5可降解塑料的生物合成
生物可降解塑料ppt课件
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PHAs的结构、物理化学性质-续
PHB较脆和发硬，但可通过与适量HV共聚而补偿。
随着 PHBV 中 HV 组分的增加，聚合物的劲度降低而韧性 增加，且共聚物的熔点随着HV组分的增加而降低，使得 较易对其进行热加工处理。 HV -β--羟基戊酸
单体 4HB 的聚合物或 3HB 与 4HB 的共聚物 P(3HB-co-4HB) 则是高弹体，且其生物降解的速度比均聚PHB或PHBV更 快。 HB -β--羟基丁酸
固氮菌：产生多糖，PHB的比产率降低，技术问题。 甲基营养菌：PHB产率中等。 真养产碱杆菌：生长快，易培养、胞内PHB含量高、 聚合物分子量大并能利用各种较经济的能源。 最终选择了——
真养产碱杆菌（A . eutrophus）
27
工业化生产PHAs的微生物
真养产碱杆菌(Ralstonia eutropha)为革兰氏阴性的兼性化
甲醇是最便宜的基质之一，
ICI 拥有生产甲醇单细胞蛋白的技术经验，曾考虑用甲醇
作基质生产PHB。甲醇菌积累PHB含量不高，PHB回收成
本大，获得的PHB的分子量较小，故放弃该路线。
但可以作为寻求新的菌种和开发更有效的培养方法的途径。
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生物可降解塑料PHA了解一下。
⽣物可降解塑料PHA了解⼀下。
作者：谢⽟曼今天你是做饭还是叫外卖？你是否还陷⼊在既不想洗碗⼜不想使⽤⼀次性餐具的纠结中？想⽤⼀次性餐具⼜害怕污染环境怎么办？不要怕！⽣物可降解塑料PHA了解⼀下。
试想⼀下，如果将⼀次性餐具的材料都换成⽣物可降解塑料，吃完就扔，既不⽤洗碗还不⽤担⼼污染环境，是不是太幸福了！01 塑料之“伤”塑料⾃问世以来，因其⽅便耐⽤的特点受到⼈们⼀致追捧，并且对它的依赖越来越深。
然⽽,塑料之所以耐⽤是因为它们不可⽣物降解，这也就导致陆地和海洋中积累了⼤量的塑料废物。
据报道，在海洋垃圾总量中，塑料垃圾约占80%, 有海洋塑料垃圾摄⾷记录的海洋⽣物达600种以上，⼀年海洋污染的⾃然资本成本保守估计约为每吨海洋塑料3300美元⾄33000美元。
截⽌到2017年，全球塑料产量已达到⼤约3.48亿吨。
此外，塑料⽣产和燃烧的过程中会产⽣⼤量温室⽓体，使得地球上的环境更加恶化，塑料问题俨然成为威胁⽣态系统和⼈类健康的全球危机之⼀。
各种环境中的塑料垃圾02 什么是⽣物可降解塑料？那到底什么是⽣物可降解塑料？顾名思义，⽣物可降解塑料就是指拥有塑料性能且在⽣物化学作⽤过程或⾃然环境中可以被微⽣物降解的材料，其中包括⼀些化学合成聚合物、淀粉基⽣物可降解塑料以及微⽣物合成的聚酯类化合物等。
化学合成聚合物的代表有聚⼄⼆醇酸、聚乳酸、聚对⼰内酯、聚⼄烯醇、聚环氧⼄烷等等。
这类材料⽬前已经有⼀定的应⽤，但还是不能与塑料所有的性能相抗衡。
淀粉基⽣物可降解塑料主要是向常规的塑料中加⼊淀粉作为填充剂和交联剂，以产⽣淀粉和塑料的混合物(例如，淀粉聚⼄烯), 再利⽤⼟壤微⽣物很容易降解淀粉的性质从⽽分解聚合物, 这会显著减少塑料的降解时间。
但这种塑料在淀粉脱除后留下的碎⽚不易降解，在环境中会存留很长时间，还是治标不治本。
微⽣物合成和积累的聚酯类化合物，主要是聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate，PHA)，具有与各种合成热塑性塑料(如聚丙烯)相似的性能。
可降解塑料简介
可降解塑料简介一、定义根据美国材料试验协会通过的有关塑料的术语标准（ASTM）对可降解塑料的定义可知：可降解塑料即在特定的环境条件下，其化学结构发生明显变化，并用标准的测试方法能测定其物质性能变化的塑料。
通常可降解塑料具备以下特征：在阳光、氧、微生物等自然环境条件影响下，塑料的外观发生明显的变化；力学性能发生明显的降低；化学结构发生改变，含氧化合物被引入到塑料中等。
只有当塑料聚合物发生了以上变化，使自身的分子量降低及产生小分子含氧化合物后，才能被自然界中的微生物分解。
可降解塑料有望解决塑料废弃物的污染问题，因此已经成为当前研究的热点。
二、常见的可降解塑料目前报道较多的可降解塑料主要有光降解塑料、生物降解塑料以及光生物降解塑料等。
1、光降解塑料光降解塑料即在光的照射下可以发生降解的塑料。
从光降解塑料的制备过程来分，光降解主要包括共聚型光降解塑料和添加型光降解塑料两种。
其中共聚型光降解塑料主要通过将含碳的单体如一氧化碳与其他聚烯烃通过共聚反应合成的共聚物塑料，1940年美国公司首次生产出了乙烯一氧化碳共聚物并投入市场。
这类塑料由于本身含有发色基团及弱键，因此易发生光降解。
但是这类塑料的生产过程相对复杂，而且光降解效率相对较低。
对于添加型光降解塑料，主要是通过向聚合物中添加光触媒即光催化剂的方法制得。
