降解高分子材料
光降解高分子
光降解高分子光降解高分子是一种利用光能将高分子材料分解为低分子化合物的方法。
随着环境污染问题的日益严重,对可降解材料的需求也越来越迫切。
光降解高分子正是一种绿色环保的解决方案。
高分子材料是一类由大量重复单元组成的大分子化合物,如塑料、橡胶等。
由于其结构稳定,常常难以降解,对环境造成严重污染。
而光降解高分子的原理是利用光能的作用,将高分子材料分解为低分子化合物,从而实现降解的效果。
光降解高分子的原理主要包括两个方面:光吸收和化学反应。
高分子材料能够吸收光能,将其转化为内部的化学能。
当光能达到一定强度时,高分子链内的键能被断裂,导致高分子材料的分解。
此外,光能也可以引发高分子链上的化学反应,进一步加速分解过程。
在光降解高分子的过程中,光源的选择非常重要。
常用的光源包括紫外线灯、可见光灯等。
不同波长的光源对于不同类型的高分子材料具有不同的降解效果。
例如,紫外线灯对于含有芳环结构的高分子材料具有较好的降解效果,而可见光灯对于含有吡咯环结构的高分子材料具有较好的降解效果。
除了光源的选择,光降解高分子的效果还受到其他因素的影响。
温度是一个重要的因素,适当的温度可以加速光降解的反应速率。
此外,光照时间和光照强度也会对光降解高分子的效果产生影响。
通常情况下,较长的光照时间和较高的光照强度可以促进降解过程。
光降解高分子具有许多优点。
首先,光降解过程是一种无毒无害的方法,不会产生有害物质。
其次,光降解可以在常温下进行,无需额外能量的输入,节约能源。
此外,光降解还具有选择性,可以对特定类型的高分子材料进行降解,有利于资源的回收和再利用。
然而,光降解高分子也存在一些挑战。
首先,不同类型的高分子材料具有不同的结构和化学性质,因此需要针对不同的高分子材料进行光降解条件的优化。
其次,光降解过程中产生的低分子化合物可能具有一定的毒性,需要进行处理和处理。
此外,光降解需要较长的时间,对于大规模应用来说,需要解决处理效率的问题。
光降解高分子是一种具有潜力的环境友好技术。
可降解高分子材料
可降解高分子材料可降解高分子材料是一种具有环保特性的新型材料,它在使用过程中可以自然降解,不会对环境造成污染,因此备受人们关注。
可降解高分子材料主要包括可降解塑料、可降解包装材料、可降解医用材料等,它们在各个领域都有着广泛的应用前景。
首先,可降解高分子材料在塑料制品领域有着重要的应用价值。
传统塑料制品在使用过程中会产生大量的废弃物,对环境造成严重污染,而可降解塑料可以在一定条件下自然降解,降低了对环境的影响,因此备受青睐。
可降解塑料的制备工艺也在不断改进,使其性能和稳定性得到提升,逐渐替代传统塑料成为塑料制品的主要材料。
其次,可降解高分子材料在包装领域也有着广阔的市场前景。
随着人们环保意识的增强,对包装材料的要求也越来越高,可降解包装材料应运而生。
可降解包装材料可以在使用完毕后迅速降解,减少了对环境的污染,符合人们对绿色环保的追求。
同时,可降解包装材料的研发也在不断完善,使其具有更好的保鲜性能和耐用性,满足了人们对包装材料的多样化需求。
此外,可降解高分子材料在医用材料领域也有着重要的应用意义。
医用材料的使用对材料的降解速度和降解产物的环境友好性有着严格的要求,而可降解医用材料可以在一定条件下迅速降解,减少了对医疗废弃物的处理压力,降低了对环境的影响。
可降解医用材料的研发也在不断推进,使其在生物相容性和机械性能方面得到进一步提升,为医疗行业提供了更多的选择。
综上所述,可降解高分子材料具有重要的环保意义和广阔的应用前景,它在塑料制品、包装材料、医用材料等领域都有着重要的应用价值。
随着科技的不断进步和人们环保意识的增强,相信可降解高分子材料将会在未来得到更广泛的应用,为环境保护和可持续发展做出更大的贡献。
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独特性能的新型材料,其具有广泛的应用领域和巨大的市场潜力。
本文将对可生物降解高分子材料的分类及应用进行详细介绍。
1. 按照来源进行分类可生物降解高分子材料主要来自两大类原料,一类是植物来源的生物质,如玉米淀粉、木薯淀粉等;另一类是动物来源的蛋白质,如胶原蛋白、壳聚糖等。
这两类原料经过一系列化学和物理处理后,可以形成可生物降解高分子材料。
可生物降解高分子材料可以分为线性、支化和交联结构。
线性结构的材料具有较好的可降解性能,支化和交联结构的材料虽然增强了材料的性能,但也降低了材料的可降解性能。
可生物降解高分子材料的降解方式主要包括生物降解和光降解两种方式。
生物降解是指材料在微生物作用下被分解,光降解是指材料在阳光照射下被分解。
这两种降解方式使得材料可以在自然环境中迅速降解,不会对环境造成污染。
1. 包装材料可生物降解高分子材料广泛应用于包装材料领域。
随着人们环保意识的提高,可生物降解包装材料成为了市场的新宠。
玉米淀粉袋,可以在使用后迅速降解,不会对环境造成污染。
2. 农业领域可生物降解高分子材料在农业领域的应用也非常广泛。
生物降解的土壤覆盖膜可以在作物收获后直接埋入土壤中,不需要人工清理,减轻了农业生产的劳动强度。
3. 医疗领域可生物降解高分子材料在医疗领域也有着重要的应用。
可生物降解的生物医用材料,如缝合线、组织修复材料等,可以在治疗后迅速降解,不需要二次手术取出,降低了患者的痛苦和感染的风险。
4. 塑料制品由于传统塑料制品对环境的污染问题日益严重,可生物降解高分子材料成为了替代传统塑料的理想材料。
可生物降解的塑料袋、餐具、文具等,可以在使用后迅速降解,减少对环境的污染。
5. 纺织品可生物降解高分子材料在纺织品行业的应用也备受关注。
