GB180061999一次性可降解餐饮具通用技术条件pdf
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可生物降解高分子材料的分类及应用_王周玉
四川工业学院学报 Journa l of S ich ua n Uni vers ity o f Sc ience and Tec hnolog y 文章编号:1000-5722(2003)增刊-0145-03 收到日期:2003-03-22 基金项目:中国石油天然气集团公司中青年创新基金项目(部(基)349):四川工业学院人才引进项目(0225964) 作者简介:王周玉(1977-),女,四川省彭州市人,西华大学生物工程系助教,硕士,主要从事高聚物的合成、改性性质及其应用的研究。 可生物降解高分子材料的分类及应用 王周玉,岳 松,蒋珍菊,芮光伟,任川宏 (西华大学生物工程系,四川成都 610039) 摘 要: 本文作者对天然高分子材料、微生物合成高分子材料、化学合成高分子材料及掺混型高分子材料四类生物降解高分子材料进行了综述,并对可生物降解高分子材料在包装、餐饮业、农业及医药领域的应用作了简要介绍。 关键词: 生物降解;高分子材料;应用 中图分类号:O631.2 文献标识码:B 0前言 塑料是应用最广泛的高分子材料,按体积计算已居世界首位,由于其难以降解,随着用量的与日俱增,废弃塑料所造成的白色污染已成为世界性的公害。意大利、德国、美国等国家已率先以法律形式,规定了必须使用降解性塑料的塑料产品范围;我国目前的塑料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨不可降解的废旧物,严重污染着环境和危害着我们的健康。可见开发可降解高分子材料、寻找新的环境友好高分子材料来代替塑料已是当务之急。 降解高分子材料[1]是指在使用后的特定环境条件下,在一些环境因素如光、氧、风、水、微生物、昆虫以及机械力等因素作用下,使其化学结构能在较短时间内发生明显变化,从而引起物性下降,最终被环境所消纳 的高分子材料。根据降解机理[1,2] 的不同,降解高分子材料可分为光降解高分子材料、生物降解高分子材料、光-生物降解高分子材料、氧化降解高分子材料、复合降解高分子材料等,其中生物降解高分子材料是指在自然界微生物或在人体及动物体内的组织细胞、酶和体液的作用下,使其化学结构发生变化,致使分子量下降及性能发生变化的高分子材料。生物降解高分子材料的应用广泛,在包装、餐饮业、一次性日用杂品、药物缓释体系、医学临床、医疗器材等诸多领域都有广阔的应用前景,所以开发生物降解高分子材料已成为世界范围的研究热点。 1 生物降解高分子材料的分类 根据生物降解高分子材料的降解特性可分为完全 生物降解高分子材料(Biodegradable materials )和生物破坏性高分子材料(或崩坏性,Biodestructible materials );按照其来源的不同主要分为天然高分子材料、微生物合成高分子材料、化学合成高分子材料和掺混型高分子材料四类。 1.1 天然高分子材料 [3,4] 天然高分子物质如淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、果胶、甲壳素、蛋白质等来源丰富、价格低廉,特别是天然产量居首位的纤维素和甲壳素,年生物合成量超过1010 吨。利用它们制备的生物高分子材料可完全降解、具有良好的生物相容性、安全无毒,由此形成的产品兼具天然再生资源的充分利用和环境治理的双重意义,因而受到各国的重视,特别是日本。如日本四国工业技术实验所用纤维素和从甲壳素制得的脱乙酰壳聚糖复合,采用流延工艺制成的薄膜,具有与通用薄膜同样的强度,并可在2个月后完全降解;他们还对壳聚糖—淀料复合高分子材料进行了大量的研究工作,发现调节原料的比例、热处理温度,可改变高分子材料的强度和降解时间。 天然高分子材料虽然具有价格低廉、完全降解等诸多优点,但是它的热力学性能较差,不能满足工程高分子材料加工的性能要求,因此对天然高分子进行化学修饰、天然高分子之间的共混及天然高分子与合成高分子共混以制得具有良好降解性、实用性的生物降解高分子材料是目前研究的一个主要方向。1.2 微生物合成高分子材料[3,4,5] 微生物合成高分子材料是由生物通过各种碳源发