这类光降解塑料生产工艺简单、成本低、催化剂种类丰富，且光降解效率高。
因此，相关的研究报道比较多。
目前报道较多的用于固相光催化降解聚烯烃类塑料的光催化剂主要有：二氧化钛，磷钨酸，氧化锌，羟基氧化铁等。
其中最具代表性的是纳米TiO2光催化剂。
TiO2作为一种光催化剂，具有稳定性强、无毒、且价格低廉等优点，是目前最当红的光催化材料，受到人们的广泛关注。
近年来，纳米TiO2基复合光降解塑料在品种开发、性能改进等方面均有了较大进展，但是目前仍存在以下问题：（1）光降解聚合物的使用性能及使用寿命不及普通塑料产品；（2）光降解残余物仍不能被自然界中的微生物有效分解；（3）对光照射的依赖程度高，在没有光照射的条件下不能发生降解，使得这种光降解塑料难以推广应用。
科学家提出用土豆制造可以降解的生物塑料
通过研究用土豆制造可降解的生物塑料，有助于解决传统塑料带来的环境问题 ，推动绿色环保事业的发展。
研究目的和方法
研究目的
本研究旨在利用土豆淀粉为原料，通过微生物发酵的方法合成可降解的生物塑料 ，并对其性能进行评估。
研究方法
首先，将土豆淀粉进行微生物发酵处理，得到聚合物；其次，对得到的生物塑料 进行结构表征、性能测试和评估；最后，通过实验验证生物塑料的可降解性和其 他性能。
该研究团队在实验室中进行了大量的实验研究，验证了这种生物塑料的制备工艺和降解性能。实验结果表明，该生物塑料具有良好的生物降解性能和力学性能 ，可满足包装、餐具等应用领域的要求。
参考文献3
该研究团队还对这种生物塑料的制备工艺进行了优化，提高了制备效率和产品质量。同时，他们还研究了这种生物塑料在不同环境条件下的降解行为和降解 产物对环境的影响。
降解性能
将土豆生物塑料置于模拟自然环境的 条件下进行降解实验，评估其降解性 能。
环保性能
对比传统塑料制品和土豆生物塑料在 生产、使用和回收过程中的环境影响 ，评估其环保性能。
04
土豆生物塑料的应用领域 和市场前景
土豆生物塑料在包装领域的应用
• 替代传统塑料：土豆生物塑料可应用于包装领域，替代传统 的石油基塑料，减少对环境的污染。- 环保优势：土豆生物 塑料可自然降解，与传统的石油基塑料相比，减少了塑料垃 圾对环境的破坏。
土豆生物塑料的市场前景和挑战
• 市场前景广阔：随着环保意识的提高和传统塑料的限制，土 豆生物塑料市场前景广阔，未来需求量将不断增长。- 生产成 本高：目前土豆生物塑料的生产成本相对较高，限制了其在 某些领域的应用。- 技术成熟度：尽管土豆生物塑料的生产技 术已经取得了一些进展，但在大规模生产和应用方面仍需进 一步提高技术成熟度。
5-羟甲基糠醛路线合成2,5-呋喃二甲酸的研究进展
5-羟甲基糠醛路线合成2,5-呋喃二甲酸的研究进展
许智扬;祝钧
【期刊名称】《中国塑料》
【年(卷),期】2024(38)2
【摘要】2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是一种能够合成生物基聚酯的重要单体,目前在新型可降解塑料等领域具有广阔的应用前景,如何高效且低廉地制备FDCA已经逐步成为了热点问题。
本文系统地综述了近年来通过5-羟甲基糠醛(HMF)路线合成FDCA的主要研究进展,首先介绍了HMF路线和其他路线的联系和区别,解释了HMF路线的优点。
其次,详细介绍和分析了由HMF合成FDCA的方法,包括直接氧化法、贵金属催化法、过渡金属催化法、光电催化氧化法、酶催化法和全细胞生物催化法。
此外,在介绍上述方法的基础上,说明了这些方法的优缺点,总结了HMF路线制备FDCA目前仍面临的挑战,包括催化剂的选择、改善与开发,反应条件优化和对中间产物的处理,还对未来由HMF路线来制备FDCA的前景进行展望。
【总页数】9页(P61-69)
【作者】许智扬;祝钧
【作者单位】北京工商大学轻工科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ323.4
【相关文献】
1.非贵金属催化剂催化氧化5-羟甲基糠醛合成2,5-呋喃二甲酸的研究进展
2.直接合成Beta沸石封装Pt纳米粒子用于5-羟甲基糠醛合成2,5-呋喃二甲酸
3.5-羟甲基糠醛无碱有氧氧化合成2,5-呋喃二甲酸负载型贵金属催化剂的研究进展
4.过渡金属催化5-羟甲基糠醛合成2,5-呋喃二甲酸研究进展
5.5-羟甲基糠醛路线一锅法合成2,5-呋喃二甲酸的研究进展
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塑料制品的天然与合成材料比较
合成塑料：在航空航天、军工等领 域有特殊应用
4 塑料制品的未来发展
天然塑料的发展趋势
技术进步：提高天然塑料的 性能和稳定性
环保趋势：天然塑料可降解， 减少环境污染
市场需求：消费者对环保产 品的需求增加
政策支持：政府鼓励使用环 保材料，推动天然塑料的发
展
合成塑料的发展趋势
生物降解塑料：可降解， 环保，减少环境污染
聚酯（PET）：常用于饮料 瓶、薄膜、纤维等
