国外生物降解聚合物的种类及主要组分
生物降解型塑料-聚乳酸(PLA)
生物降解型塑料-聚乳酸(PLA)清华大学美术学院 贺书俊 学号2012013080摘要： 近年来世界各国都高度重视源于可再生资源的可降解高分子材料的研究开发，聚乳酸因可生物降解、性能优异、应用广泛而深受青睐。
本文主要介绍了聚乳酸的降解机理、作为可降解塑料的应用现状、改进方法以及未来的发展趋势。
1、 聚乳酸简介单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基，多个乳酸分子在一起，-OH 与别的分子的-COOH 脱水缩合，-COOH 与别的分子的-OH 脱水缩合，就这样，它们手拉手形成了聚合物，叫做聚乳酸。
聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。
聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。
聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。
[1]2、 聚乳酸降解机理聚乳酸是典型的“绿色塑料”，因其良好的生物相容性、完全可降解性及生物可吸收性，是生物降解材料领域中最受重视的材料之一，下面就聚乳酸的降解机理进行介绍。
聚乳酸是一种合成的脂肪族聚酯，其降解可分为简单水解（酸碱催化）降解和酶催化水解降解。
从物理角度看，有均相和非均相降解。
非均相降解指降解反应发生在聚合物表面，而均相降解则是降解发生在聚合物内部。
从化学角度看，主要有三种方式降解：①主链降解生成低聚体和单体；②侧链水解生成可溶性主链高分子；③交链点裂解生成可溶性线性高分子。
本体侵蚀机理认为聚乳酸降解的主要方式为本体侵蚀，根本原因是聚乳酸分子链上酯键的水解。
聚乳酸类聚合物的端羧基（由聚合引入及降解产生）对其水解起催化作用，随着降解的进行，端羧基量增加，降解速率加快，从而产生自催化现象。
[2]因乳酸来源于可再生资源，经过聚合、改性、加工成制品，当制品废弃时，能完全被人体吸收或被环境生物所降解成二氧化碳和水，从而造福人类并无污染地回归自然，聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。
可生物降解高分子材料的分类及应用
可生物降解高分子材料的分类及应用随着环保意识的提高，生物降解高分子材料的应用越来越广泛。
生物降解高分子材料是指由生物物质以及化学合成物分子构成的材料，通过生物分解、水解、微生物的代谢等方式最终转化为自然界中的水、二氧化碳和有机物等形式。
根据来源、降解方式的不同，生物降解高分子材料可以分为多种类型，下面将分别进行介绍。
1. 生物来源降解高分子材料生物来源降解高分子材料是指从天然植物、微生物或动物中提取、在化学反应中合成的具有生物降解性能的高分子材料。
这种高分子材料具有良好的生物相容性，能够与人体或其他生物环境兼容，并且在自然界中容易被降解，不会对环境造成污染。
常见的生物来源降解高分子材料包括纤维素、淀粉、蛋白质等。
应用：可制成一次性生物降解口罩、生物降解餐具、生物降解包装等。
2. 环境友好型聚合物环境友好型聚合物是指可以在自然界中容易被降解的高分子材料。
它们是通过聚合反应制备的合成材料，通过简单的物理和化学反应可以分解成小分子，微生物也可以分解这些分子。
3. 水溶性聚合物水溶性聚合物是指可溶于水的高分子材料。
它们通常是由含有水溶性基团的聚合物合成的。
由于这些高分子材料可以在水中溶解，所以它们可以轻易地通过水处理系统进行处理，不会造成环境存在的问题。
应用：可制成水溶性包装、水溶性垃圾袋、水溶性农用膜等。
微生物来源高分子材料是指通过微生物代谢过程制备的高分子材料。
这些高分子材料尤其适合于用于环保和生物医学应用的材料。
总之，生物降解高分子材料具有天然的可降解性和环保性，可以有效降低固体废弃物对环境的污染。
因此，其在生物医学、环保、包装等领域的应用前景广阔。