绿色润滑剂的生物降解性及特点
绿色润滑剂的生物降解性及特点 叶斌,陶德华 (上海大学机械电子工程与自动化学院,上海200072) 摘 要:阐述了绿色友好润滑剂的生物降解性和摩擦化学特点,提出了绿色润滑剂在发展过程中存在的主要问题,并对未来的发展趋势进行了预测。 关键词:绿色润滑剂;生物降解性;机理;基础油;合成酯;添加剂 中图分类号:TE626.3 文献标识码:A 文章编号:100023738(2002)1120021203 Development and Characteristics of G reen Lubricants YE Bin,TAO De2hua (Shanghai University,Shanghai200072,China) Abstract:Characteristics and biodegradability of green lubricants are reviewed.The main problems during devel2 oping process of environmentally friendly lubricants are put forward and the future development trends are predicted. K ey w ords:green lubricants;biodegradability;mechanism;base oil;synthetic ester;additives 1 引 言 随着经济的发展,环境保护已成为全世界的共识。矿物基润滑剂产品由于生物降解性能差,正面临着环境要求的严峻挑战。发展绿色润滑剂成为上个世纪90年代以来润滑剂领域新的发展课题。 绿色润滑剂是指润滑剂必须满足对象的工况要求;润滑剂及其耗损产物对生态环境不造成危害,或在一定程度上为环境所容许。绿色润滑剂又称为环境友好润滑剂(主要包括合成酯和天然植物油),其研究、开发的目的是满足可持续发展的要求,不仅具有普通矿物基润滑剂的性能,而且具有易生物降解性和无生物毒性或对环境毒性最小[1]。现代润滑剂大都由86%以上的基础油,再加上各种添加剂组成。随着对环保的重视和对植物油改性的开发,世界上各大石油公司都已经着手研制开发环境友好型绿色润滑剂以取代传统的矿物基润滑剂[2]。绿色润滑剂在世界范围内的需求量呈逐年上升趋势。我国矿物基润滑剂引起的环境污染同样严重,已引起有关部门和专家的重视,对绿色润滑剂的研究和开发已迫在眉睫[3]。基础油无疑是润滑剂影响环境或 收稿日期:2001211222;修订日期:2001212221 作者简介:叶斌(1967-),男,山东聊城人,上海大学博士生。 导师:陶德华教授生态的决定性因素,本工作主要探讨绿色润滑剂基础油的生物降解性和摩擦润滑化学特性。 2 润滑剂的生物降解机理 润滑剂的生物降解率是指该润滑剂能被自然界存在的微生物消化代谢分解为二氧化碳、水或组织中间体的能力,并以一定条件下、一定时间内润滑剂被微生物降解百分率来衡量。润滑剂的生物降解性即润滑剂受生物作用分解化合物的能力。润滑剂在生物降解过中,总要伴随一些现象产生,如物质的损失、二氧化碳和水的形成、氧气的耗用、热量发生和微生物的增加等。润滑剂发生生物降解有三个必要条件:其一要有大量的细菌群;其二要有充足的氧气;其三要有合适的环境温度。 不同类型的润滑剂有着不同的生物降解过程,目前公认的生物降解过程有三种,即酯的水解、长链碳氢化合物的氧化和芳烃的氧化开环。三种生化降解历程的活化能不同,因此不同类型润滑剂的生物降解性也不同。另外,对同一类型的润滑剂来说,由于其结构不同,经受水解、β氧化和芳烃氧化时的难易程度也不同,因此生物降解性也有很大差异。2.1 合成酯类 酯类化合物在微生物的作用下,首先水解成有机酸和醇,在酶的作用下,通过脂肪酸循环,进一步裂解生成醋酸,再通过柠檬酸循环降解成CO2和 第26卷第11期2002年11月 机 械 工 程 材 料 Materials for Mechanical Engineering Vol.26 No.11 Nov.2002
生物降解材料
