常见可降解材料的分析
食品包装材料中的可降解与生物降解材料标准规范
食品包装材料中的可降解与生物降解材料标准规范随着人们对环境污染和可持续发展的关注增加,食品包装材料的可降解和生物降解性能成为了一个重要的研究领域。
本文将着重讨论食品包装材料中的可降解与生物降解材料的标准规范,以促进环境友好型食品包装的发展。
一、可降解与生物降解材料的定义与分类可降解材料是指在特定条件下经过化学反应或生物作用,分解为小分子物质,并最终被环境吸收或转化为无害的物质。
生物降解材料是可降解材料的一类,其分解过程主要依赖于生物活性的催化作用。
根据材料的来源和特性不同,可降解材料和生物降解材料可分为以下几类:1. 基于化学合成的可降解材料:如聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚己内酯(PCL)等;2. 基于天然资源的可降解材料:如淀粉、纤维素等;3. 基于生物合成的可降解材料:如生物合成聚酯、生物合成聚酰胺等。
二、可降解与生物降解材料标准的必要性在食品包装材料的选用过程中,制定和遵守可降解与生物降解材料的标准规范具有重要意义。
首先,标准规范可以帮助消费者和企业正确选择和使用食品包装材料,避免因使用不合格材料而引起的食品安全问题。
其次,标准规范可以推动可降解与生物降解材料的研发与应用,促进环境友好型食品包装的发展。
最后,标准规范有助于规范市场行为,维护了整个食品包装行业的良性竞争环境。
三、可降解与生物降解材料标准的主要内容1. 包装材料的性能指标:标准规范需要明确包装材料的物理力学性能、热性能、光学性能等重要指标,以确保其极限使用温度、透明度、拉伸强度等符合规定要求。
2. 生物降解性能测试方法:标准规范需要规定可降解与生物降解材料的降解速率评估方法、降解产物的分析方法等,确保测试结果的准确性和可比性。
3. 环境影响评估:标准规范应包括可降解与生物降解材料在使用过程中对环境的影响评估方法和标准,以确保其真正符合环境友好型包装材料的要求。
4. 标识和认证:标准规范需要明确可降解与生物降解材料的标识要求,为消费者正确识别和使用可降解与生物降解食品包装材料提供便利。
可降解材料汇总表
可降解材料汇总表材料名称可降解性质优点缺点应用领域聚乳酸(PLA)完全可降解生物相容性好、加工性强、可制备多种形状成本较高、降解速度较慢医疗用品、食品包装、3D打印材料等聚酯醚(PES)完全可降解热稳定性好、机械性能优异、生物相容性佳降解产物对环境有一定影响、制备工艺复杂医疗器械、环保材料等聚己内酯(PCL)完全可降解低熔点、机械性能好、可降解性能持久稳定降解速率较慢医疗用品、包装材料、组织工程等聚丙酮酸酯(PPC)完全可降解生物相容性好、降解速度快、可制备多种形状成本较高、缺乏水溶性医疗器械、药物缓释系统等聚乙二醇酸酯(PDLA)完全可降解生物相容性好、可降解性能持久稳定、加工性能佳成本较高、降解速度较慢药物载体、敷料、组织工程等聚羟基丁酯(PHB)完全可降解生物相容性好、可降解性能持久稳定、可制备薄膜和纤维成本较高、缺乏柔韧性食品包装、生物医用材料等聚乳酸(PLA)可降解性质:聚乳酸是一种完全可降解的可塑性聚合物,通过微生物或水解酶的作用,最终分解为二氧化碳和水,并不会对环境造成污染。
优点:•生物相容性好:聚乳酸在人体内缓慢降解,不会引起明显的异物反应,因此被广泛用于医疗用品制造。
•加工性强:聚乳酸具有良好的热塑性,可通过吹塑、注射成型、挤出等工艺加工成不同形状的制品。
•可制备多种形状:聚乳酸可以制备成薄膜、纤维、颗粒等多种形状,适用于不同领域的需求。
缺点:•成本较高:聚乳酸的原料成本较高,限制了其在某些领域的应用。
•降解速度较慢:聚乳酸的降解速度较慢,需要数年甚至数十年才能完全分解,而且在非理想环境下降解速度更慢。
应用领域:•医疗用品:聚乳酸制成的生物医用材料用于缝合线、骨板、骨融合器等医疗器械,具有良好的生物相容性和可降解性。
•食品包装:由于聚乳酸对食品具有较低的渗透性和较高的氧气屏障性能,可用于制作高透明度的包装薄膜,延长食品的保鲜期并减少对环境的影响。
•3D打印材料:聚乳酸能够通过3D打印技术制造出具有复杂内部结构的器件,应用于医疗、航空航天等领域。
生物可降解材料
⽣物可降解材料可⽣物降解的材料有天然⾼分⼦、⽣物合成⾼分⼦、⼈⼯合成⾼分⼦、⽣物活性玻璃、磷酸三钙等。
天然⾼分⼦均为亲⽔性材料,如胶原、明胶、甲壳素、淀粉、纤维素、透明质酸等,它们在⼈体内的降解速度与材料在⼈体⽣理环境下的溶解特性有关。
例如明胶分⼦能够溶于与体液相似pH 值为714 的⽣理盐⽔中,因⽽必须先进⾏交联才能作为材料在⼈体中使⽤[4~6 ] ,其交联产物在⼈体内降解2溶解的速度很快,⼏天内就可被⼈体完全吸收。
与此相对应,在正常⽣理环境下不溶解的天然⾼分⼦,如甲壳素(在酸性环境下溶解) [7 ] ,其降解速率就要慢得多。
磷酸三钙具有良好的⽣物相容性、⽣物活性以及⽣物降解性,是理想的⼈体硬组织修复和替代材料,在⽣物医学⼯程学领域⼀直受到⼈们的密切关注。
医学上通常使⽤的是磷酸三钙的⼀种特殊形态—β-磷酸三钙。
β-磷酸三钙主要是由钙、磷组成,其成分与⾻基质的⽆机成分相似,与⾻结合好。
动物或⼈体细胞可以在β-磷酸三钙材料上正常⽣长,分化和繁殖。
通过⼤量实验研究证明:β-磷酸三钙对⾻髓造⾎机能⽆不良反应,⽆排异反应,⽆急性毒性反应,不致癌变,⽆过敏现象。
因此β-磷酸三钙可⼴泛应⽤于关节与脊柱融合、四肢创伤、⼝腔颌⾯的外科、⼼⾎管外科,以及填补⽛周的空洞等⽅⾯。
随着⼈们对β-磷酸三钙研究的不断深⼊,其应⽤形式也出现了多样化,幵在临床医学中体现了较好的性能。