分析生物降解塑料种类
本文摘自再生资源回收-变宝网（）分析生物降解塑料种类降解塑料（degradableplastic）是指，在规定环境条件下，经过一段时间和包含一个或更多步骤，导致材料化学结构的显著变化而损失某些性能（如完整性、分子量、结构或机械强度）和/或发生破碎的塑料。
应使用能反映性能变化的标准试验方法进行测试，并按降解方式和使用周期确定其类别。
降解塑料按照其设计的最终降解途径分为生物分解塑料、可堆肥塑料、光降解塑料、热氧降解塑料。
生物分解塑料（biodegradableplastic）是指，在自然界如土壤和/或沙土等条件下，和/或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中，由自然界存在的微生物如细菌、霉菌和海藻等作用引起降解，并最终完全降解变成二氧化碳（CO2）或/和甲烷（CH4）、水（H2O）及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。
也就是通常所说的生物降解塑料。
一、生物基生物降解塑料：主导产品为PLA生物基生物降解塑料是指以天然高聚物或天然单体合成的高聚物为基所制造的可生物降解塑料。
这类塑料目前主要包括聚乳酸（PLA）和聚羟基烷酸酯（PHA）两大类。
1、聚3-羟基烷酸酯（PHA）聚羟基脂肪酸酯是由微生物通过各种碳源发酵而合成的不同结构的脂肪族共聚聚酯。
其中最常见的有聚3-羟基丁酸酯（PHB）、聚羟基戊酸酯（PHV）及PHB和PHV的共聚物（PHBV）。
聚烃基脂肪酸脂（PHA）是由很多细菌合成的一种细胞内聚酯，具有生物可降解性、生物相容性等许多优良性能，在生物医学材料、组织工程材料、缓释材料、电学材料以及包装材料等方面将发挥其重要的作用。
其中最常见的有聚3-羟基丁酸酯（PHB）和聚羟基戊酸酯（PHV）及PHB和PHV它们的共聚物（PHBV）。
通过共聚（PHBV）可以改善PHB因其结晶度高、较脆的弱点，提高了其机械性能，另外耐热性、耐水性也好。
由于价格高目前主要还是应用在医学和其他要求高的领域。
可生物降解高分子材料的分类及应用
可生物降解高分子材料的分类及应用生物降解高分子材料是指通过微生物、酶或其他生物作用而能够分解成简单物质并最终转化为无害物质的高分子材料。
它是一种具有环保特性的材料，与传统材料相比，生物降解高分子材料可以更好地保护环境和资源。
根据生物降解高分子材料的结构和用途，可以将其分为以下几类。
一、生物可降解聚合物生物可降解聚合物主要由天然物质如淀粉、纤维素、脂肪酸等通过化学或生物转化制得。
这些材料可以被微生物或酶降解为二氧化碳、水和其他简单有机物，对环境没有污染。
生物可降解聚合物应用广泛，如包装材料、医药、土壤保护和制造复合材料等。
二、合成高分子合成高分子是人工制造的高分子材料，在化学结构和物理性质上与传统塑料类似，但是经过特殊加工和处理可以被生物降解分解。
合成高分子的生物降解性受其化学结构和分子量的影响，通常需要经过改性和添加生物降解助剂等措施才能够实现生物降解。
合成高分子的应用包括餐具、包装材料、医用材料和环保复合材料等。
三、生物基复合材料生物基复合材料由天然纤维如木材、麻、竹等与生物可降解高分子复合而成。
这种复合材料具有较好的生物降解性能，同时保持了天然材料的优良性能，如强度和耐久性。
生物基复合材料可以替代传统材料，用于汽车、航空、建筑、家具等领域。
四、生物基聚氨酯生物基聚氨酯是一种新型的生物可降解高分子材料，由多元醇、异氰酸酯等反应制得。
生物基聚氨酯可以通过微生物降解为天然氨基酸和其他有机物，对环境无污染，同时具有优良的力学性能和耐热性能。
生物基聚氨酯的应用包括医药、包装、造纸等领域。
总的来说，生物降解高分子材料具有广泛的应用前景，但是它们的生产和应用还需要进一步发展和完善，以加快其应用和推广的进程，进一步保护环境和资源。
GBT41010-2021生物降解塑料与制品降解性能及标识要求