生物降解材料： 1.天然生物材料如淀粉、纤维素的改性材料制成的塑料； 2.化学合成聚脂：PLA、PCL、PBS、PPC等； 3.微生物发酵合成高分子化合物：PLA、PHA； 4.转基因植物合成高分子化合物：PHA。 生物基含量和价格 材料优缺点
1.可完全生物降解 2.可替代大部分塑料，价格可以和石油塑料 竞争 3.分子结构多样性，综合性能好 4.可单独使用或和淀粉等其他生物质共同 使用 5.可取代PCL、Ecoflex等石油基可降解材 料 6.核心技术门槛高竞争者很难模仿进入材料具体价格
生物降解塑料生产厂家 种类公司型号产能（吨/年）
PLA PLA产业链
→ → → 产业链分析： 1.PLA改性材料生产企业：其生产受到上下游的影响比较严重。 2.PLA生产企业：此类企业上游供给影响不大，来源和供应量很充足，关键在于企业的生产技术和产能。美国的natureworks处于领先地位，每年14万吨的产能，巴斯夫、日本三井和荷兰普拉克都有超万吨的产能。国内海正生物和金发科技分别拥有5000吨左右的产能，在国内PLA生产商中实力较强。 3.PLA原料（中间物）生产商：PLA生产主要有一步法和两步法两种工艺，两步法应用较多，即先由乳酸聚合并解聚得到中间体丙交酯，再由丙交酯开环聚合得到PLA，两步法中，中间体丙交酯的生产成本和纯度直接影响PLA产品的成本和性能。 4.PLA改性材料使用企业：这些企业使用PLA改性材料作为生产进一步产品的原料，成品涵盖范围包括农业、工业、门用等等领域。PLA材料经过改性和复合，其理化性质得到相应改进，可以采用传统吹塑、热塑机械生产成品，传统成品生产企业的转换成本并不高，而此类企业在国内数量巨大，并不构成对于PLA改性材料生产企业的直接瓶颈。 5.消费者终端：消费者的最终需求，决定了PLA改性和复合材料使用企业对PLA改性材料的间接需求，成为真正的、可能的需求瓶颈。因此，分析PLA改性和复合材料行业下游的关键，在于消费者终端的分析。 PLA改性材料企业
生物降解材料
生物降解材料https://www.360docs.net/doc/194184574.html,work Information Technology Company.2020YEAR
生物降解材料： 1.天然生物材料如淀粉、纤维素的改性材料制成的塑料； 2.化学合成聚脂：PLA、PCL、PBS、PPC等； 3.微生物发酵合成高分子化合物：PLA、PHA； 4.转基因植物合成高分子化合物：PHA。
6.核心技术门槛高竞争者很难模仿 进入 生物降解塑料生产厂家 种类公司型号产能（吨/
PLA PLA 产业链 产业链分析： 1.PLA 改性材料生产企业：其生产受到上下游的影响比较严重。
2.PLA生产企业：此类企业上游供给影响不大，来源和供应量很充足，关键在于企业的生产技术和产能。美国的natureworks处于领先地位，每年14万吨的产能，巴斯夫、日本三井和荷兰普拉克都有超万吨的产能。国内海正生物和金发科技分别拥有5000吨左右的产能，在国内PLA生产商中实力较强。 3.PLA原料（中间物）生产商：PLA生产主要有一步法和两步法两种工艺，两步法应用较多，即先由乳酸聚合并解聚得到中间体丙交酯，再由丙交酯开环聚合得到PLA，两步法中，中间体丙交酯的生产成本和纯度直接影响PLA产品的成本和性能。 4.PLA改性材料使用企业：这些企业使用PLA改性材料作为生产进一步产品的原料，成品涵盖范围包括农业、工业、门用等等领域。PLA材料经过改性和复合，其理化性质得到相应改进，可以采用传统吹塑、热塑机械生产成品，传统成品生产企业的转换成本并不高，而此类企业在国内数量巨大，并不构成对于PLA改性材料生产企业的直接瓶颈。 5.消费者终端：消费者的最终需求，决定了PLA改性和复合材料使用企业对PLA改性材料的间接需求，成为真正的、可能的需求瓶颈。因此，分析PLA改性和复合材料行业下游的关键，在于消费者终端的分析。 PLA改性材料企业 PLA PHA 基本性能： 生物相容性，良好的力学性能，非线性光学性，气体隔离性，耐水解性能，压电性，良好的加工性能，耐热性。 性能指标： 分子量： 1000-1000000 玻璃态温度： -60℃~+60℃ 熔点： 40℃~190℃ 结晶度： 10%~60% 断裂伸长率： 5%~1000%
影响生物降解的因素