聚氨酯（PU）：常用于家具、 建筑、汽车零部件等
合成塑料的优缺点
优点： a. 轻便耐用：合成塑料具有较低的 密度和较高的强度，因此轻便耐用。 b. 耐
腐蚀：合成塑料对酸、碱、盐等化学物质具 有较高的耐腐蚀性。 c. 易加工：合成塑料 可以通过注塑、挤出、吹塑等工艺进行加工， 易于成型。 d. 多样性：合成塑料可以通过
塑料制品的天然与合 成材料比较
,
汇报人：
目录 /目录
01
塑料制品的天 然材料
02
塑料制品的合 成材料
03
天然与合成塑 料的比较
04
塑料制品的未 来发展
1 塑料制品的天然材料
天然塑料的种类
淀粉基塑料：以 淀粉为主要原料， 如土豆、玉米等
纤维素基塑料：以 纤维素为主要原料，
如木材、棉花等
蛋白质基塑料：以 蛋白质为主要原料，
合成塑料的应用场景
建筑行业：用于制作门窗、管道、地 板等
汽车行业：用于制作汽车零部件、内 饰等
电子行业：用于制作电子设备外壳、 电路板等
日用品行业：用于制作餐具、玩具、 家具等
医疗行业：用于制作医疗器械、药品 包装等
农业行业：用于制作农膜、灌溉设备 等
生物可降解PBAT_的合成方法与结构特性及降解机理
有机金属化合物作为缩聚催化剂的条件下进行酯
是在催化剂作用下,经体系内酯化或酯交换反应
化,然后在高温、高真空条件下经缩聚反应制得
PBA 进行酯交换。 该方法的优点是制备得到的
工艺流程短、生产效率高、化学反应时间短等优
得到 PBT 预聚体, 然后再通过熔融缩聚反应与
PBAT,其反应原理如图 1 所示 [7,10] 。 该方法具有
棉签) 、 生 物 医 学 领 域、 工 业 堆 肥 等 领 域。 2020
2030 年其市场规模将增长到 27 亿美元,年复合
增长率高达 8. 9% [8] 。
与不可降解聚合物材料相比,PBAT 在力学
性能、热性能、阻融性能及生产成本等方面的不足
解的聚合物。
生物可降解聚合物是一种绿色环保材料,对
是阻碍其应用的主要障碍。 目前主要通过添加低
聚合物相对分子质量分布较窄、中间产物少、反应
点,但存在反应体系复杂、产品相对分子质量难控
制、反应条件苛刻和副反应多等缺点 [11] 。
C
O ( CH2 ) 4
O
O
][ C
x
( CH2 ) 4
PBAT
O
O
O
OH
1,4- BDO
O
+
[
O
AA
O
HO
OH +
HO
中图分类号:TQ323. 4 文献标识码:A 文章编号:1001- 0041(2023)04- 0057- 06
与 传 统 金 属 相 比, 聚 合 物 材 料 如 聚 丙 烯
界中可实现完全生物降解,其降解终产物为无毒
生物可降解
1.2 生物可降解材料概述随着高分子材料在国民经济、国防建设和尖端技术等领域的广泛应用，其产生的白色污染也严重影响到人类生存的环境。
尤其在环境保护越来越受人们关注的今天，生物可降解高分子材料（塑料、香蕉、纤维等）的开发和应用研究已受到世界各国的重视。
生物可降解材料能在微生物分泌酶的作用下由大分子分解成小分子，从而能够改善原来的高分子材料使用后无法自然分解而产生大量废弃物的缺点，就能从根本上解决废弃物造成的白色污染。
1.2.1 生物可降解材料的定义及降解机理生物可降解高分子材料是指在一定时间和适当的自然条件下能够被微生物（如细菌、真菌、藻类等）或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的材料。
生物降解是指高分子材料通过简单水解、酶反应或者溶剂化作用，以及其他有机体转化为相对简单的中间产物，进而转变成小分子的过程。
降解过程一般分为4个阶段：水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。
（翟美玉）水合作用是由依靠范德华力和氢键维系的二次、三次结构的破裂而引发的水合作用，其后高分子主链可能因化学或酶催化水解而破裂，高分子材料的强度降低。
对交联高分子材料强度的降低，可由高分子主链、交联剂、外悬基团的开裂等造成。
高分子链的进一步断裂会导致质量损失和相对分子质量降低，最后相对分子质量足够低的分子链小段被酶进一步代谢为水、二氧化碳等物质。
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。
因此，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。
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与材料表面结合，通过水解切断表面的高分子链，生成分子量小于500g/mol以下的小分子量化合物（有机酸、糖等），然后降解的生成物被微生物摄入体内，经过种种代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终转化成二氧化碳和水。
什么是可降解塑料？
什么是可降解塑料？在当今社会，我们所用的绝大部分塑料制品都是不可降解的。