梁⼽等通过实验发现其溶⾎程度<5%,当β-磷酸三钙被植⼊⼈体内后,其在体液中能发⽣降解和吸收,钙、磷被体液吸收后进⼊⼈体循环系统,⼀定时间后植⼊⼈体的β-磷酸三钙逐渐溶解消失,形成新⾻。
Arai等利⽤β-磷酸三钙多孔陶瓷填充8~15cm 的腓⾻节段缺损,获得了腓⾻再⽣。
平均术后2个⽉即可达到重建。
不会发⽣踝关节及胫⾻的移位。
郑承泽等将β-磷酸三钙与⾃体⾻髓复合应⽤于临床,修复包括肿瘤性⾻缺损和陈旧性⾻折⾻缺损,经术后调查,结果显⽰植⼊材料的成⾻作⽤明显,说明β-磷酸三钙与⾃体⾻髓复合是⼀种治疗⾻缺损理想的⽅法。
医用生物可降解型高分子材料
医用生物课降解型高分子材料1.聚己内酯(PCL)这种塑料具有良好的生物降解性,熔点是62℃。
分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。
作为可生物降解材料可把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起,或与乳酸聚合使用。
2.聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚物以PBS(熔点为114℃)为基础材料制造各种高分子量聚酯的技术已经达到工业化生产水平。
日本三菱化学和昭和高分子公司已经开始工业化生产,规模在千吨左右。
中科院理化研究所也在进行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。
目前中科院理化研究所正在筹建年产万吨的PBS生产线、广东金发公司建成了年产1000吨规模的生产线等。
3.聚乳酸(PLA)美国Natureworks公司在完善聚乳酸生产工艺方面做了积极有效的工作,开发了将玉米中的葡萄糖发酵制取聚乳酸,年生产能力已达1.4万吨。
日本UNITIKA公司,研发和生产了许多种制品,其中帆布、托盘、餐具等在日本爱知世博会被广泛使用。
我国目前产业化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司(规模5000千吨/年生产线),正在中试的单位有上海同杰良生物材料有限公司、江苏九鼎集团等。
4.聚羟基烷酸酯(PHA)目前国外实现工业化生产的主要为美国和巴西等国。
目前国内生产单位有宁波天安生物材料有限公司(规模2千吨/年),正在中试的单位有江苏南天集团股份有限公司、天津国韵生物科技有限公司等。
1 晶体结构PLA其主要合成方法有2种:乳酸的缩聚和丙交酯的开环聚合。
常用的高效催化剂为无毒的锡类化合物(如氯化锡和辛酸亚锡)。
乳酸或丙交酯在一定条件下聚合,都可得到全规、间规、杂规及不规则的PLA,依聚合单体的不同,可分为左旋聚乳酸(Z—PLA)、右旋聚乳酸(d—PLA)、内消旋聚乳酸(me—PLA)及外消旋聚乳酸(df—PLA)。
PLA只要PLA的立体规整度足够高,本体或溶液中的PLA就会结晶。
PLA结晶度、晶体大小和形态均影响制品的性能(如冲击强度、开裂性能、透明性等) 。
可降解包装材料的降解原理
可降解包装材料的降解原理1. 引言大家好!今天我们来聊聊一个非常时髦的话题——可降解包装材料。
别以为这只是个技术性的话题,实际上它关乎咱们每天的生活和咱们共同的地球家园。
想象一下,你的外卖包装纸能在几个月内自己消失,不再变成那让人烦恼的垃圾堆,这不是梦想,而是正在发生的现实!让我们一起深入了解一下这些神奇材料的降解原理吧。
2. 可降解材料的基础知识2.1 什么是可降解包装材料?可降解包装材料,顾名思义,就是那些在一定条件下能够分解的包装材料。
想象一下你家的旧报纸,随便扔在院子里,一阵风吹过,报纸上的字慢慢消失,纸张也开始腐烂。
这就是降解的基本概念。
可降解材料就是在自然环境中,像纸一样,可以被微生物、阳光或湿气慢慢分解,变成无害的物质。
多酷呀,不是吗?2.2 这些材料怎么工作?说到降解的“魔法”,实际上有很多不同的方式。
最常见的就是生物降解。
生物降解材料可以在微生物的“帮忙”下,分解成小分子,最后被自然环境吸收。
这些微生物就像是大自然的清洁工,帮助我们处理那些难以分解的废料。
此外,还有光降解材料,这些材料会在紫外线的照射下分解,就像你在阳光下晾晒的衣服一样,渐渐变成灰尘。
听上去是不是有点科幻?3. 降解的具体原理3.1 微生物的作用降解的“主力军”就是那些小小的微生物,比如细菌和真菌。
它们就像是地球上的小小清道夫,能分解那些我们丢弃的包装材料。
具体来说,这些微生物会分泌一些酶,这些酶可以把复杂的大分子分解成简单的小分子,最后变成水、二氧化碳和肥料。
这个过程听上去虽然简单,但需要一定的条件,比如温度、湿度和时间,这些小家伙可不喜欢寒冷或干燥的环境呢。
3.2 光降解的原理说到光降解,它的原理也很有趣。
光降解材料里面含有一些能吸收紫外线的物质。
当这些材料暴露在阳光下,紫外线就像催化剂一样,加速材料的分解过程。
久而久之,这些材料就会变得越来越脆弱,最后变成粉末状,融入环境。
光降解虽然简单,但是要注意,光降解的效率和材料的配方有关,有些材料需要特定的光照条件才能有效降解。
可降解生物材料的试验
可降解生物材料的试验关于可降解生物材料的试验篇一:可降解生物材料合成高分子材料具有质轻、强度高、化学稳定性好以及价格低廉等优点,与钢铁、木材、水泥并列成为国民经济的四大支柱[1]。
然而,在合成高分子材料给人们生活带来便利、改善生活品质的同时,其使用后的大量废弃物也与日俱增,成为白色污染源,严重危害环境,造成地下水及土壤污染,危害人类生存与健康,给人类赖以生存的环境造成了不可忽视的负面影响[2]。