影响生物降解的因素 影响生物降解的因素有被降解的化合物种类浓度，微生物群体的活性如群体的相互作用直接控制反应速度的环境因素。 一．生物降解作用生物降解是引起有机污染物分解的最重要的环境过程之一。水环境中化合物的生物降解依赖于微生物通过酶催化反应分解有机物。当微生物代谢时，一些有机污染物作为食物源提供能量和提供细胞生长所需的碳；另一些有机物，不能作为微生物的唯一碳源和能源，必须由另外的化合物提供。因此，有机物生物降解存在两种代谢模式：生长代谢(Growth metabolism) 和共代谢(Cometabolism) 。这两种代谢特征和降解速率极不相同，下面分别进行讨论。 1．生长代谢 许多有毒物质可以像天然有机化合物那样作为微生物的生长基质。只要用这些有毒物质作为微生物培养的唯一碳源便可鉴定是否属生长代谢。在生长代谢过程中微生物可对有毒物质进行较彻底的降解或矿化，因而是解毒生长基质去毒效应和相当快的生长基质代谢意味着与那些不能用这种方法降解的化合物相比，对环境威胁小。 2．共代谢 某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源，必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时，该有机物才能被降解，这种现象称为共代谢。它在那些难降解的化合物代谢过程中起着重要作用，展示了通过几种微生物的一系列共代谢作用，可使某些特殊有机污染物彻底降解的可能性。微生物共代谢的动力学明显不同于生长代谢的动力学，共代谢没有滞后期，降解速度一般比完全驯化的生长代谢慢。共代谢并不提供微生物体任何能量，不影响种群多少。然而，共代谢速率直接与微生物种群的多少成正比，Paris 等描述了微生物催化水解反应的二级速率定律： 由于微生物种群不依赖于共代谢速率，因而生物降解速率常数可以用 Kb=Kb2?B表示，从而使其简化为一级动力学方程。 用上述的二级生物降解的速率常数文献值时，需要估计细菌种群的多少，不同技术的细菌计数可能使结果发生高达几个数量级的变化，因此根据用于计算Kb2的同一方法来估计B值是重要的。 3．微生物对环境污染物的生物降解能力微生物对环境污染物的生物适应能力及降解潜力生物降解：复杂有机化合物在微生物作用下转变成结构较简单化合物或 被完全分解的过程。 终极降解：有机物彻底分解至释放出无机产物C02与H20的过程。 生物转化：通过微生物代谢导致有机或无机化合物的分子结构发生某种改 变、生成新化合物的过程。 微生物降解污染物的影响因素: 物质的化学结构生物降解有机物的难易程度首先取决于生物本身的特性，同时也与有机物的结构特征有关。 环境物理化学因素
生物降解高分子材料研究
生物降解高分子材料研究 [摘要] 本文作者对天然高分子材料、微生物合成高分子材料、化学合成高分子材料及掺混型高分子材料四类生物降解高分子材料进行了综述，并对可生物降解高分子材料在包装、餐饮业、农业及医药领域的应用作了简要介绍。 [关键词] 生物降解；高分子材料；应用 塑料是应用最广泛的高分子材料，按体积计算已居世界首位，由于其难以降解，随着用量的与日俱增，废弃塑料所造成的白色污染已成为世界性的公害。意大利、德国、美国等国家已率先以法律形式，规定了必须使用降解性塑料的塑料产品范围；我国目前的塑料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万吨不可降解的废旧物，严重污染着环境和危害着我们的健康。可见开发可降解高分子材料、寻找新的环境友好高分子材料来代替塑料已是当务之急。 降解高分子材料是指在使用后的特定环境条件下，在一些环境因素如光、氧、风、水、微生物、昆虫以及机械力等因素作用下，使其化学结构能在较短时间内发生明显变化，从而引起物性下降，最终被环境所消纳的高分子材料。根据降解机理的不同，降解高分子材料可分为光降解高分子材料、生物降解高分子材料、光一生物降解高分子材料、氧化降解高分子材料、复合降解高分子材料等，其中生物降解高分子材料是指在自然界微生物或在人体及动物体内的组织细胞、酶和体液的作用下，使其化学结构发生变化，致使分子量下降及性能发生变化的高分子材料。生物降解高分子材料的应用广泛，在包装、餐饮业、一次性日用杂品、药物缓释体系、医学临床、医疗器材等诸多领域都有广阔的应用前景所以开发生物降解高分子材料已成为世界范围的研究热点。 