8. Material properties of polyhydro

8. Material properties of polyhydroxyalkanoates from oils
The biopolymer properties determine which applications these
plastics are best suited for and how they can be processed. The
PHAs applicability depends on their thermal, physical and mechanical
properties such as melting temperature, glass transition
temperature, molecular weights, tensile strength or Young's module
(Fig. 4). These properties can be triggered by fine-tuning of the
composition of the PHAs during the biosynthesis.
Scl-PHAs, such as poly-3-hydroxybutyrate (PHB), show a high
crystallinity and strong brittleness with poor elastic properties,
which restrict their use as a stable and useful material. The small
difference between the decomposition temperature (approximately
270 C) and the high melting point (around 180 C)
restricted its processability for melt extrusion technology. Mechanical
properties such as the Young's modulus and the tensile
strength are close to those of polypropylene. However, the
extension to break for P(3HB) is much lower than that of synthetic
plastics. When copolymer formation occurs with 3HV, 4HB
or 3HHx monomer units, the properties of the material alter
result in better mechanical features, a decrease in stiffness or an
increase in toughness. Mcl-PHAs accumulated by many Pseudomonas
species have more favorable properties than scl-PHAs.
They are elastomers with a low degree of crystallinity with a
low melting temperature, a low tensile strength and a high
elongation to break. Moreover, PHAs possess various properties
which make them interesting to industry such as: non-toxic,
biocompatible and insoluble in water. Table 3 summarizes molecular
weights and thermal properties of various PHAs produced
by bacteria grown on plant oils.
The molecular weight of polyhydroxyalkanoates is believed to
be the most important factor affecting their properties. Its value is
dependent on the bacterial host, the medium composition and the
substrate used or the fermentation conditions. Lee et al. (2008)
have found crude palm kernel oil is a suitable substrate for the
production of high molecular weight of P(3HB-co-3HV) copolymer.
A decrease of 3HV molar fraction from 10 to 8 increased the
number-average molecular weight (Mn) from 7.0  105 to
9.9  105 g/mol, respectively. Whereas the value of Mn and Mw/Mn
of P(3HB-co-3HHx) copolymer accumulated by Cupriavidus necator
H16 grown on soybean oil were 4.3  105 g/mol and 2.5, respectively
(Thakor et al., 2005). The incorporation of 3-hydroxyvalerate
improves mechanical properties of biopolymers. It was demonstrated
that the yield of only 10% 3-HV influences significantly on
elongation to break from 3% [P(3HB) homopolymer] to 20% (P(3HBco-
3HV) copolymer.
The incorporation of 4HB monomers results in copolymers
having better elastomeric properties than homopolymer P(3HB). It
was confirmed that P(3HB-co-4HB) copolymer extracted from the
cells of Cupriavidus necator grown on spent palm oil showed a
melting peak at 160.8 C, glass transition temperature at 2.4 C
and crystallization temperature at 46.9 C (Rao et al., 2010). Additional
analysis employed to evaluate the biocompatibility of P(3HBco-
4HB) blends revealed that the copolymer have the potential to
be developed as a new absorbable biomaterial for medical
applications.
Wong et al. (2012) reported that the highest 3HHx monomer
fraction is the lowest molecular weight P(3HB-co-3HHx) copolymer
produced by recombinant Cupriavidus necator fed with palm
oil. The mechanical properties of P(3HB-co-3HV) copolymer are
dependent on the molar ratio of 3HV. The value of Young's Modulus
decreases with an increase of 3HV from 0 to 25 mol%, thus indicating
that P(3HB-co-3HV) becomes more flexible. Furthermore,
the tensile strength decreases gradually as the 3HV molar ratio
increases. Further, the tensile strength and Young's modulus of the
P(3HB-co-3HHx) blends decreased from 7.91 to 0.13 Mpa and
100.96 to 0.27 Mpa, respectively, as the HHx monomer fractionwas
increased from 32 to 70 mol%. The above mentioned values
revealed that the copolymers tested are soft and flexible. The high
content of 3HHx have greatly increased the elasticity of the
copolymer and resulted in the higher elongation to break
(1074.60%) than low-density polyethylene (LDPE) (700%) (Doi,
1990).
Number and weight average molecular weights of mcl-PHAs
from oils are relatively lower compared to those of scl-PHAs.