另外,生产合成高分子材料的原料――石油也总有用尽的一天,因而,寻找新的环境友好型材料,发展非石油基聚合物迫在眉睫,而可生物降解材料正是解决这两方面问题的有效途径。
1.可生物降解材料定义及降解机理生物降解材料,亦称为“绿色生态材料”,指的是在土壤微生物和酶的作用下能降解的材料。
具体地讲,就是指在一定条件下,能在细菌、霉菌、藻类等自然界的微生物作用下,导致生物降解的高分子材料[3]。
理想的生物降解材料在微生物作用下,能完全分解为CO2和H2O。
生物降解材料的分解主要是通过微生物的作用,因而,生物降解材料的降解机理即材料被细菌、霉菌等作用消化吸收的过程。
首先,微生物向体外分泌水解酶与材料表面结合,通过水解切断表面的高分子链,生成小分子量的化合物,然后降解的生成物被微生物摄入体内,经过种种代谢路线,合成微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终转化成CO2 和H2O[4]。
在生物可降解材料中,对降解起主要作用的是细菌、霉菌、真菌和放线菌等微生物,其降解作用的形式有3种[5]: 生物的物理作用,由于生物细胞的增长而使材料发生机械性毁坏;生物的生化作用,微生物对材料作用而产生新的物质;酶的直接作用,微生物侵蚀材料制品部分成分进而导致材料分解或氧化崩溃。
2.可生物降解材料的分类及应用根据降解机理生物降解材料可分为[6]生物破坏性材料和完全生物降解材料。
生物破坏性材料属于不完全降解材料,是指天然高分子与通用型合成高分子材料共混或共聚制得的具有良好物理机械性能和加工性能的生物可降解材料,主要指掺混型降解材料;完全生物降解材料主要指本身可以被细菌、真菌、放线菌等微生物全部分解的生物降解材料,主要有化学合成型生物降解材料、天然高分子型和微生物合成型降解材料等。
《生物可降解Zn-3Fe-HAP复合材料的制备及其组织性能研究》范文
《生物可降解Zn-3Fe-HAP复合材料的制备及其组织性能研究》篇一摘要:本文主要探讨了一种新型生物可降解材料的制备过程,该材料以Zn-3Fe合金为基础,结合了羟基磷灰石(HAP)的生物相容性特点,形成复合材料。
本文详细描述了该复合材料的制备方法,并对其组织性能进行了系统研究。
一、引言随着生物医学工程的发展,生物可降解材料在医疗领域的应用日益广泛。
寻找一种具有良好的生物相容性、可降解性以及足够机械强度的材料成为研究热点。
Zn-3Fe合金和羟基磷灰石(HAP)因其良好的生物相容性和可降解性,被视为制备生物医用复合材料的理想选择。
本文即围绕Zn-3Fe-HAP复合材料的制备及其组织性能展开研究。
二、材料制备1. 材料选择与预处理选择纯度较高的Zn-3Fe合金和HAP粉末作为原料。
对原料进行清洗、干燥和球磨处理,以获得均匀的颗粒尺寸。
2. 制备方法采用机械合金化法与熔融法相结合的方式,将Zn-3Fe合金与HAP粉末混合,并在保护气氛下进行熔融和固化,得到Zn-3Fe-HAP复合材料。
三、组织性能研究1. 微观结构分析利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对Zn-3Fe-HAP复合材料的微观结构进行分析,观察其晶粒形态、大小及分布情况。
2. 力学性能测试通过硬度测试、拉伸试验和压缩试验等方法,评估Zn-3Fe-HAP复合材料的力学性能,包括抗拉强度、抗压强度和硬度等。
3. 生物相容性及降解性能研究通过细胞培养实验和体内/外降解实验,评估Zn-3Fe-HAP复合材料的生物相容性和降解性能。
观察细胞在材料表面的生长情况,以及材料在生理环境中的降解速率和降解产物。
四、结果与讨论1. 微观结构分析结果XRD和SEM分析结果表明,Zn-3Fe-HAP复合材料具有均匀的微观结构,晶粒细小且分布均匀。
HAP的加入有效地提高了材料的结晶度和致密度。
2. 力学性能测试结果硬度测试、拉伸试验和压缩试验结果显示,Zn-3Fe-HAP复合材料具有较高的抗拉强度、抗压强度和硬度,表明该材料具有良好的力学性能。
(完整版)可降解高分子材料
可降解高分子材料1 可生物降解高分子材料的定义可生物降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。
2 生物降解高分子材料降解机理生物降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。
一般认为,高分子材料的生物降解是经过两个过程进行的。
首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,生成分子量小于500的小分子量的化合物(有机酸、酯等);然后,降解的生成物被微生物摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。
降解除有以上生物化学作用外,还有生物物理作用,即微生物侵蚀聚合物后,由于细胞的增大,致使高分子材料发生机械性破坏。
因此,生物降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同同作用,相互促进的物理化学过程。
到目前为止,有关生物降解的机理尚未完全阐述清楚:除了生物降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。
人们深入研究了不同的生物可降解高分子材料的生物降解性,发现与其结构有很大关系,包括化学结构、物理结构、表面结构等。
高分子材料的化学结构直接影响着生物可降解能力的强弱,一般情况下:脂肪族酯键、肽键>氨基甲酸酯>脂肪族醚键> 亚甲基。
