Karboksyylihappojen kemiallinen ja entsymaattinen polymerointi

Abstract

Tässä työssä perehdyttiin yksinkertaisten karboksyylihappojen polymerointiin. Työn tarkoituksena oli selvittää, millaisia entsyymejä ja entsymaattisia katalyysivaihtoehtoja on polyestereiden valmistuksessa. Tarkoituksena oli tutkia ja verrata teollisuudessa käytössä olevia kemiallisesti katalysoituja polyestereiden valmistusprosesseja vaihtoehtoisiin entsymaattisesti katalysoituihin menetelmiin. Entsymaattinen polymerointi on yksi mahdollinen keino, jolla voitaisiin ratkaista muovin kasvavaan tarpeeseen ja ympäristöystävällisyyteen liittyvät haasteet. Tutkimuksessa esiteltiin polylaktidien ja polyglykolidien perinteiset valmistusmenetelmät ja käyttökohteet. Tutkimuksessa esiteltiin polyestereiden mahdolliset polymerointimenetelmät: polykondensaatio- ja renkaanavauspolymerointireaktio. Lisäksi työssä esiteltiin eri biokatalyyttejä ja niiden ominaisuuksia sekä sivuttiin entsymaattisen katalysoinnin historiaa.

Tutkimuksesta saadut tulokset osoittavat, että aihetta on tutkittu laajasti. Polymeroinnissa käytettyjä karboksyylihappoja voidaan valmistaa useammasta eri raaka-aineesta. Tutkimuksen perusteella eri karboksyylihapoista valmistuilla polyestereiden valmistusprosesseilla on merkittäviä yhteneväisyyksiä. Lisäksi karboksyylihapoista valmistetuilla polyestereillä on laajat käyttökohteet. Tuloksista voidaan todeta, että entsymaattisesti katalysoiduissa polymerointimenetelmissä voidaan hyödyntää samoja polymerointireaktioita kuin kemiallisesti katalysoiduissa polymerointimenetelmissä. Tutkimustulokset osoittavat hyviä konversiotuloksia eri entsyymeillä ja monomeereillä. Erityisesti lipaasi ja cutinase-entsyymillä katalysoituja polymerointireaktioita on suoritettu onnistuneesti. Huomionarvoisesti esiin nousi immobilisoitu Candian anatarctica –lipaasi B, johtuen sen korkeasta selektiivisyydestä sekä tehokkuudesta, helposta talteenotosta ja uudelleenkäytettävyydestä.