Haba et al. (2007) reported that P. aeruginosa 47T2 grown on
waste cooking oil was able to produce mcl-PHA with the Mn and
Mw value ranged from 34.3 to 36.7 kDa and from 37.1 to 38.8 kDa,
respectively. These results were consistent with the data of
Mo_zejko and Ciesielski (2013), who cultured Pseudomonas sp. Gl01
using saponified waste palm oil and Hazer et al. (1998) who synthesized
mcl-PHAs from P. oleovorans grown on hazelnut oil. Ashby
and Solaiman (2008) demonstrated that supplementation of

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

8. คุณสมบัติของวัสดุ polyhydroxyalkanoates จากน้ำมัน
คุณสมบัติ biopolymer ตรวจสอบว่าโปรแกรมเหล่านี้
พลาสติกมีความเหมาะสมที่สุดและวิธีที่พวกเขาสามารถประมวลผล
PHAs การบังคับใช้ขึ้นอยู่กับความร้อนทางกายภาพและเชิงกลของพวกเขา
คุณสมบัติเช่นอุณหภูมิการหลอมแก้วการเปลี่ยนแปลง
อุณหภูมิน้ำหนักโมเลกุลความต้านทานแรงดึงหรือโมดูลของเด็กหนุ่ม
(รูปที่. 4) คุณสมบัติเหล่านี้สามารถถูกเรียกโดยปรับจูนของ
องค์ประกอบของ PHAs ในระหว่างการสังเคราะห์ได้.
SCL- สนาม PHAs เช่นโพลี 3 ไฮดรอกซี (PHB) แสดงสูง
ผลึกและเปราะแข็งแกร่งที่มีคุณสมบัติยืดหยุ่นไม่ดี
ซึ่ง จำกัด การใช้ของพวกเขา เป็นวัสดุที่มีความเสถียรและมีประโยชน์ ขนาดเล็ก
แตกต่างระหว่างอุณหภูมิสลายตัว (โดยประมาณ
270? C) และจุดหลอมเหลวสูง (ประมาณ 180? C)
จำกัด กระบวนการผลิตสำหรับเทคโนโลยีการอัดขึ้นรูปละลาย วิศวกรรม
คุณสมบัติเช่นมอดุลัสและดึง
ความแข็งแรงมีความใกล้ชิดกับผู้ที่โพรพิลีน อย่างไรก็ตามการ
ขยายที่จะทำลายสำหรับ P (3HB) ต่ำกว่าที่สังเคราะห์
พลาสติก เมื่อก่อลิเมอร์เกิดขึ้นกับ 3HV, 4HB
หรือ 3HHx หน่วยโมโนเมอร์, คุณสมบัติของวัสดุที่แตกต่างกัน
ส่งผลให้คุณสมบัติเชิงกลที่ดีกว่าการลดลงของความฝืดหรือ
เพิ่มขึ้นในความเหนียว MCL-PHAs สะสมโดย Pseudomonas หลาย
ชนิดมีคุณสมบัติที่ดีกว่า SCL-PHAs.
พวกเขาเป็นยางที่มีระดับต่ำของผลึกที่มี
อุณหภูมิหลอมละลายต่ำความต้านทานแรงดึงต่ำและสูง
ยืดตัวที่จะทำลาย นอกจากนี้ PHAs มีคุณสมบัติต่าง ๆ
ที่ทำให้พวกเขาน่าสนใจให้กับอุตสาหกรรมเช่น: ปลอดสารพิษ
ชีวภาพและไม่ละลายในน้ำ ตารางที่ 3 สรุปโมเลกุล
น้ำหนักและสมบัติทางความร้อนของ PHAs ต่างๆที่ผลิต
จากเชื้อแบคทีเรียที่ปลูกในน้ำมันพืช.
น้ำหนักโมเลกุลของ polyhydroxyalkanoates เชื่อว่าจะ
เป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่มีผลต่อคุณสมบัติของพวกเขา ค่าของมันจะ
ขึ้นอยู่กับโฮสต์แบคทีเรียองค์ประกอบขนาดกลางและ
สารตั้งต้นที่ใช้หรือเงื่อนไขการหมัก Lee et al, (2008)
พบน้ำมันปาล์มดิบและเมล็ดเป็นสารตั้งต้นที่เหมาะสมสำหรับการ
ผลิตที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงของ P (3HB-ร่วม 3HV) ลิเมอร์.
