterii si microfungi) si poliesterii introdusi in sol

Etapa II Realizarea si experimentarea tehnologiei de laborator pentru obtinerea copoliesterilor biodegradabili dispersabili in apa, din deseuri de PET

Activitate II.1  Realizarea modelului experimental de obtinere a unor dispersii apoase de copoliesteri biodegradabili sintetizati prin reciclarea chimica a deseurilor de PET.

 Partener P1. 

Sinteza copoliesterilor biodegradabili, dispersabili in apa:

-selectionarea structurilor chimice care conduc la obtinerea proprietatilor de biodegradabilitate si hidrofilie. 

-stabilirea parametrilor optimi ai reactiilor de sinteza;

Obtinerea dispersiilor copoliesterice apoase

Partener P4.

Participare la  obtinerea dispersiilor copoliesterice apoase

Activitate II.2: Experimentarea modelului de laborator de obtinere a unor dispersii apoase de copoliesteri biodegradabili sintetizati prin reciclarea chimica a deseurilor de PET

Partener P1: Analize fizico-chimice de baza pentru copoliesteri si dispersia apoasa

Partener P2: Caracterizarea copoliesterilor sintetizati in laborator (spectroscopie IR, HPLC, analize termo gravimetrice)

Partener P3: Analize structural complexe ale copoliesterilor (cromatografie pe coloana cuplata cu spectroscopie de masa, RMN)

Participare la  evaluarea biodegradabilitatii copoliesterilor

Partener P4: Caracterizarea dispersiilor copoliesterice apoase din punct de vedere reologic, granulometric si al stabilitatii.

Partener P 5.

Testarea in laborator a biodegradabilitatii produsului copoliesteric.

Testarea influentei produsului copoliesteric asupra dimensiunii si structurii comunitatii microorganismelor heterotrofe din sol  (toxicologie).

Etapa III Testarea  tehnologiei de laborator de obtinere a materialelor de acoperire copoliesterice biodegradabile la producerea ingarsamintelor cu levigabilitate redusa, diseminarea si demonstarea  fuctionalitatii si utilitatii tehnologiei, protectie prin brevet

Activitatea III.1: Testarea  tehnologiei de laborator de obtinere a materialelor de acoperire copoliesterice biodegradabile la producerea de ingarsaminte cu levigabilitate redusa

Partener P 1.

Conditionarea ingrasamintelor granulate, prin acoperite cu un film de copoliester biodegradabil, generat din dispersii apoase, in scopul obtinerii de ingrasaminte cu solubilizare controlata a substantelor active.

Caracterizarea ingrasamintelor granulate obtinute

Perfectionarea tehnologiei de   obtinere a materialelor de acoperire biodegradabile, generate din dispersii apoase, prin reciclarea chimica a deseurilor de PET.

Partener 5. Experimentarea in casa de vegetatie a cineticii de eliberare a azotului din ingrasamintele granulare acoperite cu pelicula copoliesterica.

Selectie de microorganisme implicate in biodegradarea copoliesterilor

Activitate III.2 Diseminarea rezultatelor prin comunicarea si publicarea de lucrari stiintifice

Partener P1. Elaborare de comunicari stiintifice penru prezentare la manifestari nationale si/sau internationale si/sau publicare de articole in reviste de specialitate

Editarea unui CD-ROM

Partener P 2. Participare la elaborarea de comunicari stiintifice si/sau articole de specialitate.

Partener P 3. Participare la elaborarea de comunicari stiintifice si/sau articole de specialitate.

Partener P 4. Participare la elaborarea de comunicari stiintifice si/sau articole de specialitate.

Partener P 5. Elaborare de comunicari stiintifice si/sau articole de specialitate.

Activitate III.3 : Prezentarea si demonstrarea functionalitatii  si utilitatii tehnologiei.

Partener P 1. Participare la prezentarea si demonstrarea functionalitatii  si utilitatii tehnologiei in prezenta potentialilor beneficiari.