这意味着，它们在垃圾填埋场中，将永远不会被分解。
这些塑料和其他废弃物堆积在一起，不仅污染环境，而且对野生动物和海洋生物造成严重危害。
可降解塑料是一种可持续发展的替代品，它们被认为是有效的解决方案，可以减轻塑料污染带来的压力。
那么，什么是可降解塑料？在本文中，我们将解释这种新型材料的定义，它的种类和在环境保护方面的重要性。
一、可降解塑料的定义可降解塑料是指由天然或人造高分子合成制成的具有可降解性的材料。
这些材料可以在存在特定条件下（如压力、温度、湿度、细菌、真菌和微生物）下分解，最后被食物链所吸收，从而不会对环境和野生动物造成长期的危害。
二、可降解塑料的种类1.生物可降解塑料（Bio-based degradable plastics）：生物可降解塑料是基于天然产物构建分子链的塑料，如淀粉、纤维素等，它们采用可再生树脂资源生产。
2.合成可降解塑料（Synthetic degradable plastics）：合成可降解塑料是基于合成树脂构建分子链的塑料，诸如聚乳酸（PLA）、环氧化淀粉等。
3.光降解塑料（Photodegradable plastics）：光降解塑料是利用光反应分解分子链的材料，如聚乙烯醇、聚偏二氯乙烯等。
4.生物降解塑料（Biodegradable plastics）：生物降解塑料是利用真菌、细菌和微生物来降解塑料的材料，如聚己内酯等。
三、可降解塑料的重要性1.降低污染：可降解塑料可以有效减少塑料废物对环境的污染，降低对野生动物和海洋生物造成的危害。
2.大幅度减少化石燃料依赖：由于生物可降解塑料采用可再生树脂资源生产，因此可以减少对石油、天然气等化石燃料的依赖，以此促进经济的可持续发展。
3.增加就业机会：可降解塑料的生产需要大量的研发人员和技术工人，因此有助于提高就业机会和地区收入水平。
结论总之，可降解塑料是一种可持续发展的替代品，可以有效缓解塑料污染的问题。
生物降解塑料简介演示
汇报人： 2024-01-08
目录
• 生物降解塑料的定义与特性 • 生物降解塑料的应用领域 • 生物降解塑料的发展现状与趋
势 • 生物降解塑料的生产工艺与技
术
目录
• 生物降解塑料的环境影响与评 价
• 生物降解塑料的推广与政策支 持
01
生物降解塑料的定义与特性
定义
生物降解塑料是指能够在自然环境中被微生物分解的塑料材 料。这些微生物包括细菌、真菌和藻类等，通过分解塑料， 将其转化为无害的物质，如水和二氧化碳。
《关于组织开展生物降解塑料产业现状及发展情况调查摸底…
该通知要求各地组织开展生物降解塑料产业调查摸底工作，了解产业发展现状及存在的 问题，为制定相关政策提供依据。
企业推广与应用案例
聚乳酸（PLA）
PLA是一种可完全生物降解的聚合物，可用于生产一次性餐具、包装材料和纺织品等。目 前，国内已有不少企业开始生产和应用PLA。
减少杂草和病虫害
抑制杂草生长，降低病虫害发生 率。
3D打印材料
制造复杂结构
用于制造具有复杂形状和结构的物品 。
原型制作
快速制作产品原型，加速产品开发过 程。
纤维和衣物
纺织品
用于制作衣物、床单、毛巾等纺织品。
运动装备
用于制作运动鞋、运动服等，提高运动性能。
03
生物降解塑料的发展现状与趋 势
发展现状
包装材料
食品包装
用于包装食品，可确保食 品安全并延长食品保质期 。
电子产品包装
用于保护电子产品，防止 其在运输过程中受损。
医疗用品包装
用于包装医疗器械和药品 ，确保其质量和卫生。
一次性餐具
餐饮业
pha微塑料的峰
PHA微塑料的峰一、PHA微塑料概述PHA微塑料是一种由可降解塑料在特定环境条件下分解形成的微小颗粒。
它们通常小于5毫米，有时甚至小于1微米，因此肉眼难以察觉。
PHA微塑料主要由聚羟基脂肪酸酯（PHA）组成，这是一种由微生物合成的可生物降解的塑料。
然而，PHA微塑料的来源并非仅限于PHA塑料的分解，也包括其他塑料在特定环境下的分解和磨损。
二、PHA微塑料的应用PHA微塑料在某些应用中具有潜在的价值。
由于其生物降解性，它们被视为一种环境友好的材料，可用于一次性产品，如餐具、吸管和袋子等。
此外，PHA 微塑料还可用于药物传递系统和生物医学工程领域，如药物载体、组织工程和生物传感器等。
三、PHA微塑料的峰及其形成原因尽管PHA微塑料在某些应用中具有一定的价值，但它们的产生也对环境和人类健康带来了风险。
在一些特定环境条件下，如温度升高、紫外线辐射等，PHA 微塑料会发生断裂和溶解，形成更小的颗粒。
这些微小颗粒聚集在一起形成峰状结构，被称为PHA微塑料峰。
PHA微塑料峰的形成原因有多种。
首先，随着时间的推移，PHA塑料和其他可降解塑料在环境中分解成更小的颗粒。
这些颗粒通过风力、水流或生物活动传播，并聚集在一起形成峰。
其次，某些化学物质和紫外线辐射会加速PHA微塑料的分解和溶解，导致峰的形成。
此外，人类活动也是PHA微塑料峰形成的一个重要因素。
例如，污水排放、垃圾填埋和塑料制品的生产和使用等都会导致PHA微塑料进入环境。
