PHBV

بولي (3-هيدروكسي بوتيرات- كو -3-هيدروكسي فاليرات) ، المعروف اختصارًا بـ PHBV ، هو بوليمر من نوع بولي هيدروكسي ألكانوات . وهو بلاستيك قابل للتحلل الحيوي ، غير سام ، ومتوافق حيويًا ، تنتجه البكتيريا طبيعيًا ، ويُعد بديلًا جيدًا للعديد من البوليمرات الاصطناعية غير القابلة للتحلل الحيوي . وهو بوليستر أليفاتي خطي حراري . يُصنع عن طريق البلمرة المشتركة لحمض 3-هيدروكسي بوتانويك وحمض 3-هيدروكسي بنتانويك . يُستخدم PHBV في التغليف المتخصص، والأجهزة التقويمية، وفي إطلاق الأدوية المُتحكم فيه. ويخضع PHBV للتحلل البكتيري في البيئة.

تم تصنيع PHBV لأول مرة عام 1983 من قبل شركة إمبريال للصناعات الكيميائية (ICI). ويُسوّق تجارياً تحت الاسم التجاري Biopol . باعت شركة ICI ( زينيكا ) هذا المنتج إلى شركة مونسانتو عام 1996، ثم استحوذت عليه شركة ميتابوليكس عام 2001. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Biomer L هو الاسم التجاري لـ PHBV من شركة Biomer.

يُصنّع مركب PHBV بواسطة البكتيريا كمركب تخزيني في ظل ظروف النمو المحدودة. ^{[ 4 ]} ويمكن إنتاجه من الجلوكوز والبروبيونات بواسطة سلالات الإشريكية القولونية المُعدّلة وراثيًا . ^{[ 2 ]} كما أن العديد من البكتيريا الأخرى، مثل باراكوكوس دينيتريفيكانس ورالستونيا يوتروفا، قادرة أيضًا على إنتاجه.

ويمكن أيضاً تصنيعه من نباتات معدلة وراثياً . ^{[ 5 ]}

يُعدّ PHBV بوليمرًا مشتركًا من حمض 3-هيدروكسي بيوتانويك وحمض 3-هيدروكسي بنتانويك . [ ^{6 ] كما} يمكن تصنيع PHBV من بيوتيرولاكتون وفاليرولاكتون بوجود ألومينوكسان قليل الوحدات كمحفز . ^{[ 7 ]}

ترتبط المونومرات، حمض 3-هيدروكسي بيوتانويك وحمض 3-هيدروكسي بنتانويك، بروابط إسترية ؛ ويتكون الهيكل الأساسي للبوليمر من ذرات الكربون والأكسجين. وتعتمد خصائص PHBV على نسبة هذين المونومرين فيه. يُكسب حمض 3-هيدروكسي بيوتانويك البوليمر صلابة، بينما يُعزز حمض 3-هيدروكسي بنتانويك مرونته. وبالتالي، يُمكن جعل PHBV يُشبه البولي بروبيلين أو البولي إيثيلين بتغيير نسبة المونومرات. ^{[ 8 ]} تؤدي زيادة نسبة حمض 3-هيدروكسي بيوتانويك إلى حمض 3-هيدروكسي بنتانويك إلى زيادة درجة الانصهار، ونفاذية الماء ، ودرجة حرارة التحول الزجاجي (Tg ₎ ، وقوة الشد. ومع ذلك، تنخفض مقاومة الصدمات. ^{[ 3 ] [ 5 ] [ 7 ]}

PHBV هو بوليمر لدن بالحرارة. وهو هش، وله استطالة منخفضة عند الكسر ومقاومة منخفضة للصدمات. ^{[ 5 ]}

يُستخدم البوليمر PHBV في إطلاق الأدوية المُتحكم به، وزراعة الأجهزة الطبية وإصلاحها، والتغليف المتخصص ، وأجهزة تقويم العظام، وتصنيع زجاجات السلع الاستهلاكية. كما أنه قابل للتحلل الحيوي، مما يجعله بديلاً مناسباً للبلاستيك غير القابل للتحلل الحيوي ^{[ 9 ].}

عند التخلص منه، يتحلل PHBV إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. ويخضع PHBV للتحلل البكتيري. ومثل الدهون بالنسبة للإنسان، يُعد PHBV مصدرًا للطاقة للكائنات الدقيقة. تقوم الإنزيمات التي تنتجها هذه الكائنات بتحليله واستهلاكه. ^{[ 10 ]}

يتميز PHBV بثبات حراري منخفض ، ويحدث الانشطار عند رابطة الإستر عن طريق تفاعل الإزالة β . ^{[ 5 ]}

يحدث التحلل المائي ببطء شديد مما يجعله قابلاً للاستخدام في التطبيقات الطبية.

يُعدّ PHBV، لكونه قابلاً للتحلل الحيوي، ومتوافقاً حيوياً، ومتجدداً، بديلاً جيداً للبوليمرات الاصطناعية غير القابلة للتحلل الحيوي المصنوعة من البترول. ولكنه يعاني من العيوب التالية، ^{[ 5 ]}

• غالي
• استقرار حراري منخفض
• هش
• الخواص الميكانيكية الأولية
• صعوبة المعالجة

• بولي هيدروكسي ألكانوات
• بولي هيدروكسي بوتيرات
• البلاستيك القابل للتحلل الحيوي