Partener P 2. Participare la prezentarea si demonstrarea functionalitatii  si utilitatii tehnologiei .in prezenta potentialilor beneficiari

Partener P 3 Participare la prezentarea si demonstrarea functionalitatii  si utilitatii tehnologiei .in prezenta potentialilor beneficiari

Partener P 4 Participare la prezentarea si demonstrarea functionalitatii  si utilitatii tehnologiei .in prezenta potentialilor beneficiari

Partener P 5. Participare la prezentarea si demonstrarea functionalitatii  si utilitatii tehnologiei

Activitatea III.4:Identificarea si atribuirea drepturilor de proprietate intelectuala asupra rezultatelor

Partener P1: Coordoneaza activitatea de brevetare

Partener P2: Participa la activitatea de brevetare

Partener P3: Participa la activitatea de brevetare

Partener P4: Participa la activitatea de brevetare

Partener P5: Participa la activitatea de brevetare

Etapa IV Realizarea si experimentarea tehnologiei pilot de obtinere de materiale de acoperire biodegradabile poliesterice si elaborare documentatie tehnica si studiu de fezabilitate

Activitatea IV.1 Realizarea tehnologiei pilot de obtinere a dispersiilor apoase poliesterice

Partener P 1: definitivarea parametrilor de lucru in instalatia pilot pentru obtinerea materialelor de acoperire biodegradabile

Partener P 4.

Participare la  obtinerea dispersiilor copoliesterice apoase

Activitatea IV.2 Experimentarea tehnologiei pilot de obtinere dispersii apoase copoliesterice

Partener P1: Analize fizico-chimice de baza pentru copoliesteri si dispersia apoasa obtinuta in pilot

Partener P2:  Verificarea reproductibilitatii caracteristicilor copoliesterilor sintetizati in pilot (spectroscopie IR, HPLC, analize termogravimetrice)

Partener P3: Verificarea reproductibilitatii structurii copoliesterilor obtinuti in instalatia pilot (RMN, spectroscopie de masa, HPLC)

Partener P4: Caracterizarea dispersiilor copoliesterice apoase din punct de vedere reologic, granulometric si al stabilitatii.

Activitatea IV.3: : Testarea  tehnologiei pilot  de obtinerea materiale de acoperire copoliesterice la producere de ingrasaminte cu levigabilitate redusa

Partener P 1.

Verificarea reproductibilitatii obtinerii de ingrasaminte cu solubilizare controlata a substantelor active.

Verificarea caracteristicilor ingrasamintelor granulate obtinute

Partener 5. Verificarea reproductibilitatii proprietatilor de biodegradabilitate pentru produsele obtinute in instalatia pilot

IV.4 Elaborare documentatie tehnica a tehnologiei

Partener P1: Coordoneaza si participa la activitatea de elaborare a manualului de prezentare a tehnologiei pilot

Partener P2: Participa la elaborarea manualului de prezentare a tehnologiei pilot

Partener P3: Participa la elaborarea manualului de prezentare a tehnologiei pilot

Partener P4: Participa la elaborarea manualului de prezentare a tehnologiei pilot

Partener P5: Participa la elaborarea manualului de prezentare a tehnologiei pilot