当同种材料固态结构不同时,不同聚集态的降解速度有如下顺序:橡胶态>玻璃态>结晶态。
一般极性大的高分子材料才能与酶相粘附并很好地亲和,微生物粘附表面的方式受塑料表面张力、表面结构、多孑L性、环境的搅动程度以及可侵占表面的影响。
生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、pH值、微生物等外部环境有关。
3 可生物降解高分子材料的种类按照原料组成和制造工艺不同可分为以下三种:天然高分子及其改性产物、微生物合成高分子和化学合成高分子。
生物可降解材料整理
生物可降解材料整理生物可降解材料1、定义:生物材料是以医用为目的,用于和活体组织接触,且具有功能的无生命材料。
2、分类A.天然可降解性高分子材料主要有胶原、明胶、甲壳糖、毛发、海藻酸、血管、血清纤维蛋白、聚氨基酸等。
优点是降解产物易于被吸收而不产生炎症反应,但存在力学性能差的弱点。
B.合成可降解性高分子材料是目前的主要研究对象,其中以聚交酯系列材料为主;降解速度和强度可调,容易塑型和构建高孔隙度三维支架;缺陷在于其降解产物的集中释放容易产生炎症反应,会使培养环境酸度过高。
对细胞亲和力弱,往往需要物理方法或加入某些因子才能黏附细胞。
3、医学用途A.人体可吸收缝合线(1)羊肠线但它的机械强度损失快,分解速度过快,在人体内的吸收周期约为15天左右,而人体内脏器官的外科手术刀口往往难以在此期间愈合。
羊肠线的缝合和打结不太容易,必须用湿的缝合线缝合伤口,易引起组织发炎,并容易产生抗原抗体反应,在体内的适应性还不理想。
国外早在80年代初,已基本不使用羊肠线。
(2)胶原纤维胶原材料取自于牛跟腱,通过加工可以制成海绵状轻质片。
这是一种适应性很强的敷垫药物材料,能促使肉芽组织的生长,参与组织的修复,具有良好的止血作用。
胶原材料仅在患处局部降解、吸收。
经局部白细胞和巨噬细胞的蛋白酶消化所产生的氨基酸被瘢痕组织利用,作为修复组织的原料。
(3)聚己内酯(PCL)聚己内酯(PCL)是一种无毒、具有良好生物相容性和血液相容性的生物降解材料。
通常认为,生物降解材料的热稳定温度应不低于60?C,而PCL在60?C之前就已经软化熔融,这严重影响了它在医药领域的应用。
(4)聚乳酸(PLA)聚乳酸(PLA)是一种比较实用的生物降解材料。
它的原料是淀粉和纤维素等。
乳酸在自然条件下容易生物降解而不带来任何环境问题,因此PLA在自然界中看不到。
与其它可降解聚合物相比,在自然条件下PLA显示出相当慢的降解速率。
通过对PLA的改性可以控制其降解速率。
生物可降解聚合物的发展与应用
生物可降解聚合物的发展与应用近年来,随着环保意识的不断提高,生物可降解聚合物的发展和应用成为了研究生物材料的热门话题。
本文将从生物可降解聚合物的定义、分类、制备工艺、性质和应用等方面进行分析和探讨。
一、生物可降解聚合物的定义和分类生物可降解聚合物指的是那些可以通过微生物、植物和动物等生物体的代谢作用或天然混合物的氧化降解而分解为低分子化合物的聚合物。
这些聚合物具有广泛的来源,其中包括植物、动物和微生物等生物来源的聚合物,还有由合成的低分子单体组成的聚合物。
按照来源可以分为天然生物可降解聚合物和合成生物可降解聚合物。
按照聚合物的结构可以分为蛋白质聚合物、多糖类聚合物和脂肪族聚合物等。
二、生物可降解聚合物的制备工艺目前生物可降解聚合物的制备工艺主要有两种方式:通过天然来源和通过合成方法。
1.通过天然来源制备生物可降解聚合物生物可降解聚合物的天然来源主要包括纤维素、淀粉、蛋白质、天然高分子等。
以淀粉为例,淀粉是一种由α-葡萄糖分子组成的高分子量多糖,是制备生物可降解聚合物的传统材料。
淀粉的结构含有α-1,4糖苷基和α-1,6糖苷基二种分支状结构,这使得淀粉分子在水中易于水解。
在制备淀粉的基础上,通过化学或者生物酶辅助的方法,可以制备出一些生物可降解聚合物,如淀粉酯、淀粉酚类等。
2.通过合成方法制备生物可降解聚合物生物可降解聚合物的合成方法主要有控制活性聚合法和环保生物降解聚合法。
其中,控制活性聚合法是指通过化学反应将生物可降解单体分子聚合成聚合物。
这种方法可以提高生物可降解聚合物的稳定性和物理性质,同时可以通过改变聚合物的分子结构和化学性质来调节聚合物的性质和应用。
目前常见的控制活性聚合法包括原子转移自由基聚合法(ATRP)和辐射诱导聚合法等。
而环保生物降解聚合法则是通过生物体代谢作用降解的聚合物,其优点是不使用有毒有害的化学原料,在环保方面具有技术先进和意义重要的位置。
常见的环保生物降解聚合法包括微生物聚合法、复合发酵法和酶催化聚合法等。
bnm降解材料
BNM降解材料1. 引言随着工业化和现代化的进程,人类对环境的影响越来越大。
其中,塑料污染成为了一个全球性的问题。
传统塑料制品往往需要数十年甚至数百年才能降解,给环境带来了巨大的压力。
寻找一种能够快速降解的材料就显得尤为重要。
BNM(Biodegradable NanoMaterials)降解材料是一种新型的生物可降解纳米材料,具有优异的生物兼容性和可降解性能。
本文将详细介绍BNM降解材料的特点、制备方法以及在环境保护领域中的应用。
2. BNM降解材料的特点BNM降解材料具有以下几个显著特点:2.1 生物可降解性BNM降解材料采用天然高分子作为主要原料,如淀粉、纤维素等。
这些天然高分子在自然界中可以被微生物分解,并最终转化为无害物质。
相比之下,传统塑料制品通常由石油等非可再生资源制成,无法被自然界降解。
2.2 纳米尺度BNM降解材料的纳米尺度特性使其具有更大的比表面积和更好的分散性。