1 生物降解高分子材料的分类 根据生物降解高分子材料的降解特性可分为完全生物降解高分子材料(Biodegradable materials)和生物破坏性高分子材料(或崩坏性，Biodestructible materials)；按照其来源的不同主要分为天然高分子材料、微生物合成高分子材料、化学合成高分子材料和掺混型高分子材料四类。 1．1 天然高分子材料 天然高分子物质如淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、果胶、甲壳素、蛋白质等来源丰富、价格低廉，特别是天然产量居首位的纤维素和甲壳素，年生物合
最新完全生物降解材料
完全生物降解材料 摘要：可完全生物降解材料是指在适当和可表明期限的自然环境条件 下，能够被微生物（如细菌、真菌和藻类等）完全分解变成低分子化合物的材料，对环境有积极的作用。本文介绍了完全生物降解材料的定义、分类、降解性能的评价及其发展趋势。 关键词：生物降解，测试，应用 前言：人类在创造现代文明的同时，也带来负面影响----白色污染。 一次性餐具、一次性塑料制品以及农用地膜等均难以再回收利用，其处理方法以焚烧和掩埋为主。焚烧会产生大量的有害气体，污染环境；掩埋则其中的聚合物短时间内不能被微生物分解，也污染环境。残弃的塑料膜存在于土壤中，阻碍农作物根系的发育和对水分、养分的吸收，使土壤透气性降低，导致农作物减产；动作食用残弃的塑料膜后，会造成肠梗阻而死亡；流失到海洋中或废弃在海洋中的合成纤维渔网和钓线已对海洋生物造成了相当的危害，因此提倡绿色消费与加强环境保护势在必行。面对日益枯竭的石油资源，符合潮流的生物降解材料作为高科技产品和环保产品正成为一个研发热点。 1、生物降解材料 理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废气后可被环境微生物完全分解、最终被无机化合成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。 1.1、生物降解材料的分类 生物降解材料按其生物降解过程大致可分为两类。 一类为完全生物降解材料，如天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯等，其分解作用主要来自：①由于微生物的迅速增长导致塑料结构的物理性崩溃；②由于微生物的生化作用、酶催化或酸碱催化下的各种水解； ③其他各种因素造成的自由基连锁式降解。 另一类为生物崩解性材料，如淀粉和聚乙烯的掺混物，其分解作用主要由于添加剂被破坏并削弱了聚合物链，使聚合物分子量降解到微生物能够消化的程度，最后分解为二氧化碳（CO2）和水。 生物崩解性材料大多采用添加淀粉和光敏剂的方法，与聚乙烯和聚苯乙烯共混生产。研究表明，淀粉基生物降解塑料袋最终将进入垃圾场，不接触阳光，即使其中有发生物双降解作用，所发生的降解作用也主要以生物降解为主。一定时间的试验表明：垃圾袋无明显的降解现象，垃圾袋没有自然破损，甚至对袋里的垃圾起到一定的“保鲜”作用。
直接染料的生物降解特性研究
直接染料的生物降解特性研究 印染废水中含有大量的有机物,具有CODCr高,色度深,酸碱性强等特点。印染废水的特征污染物之一是染料,贡献了印染废水大部分色度和部分有机污染物。 直接染料是一类常用的染料,可以与蛋白纤维、纤维素纤维、粘胶纤维等直接作用而实现对纤维的染色。本文选取了五种典型的直接染料（直接黄27、直接红28、直接黑BN、直接黄12和直接蓝151）,研究它们在好氧、厌氧、厌氧/好氧交替三种不同曝气条件下的生物降解特性,探讨初始染料浓度和外加碳源对它们生物降解过程的影响,分析它们的生物降解过程动力学,初步探寻生物降解路径,并采用高通量测序,分析不同曝气条件下染料生物处理反应器中微生物群落结构的变化特性。 本论文得到的主要研究结果如下:（1）五种染料废水中CODCr的去除率均在好氧条件下最高。好氧条件有利于代谢中间产物的继续降解,而好氧条件的污泥絮体中也存在大量的厌氧环境。 直接黄27、直接红28、直接黄12、直接蓝151染料废水中的脱色率均在厌氧/好氧条件下最高,直接黑BN染料废水的脱色率在厌氧条件下最高;初始染料浓度对脱色有一定的影响,当初始染料浓度为100-300mg/L时,随着初始染料浓度的升高,五种染料的脱色率均呈上升趋势,当初始染料浓度高于300mg/L时,五种染料的脱色率上升趋势较为缓慢,由此可得出当初始染料浓度为300mg/L时,五种直接染料的降解效率最佳;外加碳源对染料的降解也有一定影响,与无外加碳源相比,有外加碳源时五种染料的脱色率明显增高。（2）五种染料均在厌氧/好氧条件下的生物降解效率最高。