四、解决PHA微塑料峰的途径针对PHA微塑料峰的问题，解决途径主要包括减少生产和消费一次性塑料制品、提高废物管理和回收率、推广可生物降解替代品以及加强科学研究等。
1.减少生产和消费一次性塑料制品：通过政策手段限制一次性塑料的生产和销售，提倡多次使用或可生物降解的产品替代，可以从源头上减少PHA微塑料的产生。
消费者也应自觉选择环保的生活方式，减少一次性塑料制品的使用。
2.提高废物管理和回收率：优化垃圾分类和回收体系，提高废物的处理效率，能够降低PHA微塑料进入环境的机会。
可降解塑料的主要成分
可降解塑料的主要成分随着人们对环境保护意识的增强和可持续发展理念的普及，可降解塑料成为了一种备受关注的材料。
可降解塑料是指在特定的条件下，通过微生物的作用或其他化学过程分解为较小的分子，最终形成无害的物质。
那么，可降解塑料的主要成分是什么呢？1. 淀粉类淀粉是一种天然的可再生资源，它由大量的葡萄糖分子组成。
在可降解塑料中，淀粉类物质通常是通过提取植物淀粉，经过特殊处理后得到的。
淀粉类可降解塑料具有良好的可降解性和可加工性，广泛应用于食品包装、农膜等领域。
2. 聚乳酸聚乳酸是一种由乳酸分子通过聚合反应形成的高分子化合物。
乳酸是一种常见的有机酸，可以从植物发酵产生或通过化学合成得到。
聚乳酸可降解塑料具有良好的可降解性和生物相容性，广泛应用于医疗领域的缝线、缝合材料等以及一次性餐具、购物袋等日常用品。
3. 聚己内酯聚己内酯是一种由己内酯分子通过开环聚合反应形成的高分子化合物。
己内酯是一种由生物酸经过酯化反应得到的化合物。
聚己内酯可降解塑料具有优异的可降解性和可加工性，广泛应用于医疗领域的缝线、缝合材料等以及农膜、包装薄膜等领域。
4. 聚羟基脂肪酸酯聚羟基脂肪酸酯是一种由羟基脂肪酸酯分子通过聚合反应形成的高分子化合物。
羟基脂肪酸酯是一种由生物脂肪酸和多元醇经过酯化反应得到的化合物。
聚羟基脂肪酸酯可降解塑料具有良好的可降解性和生物相容性，广泛应用于包装薄膜、农膜等领域。
5. 聚丁二酸丁二醇酯聚丁二酸丁二醇酯是一种由丁二酸丁二醇酯分子通过聚合反应形成的高分子化合物。
丁二酸丁二醇酯是一种由化石燃料中提取的化合物。
聚丁二酸丁二醇酯可降解塑料具有良好的可降解性和可加工性，广泛应用于包装薄膜、农膜等领域。
可降解塑料的主要成分以上述五种为主，当然还有其他一些可降解塑料的成分。
这些可降解塑料在使用过程中能够分解为无害物质，从而减少对环境的污染，符合可持续发展的要求。
然而，可降解塑料的生产和使用仍存在一些挑战，如成本较高、降解速度慢等。
可降解塑料袋的主要成分
可降解塑料袋的主要成分生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌〔真菌〕和藻类的作用而引起降解的塑料。
理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。
“纸〞是一种典型的生物降解材料，而“合成塑料〞那么是典型的高分子材料。
因此，生物降解塑料是兼有“纸〞和“合成塑料〞这两种材料性质的高分子材料。
生物降解塑料又可分为完全生物降解塑料和破坏性生物降解塑料两种。
破坏性生物降解塑料：破坏性生物降解塑料当前主要包括淀粉改性〔或填充〕聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS等。
完全生物降解塑料：完全生物降解塑料主要是由天然高分子〔如淀粉、纤维素、甲壳质〕或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得，如热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均属这类塑料。
国内外生物降解塑料现状与开展趋势[编辑本段]从原材料上分类，生物降解塑料至少有以下几种：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℃〕为根底材料制造各种高分子量聚酯的技术已经到达工业化消费程度。
日本三菱化学和昭和高分子公司已经开始工业化消费，规模在千吨左右。
中科院理化研究所也在进展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消费线、广东金发公司建成了年产1000吨规模的消费线等。
3.聚乳酸〔PLA〕美国Natureworks公司在完善聚乳酸消费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，年消费才能已达1.4万吨。
日本UNITIKA公司，研发和消费了许多种制品，其中帆布、托盘、餐具等在日本爱知世博会被广泛使用。
关于微生物降解塑料的研究进展一、生物降解塑料的种类
关于微生物降解塑料的研究进展作者：李珏上海交通大学生命学院研究生学号：1080809087摘要：作为解决人类生存环境中日益严重的“白色污染”问题的一条理想逢径，降解塑料越来越受到人们的关注。