ลดลง 3HV ส่วนกราม 10-8 เพิ่มขึ้น
จำนวนเฉลี่ยน้ำหนักโมเลกุล (MN ) จาก 7.0? ที่จะ 105
9.9? 105 กรัม / โมลตามลำดับ ในขณะที่มูลค่าของ Mn และ Mw / มินนิโซตา
ของ P (3HB-ร่วม 3HHx) ลิเมอร์สะสมโดย Cupriavidus necator
H16 ปลูกในน้ำมันถั่วเหลืองเป็น 4.3? 105 กรัม / โมลและ 2.5 ตามลำดับ
(Thakor et al., 2005) รวมตัวกันของ 3 hydroxyvalerate
ปรับปรุงสมบัติเชิงกลของพลาสติกชีวภาพ มันก็แสดงให้เห็น
ว่าอัตราผลตอบแทนเพียง 10% ที่มีอิทธิพลต่อ 3 HV อย่างมีนัยสำคัญใน
การยืดตัวที่จะทำลายจาก 3% [P (3HB) homopolymer] ถึง 20% (P (3HBco-
3HV) ลิเมอร์.
รวมตัวกันของ 4HB โมโนเมอร์ส่งผลให้เมอร์
มี คุณสมบัติยางดีกว่า homopolymer P (3HB). มัน
ก็ยืนยันว่า P (3HB-ร่วม 4HB) ลิเมอร์สกัดจาก
เซลล์ของ Cupriavidus necator ปลูกในน้ำมันปาล์มใช้เวลาแสดงให้เห็นว่า
ยอดหลอมละลายที่ 160.8 องศาเซลเซียสแก้วเปลี่ยนอุณหภูมิที่? 2.4 องศาเซลเซียส
และอุณหภูมิการตกผลึกที่ 46.9 องศาเซลเซียส (ราว et al., 2010). เพิ่มเติม
การวิเคราะห์ที่ใช้ในการประเมินกันได้ทางชีวภาพของ P (3HBco-
4HB) ผสมเปิดเผยว่าลิเมอร์มีศักยภาพที่จะ
ได้รับการพัฒนาเป็นชีววัสดุดูดซึมใหม่สำหรับทางการแพทย์
การใช้งาน.
วงศ์ et al. (2012) รายงานว่า 3HHx โมโนเมอร์ที่สูงที่สุด
ส่วนต่ำสุดน้ำหนักโมเลกุล P (3HB-ร่วม 3HHx) ลิเมอร์
ที่ผลิตโดย necator Cupriavidus recombinant เลี้ยงด้วยปาล์ม
น้ำมัน. สมบัติเชิงกลของ P (3HB-ร่วม 3HV) ลิเมอร์ที่มี
ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของ 3HV ค่าของหนุ่มโมดูลัส
ลดกับการเพิ่มขึ้นของ 3HV 0-25 mol% แล้วจึงแสดงให้เห็น
ว่า P (3HB-ร่วม 3HV) จะกลายเป็นความยืดหยุ่นมากขึ้น นอกจากนี้
ความต้านทานแรงดึงลดลงค่อยๆเป็น 3HV อัตราส่วน
เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ความต้านทานแรงดึงและมอดุลัสของ
P (3HB-ร่วม 3HHx) ผสมลดลง 7.91-0.13 Mpa และ
100.96-.27 Mpa ตามลำดับขณะที่ HHx fractionwas โมโนเมอร์
เพิ่มขึ้น 32-70% mol ค่าดังกล่าวข้างต้น
เปิดเผยว่าเมอร์ที่ผ่านการทดสอบมีความนุ่มและมีความยืดหยุ่น สูง
เนื้อหาของ 3HHx ได้เพิ่มขึ้นอย่างมากยืดหยุ่นของ
ลิเมอร์และส่งผลในการยืดตัวสูงขึ้นที่จะทำลาย
(1,074.60%) มากกว่าเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE) (700%) (ดอย,
1990).
จำนวนและน้ำหนักน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของ MCL-PHAs
จากน้ำมันจะค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับ SCL-PHAs.