采用可生物降解高分子材料生产的纤维面料,可以在使用后迅速降解,减少了对环境的污染。
三、可生物降解高分子材料的发展前景可生物降解高分子材料具有较好的可降解性能和环保性能,因此在未来一定会得到更广泛的应用和发展。
高分子材料生物降解
高分子材料生物降解
高分子材料生物降解:
1、什么是高分子材料生物降解
高分子材料生物降解是指将主要由高分子材料(如塑料)制成的产品在某种复杂的生物活性条件下,利用微生物等活性物质的代谢作用,使物质发生变化,被完全降解的过程。
这样的材料可以被环境中的微生物、虫子或昆虫完全分解。
2、高分子材料生物降解的优点
(1)耐受性好:高分子材料生物降解具有优良的耐受性,不会污染环境,不会对人体和动物造成危害,从而维护环境的清洁。
(2)是可持续发展的:高分子材料生物降解具有可持续发展的性能,可以减少废弃物的分解,减少废弃物对环境和自然资源的污染。
(3)安全、经济、高效:由于高分子材料的生物降解不需要使用化学物质,它的费用较低,过程很简单,而且效率高,是一种比用传统的化学处理污染物更优的技术。
3、应用前景
高分子材料的生物降解正在获得越来越多的应用。
首先,它可用于应对污染环境的个别事件,如在某一特定地方堆放大量垃圾等;其次,它也可以应用于一些涉及大量损坏环境的行业,如养殖业、渔业、冶
金业等。
此外,随着环保意识的加强,比如在日常的垃圾处理当中,高分子材料也可以被大量使用,例如在塑料制品,包装等当中。
4、发展前景
随着环保意识的加强,高分子材料生物降解正变得越来越重要。
未来几年,这一领域将会持续受到重视,并可以看到更多更完善的技术。
此外,我们还可以期望,人们将逐渐转向使用更环保友好的材料,从而维护家园的整体清洁和美丽。
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指可以在生物体内或特定环境条件下被微生物降解而产生二氧化碳、水和生物质的高分子材料。
它是一种对环境友好的材料,具有良好的可持续发展性质。
随着人们对环境保护意识的增强,可生物降解高分子材料越来越受到人们的重视。
本文将主要介绍可生物降解高分子材料的分类及应用。
一、可生物降解高分子材料的分类根据可生物降解高分子材料的来源和结构,可将其分为天然可生物降解高分子材料和人造可生物降解高分子材料两大类。
1. 天然可生物降解高分子材料天然可生物降解高分子材料是指从天然生物资源中提取的高分子材料,主要包括淀粉、纤维素、蛋白质、壳聚糖等。
这些材料具有良好的降解性能,可广泛应用于食品包装、医疗器械、农业膜等领域。
2. 人造可生物降解高分子材料人造可生物降解高分子材料是指通过化学合成或生物发酵等方法制备的可生物降解高分子材料,主要包括聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚羟基脂肪酸酯(PHB)等。
这些材料具有优良的物理性能和可生物降解性能,被广泛应用于塑料制品、医疗用品、包装材料等领域。
二、可生物降解高分子材料的应用可生物降解高分子材料具有广泛的应用前景,主要体现在以下几个方面:1. 包装材料可生物降解高分子材料在包装材料领域具有重要的应用价值。
由于传统塑料包装材料难以降解,容易造成环境污染,因此可生物降解高分子材料成为替代传统塑料包装材料的重要选择。
目前,聚乳酸等可生物降解高分子材料已经在食品包装、日用品包装等领域得到广泛应用,受到消费者的青睐。
2. 医疗器械可生物降解高分子材料在医疗器械领域也有着重要的应用。
传统的医疗器械多采用塑料材料,难以降解,对环境造成严重污染。
而可生物降解高分子材料具有良好的可降解性能和生物相容性,可用于制备缝合线、骨修复材料、植入材料等医疗器械,受到医疗行业的青睐。
3. 农业膜农业膜是农业生产中常用的覆盖材料,传统农业膜多采用塑料材料制备,使用后难以处理,容易积聚在土壤中,造成土壤污染。
可降解高分子材料的制备及其降解机理
可降解高分子材料的制备及其降解机理引言可降解高分子材料是一种具有良好可降解性能的材料,其制备及降解机理研究对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
本文将重点介绍可降解高分子材料的制备方法和降解机理。
一、可降解高分子材料的制备方法1. 天然高分子材料的提取与改性天然高分子材料,如淀粉、纤维素等,具有良好的可降解性能。
通过提取天然高分子材料并进行化学改性,可以改善其物理性能,增强其可降解性能。
2. 合成可降解高分子材料合成可降解高分子材料是一种常用的制备方法。
常见的合成可降解高分子材料的方法包括聚合法、缩聚法和共聚法等。
例如,聚乳酸(PLA)是一种常用的可降解高分子材料,可以通过乳酸的聚合反应得到。
3. 复合材料的制备将可降解高分子材料与其他材料进行复合制备,可以改善材料的性能。
例如,将可降解高分子材料与纳米材料进行复合,可以提高材料的力学性能和降解速率。
二、可降解高分子材料的降解机理1. 生物降解可降解高分子材料的主要降解方式是生物降解。
在自然环境中,微生物和酶等生物体可以分解可降解高分子材料,将其转化为无害的物质,最终实现降解。
生物降解的过程中,可降解高分子材料分子链的断裂和酶的作用是关键。
2. 热降解可降解高分子材料也可以通过热降解的方式实现降解。
在一定温度下,可降解高分子材料分子链的键断裂,从而导致材料的降解。
热降解的温度和时间是影响降解速率的重要因素。
3. 光降解光降解是一种利用光能将可降解高分子材料降解的方法。
可降解高分子材料对特定波长的光线具有吸收能力,吸收光能后分子链发生断裂,从而实现降解。
结论可降解高分子材料的制备方法多样,可以通过提取天然高分子材料、合成和复合等方式得到。