这使得BNM在应用中能够发挥更高的效果,如增强材料的力学性能、提高降解速率等。
2.3 生物兼容性由于BNM降解材料采用天然高分子,其生物兼容性非常好。
这意味着它可以与生物体良好地相互作用,不会引起明显的免疫反应或毒副作用。
这一特点使得BNM在医学领域有着广阔的应用前景。
3. BNM降解材料的制备方法BNM降解材料的制备方法多种多样,下面将介绍其中两种常见的方法:3.1 模板法模板法是一种常用且简单的制备BNM降解材料的方法。
选择合适的模板,如纳米颗粒或多孔膜等。
在模板上沉积天然高分子溶液,并通过交联或凝胶化等方法固定高分子结构。
去除模板,得到纳米尺度的BNM降解材料。
3.2 自组装法自组装法是一种利用物质自身性质形成结构的方法。
在制备BNM降解材料时,可以利用高分子分子链之间的相互作用力,如静电作用、疏水作用等。
通过调节温度、pH值等条件,使高分子自发地形成纳米尺度的结构。
4. BNM降解材料在环境保护中的应用由于其优异的性能,BNM降解材料在环境保护领域有着广泛的应用前景。
常见可降解材料的分析
常见可降解材料的分析学校:安徽工程大学姓名:钱永飞指导教师:季长路教授内容摘要:聚乳酸(PLA)聚乳酸有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中微生物完全降解,用它制成的各种制品埋在土壤中6至12个月即可完成自动降解;聚丁二酸丁二醇酯(PBS)力学性能十分优异,耐热性能好,热变形温度接近100℃,改性后使用温度接近100℃,克服了其它生物降解塑料耐热温度低的缺点;加工特性良好,材料成本低,在正常储存和使用过程中性能非常稳定;3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物(PBHV)具有完全的生物相容性和对水、气的高阻隔性等,因此在诸如医用材料、薄膜材料、一次性用品、包装材料(特别是食品包装)等方面有着广泛的应用前景。
除此之外,常见的可降解包装材料还有一些以聚乙烯醇为代表的水溶性包装材料、以淀粉类塑料为代表的生物溶性包装材料、以在高分子链中加入羰基与酮,在光照条件下加速分解为代表的光降解包装材料以及以利用珍珠岩发泡技术制作缓冲包装件为代表的天然材质包装材料。
关键词:可降解材料聚乳酸3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物聚丁二酸丁二醇酯引言:聚合物和塑料是二十世纪典型的材料,年产量急剧增长,从20世纪三十年代最初的每年几百吨,到二十世纪末已经超过了亿t|年,2005年已达到亿t|年,其中西欧占其中的19%。
欧盟目前的塑料使用量为60kg|(人。
年)①。
随之而来的是地球的环境质量的不断恶化,保护环境刻不容缓,人们的环保意识开始逐渐提高。
由于新型可降解包装材料具有可降解、无污染、造价越来越低等诸多优点,它慢慢进入了我们的生活。
本文将讨论几种常见可降解材料的各种性能。
绪论:近年来,随着科学技术水平和人们消费水平的日益提高,食品科技和包装工业的迅速发展,全球追捧食品健康、安全消费的呼声日益高涨,无论是监督部门还是生产企业,都对我国近期亟待制定的产品标准更加迫切,目标也更加具体明确。
据统计,食品包装涉及的相关卫生标准近百种,除了2009年6月1日正式生效的(GB9685-2008食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准)限定的添加剂种类从65中添加到958种外,还有五十多种产品标准已列入标准制修订计划,大量的产品标准在等待进入修定计划中②。
常见可降解材料的分析
常见可降解材料的分析学校:安徽工程大学姓名:钱永飞指导教师:季长路教授内容摘要:聚乳酸(PLA)聚乳酸有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中微生物完全降解,用它制成的各种制品埋在土壤中6至12个月即可完成自动降解;聚丁二酸丁二醇酯(PBS)力学性能十分优异,耐热性能好,热变形温度接近100℃,改性后使用温度接近100℃,克服了其它生物降解塑料耐热温度低的缺点;加工特性良好,材料成本低,在正常储存和使用过程中性能非常稳定; 3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物(PBHV)具有完全的生物相容性和对水、气的高阻隔性等,因此在诸如医用材料、薄膜材料、一次性用品、包装材料(特别是食品包装)等方面有着广泛的应用前景。
除此之外,常见的可降解包装材料还有一些以聚乙烯醇为代表的水溶性包装材料、以淀粉类塑料为代表的生物溶性包装材料、以在高分子链中加入羰基与酮,在光照条件下加速分解为代表的光降解包装材料以及以利用珍珠岩发泡技术制作缓冲包装件为代表的天然材质包装材料。
关键词:可降解材料聚乳酸 3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物聚丁二酸丁二醇酯引言:聚合物和塑料是二十世纪典型的材料,年产量急剧增长,从20世纪三十年代最初的每年几百吨,到二十世纪末已经超过了1.5亿t|年, 2005年已达到2.2亿t|年,其中西欧占其中的19%。
欧盟目前的塑料使用量为60kg|(人。
年)①。
随之而来的是地球的环境质量的不断恶化,保护环境刻不容缓,人们的环保意识开始逐渐提高。
由于新型可降解包装材料具有可降解、无污染、造价越来越低等诸多优点,它慢慢进入了我们的生活。
本文将讨论几种常见可降解材料的各种性能。