GBT41010-2021生物降解塑料与制品降解性能及标识要求腺准制定背蟄全球生物降解塑料产能约为130万吨，年复合增长率超过20%,聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸己二酸丁二酯(PBAT)、聚疑基链烷酸酯(PHA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)等可生物降解材料生产规模逐渐实现工业化生产，开始在纤维、日用薄膜袋、农用地膜等生活用品领域得到应用。
我国生物降解塑料快速发展，产能已近50万吨左右，制品已经在我国在城市生活垃圾分类、零售场所、餐饮、电子商务、邮政快件、外卖包装等得到应用。
目前市场许多制品都印刷或标注可降解，在市场众多标识有“降解” 的各种塑料上，如何区分是否是真正的生物降解塑料制品、如何鉴别，已经成为生产、销售、使用和监管等迫切之需。
GB/T 41010-2021《生物降解塑料与制品降解性能及标识要求》国家标准，聚焦生物降解塑料制品生产、使用和监管需求，结合生物降解塑料及制品特点，充分借鉴国际国外组织和国家相关法规和标准，给出了生物降解和生物降解率等术语和定义，规定了降解性能要求、标识标注要求和检验方法。
标准主要内容GB/T 41010-2021《生物降解塑料与制品降解性能及标识要求》国家标准规范了生物降解和生物降解率等术语和定义，规定了降解性能要求、标识标注要求和检验方法等。
标准适用于天然高分子材料、合成聚合物、含有如增塑剂、颜料或其他化合物等添加剂的材料等各类生物降解材料加工而成的制品。
以下节选了该标准文本中关于降解性能要求、降解性能检验方法选择、标识、标识标注要求等主要内容：4降解性能要求4.1有机物成分（挥发性固体含量）生物降解塑料与制品的有机物成分（挥发性固体含量）应大于或等于51%o 4.2化学性能4. 2. 1重金属及特定元素含量限量化学性能主要规定重金属及特定元素含量限量要求，具体要求见表lo4. 2. 2高度关注物质所使用的所有材料应符合国家在某些领域产品或禁用危险物的法律规定，特别是那些被划分为致癌的、致基因突变的、有生殖毒性的物质、引起过敏症的物质应受到高度关注。
生物降解聚合物的研究进展
生物降解聚合物的研究进展随着环保意识的逐渐加强，对于环保材料的需求也越来越大。
而生物降解聚合物作为一种环保材料，近年来备受瞩目。
其可以在自然界中被微生物分解并回归自然，不会对环境造成污染，因此成为许多领域的研究热点。
一、生物降解聚合物的定义与分类生物降解聚合物是指在自然界中能够被微生物分解并回归自然的高分子化合物。
根据其来源的不同，生物降解聚合物可以分为天然生物降解聚合物和生物降解性合成聚合物两种类型。
其中，天然生物降解聚合物是指生物体内分泌的高分子物质，如：木质素、纤维素、壳聚糖等。
而生物降解性合成聚合物则是指通过化学反应或生物反应合成的高分子化合物，其具有生物降解性。
二、生物降解聚合物的优点相对于传统塑料材料，生物降解聚合物具有以下优点：1. 环保：生物降解聚合物可以在自然界中被微生物分解并回归自然，不会对环境造成污染。
2. 可降解：生物降解聚合物可以通过微生物的代谢作用降解，无需进行复杂的处理，降低了处理成本。
3. 天然：由于天然生物降解聚合物是由生物体内分泌的高分子物质组成，因此具有天然的特点，可以更好地适应自然环境。
三、生物降解聚合物的应用领域生物降解聚合物在很多领域都有广泛的应用，如：1. 包装材料：生物降解聚合物可以用来制作各种包装材料，如：食品包装袋、垃圾袋等。
这些材料可以很好地降解，同时也能够防止传统塑料包装材料对环境造成的污染。
2. 农业领域：生物降解聚合物可以用来制作农用薄膜、基质袋、育苗盘等农业材料。
3. 医药领域：生物降解聚合物可以用来制作医疗用品，如：缝合线、输液袋等，这些产品可以在体内自然分解，不会对人体造成伤害。
四、未来发展趋势生物降解聚合物在未来的发展中仍然具有巨大的潜力。