其降解机理主要包括生物降解、热降解和光降解等方式。
研究可降解高分子材料的制备及其降解机理对于环境保护和可持续发展具有重要意义,有助于减少塑料污染和资源浪费,推动可持续发展。
未来的研究应着重于提高可降解高分子材料的降解效率和探索新的制备方法,以满足环境保护和可持续发展的需求。
高分子降解机理
高分子降解机理引言高分子材料在现代社会中得到广泛应用,但随之而来的是高分子废弃物的大量产生,给环境带来了巨大压力。
为了解决这一问题,人们开始研究高分子的降解机理,以期能够开发出可持续发展的高分子材料和降解方法。
本文将探讨高分子降解的机理,并介绍一些常见的高分子降解方法。
一、高分子降解的基本原理高分子材料的降解是指高分子链的主链或侧链在外界条件的作用下发生断裂的过程。
高分子的降解可以是自然降解,也可以是人工加速降解。
无论是自然降解还是人工加速降解,高分子降解的基本原理都是相似的。
1.1 热降解热降解是指在高温下,高分子的键被破坏,从而导致高分子链的断裂。
高温可以提供足够的能量,使高分子链中的键发生裂解。
热降解是一种常见的高分子降解方法,可以通过控制加热温度和时间来实现高分子材料的降解。
1.2 光降解光降解是指在光照条件下,高分子链发生断裂。
光降解通常是指紫外光降解,紫外光具有较高的能量,可以激发高分子链中的键,导致链的断裂。
光降解在日常生活中也得到了广泛应用,比如太阳光照射下塑料制品的老化。
1.3 化学降解化学降解是指高分子材料在化学物质的作用下发生断裂。
化学降解可以通过在高分子链中引入易于断裂的键,或者引入具有降解活性的化学物质来实现。
化学降解可以根据不同的化学物质选择适当的反应条件,实现高分子的降解。
二、常见的高分子降解方法为了实现高分子材料的降解,人们开发了多种降解方法。
下面将介绍一些常见的高分子降解方法。
2.1 生物降解生物降解是指高分子材料在生物体内或生物体的作用下发生降解。
生物降解是一种可持续的降解方法,通过利用微生物或酶的作用,将高分子材料降解为可溶性低分子物质。
生物降解可以在自然环境中进行,也可以在工业条件下进行。
2.2 水解降解水解降解是指高分子材料在水的作用下发生降解。
水解降解是一种常见的降解方法,可以通过调节水的温度、pH值和反应时间来控制降解速度。
水解降解可以将高分子材料降解为可溶性低分子物质,从而实现高分子的降解。
生物降解高分子材料
生物降解高分子材料生物降解高分子材料是指可以在自然环境中被微生物降解而不会对环境造成污染的高分子材料。
随着人们对环境保护意识的增强,生物降解高分子材料作为一种环保材料备受关注。
它不仅可以有效减少塑料垃圾对环境的污染,还可以降低对化石资源的依赖,具有重要的环保意义。
生物降解高分子材料主要包括生物基高分子材料和生物降解增塑剂两大类。
生物基高分子材料是利用植物资源或微生物合成的高分子材料,如淀粉基塑料、聚乳酸等。
这类材料在自然环境中可以被微生物降解,不会对环境造成污染。
而生物降解增塑剂则是将生物降解物质加入到传统塑料中,使其具有生物降解性能。
生物降解高分子材料在日常生活中有着广泛的应用。
在包装领域,生物降解塑料袋、生物降解包装盒等产品可以有效减少塑料垃圾对环境的影响。
在农业领域,生物降解塑料覆盖膜、生物降解育苗盘等产品可以降低对土壤的污染,保护农作物生长环境。
在医疗领域,生物降解医疗器械、生物降解医用包装等产品可以减少对医疗废物处理的压力,保护医疗环境。
然而,生物降解高分子材料也面临着一些挑战。
首先,生物降解材料的性能稳定性和加工性能还不够理想,需要进一步提升。
其次,生物降解材料的成本相对较高,需要降低生产成本才能更广泛地应用于各个领域。
最后,生物降解材料的标准化和产业化还需要进一步完善,以满足市场需求。
为了推动生物降解高分子材料的发展,我们可以从以下几个方面进行努力。
首先,加大对生物降解高分子材料研发的投入,提升材料的性能和加工性能。
其次,鼓励企业加大对生物降解高分子材料的生产和应用,推动技术的成熟和成本的下降。
最后,建立健全的生物降解高分子材料标准体系,加强对生物降解材料产业的规范和引导。
总的来说,生物降解高分子材料作为一种环保材料,具有重要的应用前景。
随着技术的不断进步和市场需求的不断增加,相信生物降解高分子材料将会在未来得到更广泛的应用,为环境保护事业做出更大的贡献。
希望各界人士能够共同努力,推动生物降解高分子材料的发展,为建设美丽的地球作出自己的贡献。
生物可降解高分子材料的发展前景与挑战
生物可降解高分子材料的发展前景与挑战随着全球环境污染和资源短缺问题日益凸显,生物可降解高分子材料作为一种环保、可持续的新型材料备受关注。
生物可降解高分子材料是指能够在自然环境中被微生物分解,最终转化为水、二氧化碳和生物质的高分子化合物。
其开发应用不仅可以有效减少塑料垃圾对环境的污染,还能降低对石油等化石能源的需求,具有巨大的经济和环保潜力。
生物可降解高分子材料的发展前景十分广阔。
首先,生物可降解高分子材料可以广泛应用于包装材料、农业膜、医疗器械等领域,取代传统的塑料制品,减少环境负担。
其次,生物可降解高分子材料具有可再生性和可降解性,可以降低对石油等非可再生资源的依赖,是实现循环经济的重要材料基础。
再者,生物可降解高分子材料的制备技术逐渐成熟,生产成本逐渐下降,市场前景广阔。
然而,生物可降解高分子材料的发展也面临一些挑战。
首先,虽然生物可降解高分子材料具有生物可降解性,但在实际应用中,其降解速率和降解产物对环境的影响仍存在争议,需要进一步深入研究。
其次,生物可降解高分子材料的性能和稳定性还有待提高,目前在一些领域的应用受到限制。
