生物降解材料行业分析报告

WORD格式生物降解材料行业分析报告

二0一二年十二月二十日

目录

1概述-----------------------------------------------------------1 2可生物降解材料概况---------------------------------------------1 2.1定义---------------------------------------------------------1 2.2种类及性能---------------------------------------------------1 2.3降解机理-----------------------------------------------------2 2.4应用范围-----------------------------------------------------3 3常见可生物降解材料及发展趋势-----------------------------------4 3.1淀粉基生物降解材料-------------------------------------------4 3.2聚乳酸（PLA）------------------------------------------------5 3.3聚丁二酸丁二醇酯（PBS）--------------------------------------6 3.4微生物合成聚羟基脂肪酸酯（PHA）------------------------------7 3.5聚己内酯（PCL）----------------------------------------------8 4国内外制定的相关政策-------------------------------------------8 4.1国外相关政策-------------------------------------------------8 4.2我国相关的政策-----------------------------------------------9 5发展面临的问题-------------------------------------------------9 6产业化现状----------------------------------------------------10 7未来五年市场需求预测------------------------------------------11 8投资建议------------------------------------------------------12

1概述

进入21世纪以来，随着科技进步和社会生产力的极大提高，人类创造了前所未有的物质财富，加速推进了文明发展的进程。与此同时，人口剧增、资源过度消耗、环境污染、生态破坏等成为全球性的重大问题，严重阻碍着经济的发展和人民生活质量的提高，继而威胁着全人类的未来生存和发展。在这种严峻形势下，人类不得不重新审视自己的社会经济行为和走过的历程，认识到通过高消耗追求经济数量增长和“先污染后治理”的传统发展模式已不再适应当今和未来发展的要求，而必须努力寻求一条经济、社会、环境和资源相互协调的、既能满足当代人的需求而又不对满足后代人需求的能力构成危害的可持续发展道路。

随着城市化和工业化的不断发展，高分子材料已经成为与钢铁、水泥和木材等并重的四大支柱材料之一，虽然许多新材料的生产改善了人类的物质生活，但是与此同时也带来了大量的污染废弃物，加速了环境的恶化。因此可生物降解材料越来越引起人们的关注，并且对人类的生存、健康与发展将起重要作用。近年来，可生物降解高分子材料的研发已成为高分子领域的热点之一，它具有质量轻、化学稳定性好、价格低廉以及可生物降解等优点，因此应用领域也比较广泛，例如环境保护、农业和医学领域等。

2可生物降解材料概况

2.1定义

可生物降解材料是在一定环境条件（如温度、pH值和氧气）下，并在细菌、真菌、霉菌和藻类等自然界的微生物作用下，能发生化学、生物或物理作用而降解或分解的高分子材料。理想的生物降解材料在微生物作用下,能完全分解为二氧化碳和水。

2.2种类及性能

目前广泛研究和使用的生物降解材料包括天然降解高分子材料、微生物合成降解高分子材料和人工合成生物降解材料三大类。

天然高分子材料可用来制备生物降解材料，它是由生物体内提取或自然环境中直接得到的一类大分子，具有良好的生物相容性和可降解性，但一般不具备足够的机械性能和加工性能，某些材料还会在体内引起异体免疫反应，因而在医学

中应用更多的是经过化学改性的衍生物或与其他材料的复合物。按照结构与组成，可分为天然蛋白质、多糖及其衍生物，此外还包括一些生物合成聚酯。典型的蛋白类、多糖类物质及其衍生物有胶原、明胶、环糊精、淀粉、葡聚糖、壳聚糖、透明质酸、纤维素、海藻酸衍生物、硫酸软骨素和肝素等。

胶原中以I型最为丰富，且性质优良，是广泛使用的生物医用材料。由于人们认识到胶原基质能够促进新组织的生长，所以构建了人工细胞基质，从而促进了人工皮肤的制造。氨基葡聚糖是几种由双糖重复单位聚合成高分子直链的杂多糖，作为其主要成份的透明质酸，因其无免疫原性，不产生炎症或免疫排斥反应，而成为研究人员感兴趣的生物材料，但其一般强度和稳定性较差。壳聚糖是智能性材料，用它制成的凝胶、膜、粉和纤维可以作为包埋材料、膜屏蔽材料、接触镜、细胞培养抗凝剂及血液抗凝剂等。

微生物合成的可降解材料(生物合成或生物衍生材料)主要包括聚β-羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯等，它们同属于聚羟基烷酸酯(PHA)。其中，聚羟基丁酸是低毒材料，目前已被用于药物控释、缝合线和人工皮肤等。

人工合成型的生物降解材料大多是在分子结构中引入酯基的脂肪族聚酯，其制备方法主要包括缩合聚合和开环聚合。但高分子量的聚酯，只能通过开环聚合方法合成，因为缩聚反应受反应程度和反应过程中产生的水的影响，很难获得高分子量的产物。目前已开发的主要产品有聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)、聚乙醇酸交酯、聚丙醇酸交酯、聚琥珀酸丁二酯(PBS)等。

2.3降解机理

生物降解材料的生物降解，是指生物降解材料在生物作用下发生降解、同化的过程。发挥生物降解作用的微生物主要包括真菌、霉菌或藻类，降解机理主要可分为3类：

2.3.1生物物理作用：由于生物细胞增长而使聚合物组分水解、电离或质子化而发生机械性破坏，分裂成低聚物碎片；

2.3.2生物化学作用：微生物对聚合物作用而产生新物质(CH4，CO2和H2O)；

2.3.3酶直接作用：微生物侵蚀导致材料分裂或氧化崩裂。生物降解往往并非单一机理，是复杂的生物物理、生物化学协同作用，并同时伴有相互促进的物理、化学过程。