其中，目前主要的发展方向有：1. 降解速度的提高：为了使生物降解聚合物的应用更加广泛，需要进一步提高其降解速度。
2. 功能化智能材料的开发：生物降解聚合物不仅要具有生物降解性，还需要具有一定的功能，如抗菌、防水等。
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。
生物降解性聚酯
国外聚乳酸生产
• 2002年美国Cargill和Dow化学在明尼苏达州合建了世 界上年产14万吨的聚乳酸的生产厂NATUREWORKS公司 ，从而开创了用农产品生产塑料的产业化新时代；
• 日本岛津、三井、油墨公司、代塞尔化学公司，分别
均有500～1000t／a装置，并均计划扩建； • 德国EmsInventa－Fischer公司，在德东部建年产 3000吨PLA示范工厂。
发展历史
70年代末：微生物合成聚酯
聚羟基脂肪酸酯（PHB）
英国ICI公司；美国Monsanto公司
80年代：化学合成聚酯（开环聚合）
聚乳酸（PLA）美国Cargill公司
聚己内酯（PCL）美国U.C.C.公司
90年代：化学合成聚酯（缩合聚合）
脂肪族二元醇酸聚酯（PBS）
日本昭和高分子公司; 美国Eastman公司等
聚乳酸
• 单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基 ，多个乳酸分子在一起，-OH与别的分子的 -COOH脱水缩合，-COOH与别的分子的OH脱水缩合，就这样，它们手拉手形成了 聚合物，叫做聚乳酸。 聚乳酸也称为聚丙 交酯，属于聚酯家族。聚乳酸是以乳酸为 主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充 分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污 染，而且产品可以生物降解，实现在自然 界中的循环，因此是理想的绿色高分子材 料。
可生物降解高分子材料的分类及应用
可生物降解高分子材料的分类及应用可生物降解高分子材料是一类具有生物降解性能的高分子材料，它们能够在自然环境中通过微生物的作用或物理化学变化而分解降解，对环境影响较小。
下面将介绍可生物降解高分子材料的分类及应用。
一、分类：1. 天然高分子材料：包括纤维素、淀粉、蛋白质和天然胶等，这些材料具有良好的生物降解性能，并且可以再生、可持续利用。
2. 生物可降解聚合物：包括可降解聚酯、可降解聚乳酸、可降解聚酰胺等，这些材料是通过合成聚合物的方法制备而成，具有良好的生物降解性能，并可用于替代传统塑料制品。
3. 生物塑料：这是一类以可再生材料为原料制备的可降解高分子材料，如玉米淀粉、蔗糖等。
它们可以在一定条件下通过微生物的作用降解分解，对环境影响较小。
二、应用：1. 包装材料：可生物降解高分子材料可以广泛应用于包装领域，用于制备食品包装袋、包装盒等。
这些材料具有较好的可降解性能，降低了对环境的污染。
2. 农业与园艺：可生物降解高分子材料可以制备农膜和园艺覆盖膜，用于农业和园艺领域。
这些材料具有良好的降解性能，可避免农膜残留对土壤和植物造成的污染。
3. 医疗器械与生物医学材料：可生物降解高分子材料在医疗器械和生物医学材料领域具有广泛的应用。
例如可降解聚酸乳酸制备的缝合线、骨修复材料等，这些材料可以在体内发挥作用一定时间后降解，无需二次手术取出。
4. 纺织品：将可生物降解高分子材料应用于纺织品中，可以制备出具有良好降解性能的纺织品，如环保袋、生物降解纤维等。
这些纺织品可以在使用结束后通过自然环境的作用得到降解分解。
5. 环境修复：可生物降解高分子材料还可以应用于环境修复领域，例如用于污水处理、油污修复等。
这些材料具有良好的吸附性能和降解性能，可以对环境中的污染物起到清除和降解的作用。
可生物降解高分子材料具有良好的降解性能，对环境影响较小。
在包装、农业、医疗、纺织品和环境修复等领域具有广泛的应用前景。