再者,生物可降解高分子材料的产业链还未形成完善的体系,需要加大政府支持和产业投入,推动产业化和市场化进程。
为了促进生物可降解高分子材料的发展,需要加强科研机构和企业之间的合作,加大创新力度,开展多方面的研究工作,提高生物可降解高分子材料的性能和稳定性,降低生产成本,拓展应用领域。
同时,政府应加大支持力度,出台相关政策,引导企业加大投入,推动生物可降解高分子材料产业的快速发展。
只有各方共同努力,才能实现生物可降解高分子材料的广泛应用,为建设资源节约型和环境友好型社会做出贡献。
总之,生物可降解高分子材料作为一种环保、可持续的新型材料,具有巨大的发展潜力和市场前景。
在未来的发展中,科研机构、政府和企业应加强合作,共同推动生物可降解高分子材料的研发和应用,为建设绿色环保的美丽家园作出积极贡献。
浅析可降解生物医用高分子材料
浅析可降解生物医用高分子材料一、本文概述随着科技的进步和医疗领域的发展,可降解生物医用高分子材料作为一种新型的医用材料,正逐渐受到人们的关注。
本文旨在浅析可降解生物医用高分子材料的基本概念、特性、应用以及发展前景。
通过对这一领域的深入探讨,希望能够为医用材料的研究和应用提供一定的参考和启示。
可降解生物医用高分子材料是一类能够在生物体内或体外环境中,通过水解、酶解或生物代谢等方式逐渐降解的高分子材料。
它们具有良好的生物相容性和生物活性,能够在体内与生物组织进行良好的结合,且降解产物对生物体无害。
这些特性使得可降解生物医用高分子材料在医疗领域具有广泛的应用前景,如药物载体、组织工程、医疗器械等。
本文将从可降解生物医用高分子材料的分类、性质、制备方法、应用现状等方面进行详细阐述,并探讨其未来的发展趋势和挑战。
通过综合分析国内外相关研究成果,旨在为可降解生物医用高分子材料的研究和应用提供有益的参考和指导。
二、可降解生物医用高分子材料的分类天然高分子材料:这类材料主要来源于自然界,如多糖、蛋白质等。
多糖如纤维素、壳聚糖等,具有良好的生物相容性和降解性。
蛋白质如胶原蛋白、明胶等,在人体内能够被自然酶解。
这些天然高分子材料在生物医学领域有着广泛的应用,如药物载体、组织工程支架等。
合成高分子材料:合成高分子材料是通过化学合成方法制得的,如聚酯、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)等。
这类材料具有良好的可加工性和机械性能,可以通过调整分子结构和合成条件来调控其降解速率。
合成高分子材料在生物医用领域的应用也非常广泛,如用于制作药物缓释系统、临时植入物等。
杂化高分子材料:杂化高分子材料是结合天然高分子和合成高分子优点的一种新型材料。
它们通常是通过将天然高分子与合成高分子进行化学或物理共混、交联等方式制备得到的。
杂化高分子材料不仅具有良好的生物相容性和降解性,还兼具了天然高分子和合成高分子的优点,如机械强度高、易于加工等。
可降解高分子材料的制备及其降解机理
可降解高分子材料的制备及其降解机理可降解高分子材料是一类具有良好的环境适应性和可持续性的材料,其在使用过程中能够被自然环境中的微生物、光、热等因素降解为无毒、无害的物质,从而减少对环境的污染和资源的浪费。
本文将从可降解高分子材料的制备和降解机理两个方面进行探讨。
一、可降解高分子材料的制备可降解高分子材料的制备通常可以通过两种途径实现:一种是从天然资源中提取可降解高分子,另一种是通过化学合成方法制备可降解高分子。
1. 从天然资源中提取可降解高分子天然资源中存在着许多可降解高分子,如淀粉、纤维素等。
这些天然高分子具有良好的可降解性,可以通过提取和改性等方法得到可降解高分子材料。
例如,将纤维素经过酸碱处理、酶解等工艺,可以得到可溶性纤维素,再通过聚合反应得到可降解高分子材料。
2. 化学合成方法制备可降解高分子化学合成方法是制备可降解高分子的常用方法之一。
通过选择合适的单体和聚合反应条件,可以合成出具有可降解性的高分子材料。
例如,通过选择具有可降解基团的单体,如乳酸、丙交酯等,经过聚合反应,可以得到可降解高分子材料聚乳酸、聚丙交酯等。
二、可降解高分子材料的降解机理可降解高分子材料的降解机理主要包括生物降解和物理降解两种方式。
1. 生物降解生物降解是指在自然环境中,通过微生物的作用将可降解高分子材料分解为低分子量物质的过程。
微生物通过分泌酶类对可降解高分子材料进行降解。
首先,微生物通过粘附在可降解高分子材料表面,分泌酶类使材料表面发生局部降解。
随着降解的进行,酶类逐渐穿透到材料内部,使其整体发生降解。
2. 物理降解物理降解是指可降解高分子材料在外界刺激下发生结构破坏的过程。
外界刺激可以是光照、温度变化、机械力等。
例如,可降解高分子材料在受到光照作用下,其分子链中的化学键发生裂解,使材料发生降解。
另外,温度变化也可以导致可降解高分子材料的降解,当温度升高时,分子链中的键能降低,从而使材料变得不稳定,发生降解。
生物可降解高分子材料
生物可降解高分子材料
生物可降解高分子材料是一种在多年的发展中被越来越多地采用的材料,它具有良好
的可降解性能,而且没有环境污染。
生物可降解材料一般都是指通过有机物质,如细菌、
酵母等,用生物酶受体产生和降解可生物降解的高分子材料。
生物可降解高分子材料的主要原料可以分为葡萄糖类和植物油脂类两大类,葡萄糖类
材料主要来源于玉米、大豆等蛋白质类植物,如羟基玉米淀粉;植物油脂类材料主要来源
于油料豆类植物,如棉籽、玉米籽等。
生物可降解高分子材料可以通过有机物质,如细菌、酵母等,催化发生降解,产生CO2和H2O,不会产生废料污染环境。
今天,生物可降解高分子材料主要应用于食品包装、医疗、地膜、种植培养板、耕作
层及各种收集装置。
