Bio-inovativni poliesteri

Opis projekta
Znanstveno-istraživački rad u projektu vezan je uz područje razvoja bio-inoviranih poliestera u svrhu bolje funkcionalizacije i/ili biorazgradnje. U tu svrhu istražit će se ekološka modifikacija i/ili obrada poliesterskih materijala (standardna poliesterska tkanina; poli(etilen-tereftalat), PET; polilaktid, PLA) enzimima te mogućnost ugradnje kitosana. Enzimi su aktivne tvari, ekološki prihvatljivi netoksični biokatalizatori, a u posljednje vrijeme razvijeni su enzimi pojačane aktivnosti na sintetske polimerne podloge. Novija istraživanja ukazuju da modifikacija sintetskih polimera enzimima predstavlja učinkovitu i ekološku alternativu oštrim klasičnim postupcima. U tekstilu, uslijed kristaličnosti poliesterskih vlakna, materijali su izrazito hidrofobni što značajno otežava postupke funkcionalizacije. Istraživanja u ovom projektu će se fokusirati na enzime (kutinaze, lipaze, proteaze i esteraze) koji hidroliziraju poliestere posebice na površini vlakana čime nastaju nove funkcionalne skupine koje povećavaju reaktivnost. Za hidrolizu se mogu primijeniti i mješavine („blend“) enzima, te će se enzimi primijeniti samostalno ili u kombinaciji s tekstilnim pomoćnim sredstvima i/ili naprednim tehnologijama obrade (ultrazvuk). Ovisno o udjelu i djelovanju enzima na hidrolizu pojedinog poliestera mogu se sustavno podešavati svojstva prema zahtjevima primjene. Površinska modifikacija će se provesti najprije na najčešće korištenim PET materijalima, a potom i na standardnoj poliesterskoj tkanini. Dodatno, obzirom na sve veće zahtjeve tržišta za povećanom primjenom obnovljivih izvora, uz pretpostavku da će bioobnovljivi i biorazgradivi materijali, poput PLA, doživjeti pravu ekspanziju na tržištu, istražit će se i hidroliza PLA. Potencijal koji pokazuju PLA materijali u medicinskim primjenama potvrđuje da će se u budućnosti velika pozornost morati posvetiti upravo njihovoj proizvodnji, poboljšanju svojstava i većih primjena u području tekstila. Budući da imaju potencijal postati glavno sintetsko vlakno zbog njihove biorazgradivosti, poželjno je razviti tehnologiju obrade/modifikacije PLA vlakana za širu primjenu u tekstilu kojom bi se spriječilo smanjenje čvrstoće vlakana i omogućila naknadna funkcionalizacija. U tu svrhu enzimatsku hidrolizu treba ograničiti samo na površinu. S druge strane, učinkovita enzimatska reakcija može biti korisna za ubrzavanje degradacije neophodne za recikliranje tekstila. Paralelno s funkcionalizacijom površine, istražit će se mogućnost ugradnje sub-mikro čestica kitosana. Biopolimer hitin i njegov derivat kitosan, danas sve više dobivaju na značenju jer razgradivost kitosana u razrijeđenim kiselinama omogućava pripremu biorazgradivog i biokompatibilnog polimera u homogenom sustavu, kojim se potom može modificirati/obraditi pоvršina tekstilnih vlakana radi dobivanja multifunkcijskih svojstava. Istražit će se način ugradnje koji bi poliesterskom materijalu dao multifunkcijska svojstva - antimikrobna, usporenu gorivost i UV zaštitu. Provest će se karakterizacija materijala primjenom SEM – EDX mikroskopije, FTIR-ATR spektroskopije, DSC, MMT, TG-IR istraživanjem međupovršinskih pojava, te ispitivanjem primarnih i zaštitnih svojstva prema međunarodnim normama. Na osnovu dobivenih eksperimentalnih rezultata bit će definirani optimalni parametri procesa. Ciljevi projekta: 1. Provesti enzimatsku hidrolizu poliestera s naglaskom na učinkovitost enzima – istražiti vrijeme djelovanja, poboljšanje hidrofilnosti i biorazgradivost. 2. Dobivanje novih poliesterskih materijala sa značajno poboljšanim svojstvima, te usporedba s konvencionalnim postupkom alkalne hidrolize. 3. Aktivacija i funkcionalizacija površine poliestera obradom i modifikacijom enzimima potpomognutim mehaničkim djelovanjem ili/i ultrazvukom. 4. Funkcionalizacija površine poliestera ugradnjom/implementacijom kitosana. 5. Učinkovitost funkcionalizacije enzimima i kitosanom na termička, UV zaštitna i antimikrobna svojstva. 6. Definiranje procesnih i tehničko-tehnoloških rješenja, te poboljšanje postojećih i razvijanje novih tehnoloških postupaka u funkcionalizaciji poliesterskih tekstilnih materijala, koji bi bili industrijski primjenjivi; uz smanjenje emisije otrovnih kemikalija, potrošnje vode i energije.

Akronim
-

Šifra projekta
BIL-HR-SRB-2019-2020

Poziv
Natječaj za sufinanciranje hrvatsko-srpskih znanstveno-istraživačkih projekata za 2019.-2020. godinu

Vrsta projekta
Znanstveno-istraživački

Vrsta financiranja
Kompetitivno projektno financiranje

Financijer
MZO - Ministarstvo znanosti i obrazovanja

Ukupan iznos financiranja projekta
22.280,00 HRK

Trajanje projekta
2019-05-01 - 2022-01-01

Ustanova - uloga
Tekstilno-tehnološki fakultet, Zagreb - Nositelj (22.280,00 HRK)

Osoba - Ustanova - uloga [pocetak - zavrsetak]
Anita Tarbuk (MBZ: 274945, CROSBI: 28274) - Tekstilno-tehnološki fakultet, Zagreb - Voditelj projekta [2019-05-01 - 2022-01-01]
Sandra Flinčec Grgac (MBZ: 275022, CROSBI: 22473) - Tekstilno-tehnološki fakultet, Zagreb - Suradnik [2019-05-01 - 2022-01-01]
Tihana Dekanić (MBZ: 299170, CROSBI: 23915) - Tekstilno-tehnološki fakultet, Zagreb - Suradnik [2019-05-01 - 2022-01-01]
Tanja Pušić (MBZ: 134124, CROSBI: 12296) - Tekstilno-tehnološki fakultet, Zagreb - Suradnik [2019-05-01 - 2022-01-01]
Katia Grgić (MBZ: 320031, CROSBI: 10604) - Tekstilno-tehnološki fakultet, Zagreb - Suradnik [2019-05-01 - 2022-01-01]
Lea Botteri (MBZ: 292526, CROSBI: 17804) - Tekstilno-tehnološki fakultet, Zagreb - Suradnik [2019-05-01 - 2022-01-01]
Dragan Đorđević (MBZ: , CROSBI: ) - nema - Voditelj projekta na ustanovi [2019-05-01 - 2022-01-01]