随着环保意识的不断提高，可生物降解高分子材料将成为一种重要的替代材料，并推动可持续发展的进程。
PBS及其共聚酯生物降解性能的研究进展
PBS及其共聚酯生物降解性能的研究进展可生物降解的高聚物是近年来引起人们极大兴趣的高分子材料之一。
目前，脂肪族聚酯是生物降解材料中最有发展前景的一类高分子材料，包括聚羟基脂肪酸酯、聚己内酯、聚乳酸，以及由二元酸、二元醇制成的聚酯等。
其中，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种具有良好的热性能、机械性能和加工性能的生物降解脂肪族聚酯。
现阶段对PBS及其共聚酯的研究最为广泛，PBS及其共聚酯的化学结构、分子构成、分子量、结晶度及聚酯的形态等均对其生物降解性能有较大的影响。
文章综述了PBS及其共聚酯的结构、分子量、聚酯形态、熔点、结晶度等和生物降解性能之间的关系。
1 PBS的结构及其降解机理1.1 PBS的结构PBS为白色结晶型聚合物，其密度为1.27 g/cm3，熔点为115℃，结晶化度为30%-60%，结晶化温度为75℃。
其化学结构如图1(略)所示。
1.2 PBS的生物降解机理降解是与形成相反的一个过程，是指大分子化合物经化学反应回归到小分子化合物的过程。
PBS降解的本质是聚合物中化学键的断裂，其中既包括主链中化学键的断裂，又包括支链中化学键的断裂，主链结构中化学键的断裂对聚合物的降解起着决定性的作用。
在PBS分子链中引入较弱的化学键或较易发生化学反应的化学键，则该键较易断裂，聚合物就较易于降解。
反之，则难以降解。
PBS在微生物的作用下可发生降解。
微生物首先侵蚀聚酯的表面，然后由微生物分泌的酶对聚酯中的酯键发生作用使其水解。
酶催化水解聚酯的过程分为以下两步。
第一步，酶起一个醇的作用，可以把该反应看做是PBS聚酯的醇解，产物为酰基酶和聚酯链的一部分；第二步，酰基酶榱水解，产物为聚酯的其余部分和再生的酶。
该酶可被循环利用，如图2所示。
2 PBS的降解研究暨南大学理工学院材料科学与工程系赵剑豪等研究发现：数均分子量为4.8万的PBS，在杂色曲菌酶作用下降解30d，降解率为21%。
Mal-NamKimt采用污泥降解法研究发现：数均分子量约为7万的PBS，降解30 d，降解率约为3%。
可生物降解高分子材料的分类及应用
可生物降解高分子材料的分类及应用
可生物降解高分子材料是一种可以被生物降解的高分子材料，具有较好的环保性能。
根据化学结构和供应商公布的数据，可生物降解高分子材料主要可分为聚酯类、聚乳酸类
和混合材料类。
聚酯类是指在聚合过程中使用环氧氯丙烷和环氧烷烃等化学品来进行交联反应，具有
较高的可生物降解性能。
这类材料可以广泛应用于生物包装、医疗器械和农业用品等领域。
实验结果表明，该类材料在极端环境下，如高温和湿度等，也能够保持良好的降解性能。
聚乳酸类是一种利用聚合物材料生物降解所需的微生物代谢过程来实现可生物降解的
高分子材料。
这些材料可以在生物体内被降解，释放出有益的物质，如营养物质、碳、氢
和氧气等。
此类材料已经被广泛应用于医疗、食品和塑料制品等领域，并通过了多项可持
续性实验。
混合材料类是指不同类型的聚合物材料混合而成的高分子材料。
这些混合材料可以使
可生物降解的性能更好。
例如，聚乳酸和聚己内酯可以混合制成具有良好降解性能的材料。
这类材料被广泛应用于包装材料、医用材料和农业用品等领域。
总之，可生物降解高分子材料是一种创新技术，在环保领域中具有较大的潜力。
随着
环保意识的日益增强，这种材料将会在更广泛的领域得到应用和发展。
全降解吹膜材料 成分
全降解吹膜材料成分
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。
生物降解塑料的成分主要有以下几种：
1. 淀粉基生物降解塑料：淀粉基生物降解塑料是淀粉经过化学改性而成，主要有以下两种类型：
- 热塑性淀粉塑料：淀粉经过塑化处理后，加入少量的增塑剂等助剂，形成的塑料。
- 淀粉塑料：淀粉经过化学处理后，形成的具有一定水溶性的塑料。