聚乳酸(PLA)是一种绿色、可降解和可生物降解的高分子材料,是
生物可降解高分子材料中最经典的材料之一。
同时,由于它具有乳白色、柔软的性能、抗
静电的性能以及耐温性,因此也可以用于汽车内饰,电子产品和家具等方面的应用。
总之,随着我们对环境及社会的日益重视,生物可降解高分子材料的使用将越来越多,取得越来越好的结果。
它可以有效地帮助我们去减少环境污染,保护我们的环境,提高我
们生活的品质。
生物降解高分子材料
生物降解高分子材料生物降解高分子材料是一种具有生物降解性能的高分子材料,它可以在自然条件下被微生物降解而不会对环境造成污染。
随着人们对环境保护意识的增强,生物降解高分子材料在各个领域得到了广泛的应用。
本文将从生物降解高分子材料的定义、特点、应用和发展前景等方面进行介绍。
生物降解高分子材料是一种具有生物降解性能的高分子材料,其主要原料来自于可再生资源,如植物淀粉、纤维素、藻类等。
与传统的高分子材料相比,生物降解高分子材料具有较好的生物降解性能,可以在一定条件下被微生物降解成水和二氧化碳,不会对环境造成持久的污染。
因此,生物降解高分子材料被认为是一种环保型材料,符合可持续发展的要求。
生物降解高分子材料具有以下特点,首先,具有良好的生物降解性能,可以在自然条件下被微生物降解,降解产物对环境无毒无害;其次,原料可再生性强,可以有效减少对化石能源的依赖,降低生产成本;再次,具有良好的加工性能和物理化学性能,可以满足各种不同的应用需求;最后,生物降解高分子材料可以替代传统的塑料制品,减少对环境的负面影响。
生物降解高分子材料在各个领域得到了广泛的应用。
在包装领域,生物降解高分子材料可以制成各种生物降解塑料袋、包装盒等,可以有效减少白色污染;在农业领域,生物降解高分子材料可以制成生物降解农膜、育苗盘等,可以降解成有机物,不会对土壤和作物造成污染;在医药领域,生物降解高分子材料可以制成生物降解医疗用品、药包装材料等,可以降低对医疗废弃物的处理成本。
未来,随着人们对环境保护意识的增强,生物降解高分子材料的应用前景将会更加广阔。
同时,随着生物降解高分子材料技术的不断创新和发展,其性能将会得到进一步提升,应用领域将会更加多样化。
可以预见,生物降解高分子材料将会成为未来材料领域的一个重要发展方向,为推动可持续发展做出更大的贡献。
总之,生物降解高分子材料具有良好的生物降解性能、可再生性强、良好的加工性能和物理化学性能等特点,得到了广泛的应用,并且具有广阔的发展前景。
生物可降解高分子材料
生物可降解高分子材料生物可降解高分子材料,是指以天然有机物为主要原料制备的高分子材料,经过特殊处理后能够在自然环境中被微生物或其他生物降解,最终转化成二氧化碳、水和生物质等无害物质的材料。
与传统的合成塑料相比,生物可降解高分子材料具有许多优势,如低碳排放、资源可再生、对环境友好等。
生物可降解高分子材料的原料主要来自于可再生的植物和动物资源,如淀粉、纤维素、蛋白质等。
它们通过特殊的加工技术,如酯交换反应、水解反应等,转化成生物可降解高分子材料。
这些材料在使用过程中通常不会对环境造成污染,因为它们可以被微生物分解并与自然界无害物质循环。
生物可降解高分子材料具有许多优点。
首先,它们能够显著减少对环境的污染。
传统塑料制品通常需要数百年才能被降解,对环境造成严重威胁。
而生物可降解高分子材料的降解速度远远快于传统塑料,减少了对土壤和水源的污染。
其次,生物可降解高分子材料可以降低碳排放。
生产生物可降解高分子材料的过程中,相对于传统塑料,其二氧化碳排放量更低,对气候变化的影响更小。
此外,生物可降解高分子材料可以有效利用可再生资源,不会对非可再生资源造成枯竭。
与此同时,生物可降解高分子材料本身也能作为良好的土壤改良剂和植物营养源,促进土壤生态系统健康发展。
然而,生物可降解高分子材料也存在一些挑战和限制。
首先,由于生物可降解高分子材料通常比传统塑料价格更高,其成本仍然是一个制约因素。
其次,目前的生物可降解高分子材料在性能上还无法完全替代传统塑料。
例如,在机械性能、热稳定性和耐化学性等方面,生物可降解高分子材料仍然存在一定差距,不能满足一些特殊行业的需求。
此外,生物可降解高分子材料的降解速度也需要控制,否则可能会造成不必要的资源浪费。
为了推动生物可降解高分子材料的广泛应用,需要加强相关技术的研究和开发。
首先,需要提高生物可降解高分子材料的性能,使其能够满足广泛的应用需求。
这可以通过改进材料配方、加强材料加工和改良材料结构等方式来实现。
可降解高分子材料
可降解高分子材料可降解高分子材料(也称为可生物降解高分子材料)是指能够在自然环境下被微生物降解、分解的高分子材料。
随着环境保护意识的增强以及对塑料垃圾影响的关注,可降解高分子材料得到了广泛关注和应用。
可降解高分子材料根据其来源可分为天然的和合成的两类。
天然的可降解高分子材料主要来源于动植物,如淀粉、纤维素、蛋白质等。
合成的可降解高分子材料则是通过化学合成得到的,常见的有聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚己内酰胺(PHB)等。
可降解高分子材料的应用范围十分广泛。
在包装行业中,可降解高分子材料可以替代传统的塑料包装材料,减少塑料垃圾的产生,对环境友好。
在农业领域,可降解高分子材料可以用于农膜、肥料包袋等农业用品的生产,减少对土壤的污染。
在医疗领域,可降解高分子材料可以用于制造缝合线、修复器械等,避免二次手术取出缝线的需求,减轻患者的痛苦。
可降解高分子材料具有许多优点。
首先,它们可以被微生物降解,无需进行特殊的处理。
其次,它们与传统塑料相比具有更快的降解速度,不会给环境带来长期的污染。