IV.5 Elaborare documentatie tehnico-economica

Partener P1: Participa si coordoneaza elaborarea studiului de fezabilitate


OBIECTIVE

Obiective generale:
  • Elaborarea, realizarea si experimentarea unui procedeu integrat, racordat la prioritățile și obiectivele specifice ariei europene de cercetare si, in acelasi timp, adaptat prioritatilor si posibilitatilor autohtone
  • Obtinerea unor materiale de acoperire biodegradabile, deci cu impact negativ scazut asupra mediului
  • Posibilitatea generarii acestor materiale de acoperire din dispersii apoase, ceea ce conduce la utilizarea unui procedeu nepoluant (evitarea emisiilor de compusi organici volatili) si nepericulos
  • Posibilitatea utilizarii acestor materiale de acoperire la obtinerea unor ingrasaminte granulare cu eficacitate crescuta,prin asigurarea eliberarii treptate a nutrientilor intr-o perioada de timp prelungita.
  • Utilizarea, ca materie prima la sinteza copoliesterilor biodegradabili, a deseurilor de PET, care in prezent se acumuleaza in cantitati importante, ocupa un volum mare si sunt rezistente la factori atmosferici si biologici
  • Economisirea resurselor naturale - scaderea consumului de materii prime provenind din prelucrarea petrolului - prin recuperarea si reintroducerea in circuitul economic a unor compusi cu potential valoric ridicat
  • Utilizarea posibila, pe langa deseurile de PET, a altor materii prime derivate din biomasa
Obiective specifice:
  • Identificarea principiilor de baza ale realizariii unor materiale de acoperire biodegradabile, ecologice utilizand deseuri de PET ;
  • Elaborare modele experimentale
  • Realizarea si experimentarea tehnologiei de laborator pentru obtinerea copoliesterilor biodegradabili dispersabili in apa, din deseuri de PET
  • Testarea tehnologiei de laborator de obtinere a materialelor de acoperire copoliesterice biodegradabile la producerea ingarsamintelor cu levigabilitate redusa,
  • Diseminarea si demonstarea functionalitatii si utilitatii tehnologiei, protectie prin brevet
  • Realizarea si experimentarea tehnologiei pilot de obtinere de materiale de acoperire biodegradabile poliesterice
  • Testarea tehnologiei pilot
  • Elaborare documentatie tehnica si studiu de fezabilitate
REZULTATE ESTIMATE A FI OBTINUTE:
  • Studii, analize privind posibilitatile de obtinere a unor materiale de acoperire biodegradabile, generate din dispersii copoliesterice apoase prin reciclarea chimica a deseurilor de PET
  • Modele experimentale de laborator privind sinteza poliesterilor din deseuri de PET si obtinerea dispersiilor apoase
  • Tehnologie de laborator pentru obtinerea copoliesterilor biodegradabili dispersabili in apa, din deseuri de PET
  • Comunicari stiintifice / articole , CD-ROM
  • Demonstrarea fuctionalitatii si utilitatii tehnologiei
  • Brevet
  • Tehnologie pilot de obtinere a unor materiale de acoperire poliesterice biodegradabile generate din dispersii apoase, utilizand ca materii prime deseuri de PET
  • Manual de prezentare a tehnologiei pilot
  • Studiu de fezabilitate privind posibilitatile de aplicare a tehnologiei propuse

ETAPE
  • Etapa I Studii si analize pentru identificarea principiilor de baza ale realizarii unor materiale de acoperire biodegradabile, ecologice, utilizand deseuri de PET si elaborare model experimental (Decembrie 2007)
  • Etapa II Realizarea si experimentarea tehnologiei de laborator pentru obtinerea copoliesterilor biodegradabili dispersabili in apa, din deseuri de PET (Septembrie 2008)
  • Etapa III Testarea tehnologiei de laborator de obtinere a materialelor de acoperire copoliesterice biodegradabile la producerea ingrasamintelor cu levigabilitate redusa, diseminarea si demonstarea fuctionalitatii si utilitatii tehnologiei, protectie prin brevet (Septembrie 2009)
  • Etapa IV Realizarea si experimentarea tehnologiei pilot de obtinere de materiale de acoperire biodegradabile poliesterice si elaborare documentatie tehnica si studiu de fezabilitat (Septembrie 2010)

