Assessment of the impact of bacteria Pseudomonas denitrificans, Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis and yeast Yarrowia lipolytica on commercial poly(ether urethanes)
Abstrakt
The assessment of the impact of the bacteria Pseudomonas denitrificans, Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis and yeast Yarrowia lipolytica on commercial poly(ether urethanes) Tecoflex® and Tecothane® is presented. The polyurethane samples were incubated with pure cultures of the microorganisms at 30 °C for five months. The changes in the chemical structure of the polymers were evaluated using loss of weight and contact angle measurements, infrared spectroscopy (ATR-FTIR), mass spectrometry (Py-MS), differential scanning calorimetry (DSC) and the thermogravimetric analysis (TG). In addition, scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) were applied for imaging changes in surface morphology of the poly(ether urethanes). Comparative analysis of these polyurethane features before and after incubation with the microorganism cultures showed that Tecoflex® was less stable than Tecothane®. This can be explained by the presence of aromatic rings within the diphenylmethane diisocyanate group in the chemical structure of the latter. Bacterial strains of Bacillus subtilis and Pseudomonas fluorescens showed a much more prominent destructive effect compared to the strain of yeast Y. lipolytica.
Cytowania
-
2 2
CrossRef
-
0
Web of Science
-
2 2
Scopus
Autorzy (10)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- Licencja
- otwiera się w nowej karcie
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
- Opublikowano w:
-
POLYMER TESTING
nr 63,
strony 484 - 493,
ISSN: 0142-9418 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2017
- Opis bibliograficzny:
- Stępień A., Zebrowski J., Piszczyk Ł., Boyko V., Riabov S., Dmitrieva T., Bortnitskiy V., Gonchar M., Wojnarowska-Nowak R., Ryszkowska J.: Assessment of the impact of bacteria Pseudomonas denitrificans, Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis and yeast Yarrowia lipolytica on commercial poly(ether urethanes)// POLYMER TESTING. -Vol. 63, (2017), s.484-493
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1016/j.polymertesting.2017.08.038
- Bibliografia: test
-
- A.A. Shah, F. Hasan, A. Hameed, S. Ahmed, Biological degradation of plastics: a comprehensive review, Biotechnol. Adv. 26 (2008) 246e265, http:// dx.doi.org/10.1016/j.biotechadv.2007.12.005. otwiera się w nowej karcie
- Y. Zheng, E.K. Yanful, A.S. Bassi, A review of plastic waste biodegradation, Crit. Rev. Biotechnol. 25 (2005) 243e250, http://dx.doi.org/10.1080/073885 50500346359. otwiera się w nowej karcie
- R. Premraj, M. Doble, Biodegradation of polymers, Biotechnol. Ind. J. 4 (2005) 186e193.
- J. Hopewell, R. Dvorak, E. Kosior, Plastics recycling: challenges and opportu- nities. Philosophical transactions of the royal society of london. Series B, Biol. Sci. 364 (2009) 2115e2126. otwiera się w nowej karcie
- P. Kr ol, Linear Polyurethanes, 2008. Kroninklijke Brill NV Leiden, The Netherlands.
- G.T. Howard, R.C. Blake, Growth of Pseudomonas fluorescens on a polyester- polyurethane and the purification and characterization of a polyurethanase- protease enzyme, Int. Biodeter Biodegr. 42 (4) (1998) 213e220, http:// dx.doi.org/10.1016/S0964-8305(98)00051-1. otwiera się w nowej karcie
- L. Rowe, G.T. Howard, Growth of Bacillus subtilis on polyurethane and the purification and characterization of a polyurethanase-lipase enzyme, Int. Biodeter Biodegr. 50 (2002) 33e40, http://dx.doi.org/10.1016/S0964-8305(02) 00047-1. otwiera się w nowej karcie
- L. Cosgrove, P.L. McGeechan, G.D. Robson, P.S. Handley, Fungal communities associated with degradation of polyester polyurethane in soil, Appl. Environ. Microbiol. 73 (18) (2007) 5817e5824, http://dx.doi.org/10.1128/ AEM.01083-07. otwiera się w nowej karcie
- M.J. Kay, R.W. McCabe, L.H.G. Morton, Chemical and physical changes occurring in polyester polyurethane during biodegradation, Int. Biodeter Biodegr. 31 (1993) 209e225, http://dx.doi.org/10.1016/0964-8305(93) 90006-N. otwiera się w nowej karcie
- Y. Akutsu, T. Nakajima-Kambe, N. Nomura, T. Nakahara, Purification and properties of a polyester polyurethane-degrading enzyme from Comamonas acidovorans TB-35, Appl. Environ. Microbiol. 64 (1998) 62e67. otwiera się w nowej karcie
- R. Gautam, A.S. Bassi, E.K. Yanful, E. Cullen, Biodegradation of automotive waste polyester polyurethane foam using Pseudomonas chlororaphis ATCC55729, Int. Biodeter Biodegr. 60 (2007) 245e249, http://dx.doi.org/ 10.1016/j.ibiod.2007.03.009. otwiera się w nowej karcie
- N.I. Ibrahim, M. Anwar, M.H. Khalid, S. Saadoun, H.M. Maswadeh, T. Nakajima- Kambe, Polyester-polyurethane biodegradation by Alternaria Solani, isolated from Northern Jordan, Adv. Environ. Biol. 3 (2) (2009) 162e170.