绪论:近年来,随着科学技术水平和人们消费水平的日益提高,食品科技和包装工业的迅速发展,全球追捧食品健康、安全消费的呼声日益高涨,无论是监督部门还是生产企业,都对我国近期亟待制定的产品标准更加迫切,目标也更加具体明确。
据统计,食品包装涉及的相关卫生标准近百种,除了2009年6月1日正式生效的(GB9685-2008食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准)限定的添加剂种类从65中添加到958种外,还有五十多种产品标准已列入标准制修订计划,大量的产品标准在等待进入修定计划中②。
可降解塑料定义、种类及应用详解
可降解塑料定义、种类及应用详解1、什么是可降解材料?可降解材料主要是在塑料的基础上,添加光敏剂、改性淀粉、生物降解剂等原料,通过这些原料降低传统塑料的稳定性,加快其在自然环境中的降解速度以减少对自然环境的污染。
根据降解方式不同可分为生物降解材料、光降解材料、热降解材料和机械降解材料。
2、常见的可降解材料常见的可降解材料主要有PLA和PBAT。
PLA聚乳酸是目前最广泛,也是投入研究应用最多的可降解材料,又称聚丙交酯,由淀粉原料制成。
大致原理为淀粉原料经由糖化得到葡萄糖,再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸,再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。
PBAT同样为比较广泛,投入研究和使用的降解材料,称为聚己二酸或对苯二甲酸丁二酯,是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物,兼具PBA和PBT的特性,既有较好的延展性和断裂伸长率,也有较好的耐热性和冲击性能。
此外,还具有优良的生物降解性。
3、应用领域(1)食品包装袋目前我国使用较为广泛的绿色环保包装材料主要分为:纸制品材料、天然生物材料、可降解材料、可食性材料。
使用较为成熟的主要是传统类可降解材料,如淀粉基,聚乳酸,PVA 薄膜等;其他新型可降解材料,如纤维素,壳聚糖,蛋白质等可降解材料也具有非常大的发展潜力。
与一次性传统包装相比,可循环可降解使用的包装可以减少80%的温室气体排放。
快餐食品中的可降解,这种材料既具有传统塑料的功能和特性,又可在完成使命后,通过土壤和水的微生物作用,或通过阳光中紫外线的作用,在自然环境中分裂降解和还原,最终以无毒形式重新进入生态环境中,回归大自然。
例:餐饮行业中你可能会经常见到可降解包装,可降解餐盒、甘蔗浆餐盘、全降解纸杯等。
(2)化妆品包装材料PLA材料具有良好的可加工性和生物相容性,是目前主要使用的化妆品可生物降解包装材料。
PLA 材料具有良好的刚性和机械抗性,是有作为刚性化妆品包装的良好材料。
纤维素及其衍生物是用于包装生产中最常用的多糖,也是地球上最丰富的天然聚合物。
PBS类可降解塑料市场分析报告
PBS类可降解塑料市场分析报告1.引言1.1 概述可降解塑料在当今社会中扮演着越来越重要的角色,PBS类可降解塑料作为其中的一种,受到了广泛关注。
随着环保意识的增强和政府对塑料污染的管理加强,可降解塑料市场迅速发展。
本报告旨在对PBS类可降解塑料市场进行详细分析,探讨其市场需求、优势与劣势,并展望其未来发展前景。
通过本报告的撰写,我们希望为相关从业者和投资者提供决策参考,促进可降解塑料行业的健康发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:本报告分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分,将首先介绍PBS类可降解塑料的概述,包括其定义、特点和应用领域。
然后介绍文章的结构,即各部分的内容安排和重点解析。
在正文部分,将首先对PBS类可降解塑料的定义进行详细解释,包括其成分和生产工艺,以便读者对该材料有更深入的了解。
其次,对市场需求进行分析,包括市场规模、增长趋势和主要应用领域。
最后,对PBS类可降解塑料的优势和劣势进行详细比较和分析,帮助读者全面了解该材料在市场上的竞争优势和潜在风险。
在结论部分,将展望PBS类可降解塑料的市场前景,预测其未来发展趋势,并对本报告进行总结概括,强调PBS类可降解塑料在可降解塑料行业中的地位和未来发展方向。
1.3 目的目的:本报告旨在分析PBS类可降解塑料市场的现状和发展趋势,深入探讨市场需求和行业优势劣势,并对未来市场前景进行展望。
通过对市场趋势和发展方向的研究,为相关企业和投资者提供决策参考,推动可降解塑料行业健康发展。
1.4 总结:本报告对PBS类可降解塑料市场进行了综合分析和深入调研,深入探讨了其定义、市场需求、优势与劣势等方面的内容。
通过本报告的研究,我们可以得出以下结论:首先,PBS类可降解塑料具有广阔的市场需求,随着人们对环保意识的提高,可降解塑料作为替代传统塑料的材料将会迎来更加广阔的市场空间。
其次,尽管PBS类可降解塑料具有可降解、环保等优势,但也存在生产成本高、工艺技术需求较高等劣势,需要在技术和成本方面进行进一步的改进和优化。
生物可降解材料