  • OBIECTIVE REALIZATE IN ETAPA I/2007
  • 1. Evaluarea posibilitatilor de obtinere a unor materiale de acoperire biodegradabile, generate din dispersii copoliesterice apoase prin reciclarea chimica a deseurilor de PET
    • - Analiza tehnico-stiintifica privind posibilitatile de sinteza a unor copoliesteri biodegradabili dispersabili in apa, utilizand ca materie prima deseuri de PET;
    • - Analiza tehnico-stiintifica privind posibilitatile de utilizare a acestor copoliesteri ca pelicule de acoperire pentru ingrasaminte;
    • - Analiza tehnico-stiintifica privind posibilitatile de caracterizare a unor copoliesteri biodegradabili, dispersabili in apa, utilizand ca materie prima deseuri de PET;
    • - Analiza tehnico-stiintifica privind dispersarea copoliesterilor in apa;
    • - Studiul tipului de microorganisme implicate in biodegradarea poliesterilor.
  • 2.- Elaborarea modelelor experimentale de laborator
    • - Sinteza copoliesterilor biodegradabili, dispersabili in apa, din deseuri de PET;
    • - Obtinerea unor ingrasaminte granulare, acoperite cu un film de copoliester biodegradabil, generat din dispersii apoase;
    • - Obtinerea dispersiilor apoase copoliesterice;
    • - Testarea in casa de vegetatie a cineticii de eliberare a azotului din ingrasamintele acoperite cu film copoliesteric. Stabilirea interrelatiilor dintre microorganismele autotrofe (bacterii si microfungi) si poliesterii introdusi in sol.

    OBIECTIVE REALIZATE IN ETAPA II/2008
  • 1. Realizarea modelului experimental de obtinere a unor dispersii apoase de copoliesteri biodegradabili sintetizati prin reciclarea chimica a deseurilor de PET
    • 1.1 Sinteza copoliesterilor biodegradabili, dispersabili in apa:
      • Au fost obtinute experimental 12 variante structurale de copoliesteri, din care urmeaza a fi selectionate structurile chimice care conduc la obtinerea celor mai bune proprietati de biodegradabilitate si hidrofilie.
      • S-au stabilit parametrii optimi ai reactiilor de sinteza
    • 1.2 Obtinerea dispersiilor copoliesterice apoase
      • Variantele reprezentative de copoliesteri obtinuti in laborator au fost utilizati pentru obtinerea de dispersii apoase. Au fost preparate 6 variantele experimentale de dispersii copoliesterice apoase
  • 2. Experimentarea modelului de laborator de obtinere a unor dispersii apoase de copoliesteri biodegradabili sintetizati prin reciclarea chimica a deseurilor de PET
    • 2.1 Caracterizarea fizico-chimica si structurala a copoliesterilor
      • - 2.1.1 Caracterizarea fizico-chimica a copoliesterilor S-au determinat: prin metode fizico-chimice: intervalul de topire, continut de grupe acide, continut de grupe hidroxil, masa moleculara medie, viscozitatea relativa la diferite concentratii de polimer in solutie, viscozitatea intrinseca precum si termostabilitatea copoliesterilor prin metode instrumentale TGA si DTG.
      • - 2.1.2 Caracterizarea structural complexa a copoliesterilor Probe de produsi de glicoliza, esteri intermediari si copoliesteri au fost analizate prin spectroscopie 1H-RMN si 13C-RMN precum si spectroscopie FTIR si calorimetrie diferentiala de baleiaj (DSC).
      • - 2.1.3 Caracterizarea copoliesterilor din punct de vedere al dispersabilitatii in apa
    • 2.2 Caracterizarea dispersiilor apoase copoliesterice Dispersiile apoase copoliesterice au fost caracterizate din punct de vedere al stabilitatii, morfologiei si reometric. Metodele utilizate au fost: conductometrie, masuratori reologice si microscopie optica cu captura de imagini.
    • 2.3 Testarea in laborator a biodegradabilitatii produsului copoliesteric. Testarea influentei produsului copoliesteric asupra dimensiunii si structurii comunitatii microorganismelor heterotrofe din sol (toxicologie). Au fost testate in cadrul unui experiment de laborator, in conditii de temperatura apropiata de mediul ambiant, 4 structuri copoliesterice, pentru evidentierea biodegradabilitatii acestora sub influenta microorganismelor mezofile, aerofile, heterotrofe din sol.


CONTACT
  • stela_iancu@yahoo.com


Icechim © 2009-2018 Activitate | Infrastructura de cercetare | Echipa | Proiecte | Colaborari | Publicatii | Contact    

Logo Symbol Mediasoft