第三,可降解高分子材料可以根据需要进行调节,在强度、降解速度等方面进行优化。
此外,可降解高分子材料还具备良好的生物相容性,不会对人体或其他生物产生不良影响。
然而,可降解高分子材料也存在一些挑战。
首先,目前很多可降解高分子材料的生产成本较高,使得其在一些领域的应用受到限制。
其次,降解速度可能会受到环境条件的影响,造成降解时间的不确定性。
另外,可降解高分子材料的性能与传统塑料相比仍有一定差距,需要进一步的研发和改进。
综上所述,可降解高分子材料具有广泛的应用前景,可以帮助减少塑料垃圾的产生,保护环境。
随着技术的发展和成本的下降,相信可降解高分子材料将在各个领域得到更广泛的应用。
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。
可降解高分子材料
可降解高分子材料可降解高分子材料是一类具有良好性能并且在使用后可以自然降解的材料,它们在当今社会中扮演着越来越重要的角色。
与传统的塑料材料相比,可降解高分子材料具有更低的环境影响,对于解决环境污染和资源浪费问题具有重要意义。
首先,可降解高分子材料在环保方面具有明显优势。
传统的塑料制品在被丢弃后需要数十年甚至上百年才能自然降解,而可降解高分子材料则可以在较短的时间内降解为无害的物质,减少对环境的污染。
这对于解决塑料垃圾围城的问题具有重要意义,可以有效减少对土壤和水源的污染。
其次,可降解高分子材料在资源利用方面具有优势。
传统的塑料材料是由石油等化石燃料制成的,而这些资源是有限的。
可降解高分子材料通常采用可再生资源作为原料,如淀粉、纤维素等,不仅可以减少对化石燃料的依赖,还可以促进农业和林业资源的合理利用。
此外,可降解高分子材料在应用领域也具有广阔的前景。
它们可以被用于制造一次性餐具、购物袋、包装材料等,满足人们日常生活中对塑料制品的需求,同时又不会对环境造成长期的污染。
在医疗领域,可降解高分子材料也可以被用于制造可降解的缝合线、支架等医疗器械,有助于减少手术后的二次伤害。
然而,可降解高分子材料也面临一些挑战。
首先是成本问题,目前可降解高分子材料的生产成本相对较高,需要进一步降低成本才能更广泛地应用于各个领域。
其次是性能问题,部分可降解高分子材料的力学性能、耐热性能等方面还需要进一步改进,以满足不同领域的需求。
综上所述,可降解高分子材料是一种具有环保、资源利用和应用前景的新型材料,它们在解决环境污染和资源浪费方面具有重要意义。
随着技术的不断进步和应用的不断拓展,相信可降解高分子材料将会在未来发展中扮演更加重要的角色,为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
(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。
高分子降解机理
高分子降解机理引言:高分子材料在现代社会中得到广泛应用,但是它们的废弃物对环境造成了严重的污染问题。
因此,研究高分子降解机理具有重要的意义。
本文将以人类视角,深入探讨高分子降解的机理和相关研究进展。
一、高分子降解的定义与意义高分子降解是指高分子材料分子链的断裂和结构的改变,以及其化学性质的变化。
高分子降解的主要目的是降低高分子材料的使用寿命和克服其环境问题。
研究高分子降解机理可以为高分子材料的设计、合成和应用提供理论依据,推动环境友好型高分子材料的开发和应用。
二、高分子降解的机理高分子降解的机理受到多种因素的影响,包括温度、光照、氧化、酸碱等。
以下是几种常见的高分子降解机理:1. 热降解:高分子材料在高温下发生聚合物链的断裂和结构的改变。
这是一种常见的降解方式,例如塑料袋在高温环境下会变脆。
2. 光降解:高分子材料受到紫外线或可见光的照射,在光能的作用下发生分解。
光降解是一种常见的降解方式,例如塑料材料在阳光下暴晒会逐渐变黄、变脆。
3. 氧化降解:高分子材料在氧气的存在下,发生氧化反应导致分子链断裂和结构的改变。
氧化降解是一种常见的降解方式,例如橡胶制品在长时间暴露在空气中会变硬、变脆。
4. 酸碱降解:高分子材料在酸碱环境中发生水解反应或酸碱催化反应,导致分子链的断裂和结构的改变。
酸碱降解是一种常见的降解方式,例如生物降解塑料在土壤中会发生水解反应。
三、高分子降解研究的进展随着环保意识的增强和高分子材料的广泛应用,高分子降解研究成为热门的研究领域。
以下是几个高分子降解研究的进展方向:1. 新型高分子材料的设计与合成:研究人员通过改变高分子材料的结构和化学成分,设计出可控降解的高分子材料,以减少其对环境的污染。
2. 高分子降解的机理研究:通过实验和模拟计算,研究人员深入探讨高分子降解的机理,以揭示高分子降解的原理和规律。
3. 高分子降解的应用研究:研究人员将高分子降解应用于环境治理、医学领域和能源领域等,以解决实际问题。
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能够被微生物分解为无害物质的高分子材料,具有生物可降解性和环境友好性。
它可以分为天然材料和合成材料两大类,根据材料来源的不同。
以下是对可生物降解高分子材料分类及应用的详细介绍。
1. 天然材料:天然材料是指从植物、动物和微生物等自然界中提取的有机材料。
常见的天然材料包括淀粉、纤维素、蛋白质等。
- 淀粉:淀粉是植物中常见的多糖,它由葡萄糖分子组成。
可生物降解的淀粉材料具有良好的生物可降解性和细菌降解性,适用于包装材料、农膜等领域。
- 蛋白质:蛋白质是生物体内功能最为复杂的有机化合物之一,它由氨基酸分子组成。
可生物降解的蛋白质材料在医疗领域具有广阔的应用前景,如可生物降解的缝线材料、药物控释材料等。