Haba et al, (2007) รายงานว่า P. aeruginosa 47T2 ปลูกใน
น้ำมันปรุงอาหารขยะก็สามารถที่จะผลิต MCL-PHA กับ Mn และ
ค่า Mw อยู่ในช่วง 34.3-36.7 กิโลดาลตันและ 37.1-38.8 กิโลดาลตัน
ตามลำดับ ผลลัพธ์เหล่านี้มีความสอดคล้องกับข้อมูลของ
Mo_zejko และ Ciesielski (2013) ที่เลี้ยง Pseudomonas SP Gl01
ใช้น้ำมันกราฟเสียปาล์มและ Hazer et al, (1998) ที่สังเคราะห์
MCL-PHAs จากพี oleovorans ปลูกในน้ำมันเฮเซลนัท แอชบี
และ Solaiman (2008) แสดงให้เห็นถึงการเสริมว่า

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

8 . คุณสมบัติของวัสดุของ polyhydroxyalkanoates จากตัวขับมีแบบตรวจสอบ ซึ่งโปรแกรมเหล่านี้ คุณสมบัติพลาสติกจะเหมาะที่สุดสำหรับและวิธีการที่พวกเขาสามารถดำเนินการ ที่ยังขึ้นอยู่กับการประยุกต์ใช้ทางกายภาพและทางความร้อนคุณสมบัติ เช่น การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิการหลอมแก้วอุณหภูมิ น้ำหนัก โมเลกุล แรง หรือ หนุ่ม เป็นโมดูล( รูปที่ 4 ) คุณสมบัติเหล่านี้สามารถถูกทริกเกอร์ โดยการปรับจูนขององค์ประกอบของยังในกระบวนการ .SCL ยัง เช่น poly-3-hydroxybutyrate ( PHB ) แสดงสูงผลึก และเปราะแข็งแรงด้วยคุณสมบัติยืดหยุ่นจนซึ่ง จำกัด การใช้ประโยชน์อย่างมีเสถียรภาพ และวัสดุ เล็ก ๆความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิการสลายตัว ( ประมาณ270 C ) และจุดหลอมเหลว ( ประมาณ 180 องศาเซลเซียสจำกัด ผสม สำหรับหลอมรีดเทคโนโลยี เครื่องกลคุณสมบัติ เช่น โมดูลัส ยอง และ แรงดึงกำลังจะปิดของพอลิโพรพิลีน อย่างไรก็ตามการขยายแตก P ( 3hb ) ต่ำกว่าที่ของสังเคราะห์พลาสติก เมื่อเกิดโคพอลิเมอร์เกิดขึ้นกับ 3hv 4hb.com ,หรือ 3hhx โมโนเมอร์หน่วย คุณสมบัติของวัสดุที่ดัดแปลงส่งผลให้คุณสมบัติเชิงกลดีกว่า ลดความฝืดหรือเพิ่มความเหนียว ยังสะสมมากมายของ mclชนิดที่มีคุณสมบัติที่ดีกว่า SCL ยัง .พวกเขาคือกลุ่มที่มีระดับต่ำของผลึกด้วยอุณหภูมิหลอมเหลวต่ำ แรงดึงต่ำ และสูงการแบ่ง นอกจากนี้ ยังมีคุณสมบัติต่าง ๆซึ่งทำให้พวกเขาน่าสนใจให้กับอุตสาหกรรมเช่น : ไม่มีพิษทางชีวภาพและไม่ละลายในน้ำ ตารางที่ 3 สรุปโมเลกุลน้ำหนักและสมบัติทางความร้อนของต่าง ๆ ยัง ผลิตโดยแบคทีเรียที่เติบโตในน้ำมันพืชน้ำหนักโมเลกุลของ polyhydroxyalkanoates เชื่อกันว่าเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่มีผลต่อคุณสมบัติของพวกเขา ค่าของมันคือขึ้นอยู่กับโฮสต์ขององค์ประกอบ และ ปานกลางพื้นผิวที่ใช้หรือสภาวะการหมัก ลี et al . ( 2008 )ได้พบน้ำมันปาล์มดิบมีพื้นผิวที่เหมาะสมสำหรับการผลิตของน้ำหนักโมเลกุลสูงของ P ( 3hb-co-3hv ) PS .