2. 聚乳酸（PLA）生物降解塑料：聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，具有良好的生物相容性和可降解性。
3. 聚己内酯（PCL）生物降解塑料：聚己内酯是一种半结晶型的热塑性脂肪族聚酯，具有良好的生物相容性和可降解性。
4. 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）生物降解塑料：聚丁二酸丁二醇酯是一种脂肪族聚酯，具有良好的生物相容性和可降解性。
5. 聚羟基脂肪酸酯（PHA）生物降解塑料：聚羟基脂肪酸酯是一种微生物合成的聚酯，具有良好的生物相容性和可降解性。
生物降解材料PBS材料
材料碎片
PBS降解机理
能够分解脂肪族聚酯的微生物种类很多，包括许多细菌和 霉菌等，它们广泛分布在自然界中，其中以土壤中最多。 PBS基塑料理论上容易被微生物降解，但随其共聚组分、 相对分子质量的不同，降解性有很大差别。酯键之间结合 的亚甲基数为4～8时，脂肪族聚酯较容易降解。聚合物链 中存在苯环结构和脂肪族醚键等，其生物降解性下降； PBS的相对分子质量大以及亲水性差，也不利于微生物的 侵蚀、繁殖与生物降解。
举例PBS
聚丁二酸丁二醇酯，英文简称PBS。它是一种典型的脂肪族聚 酯。脂肪族聚酯由于其生物降解性和经济性，已成为国内外研 究的热点。
PBS同时也是一种新型的可生物降解高分子材料，其降解与应用的研究始于 20世纪90年代。对于环境友好材料和生物材料而言，PBS基降解材料的制备 与应用是新兴的研究领域。 同时，合成PBS的主要原料1,4-丁 二酸和1,4-丁二醇不仅可以由石油 化工路线得到，可以由煤化工路线 和生物发酵的途径得到，因此更具 环保意义和经济价值。
合成方法
脂肪族聚酯的合成方法理论上有生物发酵法和化学合成法两种方法，但是 生物发酵法的成本很高，故PBS的合成绝大部分使用的是化学合成法。化学合 成法又包括直接酯化法和酯交换法。大多数采用直接聚合的方法。
直接酯化法
以丁二酸和丁二醇直接缩聚得到PBS，其合成方法由两步完成:先在较低的反应 温度下将二元酸与过量的二元醇进行酯化，形成端羟基预聚物; 然后在高温、 高真空和催化剂的存在下脱除二元醇，得到PBS聚酯
Hale Waihona Puke 合成方法酯交换反应法
二元酸二甲酯与等量的二元醇，在催化剂存在下，高 温、 高真空脱甲醇进行酯交换反应得到PBS聚酯
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。
生物可降解材料简介
PBS
• PBS是由丁二酸和1，4-丁二醇经酯化聚合而得到的脂肪族聚酯，丁二酸既可以由石油原料制 取，也可以由生物发酵法制取。
• PBS应用广泛，可制得一次性购物袋、生物医用高分子材料、包装瓶等，具有生物可降解性， 其制品废弃物在泥土或者水中很快就能降解，对环境友好。
➢ PBS 力学性能十分优异，接近 PP 和 ABS 塑 料;
4 PART
生物可降解行业发展前景
生物可降解塑料瓶颈
目前，我国生物降解塑料市场规模略小，遭遇 的瓶颈有以下几个方面： ➢ 原料成本高 ➢ 生物降解塑料与传统石油基塑料难以区分，
回收困难 ➢ 生物降解塑料的分解需要微生物环境，如何
进行堆肥仍需解决 ➢ 性能方面仍需改进 ➢ 如何分配人们生活所需与生产所需的原料，
国外PBS产能分布
国内PBS产能分布
PHA
• 聚羟基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoate，简称PHA）是一类由微生物合成的高分子聚酯的 统称，PHA结构通式如图1所示，其中R可以是烷基、烯基等，m是3～14的任意数字，因此 PHA种类繁多，结构具有多样性。
碳中和得分最高的生物可降解材料
可降解定义及分类
PLA类
L-PLA D-PLA
等
生物降 解塑料
PBS类 PHA类
PBS PBAT PBSA