与以上两类材料的降解行为相比,人工合成高分子的降解速率有较大的变化。短的为一个月左右,长的可以达到几年;降解模式和特性也有着更为丰富的内容。人工合成高分子主要有脂肪族聚酯包括聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚己内酯(PCL)、聚酸酐以及它们之间的共聚物等。在降解速率方面,聚酸酐的降解速率普遍高于聚酯[18 ] ;聚酯中,材料的降解速率随其亲水性的增加而增快,其中聚乙醇酸降解速率最快,约为一个月左右,聚乳酸次之,大约需要三到六个月,聚己内酯最慢,需要几年左右[19 ]。在降解模式方面,聚酯与聚酸酐也明显不同。聚酸酐的降解先从材料的表面进行,在表面部分材料被降解后,再逐渐深入到内层[20~24 ] ;聚酯则是本体降解行为,降解同时发生在材料的外部和内部[25~27 ]。此外,就聚酯材料而言,线形分子和网状分子材料的降解特性也不一样。线形材料的降解速率与重量损失不成线形关系,材料的机械强度在其失重很小时就发生大幅度的衰减;相比较而言,网状材料的降解行为更为理想一些,材料的机械强度的衰减与其重量损失成近似或良好的线形关系[28~32 ]。
可生物降解的材料有天然高分子、生物合成高分子、人工合成高分子、生物活性玻璃、磷酸三钙等。天然高分子均为亲水性材料,如胶原、明胶、甲壳素、淀粉、纤维素、透明质酸等,它们在人体内的降解速度与材料在人体生理环境下的溶解特性有关。例如明胶分子能够溶于与体液相似pH值为714的生理盐水中,因而必须先进行交联才能作为材料在人体中使用[4~6 ] ,其交联产物在人体内降解2溶解的速度很快,几天内就可被人体完全吸收。与此相对应,在正常生理环境下不溶解的天然高分子,如甲壳素(在酸性环境下溶解) [7 ] ,其降解速率就要慢得多。
可降解材料高中化学
可降解材料高中化学
可降解材料是一类在特定环境条件下能够发生化学反应,导致其物理和化学性质逐渐消失的材料。
可降解材料根据降解后的产物可以分为可降解塑料和其他可降解材料。
1. 可降解塑料:
乳酸:聚乳酸(PLA)又称聚丙交酯,是以微生物发酵产物乳酸为单体化学合成的。
使用后可自动降解,不会污染环境。
聚乳酸还被用于生产包装容器、农用地膜、纤维型运动服和被褥等。
淀粉塑料:含淀粉在90%以上,添加的其他组份也是能完全降解的。
光降解塑料:是指在光的作用下能发生降解的塑料。
2. 其他可降解材料:
乙烯:存在于植物的某些组织、器官中,是由蛋氨酸在供氧充足的条件下转化而成的。
酸酐:一般可看作是由酸脱水而成的氧化物(有机酸的酸酐不属于氧化物)。
这些材料的使用有助于减轻传统非降解材料对环境的破坏。
了解这些材料的化学性质有助于更有效地使用它们,以实现可持续发展的目标。
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常见可降解材料的分析
学校:安徽工程大学姓名:钱永飞
指导教师:季长路教授
内容摘要:
聚乳酸(PLA)聚乳酸有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中微生物完全降解,用它制成的各种制品埋在土壤中6至12个月即可完成自动降解;聚丁二酸丁二醇酯(PBS)力学性能十分优异,耐热性能好,热变形温度接近100℃,改性后使用温度接近100℃,克服了其它生物降解塑料耐热温度低的缺点;加工特性良好,材料成本低,在正常储存和使用过程中性能非常稳定; 3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物(PBHV)具有完全的生物相容性和对水、气的高阻隔性等,因此在诸如医用材料、薄膜材料、一次性用品、包装材料(特别是食品包装)等方面有着广泛的应用前景。
除此之外,常见的可降解包装材料还有一些以聚乙烯醇为代表的水溶性包装材料、以淀粉类塑料为代表的生物溶性包装材料、以在高分子链中加入羰基与酮,在光照条件下加速分解为代表的光降解包装材料以及以利用珍珠岩发泡技术制作缓冲包装件为代表的天然材质包装材料。
关键词:可降解材料聚乳酸 3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物聚丁二酸丁二醇酯
引言:
聚合物和塑料是二十世纪典型的材料,年产量急剧增长,从20世纪三十年代最初的每年几百吨,到二十世纪末已经超过了1.5亿t|年, 2005年已达到
2.2亿t|年,其中西欧占其中的19%。
欧盟目前的塑料使用量为60kg|(人。
年)
①。
随之而来的是地球的环境质量的不断恶化,保护环境刻不容缓,人们的环保意识开始逐渐提高。
由于新型可降解包装材料具有可降解、无污染、造价越来越
低等诸多优点,它慢慢进入了我们的生活。
本文将讨论几种常见可降解材料的各种性能。
绪论:
近年来,随着科学技术水平和人们消费水平的日益提高,食品科技和包装工业的迅速发展,全球追捧食品健康、安全消费的呼声日益高涨,无论是监督部门还是生产企业,都对我国近期亟待制定的产品标准更加迫切,目标也更加具体明确。
据统计,食品包装涉及的相关卫生标准近百种,除了2009年6月1日正式生效的(GB9685-2008食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准)限定的添加剂种类从65中添加到958种外,还有五十多种产品标准已列入标准制修订计划,大量的产品标准在等待进入修定计划中②。
国际上关于环境可降解塑料的含义可以归纳为三个方面。
⑴化学(分子水平)上:其废弃物的化学结构发生显著变化,最终完全降解为二氧化碳和水。
⑵物性(材料水平)上:其废弃物在较短时间内,力学性能下降,应用功能大部分或全部丧失。
⑶形态上:其废弃物在较短时间内破裂、崩碎、粉化成对环境无害或易被环境消化③。
几种常见可降解材料的分析
【一】:可降解性:
1.聚乳酸(PLA):
聚乳酸有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中微生物完全降解,用它制成的各种制品埋在土壤中6至12个月即可完成自动降解。
它使用后的废物埋在土中或水中,可在微生物分解下生成碳酸气和水,它们在阳光下,通过光合作用又会生成起始原料淀粉。
