生物可降解高分子材料研究綜述-(2)

1、生物可降解高分子材料研究綜述生物可降解高分子材料研究綜述【內(nèi)容提要內(nèi)容提要】簡(jiǎn)要說(shuō)明了生物可降解材料的含義、降解原理，介紹了目前較為成功的生物可降解材料的種類、結(jié)構(gòu)、性能及制備方法。闡述了高分子材料生物降解性的影響因素。對(duì)生物降解高分子材料的未來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單展望?！娟P(guān)鍵詞關(guān)鍵詞】生物降解；高分子材料；應(yīng)用進(jìn)展化學(xué)家與化學(xué)工程師們渴望認(rèn)識(shí)地球。作為一個(gè)社會(huì)群體，我們希望能夠確信我們所使用的產(chǎn)品對(duì)我們自身和我們生活的環(huán)境是無(wú)害的———并且確定這

2、些產(chǎn)品的生產(chǎn)不會(huì)對(duì)我們的后代以及我們的環(huán)境產(chǎn)生有害性的影響。綠色化學(xué)作為一個(gè)重要的提議最先在美國(guó)發(fā)起，目的是從根源上減少污染。生物降解高分子材料作為一種新型環(huán)境材料，能夠有效地解決塑料制品對(duì)人類生存環(huán)境的污染。在我國(guó)環(huán)境保護(hù)的系統(tǒng)工程中，開發(fā)新型環(huán)境材料是從根本上治理環(huán)境污染的一種有效的技術(shù)途徑。近年來(lái)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)高分子塑料和纖維制品得到了極大地發(fā)展。但同時(shí)大量高分子材料廢棄物也給地球帶來(lái)了十分嚴(yán)重的污染，到處可見的一次

3、性PE快餐盒隨風(fēng)飄舞所造成的“白色污染”只是其中一個(gè)淺顯的事例而已。隨著人們的環(huán)保意識(shí)的進(jìn)一步增強(qiáng)，認(rèn)識(shí)到環(huán)境污染將威脅人類的生存，生物可降解高分子材料的開發(fā)和應(yīng)用日益受到重視。1生物可降解高分子含義生物可降解高分子含義生物降解高分子是指高分子塑料使用性能優(yōu)良，廢棄時(shí)在自然界中被微生物作用而降解，最終變成水和二氧化碳等無(wú)害的分子物質(zhì)，從而進(jìn)入自然界良性循環(huán)的塑料及其制品。2降解原理降解原理目前，生物降解的機(jī)理尚未完全研究透徹。一般認(rèn)為，

4、高分子材料的生物降解是經(jīng)過(guò)兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行的。首先，微生物向體外分泌水解酶，和材料表面結(jié)合，通過(guò)水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500gmol以下的小分子量的化合物(有機(jī)酸、糖等)；然后，降解的生成物被微生物攝入體內(nèi)，經(jīng)過(guò)種種的代謝路線，合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動(dòng)的能量，最終都轉(zhuǎn)化為水和Bacillus孢芽桿菌等。其碳源有葡萄糖、有機(jī)酸、醇、石油、二氧化碳等。其制備流程:原料準(zhǔn)備－＞微生物發(fā)酵－＞聚合物提?。揪酆衔锔稍铮驹炝＃窘?/p>

5、解塑料。此工藝操作中，戊酸酯含量必須嚴(yán)控在5%－20%(戊酸酯含量上升導(dǎo)致結(jié)晶度、柔性和熔點(diǎn)下降)。這種共聚物的機(jī)械特性好，耐熱性優(yōu)良(可在熱水中使用，HDT相當(dāng)于PP)，耐油性、耐水性、耐候性、耐藥性和氣體屏障性也很好。PHBV在空氣中是穩(wěn)定的，當(dāng)聚合物置于微生物活性強(qiáng)的環(huán)境，如土壤，下水道和海水中時(shí)，就發(fā)生生物降解，最后分解為水和二氧化碳消失。3.3.2化學(xué)合成體系化學(xué)合成體系用化學(xué)合成方法生產(chǎn)的生物可降解高分子材料主要為脂肪族聚酯

6、，常見的有聚丁二酸酯(PBS)、聚乳酸(PLA)、聚已內(nèi)酯等。3.3.2.2.1聚丁二酸酯聚丁二酸酯由二醇和二酸脫水聚合制得，其化學(xué)結(jié)構(gòu)如下:PBS是目前世界公認(rèn)的綜合性能最好的生物降解塑料。它同樣可以進(jìn)行完全降解。PBS聚合物有優(yōu)良的機(jī)械性能和成型加工性能，可以直接用于紡絲或注塑。其密度和熔融指數(shù)略大于PP，力學(xué)溫度全部略低于PP。3.3.2.2.2聚乳酸聚乳酸聚乳酸(PLA)是一種生物原料制品，具有很好的生物降解性、生物相容性和生物