Biopolymers

1.       Bevezetés

A biopolimerek jelentősége, csoportosítása, általános jellemzői, legfontosabb felhasználási területe, gazdasági jelentősége. Kutatási irányzatok hazánkban és külföldön.

(2 óra)

2.       Poliszacharidok (növényi) I-II.

Cellulóz makromolekula, kémiai szerkezet, intra- és intermolekuláris kötések, fibrilláris szerkezet, kristályosság, hozzáférhetőség. Legfontosabb cellulózforrások.

A fa szerkezete és kémiája. Cellulózgyártás. Cellulóz származékok (cellulóz észterek, cellulóz éterek). Cellulóz kémiai és biológiai degradációja. Pektinek.

(4 óra)

3.       Poliszacharidok (növényi) III.

Keményítő. A keményítő kémiai szerkezete, jellemzői, kémiai reakciói. Keményítő források. Keményítő származékok. Legfontosabb felhasználási területek. Keményítő alapú keverékek.

(2 óra)

4.       Poliszacharidok (állati)

Kitin. Kémiai szerkezet, előfordulás, izolálás. Fizikai és kémiai tulajdonságok, felhasználási területek (mezőgazdaság, ipar, gyógyászat).

Kitozán. Kémiai szerkezet, előállítás. Fizikai és kémiai tulajdonságok, felhasználási területek (mezőgazdaság, ipar, kertészet, gyógyászat).

(2 óra)

5.      Polifenolok

Ligninek. A ligninek előfordulás, kialakulása, osztályozása. A ligninek izolálása, szerkezete és reakciói. A ligninek biodegradációja. A lignin-holocellulóz rendszer jellemzői, a delignifikáció kémiája. A ligninek felhasználási területei.

Tanninok kémiai szerkezete, előfordulása. Hidrolizálható és kondenzált tanninok. Tanninok kölcsönhatása makromolekulákkal (szénhidrárok, fehérjék, poliszacharidok, enzimek).

(2 óra)

6.       Fehérjék (Poliamidok)

A fehérjék primer, szekunder és tercier szerkezete. Növényi és állati eredetű fehérjék. Gyapjú keratin. A gyapjú morfológiája, kémiai és fizikai jellemzői. Selyem fibroin. Regenerált protein szálak. Új felhasználási területek.  Kollagének és zselatinok. Enzimek.

(2 óra)

7.       Poliészterek (kémiai) I-II

A lineáris poliészterek jelentősége, kémiai szerkezete, legfontosabb képviselői (poliglikolsav, polilaktidok, polikaprolakton), izomerek, kristályosodás; a politejsav előállítása, fizikai öregedése, makroszkopikus jellemzői. Az előadások elsősorban a politejsav, a jelenleg legelterjedtebb biopolimer, példáján keresztül mutatják be a lineáris poliészterek jellegzetességeit.

(4 óra)

8.       Poliészterek (mikrobiális)

A bakteriális poliészterek (polihidroxialkanoátok) kémiai szerkezete, előállítása (fermentáció, bioreaktorok), jellegzetességei; a kristályosság és ennek módosítása, szerepe a tulajdonságok meghatározásában; a jelentősebb polihidroxialkanoátok (PHB, PHV, PHH) és kopolimereik.

(2 óra)

9.       Poliolok, poliuretánok

Természetes forrásból (növényi olajok, szénhidrátok, lignin) nyert illetve biodegradálható szintetikus poliolok kémiai szerkezete, ipari jelentősége, fontosabb reakciói; poliuretánok előállítása hagyományos, fosszilis alapú izocianátok és természetes poliolok reakciójával.

(2 óra)

10.     Biopolimerek feldolgozása és alkalmazása I-II.

A biopolimerek feldolgozásával kapcsolatos speciális ismeretek. A biopolimerek legfontosabb alkalmazási területei, biopolimerek keverékei, biokompozitok, különleges alkalmazások.

(4 óra)