这样经过一个循环过程既能重新得到聚乳酸初始原料淀粉,又借助光合作用减少了空气中二氧化碳的含量。
2.聚丁二酸丁二醇酯(PBS):
易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢,最终分解为二氧化碳和水,是典型的可完全生物降解聚合物材料。
具有良好的生物相容性和生物可吸收性;另外,PBS 只有在堆肥、水体等接触特定微生物条件下才发生降解,在正常储存和使用过程中性能非常稳定。
3.3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物(PHB/PHV,PHBV,biopol):
是一种生物聚酯,它由细菌生产,能被细菌消化,在土壤或堆肥化条件下完全分解为二氧化碳、水和生物质。
【二】:生产:
1.聚乳酸(PLA):
乳酸生产是以乳酸为原料,传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料,目前美、法、日等国家已开发利用农副产品为原料发酵生产乳酸,进而生产聚乳酸。
美国LLC公司生产聚乳酸工艺为:玉米淀粉经水解为葡萄糖,再用乳酸杆菌厌氧发酵,发酵过程用液碱中和生成乳酸,发酵液经净化后,用电渗析工艺,制成纯度达99.5%的L-乳酸。
由乳酸制PLA生产工艺有:(1)直接缩聚法,在真空下使用溶剂使脱水缩聚。
(2)非溶剂法,使乳酸生成环状二聚体丙交酯,在开环缩聚成PLA。
法国埃尔斯坦糖厂日本钟纺公司据有关媒体报道,欧洲生物降解塑料生产商---Hycail材料工业公司在提升聚乳酸(PLA)耐温性的开发和生产方面最近取得突破。
2.聚丁二酸丁二醇酯(PBS):
20世纪90年代,日本的昭和高分子公司采用异氰酸酯作为扩链剂,与传统缩聚合成的低分子量PBS反应,制备出分子量可达20万左右的高分子量PBS。
分子量超过10万的PBS在力学性能上较低分子量PBS有极大的飞跃,力学性能可到达普通塑料聚丙烯的水平,完全可以作为通用材料使用。
目前日本昭和高分子公司扩链法生产的PBS的产能为3000t/a,2万t/a的新生产线正在建设中。
3.3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物(PHBV,biopol):
美国帝国化学工林公司利用细菌把糖和有机酸制造成可生物降解的塑料。
其方法与生产出乙醇的发酵工艺相似,所不同的只是,用的细菌是产碱杆菌属,能把喂食的物质转变成一种塑料.称为PHBV。
这种细菌积累这种塑料是作为能量储存,就像人类和动物积存脂肪一样。
当细菌积存的PHBV达到它们体重的80%时,就用蒸汽把这些细胞冲破,把塑料收集起来。
【三】:缺点
1.聚乳酸(PLA):
1:不能耐高温,玻璃化温度低只有55度,虽然有些厂家对它做了一些耐温的改性,可还是没有在根本上解决问题,会在生产是增加一定的成本,还会在一些应用领域得到排挤和限制,没法大批量的推广。
2:很脆没柔性,延伸性很差,没法吹膜工艺生产,没法达到应用所需要的一些性能;价格也是一个问题,太高了。
市场没法接受,只能在特定应用上推广,没法在普通市场推广。
2.聚丁二酸丁二醇酯(PBS):
聚丁二酸丁二醇酯( PBS)几乎可以替代现在广泛应用的非降解包装材料,它克服了其他可降解材料的弱点,成为生物降解塑料材料中的佼佼者, 用途极为广泛,综合性能优异, 性价比合理, 具有良好的应用推广前景。
力学性能优异, 接近PP 和ABS 塑料;加工性能非常好,同时可以共混大量碳酸钙、淀粉等填充物, 得到价格低廉的制品;
3.3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物(PHBV,biopol):
耐热性差,加工工艺条件苛刻,产业化上存在一些无法解决的困难。
【四】:应用:
1.聚乳酸:
可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。
进耐口工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外
线织物、帐篷布、地垫面等等,市场前景十分看好。
聚乳酸有良好的相容性与可降解性,在医药领域应用也非常广泛,如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等,低子聚乳酸作药物缓释包装剂等。
2.聚丁二酸丁二醇酯(PBS):
可以用做垃圾袋、包装袋、化妆品瓶、各种塑料卡片、婴儿尿布、农用材料及药物缓释载体基质等;还有其它涉及到环境保护的各种塑料制品,如土木绿化用网、膜等。
可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域。
3.3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物(PHBV,biopol):
PBHV具有完全的生物相容性和对水、气的高阻隔性等,因此在诸如医用材料(缝线、骨钉)、薄膜材料(地膜、购物袋、堆肥袋)、一次性用品(笔、餐具)、包装材料(特别是食品包装)等方面有着广泛的应用前景
参考文献:
① -------JOGDAND S N,Welcome to the world of eco-friendly plastics,www。
Members。
rediff。
com,1999.
②-------食品包装材料用添加剂使用手册,陈宇,中国轻工业出版社
③-------食品包装学第三版,章建浩,中国农业出版社。