การลดลงของ 3hv ฟันกรามส่วนจาก 10 เป็น 8 เพิ่มขึ้นจำนวนเฉลี่ยน้ำหนักโมเลกุล ( MN ) จาก 105 ใน 7.09.9 105 กรัม / โมล ตามลำดับ ส่วนมูลค่าของ Mn และ MW / แมงกานีสของ P ( 3hb-co-3hhx ) โคพอลิเมอร์ โดย cupriavidus necator สะสมี่ปลูกในน้ำมันถั่วเหลือง 4.3 105 g / mol และ 2.5 ตามลำดับ( thakor et al . , 2005 ) การ 3-hydroxyvalerateการปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของโปรตีน . มันแสดงให้ผลผลิตเพียง 10 % 3-hv มีอิทธิพลอย่างมากในแข็ง 3 % [ P ( 3hb ) โฮโมพอลิเมอร์ ] 20% ( p ( 3hbco -3hv ) PS .การรวมตัวของ 4hb.com เมอร์ผลลัพธ์ในโคพอลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติดีกว่ายางกว่าโฮโมพอลิเมอร์ P ( 3hb ) มันยืนยันได้ว่า P ( 3hb-co-4hb ) โคพอลิเมอร์ที่สกัดจากเซลล์ของ cupriavidus necator ปลูกปาล์มน้ำมันพบว่าใช้เวลากำลังสูงสุดที่ 160.8 C อุณหภูมิคล้ายแก้วที่ 2.4 องศาเซลเซียสและการตกผลึกที่อุณหภูมิที่ 46.9 C ( Rao et al . , 2010 ) เพิ่มเติมการวิเคราะห์แบบประเมินกันได้ทางชีวภาพของ P ( 3hbco -4hb.com ) ผสมพบว่าโคพอลิเมอร์มีศักยภาพในการถูกพัฒนาเป็นินธาตุใหม่ทางการแพทย์การประยุกต์ใช้วง et al . ( 2012 ) รายงานว่า โมโนเมอร์ 3hhx สูงสุดส่วนที่เป็นค่าน้ำหนักโมเลกุล P ( 3hb-co-3hhx ) โคพอลิเมอร์ผลิตโดย recombinant cupriavidus necator เฟดกับปาล์มน้ํามัน สมบัติเชิงกลของ P ( 3hb-co-3hv ) - เป็นขึ้นอยู่กับอัตราส่วนโดยโมลของ 3hv . ค่าโมดูลัสจะเพิ่ม 3hv จาก 0 ถึง 25 mol % จึงระบุที่ P ( 3hb-co-3hv ) กลายเป็นมีความยืดหยุ่นมากขึ้น นอกจากนี้และความแข็งแรงต่อแรงดึงลดลงค่อยๆเป็น 3hv อัตราส่วนโดยโมลเพิ่มขึ้น ต่อแรงดึงและค่าโมดูลัสของยังของP ( 3hb-co-3hhx ) ผสมกับ 0.2 MPa และลดลงจาก 7.91100.96 กับ 0.27 MPa ตามลำดับ เป็น hhx fractionwas มอนอเมอร์เพิ่มขึ้นจาก 32 70 โมล % ที่กล่าวถึงข้างต้น ค่าเปิดเผยว่า เตรียมทดสอบเป็นอ่อนนุ่ม และยืดหยุ่น สูงเนื้อหาของ 3hhx เพิ่มความยืดหยุ่นของอย่างมากโคพอลิเมอร์และผลยิ่งแข็ง( 1074.60 % ) มากกว่า density polyethylene ( LDPE ) ( 700 บาท ) ( ดอย ,1990 )จำนวนและน้ำหนักเฉลี่ยน้ำหนักโมเลกุล mcl ยังจากน้ำมันจะค่อนข้างต่ำเมื่อเปรียบเทียบกับของ SCL ยัง .ยาว et al . ( 2007 ) รายงานว่า P . aeruginosa 47t2 ปลูกน้ำมันปรุงอาหารขยะสามารถผลิต PHA mcl กับ MN และค่า MW ตั้งแต่ 34.3 จะลดลง ) และจาก 37.1 ถึง 38.8 ดาลตันตามลำดับ ผลลัพธ์เหล่านี้สอดคล้องกับข้อมูลและ mo_zejko ciesielski ( 2013 ) , ผู้เลี้ยง gl01 Pseudomonas sp .การใช้น้ำมันปาล์ม และการดูดซึมของเสีย hazer et al . ( 1998 ) ที่สังเคราะห์ยังจากหน้าขึ้น mcl oleovorans น้ำมันเฮเซลนัท บี้และ solaiman ( 2551 ) พบว่า การเสริม