等
PHA PHB PHBV
等
光 降 解 降解方式 PE 光/氧降
解塑料
光 PCL类 降
解 PCL等 PP
水降解 塑料
淀粉基 塑料
光 ➢ 作为一种新型的高分子材料，可降解材料包括很多种类型，技术路线也在不断发展种。
PBAT
➢ PBAT全名为聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯，即英文Poly (butyleneadipate-coterephthalate)的简写，即其化学结构式为：
可生物降解聚合物的定义和分类
可生物降解聚合物的定义和分类一、可降解聚合物1.可降解塑料的定义在规定环境条件下，经过一定时间、经过一个或多个步骤后，化学结构发生显著变化而损失某些性能（如相对分子质量下降、形态结构变化、力学性能下降等）及外观变化（如破碎等）的聚合物称为可降解聚合物。
由于实际应用的可降解聚合物中大都添加了助剂等，因此一般称为可降解塑料。
2.可降解塑料的分类根据降解途径，可降解塑料可以分为可光降解塑料、可热氧降解塑料、可生物降解塑料等。
按照原材料来源，可以分为可石化基降解塑料和可生物基降解塑料。
3.可光降解塑料与可热氧降解塑料可光降解塑料是在自然光的作用下发生降解的塑料；可热氧降解塑料是在热和/或氧化作用下发生降解的塑料。
这两类降解塑料在应用中的最大问题是受降解条件的限制，降解不完全，因此应用受到限制。
4.可生物降解塑料可生物降解塑料是指在自然（如土壤和/或沙土等）条件下，和/或在特定条件（如堆肥化条件或厌氧消化条件或水性培养液中）下，由自然界存在的微生物作用引起降解，并最终完全降解变成二氧化碳（CO2）或/和甲烷（CH4）、水（H2O）及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。
其诱人之处是在堆肥条件下短期内就可以完全分解，回归自然，绿色环保。
二、可生物降解塑料的分类目前还没有可生物降解塑料的明确分类方法，通常可以根据其化学组成、合成方法、工艺过程、经济价值及应用领域等进行分类，但每种分类方法都能从不同的方面反映材料的应用价值。
按照原料来源和合成方式可以将其分为两大类，利用石化资源合成得到的石化基可生物降解塑料和来源于天然原料的天然可生物降解塑料。
1.石化基可生物降解塑料石化基生物可降解塑料是指主要以石化产品为单体、通过化学合成得到的可生物降解聚合物。
可细分为以下三大类：1）脂肪族聚酯，如聚己内酯（PCL）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚羟基乙酸（PGH）等。
2）芳香族聚酯，如己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚物（PBAT）、聚丁二酸丁二醇-对苯二甲酸丁二酯共聚物（PBST）等。
生物可降解聚合物材料合成新途径
生物可降解聚合物材料合成新途径一、生物可降解聚合物材料概述生物可降解聚合物材料是指一类在自然环境中，如土壤、水体或特定条件下，能够被微生物分解成小分子物质的高分子材料。
这类材料因其环保特性，近年来受到广泛关注，并在包装、农业、医药等领域展现出巨大的应用潜力。
生物可降解聚合物材料的发展，不仅能够减少环境污染，还能促进资源的循环利用。
1.1 生物可降解聚合物材料的分类生物可降解聚合物材料主要分为天然生物可降解聚合物和合成生物可降解聚合物两大类。
天然生物可降解聚合物包括纤维素、蛋白质、多糖等，它们来源于自然界，具有良好的生物相容性。
合成生物可降解聚合物则通过化学合成方法制备，如聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等，它们具有可控的物理化学性质和降解速率。
1.2 生物可降解聚合物材料的特性生物可降解聚合物材料除了具备可降解性外，还具有以下特性：- 生物相容性：材料与生物体接触时不会引起不良反应，适合用于医疗器械和药物载体。