在众多的可降解塑料中，生物可降解塑料由于可从源头解决“白色污染”问题，将会越来越受到重视。
聚羟基脂肪酸酯(PHAs) 是目前最经典的微生物降解塑料。
它在微生物体系中存在较为普遍，是许多原核微生物在不平衡生长条件(如缺乏氮、磷、氧等)下合成的胞内能量和碳源储藏性聚合物，并且完全可生物降解。
本文特别详细说明了PHAs降解塑料的机理，特点，应用以及展望。
关键词：降解塑料，微生物降解， PHAs塑料已与钢铁、木材、水泥并列成为四大支柱材料，其产量与日俱增和用途不断扩大，其废品难于降解，已引起社会极大关注。
采用传统的处理固体垃圾方法(如掩埋．焚烧)来处理塑料垃圾，不仅会造成环境的二次污染，也是对资源的极大浪费。
因此，在研究废旧塑料回收利用技术的同时，可降解塑料作为最可能够解决塑料废弃物问题的途径而成为国内外研究的热点，种种可降解塑料不断问世。
在众多的可降解塑料中，生物可降解塑料由于可从源头解决“白色污染”问题，将会越来越受到重视。
一、生物降解塑料的种类降解性塑料根据其降解机理大致可分为光降解塑料、生物降解塑料、光／生物双重降解塑料。
其中生物降解塑料是指当存在水和营养成分的条件下，可以被微生物降解的塑料。
生物降解塑料是替代目前的常规塑料，解决白色污染的新方法。
理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解，最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。
众所周知，“纸”是一种典型的生物降解材料，而“合成塑料”则是典型的高分子材料。
那么，生物降解塑料是兼有“纸”和“合成塑料”这两种材料性质的高分子材料。
微生物发酵合成生物降解塑料是一种很重要的生物降解塑料形态,微生物降解是在微生物的作用下聚合物发生的变化,对塑料降解起作用的是细菌、霉菌、真菌和放线菌等微生物，引起降解的作用的形式主要有3种：(1)生物物理降解：当微生物攻击侵蚀高聚物材料后．由于生物细胞的增长使聚合物组分水解、电离或质子化而分裂成低聚物碎片，聚合物分子结构不变，起到物理性的机械破坏作用，这是聚合物生物物理作用而发生的降解过程。
生物可降解聚合物及其应用研究
生物可降解聚合物及其应用研究概述：生物可降解聚合物是一类具有特殊结构的聚合物，它们在自然界中能够被微生物或酶降解，无毒无害，对环境友好。
这种聚合物具有广泛的应用前景，如医疗、农业、包装等领域。
本文将重点介绍生物可降解聚合物的种类、制备方法以及它们在不同领域的应用研究进展。
一、生物可降解聚合物的种类生物可降解聚合物主要包括多酯类、多醣类以及蛋白质聚合物。
多酯类生物可降解聚合物包括聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯等；多醣类生物可降解聚合物包括淀粉、纤维素等；蛋白质聚合物主要指胶原蛋白和明胶等。
二、生物可降解聚合物的制备方法生物可降解聚合物的制备方法主要包括化学合成和生物合成两种途径。
化学合成方法是通过合成化学反应将原料转化为聚合物，常用的有环聚酯法、悬浮聚合法等；生物合成方法是通过微生物或酶的作用将原料转化为聚合物，常用的有聚乳酸发酵法、聚羟基脂肪酸酯酶法等。
三、生物可降解聚合物的应用研究进展1. 医疗领域生物可降解聚合物在医疗领域的应用主要包括可降解内固定材料、给药系统和组织修复材料等方面。
可降解内固定材料如聚乳酸和聚羟基脂肪酸酯等可用于骨科手术中，促进骨折的修复；给药系统方面，生物可降解聚合物可以作为缓释体用于控制药物的释放速率；组织修复材料如胶原蛋白可用于软组织修复。
2. 农业领域生物可降解聚合物在农业领域的应用主要包括土壤改良剂、化肥缓释剂和农膜等方面。
土壤改良剂可以通过混合生物可降解聚合物和土壤改善土壤结构，提高土壤含水量和通气性；化肥缓释剂可以将化肥包裹在生物可降解聚合物微球中，减少化肥的释放速率，提高肥料利用率；农膜方面，以淀粉为基础的生物可降解农膜可以替代传统塑料薄膜，减少对环境的污染。
3. 包装领域生物可降解聚合物在包装领域的应用主要包括食品包装和日用品包装。
以聚乳酸为代表的生物可降解聚合物可以用于食品包装，不会对食品品质产生影响；以纤维素为基础的生物可降解聚合物可用于日用品包装，如纸巾、卫生纸等，实现环境友好型包装材料的替代。
可降解塑料的微生物降解研究进展