- M.C. Upreti, R.B. Srivastava, A potential Aspergillus species for biodegradation of polymeric material, Curr. Sci. 84 (11) (2003) 1399e1402. otwiera się w nowej karcie
- S.S. Umare, A.S. Chandure, Synthesis, characterization and biodegradation studies of poly(ester urethane)s, Chem. Eng. J. 142 (1) (2008) 65e77, http:// dx.doi.org/10.1016/j.cej.2007.11.017. otwiera się w nowej karcie
- Y.D. Kim, S Ch Kim, Effect of chemical structure on the biodegradation of polyurethanes under composting conditions, Polym. Degrad. Stab. 62 (1998) 343, 337. otwiera się w nowej karcie
- ASTM 5338e5392. otwiera się w nowej karcie
- M. Urgun-Demirtas, D. Singh, K. Pagilla, Laboratory investigation of poly- urethane foam under anaerobic conditions, Polym. Degrad. Stab. 92 (2007) 1599e1610, http://dx.doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2007.04.013. otwiera się w nowej karcie
- A.A. Shah, F. Hasan, J.I. Akhter, A. Hameed, S. Ahmed, Degradation of poly- urethane by novel bacterial consortium isolated from soil, Ann. Microbiol. 58 (3) (2008) 381e386, http://dx.doi.org/10.1007/BF03175532. otwiera się w nowej karcie
- G.T. Howard, Polyurethane biodegradation, in: S.N. Singh (Ed.), Microbial Degradation of Xenobiotics, Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, 2012. otwiera się w nowej karcie
- A.M. El-Sayed, W.M. Mahmoud, E.M. Davis, R.W. Coughlin, Biodegradation of polyurethane coatings by hydrocarbon-degrading bacteria, Int. Biodeter Bio- degr. 37 (1996) 69e79. otwiera się w nowej karcie
- J.R. Russell, J. Huang, P. Anand, K. Kucera, A.G. Sandoval, K.W. Dantzler, D. Hickman, J. Jee, F.M. Kimovec, D. Koppstein, D.H. Marks, P. Mittermiller, S.J. Núñez, M. Santiago, M. Townes, M. Vishnevetsky, N.E. Williams, M.P.N. Vargas, L.-A. Boulanger, C. Bascom-Slack, S. Strobel, Biodegradation of polyester polyurethane by endophytic fungi, Appl. Environ. Microbiol. 77 (2011) 6076e6084. otwiera się w nowej karcie
- Y. Matsumiya, N. Murata, E. Tanabe, K. Kubota, M. Kubo, Isolation and char- acterization of an ether-type polyurethane-degrading micro-organism and analysis of degradation mechanism by Alternaria sp, J. Appl. Microbiol. 108 (2010) 1946e1953. otwiera się w nowej karcie
- A.E. Stę pie n, Microbiological degradation of polyurethanes, Polym. Pol. 10 (2011) 718e723.
- A.E. Stę pie n, Assessment of the effect of biodegradation on the chemical structure of poly ( ether urethanes), Polym. Pol. 7/8 (2012) 545e551. dx.doi. org/10.14314/polimery.2012.545. otwiera się w nowej karcie
- C. Madzak, C. Gaillardin, J.M. Beckerich, Heterologous protein expression and secretion in the non-conventional yeast Yarrowia lipolytica: a review, J. Biotechnol. 109 (1e2) (2004) 63e81, http://dx.doi.org/10.1016/ j.jbiotec.2003.10.027. otwiera się w nowej karcie
- Y.S. Oh, J. Maeng, S.J. Kim, Use of microorganism-immobilized polyurethane foams to absorb and degrade oil on water surface, Appl. Microbiol. Biotechnol. 54 (3) (2000) 418e423, http://dx.doi.org/10.1007/s002530000384. otwiera się w nowej karcie
- S.V. Ryabov, V.V. Boyko, et al., Ukr. Him. Mag. 75 (11) (2009) 58e62.