- 可塑性：通过加工成型，可以制成各种形状和尺寸的产品，满足不同应用需求。
- 可控降解性：通过分子设计和合成工艺的调整，可以控制材料的降解速率和降解产物。
二、生物可降解聚合物材料的合成途径生物可降解聚合物材料的合成途径多样，包括化学合成、生物合成和物理合成等。
不同的合成途径具有各自的特点和优势，选择合适的合成方法对于提高材料性能和降低成本具有重要意义。
2.1 化学合成途径化学合成是生物可降解聚合物材料的主要合成方法，通过聚合反应将单体转化为高分子聚合物。
化学合成方法包括自由基聚合、缩聚反应、开环聚合等。
这些方法可以根据需要设计聚合物的分子结构和性能，但可能存在环境污染和能源消耗的问题。
2.2 生物合成途径生物合成途径利用微生物或酶催化反应合成生物可降解聚合物。
这种方法具有环境友好、原料可再生等优点。
生物合成聚合物通常通过发酵过程进行，微生物在代谢过程中产生聚合物，或者通过基因工程改造微生物以提高聚合物的产量和质量。
生物可降解聚合物成为国内外研究应用热点（五）——天然原料美国专利技术剖析之二
生物可降解聚合物成为国内外研究应用热点（五）——天然原料美国专利技术剖析之二生物可降解聚合物成为国内外研究应用热点（五）——天然原料美国专利技术剖析之二- -供稿人：瞿丽曼供稿时间：2005-8-1五、Novamont S.p.A.专利技术：该公司研究的生物可降解聚合物组合物，是先制备以下初步组合物，包括：（1）淀粉；（2）合成的热塑性聚合物；（3）流化剂选自C12-C22脂肪酸，C12-C22脂肪醇、脂肪酯和脂肪酰胺、聚烯烃蜡、醛醇的聚乙二醇醚、由C12-C22脂肪酸酯化的聚丙三醇、和其混合物；再将天然填料熔融分散于上述组合物，填料的量为聚合物组合物总量的5-70%，分散有填料的组合物的水含量不超过重量的6%；其中填料选自木粉、胡桃壳粉、纤维素、棉花、黄麻、酒椰、稻谷壳、动物毛、壳质和粒状淀粉、和其混合物（US5874486）。
该公司公开的另一专利US5412005（申请日：1992.04.30、公开日：1995.05.02），研究了基于淀粉和热塑性聚合物的生物可降解聚合物组合物，包括淀粉、增塑剂和合成热塑性聚合物组份，其中合成组份包括以下聚合物中的至少一种或多种：（a）具2-24个碳原子的脂肪族羟基丁酸的均聚物、相应的内酯或丙交酯；（b）第一单体与第二单体的共聚物，其中第一单体为碳原子2-24的脂肪族羟基丁酸、相应的内酯或丙交酯；第二单体为不同于第一单体的碳原子2-24的脂肪族羟基丁酸、相应的内酯或丙交酯，芳香族羟基丁酸，脂肪族或芳香族异氰酸酯；（c）(a)或(b) 之间的均聚物和共聚物与以下组份中的一种或多种嵌段或嫁接共聚物：(i) 纤维素或改性纤维素；(ii) 直链淀粉，支链淀粉，自然或改性淀粉；(iii) 二醇、聚酯预聚物或以二醇为终端基团的聚合物与下列化合物反应的聚合物：芳香族或脂肪族双功能异氰酸酯，芳香族或脂肪族双功能epoxydes, 脂肪族二羧酸，二羧酸脂环族酸，芳香酸或芳香酐；(iv) 聚亚安酯，来自二异氰酸酯和氨基醇的聚酰胺-聚氨酯橡胶，聚酰胺，来自二羧酸和氨基醇的聚酰胺酯，来自氨和乙二醇二酯的聚酯-尿素；(v) 多羟基聚合物，选自下列：聚乙烯醇，乙烯-乙烯醇共聚物，由多糖全部或部分水解的糊精；(vi) 聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮乙酸乙烯酯共聚物，聚乙基唑啉；(vii) 离子性聚合物，选自聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯；(d)以上（a）和（b）中提及的单体或共聚用单体，用选自以下的链添加剂加强得到的聚酯：异氰酸酯、环氧化物，苯基乙醇和脂肪族碳酸盐；(e) 以上（a）和（b）中提及的单体或共聚用单体，用选自以下的多功能酸部分交联得到的聚酯：苯偏三酸，均苯四甲酸，聚亚安酯，聚环氧化物；上述提及的淀粉和合成聚合物的比例为1:9到9:1。