2. 合成材料:合成材料是通过化学合成方法制得的材料,常见的合成材料有聚乳酸、聚酯类、聚酰胺类等。
- 聚乳酸(PLA):聚乳酸是从可再生植物资源中提取的乳酸聚合而成的高分子材料。
聚乳酸具有良好的生物可降解性和可加工性,广泛应用于一次性餐具、土壤覆盖膜等领域。
- 聚酯类:聚酯类材料如聚丁二酸丙烯酯(PBS)、聚己内酯(PCL)等,具有良好的可生物降解性和降解速度可调性,适用于农膜、医疗材料等领域。
可生物降解高分子材料具有环境友好、可持续发展等优势,在包装、农业、医药等领域得到了广泛应用。
它不仅可以减少对环境的污染,还能促进资源循环利用,为解决环境污染和资源问题提供了可持续发展的解决方案。
可生物降解高分子材料仍面临一些挑战,如改善材料的性能和稳定性、提高制备工艺等。
未来需要进一步开展研究,以提高可生物降解高分子材料的应用性能和使用范围。
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III降解高分子材料1 简述降解性高分子(又称生物可降解塑胶),在日本又称为绿色塑胶,是可以在自然界降解的塑胶材质。
在有足够的湿度、氧气与适当微生物存在的自然掩埋或堆肥环境中,可被微生物所代谢分解产生水和二氧化碳或甲烷,对环境危害较小。
由降解性高分子构成。
基本上,生物塑胶并不是什麼新概念。
由木材和棉花制成的赛璐珞,早在1850年代就被发明出来作为象牙撞球的替代品。
但就像其他早期发明的可循环塑胶一样,赛璐珞缺乏合成塑胶的可变性和发展性,因此现在多半只能拿来做领口衬料和桌球。
我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。
如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。
生物可降解材料,是指在自然界微生物,如细菌、霉菌及藻类作用下,可完全降解为低分子的材料。
这类材料储存方便,只要保持干燥,不需避光,应用范围广,可用于地膜、包装袋、医药等领域。
2 生物降解高分子材料降解机理按美国ASTM定义:生物降解高分子材料是指在细菌、真菌、藻类等自然界存在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。
般高分子材料的生物降解可分为完全生物降解和光一生物降解b 。
完全生物降解大致有三种途径:(1)生物化学作用:微生物对聚合物作用而产生新物质(C ,C02和H O)。
(2)生物物理作用:由于生物细胞增长而使聚合物组分水解、电离质子化而发生机械性的毁坏,分裂成低聚物碎片。
(3)酶直接作用:被微生物侵蚀部分导致材料分裂或氧化崩裂。
而光一生物降解则是材料中淀粉等生物降解剂首先被生物降解,增大表面积/体积比,同时,日光、热、氧引发光敏剂等使聚合物生成含氧化物,并氧化断裂,分子量下降到能被微生物消化的水平,因此,生物可降解并非单一机理,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,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。
除了生物可降解外,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。
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 影响生物降解速度的因素高分子生物降解速度的影响因素极为复杂,受材料的性质以及降解环境的影响。
李云政对影响生物降解的环境因素进行了仔细的研究。
其试验结果表明,高分子材料在液体中的降解性比在固体中的好,这是因为液体中的微生物与材料接触比在固体中的更充分,有利于降解;碳氮比为15时最有利于材料的降解;自然界中绝大多数微生物都属于中温微生物,这类微生物的最适生长温度一般在20~45~C之间,在这一温度范围内,随着温度上升,微生物的代谢活动逐渐旺盛,对材料的降解效果明显,而温度继续上升,对材料的降解不利;试验结果还表明,细菌和放线菌是在高分子材料生物降解中起主要作用的微生物,细菌最适宜pH值在7.0~7.6之间,放线菌最适宜的pH值在7.5~8.5之间,因而,pH值在6-9之间最有利于材料生物降解。
高分子材料的结构是决定其生物降解性的根本因素。
含有亲水性基团如:一NH、一COOH、一OH、一NCO的高分子在保持一定的湿度时,易生物降解,同时含有亲水性和疏水性的链段的聚合物比只有其中一种链段结构的聚合物更容易被生物降解;具有侧链的化合物难降解,直链高分子比支链高分子、交联高分子易于生物降解;柔软的链结构容易被生物降解,有规晶态结构阻碍生物降解,所以聚合物的无定形区总比结晶区域先降解;脂肪族聚酯较容易生物降解,而象聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等硬链的芳香族聚酯则是生物惰性的;主链柔顺性越大,降解速度也越大。
在塑料制品中,一般都要添加其他助剂,而增塑剂也可以对塑料的生物降解性产生影响。
典型的例子是添加增塑剂的软质PVC的生物降解性一般要大于不加增塑剂的硬质PVC。
具有不饱和结构的化合物难降解,脂肪族高分子比芳香族高分子易于生物降解;低聚物比高聚物易于生物降解,当PS,PE、聚丁二烯及聚异丁烯的相对分子量小于一定值时,就能被一定的菌种所降解,其中PS的临界相对分子量为20~300,PE的临界相对分子量为8600;酯键,肽键易于生物分解,而酰胺键,其分子间有氢键难于生物分解;表面粗糙的材料易降解。