可降解塑料的微生物降解研究进展毛海龙;白俊岩;姜虎生;王战勇【摘要】With the widespread using of plastic materials,plastics have caused huge environmental pollution and pressure of waste disposal. Using biodegradation plastics to replace traditional plastics is one of the most important ways to solve the problem. Biodegradation of degradable plastics is completed by microorganisms and their degrading enzymes. This article provides an overview of current research on microbial degradation and makes certain that the im-portance of microorganisms in biodegradable plastics degradation.%塑料材料的广泛使用给环境带了巨大的污染和处理压力，使用可降解塑料替代传统塑料是解决这一问题的重要途径。
可降解塑料的生物降解是由相应的微生物和降解酶来完成的。
综述了目前常见的生物降解塑料的微生物降解研究和进展情况，明确了微生物在可降解塑料生物降解中的重要性。
【期刊名称】《微生物学杂志》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P80-84)【关键词】生物降解塑料;生物降解;降解酶【作者】毛海龙;白俊岩;姜虎生;王战勇【作者单位】辽宁石油化工大学化学化工与环境学部，辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部，辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部，辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部，辽宁抚顺 113001【正文语种】中文【中图分类】Q93-3随着科技的发展和全球人口的增长，塑料被广泛的应用于日常生活和工业的各个方面。
pla塑料 温度特性
pla塑料温度特性PLA（聚乳酸）塑料是一种可降解的生物基合成塑料，也是目前使用最广泛的可降解塑料之一。
它比其他传统塑料易于回收利用，可以降低环境污染。
PLA塑料的温度特性是该材料的重要性能，在使用PLA塑料时，温度特性会直接影响塑料的性能及应用广泛性。
PLA塑料的加工温度在180-210摄氏度之间。
在低温下成型，PLA 塑料的机械性能较好，但也会导致塑料的较低收缩率，加工时短暂的局部水蒸气环境时，会导致塑料的不良引伸。
随着加工温度的升高，塑料的收缩率也会随之上升，此时塑料的加工性能和抗弯曲强度有所增加，但PLA塑料仍然容易出现热脆，背压开裂等缺陷。
在超过210摄氏度时，塑料的变形转化点将达到，塑料易熔化。
因此，在选择PLA塑料时，应根据塑料的加工要求来确定合适的温度范围，以充分发挥塑料材料的加工性能。
当确定合适的加工温度时，应注意胶料的加热温度，首先要确保胶料的机械性能。
同时，热塑性塑料在加工中会受到温度的影响，加工过程中应适当降低温度，以保证塑料的性能和收缩率。
同时，应加强塑料的热稳定性，以延长塑料的加工寿命。
另外，PLA塑料的应用温度要分为各种应用环境。
目前，PLA塑料多被用于一次性餐具，袋等制品，因此其应用温度一般不超过110摄氏度。
在高温环境，如食品处理环境下，建议在90-120摄氏度以内使用PLA塑料。
在更高温度的环境中，应尽可能使用高性能塑料，以免造成热失效。
PLA塑料的温度特性是该材料不可忽视的性能。
在进行PLA塑料的选择时，应根据塑料的加工要求来确定合适的温度范围，以及正确的应用温度，才能充分发挥其加工性能和使用寿命。
此外，应加强对塑料的热稳定性，以延长塑料的使用寿命。
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性质
熔点℃ 结晶度％ 相对密度g/cm3 抗张强度Mpa 抗紫外线照射 抗溶剂 生物降解性
PP
PHB
171～186 65～70 0.905~0.904 39 差 好 不可降解
171～182 65～80 1.23~1.25 40 好 差 可降解
P(3HB-co-3HV)
9%HV 25%HV
162
137
PHAS在避免、减少塑料废物对环境的污染上具有深 远的意义。
第二节 PHAs的结构、物理化学性质 和应用
一 微生物体内的PHAs
PHAs是多种微生物细胞内的储存物（碳源能源） 特性：低溶解性
高分子量 细胞内的积累不会引起渗透压的增加。
二 PHAs的结构
通式：
R为不同链长的正烷基（支链、不 饱和、带取代基）
1 普通塑料对环境污染具有以下特点
（1）污染范围广。江河湖泊、山川田野。
（2）污染物增长量快。
统计：全世界每年的塑料需求量1亿吨，倾入海 洋的塑料垃圾达数10万吨。
我国：1985年农用薄膜30万吨 1990年农用薄膜50万吨。 1995年农用薄膜88万吨。
美国专家估计全世界每10年将增加1倍。
（3）处理难 耐酸碱、抗氧化、难腐蚀、难降解。 埋地百年不烂；燃烧产生大量有毒气体。
3HB-co-3HV 或写成PHBV.