- J. Wojturska, B. Pilch-Pitera, Biodegradation of poly(ester urethanes) under simulated composting, Polimery 11/12 (2012) 852e860. http://dx.doi.org/10. 14314/polimery.2012.852. otwiera się w nowej karcie
- G. Mathur, R. Prasad, Degradation of polyurethane by Aspergillus flavus (ITCC Fig. 8. The AFM images for the EG before (a) and after incubation in microorganism culture: Bacillus subtilis (b) for five months. otwiera się w nowej karcie
- Post-print of: Stępień A., Zebrowski J., Piszczyk Ł., Boyko V., Riabov S., Dmitrieva T., Bortnitskiy V., Gonchar M., Wojnarowska- Nowak R., Ryszkowska J.: Assessment of the impact of bacteria Pseudomonas denitrificans, Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis and yeast Yarrowia lipolytica on commercial poly(ether urethanes). POLYMER TESTING. Vol. 63, (2017), s. 484-493. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2017.08.038 6051) isolated from soil, Appl. Biochem. Biotechnol. 7 (6) (2012) 1595e1602, http://dx.doi.org/10.1007/s12010-012-9572-4. otwiera się w nowej karcie
- T. Nakajima-Kambe, Y. Shigeno-Akutsu, N. Nomura, F. Onuma, T. Nakahara, Microbial degradation of polyurethane, polyester polyurethanes and poly- ether polyurethanes, Appl. Microbiol. Biotechnol. 51 (1999) 134e140, http:// dx.doi.org/10.1007/s002530051373. otwiera się w nowej karcie
- C. Guignot, N. Betz, B. Legendre, A. Le Moel, N. Yagoubi, Influence of filming process on macromolecular structure and organization of a medical segmented polyurethane, J. Appl. Polym. Sci. 85 (9) (2002) 1970e1979, http:// dx.doi.org/10.1002/app.10760. otwiera się w nowej karcie
- S.J. McCarthy, G.F. Meijs, N. Mitchell, P.A. Gunatillake, G. Heath, A. Brandwood, K. Schindhelm, In-vivo degradation of polyurethanes: transmission-FTIR microscopic characterization of polyurethanes sectioned by cryomicrotomy, Biomaterials 18 (1997) 1387e1409, http://dx.doi.org/10.1016/S0142- 9612(97)00083-5. otwiera się w nowej karcie
- J.P. Santerre, R.S. Labow, D.G. Duguay, D. Erfle, G.A. Adams, Biodegradation evaluation of polyether and polyester-urethanes with oxidative and hydro- lytic enzymes, J. Biomed. Mater Res. 28 (10) (1994) 1187e1199, http:// dx.doi.org/10.1002/jbm.820281009. otwiera się w nowej karcie
- J.G. Dillon, Infrared Spectroscopic Atlas of Polyurethanes, Technomic Pub- lishing, Lancaster, Pennsylvania, 1989.
- A. Aneja, G.L. Wilkes, A systematic series of 'model' PTMO based segmented polyurethane reinvestigated using atomic force microscopy, Polymer 44 (2003) 7221e7228, http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2003.07.007. otwiera się w nowej karcie
- Q. Lan, G. Haugstad, Characterization of polymer morphology in polyurethane foams using atomic force microscopy, J Appl Pol Sci. 6 (2010) 2645e2651, http://dx.doi.org/10.1002/app.34005. otwiera się w nowej karcie
- Y.W. Tang, R.S. Labow, J.P. Santerre, Enzyme induced biodegradation of polycarbonate-polyurethanes: dose dependence effect of cholesterol esterase, Biomaterials 24 (2003) 2003e2011, http://dx.doi.org/10.1016/S0142- 9612(02)00563-X. otwiera się w nowej karcie
- E.M. Christenson, M. Dadsetan, M. Wiggins, J.M. Anderson, A. Hiltner, Poly(- carbonate urethane) and poly(ether urethane) biodegradation: in vivo studies, J. Biomed. Mater Res. Part A 69 (3) (2004) 407e416, http://dx.doi.org/10.1002/ jbm.a.30002. otwiera się w nowej karcie
- Post-print of: Stępień A., Zebrowski J., Piszczyk Ł., Boyko V., Riabov S., Dmitrieva T., Bortnitskiy V., Gonchar M., Wojnarowska-Nowak R., Ryszkowska J.: Assessment of the impact of bacteria Pseudomonas denitrificans, Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis and yeast Yarrowia lipolytica on commercial poly(ether urethanes). POLYMER TESTING. Vol. 63, (2017), s. 484-493. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2017.08.038 otwiera się w nowej karcie
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 159 razy
Publikacje, które mogą cię zainteresować
Polypropylene structure alterations after 5 years of natural degradation in a waste landfill
- M. Potrykus,
- V. Redko,
- K. Głowacka
- + 4 autorów