4 生物降解高分子材料的开发现状世界各国都在大力开发生物降解高分子材料,按合成方法,生物降解高分子材料可分为天然高分子材料,生物合成高分子材料和化学合成降解材料。
4.1 天然高分子材料天然高分子材料包括纤维素、淀粉、壳聚糖等多糖类及毛、丝等蛋白质材料,易于被微生物分解,是理想的生物降解高分子材料。
天然高分子除了棉、麻、毛、丝等原材料以外,还有很多可以从自然界的废弃物中取得,如甲壳质等,经过适当加工,可以成为重要的化工原料。
淀粉可广泛应用于食品、化工、医药、纺织、造纸等工业中。
作为原料,原淀粉在应用中有很多不足,对其进行物理、化学或酶法改性是改善原淀粉的分子结构和性质常用方法,其基本原理是利用淀粉分子上羟基或葡萄糖环的化学结构的变化,可增强某些机能或新的物化特性。
常用的改性方法有:酸改性、氧化改性、交联、酯化、醚化、共聚等,经改性的淀粉可以加工成易降解的农用地膜和包装材料。
在可作为生物降解材料的天然资源中,纤维素的研究和使用是最为广泛的。
分离过的纤维素,经过适当的物理化学改性,可制成各种用途的工农业产品。
德国Freudenberg公司由木浆生产非织造布,用于制造挤奶器喁;Struszczy.H.等用聚氨基葡萄糖的有机酸水溶液制成了藻酸纤维,显示出良好的生物降解性能;另外,日本四国工业技术实验所研制的纤维素.淀粉.壳聚糖系列生物降解薄膜,在农业、园艺中得到应用。
甲壳素又名甲壳质,产量仅次于纤维素。
甲壳素经脱脂处理后,便可得到壳聚糖。
甲壳素和壳聚糖的应用涉及工业、农业、医药、环保等各个方面,如手术缝合线、人造肾膜、食品防腐剂等。
4.2 生物合成高分子材料自20世纪80年代以来,利用生物合成具有新型结构的高分子材料的研究得到迅猛发展。
这类高分子能完全生物降解,主要包括微生物聚酯和微生物多糖,其中微生物聚酯方面的研究较多。
聚羟基脂肪酸酯(PHA),聚3-羟基丁内酯(PHB)可用做药用缝合线和修复材料,在世界各国开展的研究相当活跃。
英国ICI(Imperial Chemical Industry)公司在PHB的工业化微生物合成及其应用方面做了大量的工作,1980年,该公司用葡萄糖和丙酸作为真氧产碱菌的培养碳源进行发酵,制造出成型性能良好的3-羟基丁内酯与3-羟基戊酸酯的无规共聚物[P(3HB.Co一3HV)],并以“Biopol”的商品名进入市场;1987年,日本东京工业大学的土肥义治用丁酸和1,4.丁二醇作为同一种细菌的碳源,生物合成了3.羟基丁酯与4.羟基丁酯的共聚物[P(3HB—Co-4HB)],降低了生产成本用这种方法合成的高分子材料,生物降解性能良好,但生产成本较高,机械性能和加工性能受到一定的限制。
在我国,PHA的研究也进行相当活跃。
山东大学的文欣和中科院北京微生物所的陈琦等人,对真氧产碱菌积累PHA的发酵条件和生物学特征等作了较深入的研究n ;北京农业大学的王敬国等对菌体内PHB含量的测定做了许多有价值的探索n :武汉大学生物工程中心也正集中力量开展PHA开发利用方面的研究工作;清华大学生物系陈国强教授采用微生物合成的方法,已成功地研制出PHA,PHB 塑料,产品已实现产业化。
4.3 化学合成降解材料利用化学方法合成与天然高分子结构相似的生物可降解塑料,主要包括脂肪族聚酯、脂肪酸聚酯与芳香族聚酯、聚酰胺、聚醚、聚酯脲等共聚物。
聚乳酸(PLA)、脂肪族聚酯等生物降解性能良好,但熔点较低,耐热性及机械强度较差,一般采取共聚的方法,提高其加工性能和使用性能。
日本在这方面的研究比较多,尤尼吉卡公司的生物可降解双组分纤维、芯组分为聚(£一己内酯)或聚(£一丙内酯)。
村濑繁满介绍了难以纺丝的聚(£一己内酯)用于生产无纺布的方法n引。
R.1anger等对聚酸酐的合成进行了深入的研究。
聚酸酐的制备方法有缩聚法和开环聚合法两种,缩聚又分为熔融缩聚和溶液缩聚。
Teomim.D等采用蓖麻油酸与马来酸酐和琥珀酸酐合成出具有优良的物理化学和力学性能的聚酸酐型药物缓释材料,分子量高达40000 。
Hartmann,Manferd等通过熔融缩聚将脲烷引入聚酸酐的主链上,聚合物的分子量达27000。
中科院成都有机化学所的张连来等对化学合成的聚乳酸、聚内酯及其共聚物以及与聚3-羟基丁酸酯的共混体系的制备、结构与性能都进行了较为详细的研究;中科院广州化学所的方兴高等则首次用CO:、环氧乙烷、马来酸酐进行三元共聚,合成了生物降解型聚碳酸顺丁烯二酸亚乙酯(PEC),用作药物载体和手术缝合线等。
5 降解高分子材料的问题与展望使用降解高分子材料是减少高分子材料污染的有效途径之一,世界各国正在竭力开展研究和开发工作,并推广应用,前景是广阔的。
生物降解高分子材料通过堆肥可把有机物回归大自然,以达到和保持生态平衡。
在世界资源接近枯竭的情况下,通过使用天然高分子制造降解材料,可以不依赖于石油。
但是降解高分子材料也存在着以下问题:(1)生物降解高分子材料的价格高,要高于通用材料510倍,不易推广应用;(2)降解高分子材料的降解控制问题有待解决,如医学上应用要求降解比较快,而作为包装材料则要求一定使用期;(3)高分子材料的生物降解性评价问题;(4)生物降解高分子使用会影响高分子材料的回收利用,对使用后的生物降解材料要求建立处理的基础设施,如堆肥等。
今后生物降解高分子材料的工作将会集中在以下几方面:(1)用新的方法合成新颖结构的降解高分子,如酶催化合成高分子;(2)对现有的降解高分子材料进行改性,如通过共聚和共混的方法获得性能更好的高分子材料;(3)提高材料的生物降解性和降低材料成本,并拓宽应用范围;(4)建立降解高分子材料的统一的评价方法,搞清降解机理;(5)降解速度的控制研究;(6)利用绿色天然物质制造降解高分子材料,如纤维素,菜油,桐油,松香等天然物质。