目前仅针对PHB、PHBV两种共聚物进行研究。
三 PHAs的物理化学性质
1 线状的ß－羟基烷酸的聚酯。 2 PHB是高度结晶的晶体。结晶度范围55％～80％ 3 熔点、玻璃态温度、抗张强度与聚丙烯（PP）相 似。 4 相对密度大，抗紫外线 5 具有光学活性
PHAs和聚丙烯（PP)的性质比较
各种塑料及相近制品在环境中被预期降解的时间
制品 自动售货机杯 聚乙烯泡沫杯盘 可处理尿布 塑料瓶PET
时间 （年）
>20
>500
>20
>100
（4）回收利用难 种类多，填料、染料多样，难以分拣回收。
（5）对生态环境危害大 地膜降低部分耕地质量，农作物植株矮小、
抗病力差 残膜对周围环境、畜牧业、养殖业有很大
影响。
问题如何解决？
2 生物可降解塑料代替石油化工合成塑料
意大利1991年立法规定所有包装用塑料都必 须生物可降解。 聚ß-羟基烷酸（简称PHAs） 采用微生物发酵法生产，已成为环境生物学 研究的热点。
PHAs族中研究和应用最广泛的多聚体： （1）聚ß－羟基丁酸（简称PHB） （2）3－羟基丁酸与3－羟基戊酸的共聚 物 [简称P(3HB-co-3HV)或PHBV] 具有生物可降解和生物可相容性。 PHAs制作的香波瓶，9个月基本完全降解。 石油合成塑料制的香波瓶，完全降解需100年。
阐明该菌形成芽孢时产生PHB。 20世纪50年代，发现PHB的生成量随培养基中
碳氮比的增加而增加
2 产生PHAs的微生物 计65属，近300种。用的较多的有：
产碱杆菌属（Alcaligenes) 假单胞菌属（Pseudonomas） 固氮菌属（Azotobacter） 红螺菌属（Rhodospirilum）
将PHB与其它多聚物混合。 2 在环境条件储存数日，PHB易发脆，老化。 克服措施：简单的淬火处理解决。
第三节 PHAs的生物合成
一 合成PHAs的主要微生物
1 PHAs的发现及形成机制 PHB最初由 Lemoigne于1925年首先发现。从
巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium)分离鉴定。
R为甲基，单体ß－羟基丁酸HB
R
O
R为乙基，单体ß－羟基戊酸HV
--O-CH-CH2-C--n
R为丙基，单体ß－羟基己酸HC R为丁基，单体ß－羟基庚酸HH
R为戊基，单体ß－羟基辛酸HO
R为己基，单体ß－羟基壬酸HN
R为庚基，单体ß－羟基癸酸HD
特定条件，两种或两种以上单体形成共聚物 3HB和3HV组成的共聚物——
－
－
－
－
37 － － 可降解
30 － － 可降解
四 PHAs的应用
应用范围 医药上
工业上
PHAs的应用
外科缝线、肘钉、拭子等 伤口敷料 血管替代品 骨骼替代品和骨板（压电效应促进骨骼生长） 长效药物的生物降解载体 抗真菌剂、杀虫剂或肥料等的生物降解载体 容器、瓶、袋、薄膜等包装材料 妇女卫生用品、尿布等可任意处理的物品 合成手性化合物的前体原料（合成药物、生物信息素）
1 发酵周期短 2 胞内聚合物积累量大 3 胞内无聚合物降解酶，分子量大 4 易于提取 5 胞内聚合物颗粒大、结晶度高 6 能利用多种碳源 7 在复杂培养条件下，胞内聚合物才能 高积累。
第五讲 生物可降解塑料
第一节 可降解塑料概述 第二节 PHAs的结构,物理化学性质和应用 第三节 PHAs的生物合成 第四节 PHAs的生物降解 第五节 PHAs的工业化
第一节 可降解塑料概述
工业、农业、建筑业、日常生活都与塑料密切相关 普通塑料是以合成树脂为主的化学合成材料。
塑料垃圾 ！！！
分 类 垃 圾 箱
能否对机体产生毒性？
在原核生物和真核生物中发现含有100～200个 单体的小分子量PHB，其作用作为细胞膜的离子 通道组成。 人体血浆中检测到PHB的存在。
因此，植入哺乳动物组织内的PHB不会对机 体产生毒性。
PHB的工业化应用存在缺点：
1 PHB较差的融化稳定性 分解温度（200℃）与溶化温度（175℃）相近。 克服措施：发酵时加入3HV的前体合成PHBV共聚体
选择工业生产PHAs的菌种考虑的因素：
➢能利用廉价碳源的能力 ➢生长速率问题 ➢多聚物合成速率 ➢在细胞内最大量积累多聚物的能力
英国ICI公司进行考察，发现：
ICI——Imperial Chemical Industries帝国化学工业公司
固氮菌：产生多糖，PHB的比产率降低，技术问题。 甲基营养菌：PHB产率中等。 真养产碱杆菌：生长快，易培养、胞内PHB含量高、 聚合物分子量大并能利用各种较经济的能源。 最终选择了——
真养产碱杆菌（A . eutrophus）
带有A.eutrophus PHB合成基因的
重组E.coli 成为新的选择！！
生产PHB(V)的A.eutrophus 和重组E.coli 特点
A.eutrophus来自重组E.coli1 生长快，容易培养（培养条件简单） 2 胞内聚合物含量高 3 聚合物分子量大 4 提取相对较困难 5 生产共聚物较容易，易调节共聚比 6 分子量分布控制较难 7 已有工业化产品