直接黄27染料在好氧、厌氧条件下生物降解符合二级反应动力学特征,在厌氧/好氧交替条件下符合一级反应动力学特征;直接红28染料在好氧条件下生物降解符合一级反应动力学特征,在厌氧和厌氧/好氧交替条件下符合二级反应动力学特征;直接黑BN染料在好氧、好氧/厌氧交替条件下符合零级动力学特征,在厌氧条件下符合二级反应动力学特征;直接黄12染料在好氧条件下生物降解符合二级反应动力学特征,在厌氧条件下符合零级动力学特征,在厌氧/好氧交替条件下符合一级反应动力学特征;直接蓝151染料在好氧、厌氧、厌氧/好氧条件下均符合一级动力学特征。（3）根据UV-Vis光谱图和GC-MS测定结果,不同分子结构的染料在厌氧/好氧条件下降解的中间产物不同,其中直接黄27、直接红28、直接黑BN染料最终可转化为CO2和H2O,实现染料的完全矿化;直接黄12、直接蓝151染料最终矿化的产物含有硝基苯和苯胺等有毒致癌物质,实验条件下,有限的生物降解时间不能使这两种染料完全矿化。 （4）通过研究反应器中细菌门、纲、属水平菌群变化可知,反应器中的活性污泥经混合染料驯化后,细菌门、纲、属水平菌群发生了显著变化。初始污泥中的优势细菌门主要为Proteobacteria（变形杆菌门）、Firmicutes（厚壁菌门）、Bacteroidetes（拟杆菌门）和Acidobacteria（酸杆菌门）,优势细菌纲主要为Alphaproteobacteria（α-变形菌纲）、Acidobacteria（酸杆菌纲）、Bacilli （芽孢杆菌纲）,优势细菌属主要为Propionibacterium;驯化后好氧反应器中的优势细菌门为Acidobacteria（酸杆菌门）、Bacteroidetes（拟杆菌门）和Proteobacteria（变形杆菌门）,优势细菌纲为Betaproteobacteria（β-变形菌纲）、Alphaproteobacteria（α-变形菌纲）、Sphingobacteria（鞘脂杆菌纲）、Acidobacteria（酸杆菌纲）,优势细菌属为Propionibacterium;厌氧反应器中
水稻秸秆腐解产生溶解性有机质的生物降解特性
水稻秸秆腐解产生溶解性有机质的生物降解特性 本研究采用培养法，通过DOC、pH、280nm吸光度指标研究水稻秸秆腐解不同阶段产生DOM的生物降解特性与结构变化，阐明秸秆还田对土壤CO2排放与碳固定的影响，为选择秸秆还田的正确方法提供科学依据，为可持续发展战略提供科学资料。 通过培养不同天数的水稻腐解液来控制变量，以研究不同腐解天数的DOM 溶液中DOC降解特性及pH、280nm吸光度变化。DOC采用比色法；pH值采用电极法；280nm吸光度值采用分光光度法。 基于DOM是不同降解速率和不同降解程度的成分的混合物的假定，我们使用双倍指数模型（Double Exponential Model）来描述DOC的矿化动力学，模型公式表达式为： 残留C%=（100-b）+be （1） 式中：t为时间/天，b为稳定DOC所占最初DOC的百分含量（%），100-b 为易矿化DOC所占最初DOC的百分含量（%），k1为易矿化DOC矿化速率常数（天），k2为稳定DOC矿化速率常数（天）。 同时计算半衰期： 1.不同腐解阶段产生DOM的生物降解性 水稻秸秆不同腐解阶段DOM液的DOC随时间变化如图1所示。 图1 不同腐解阶段DOM残留DOC随时间的变化 不同腐解阶段DOM整个降解过程都可分为残留DOC的迅速减少和缓慢减少两个阶段。在14天前DOC的浓度迅速降低，14天后降解速率明显减慢，DOC 浓度趋于稳定。但不同腐解阶段DOM降解特性表现出较大差异。双指数模型方程拟合结果（见表1）表明，矿化率表现为7天DOM矿化率达46.79%，而180dDOM矿化率仅为11.23%，矿化率总体表现为随腐解时间延长而减小。DOM 可以分为易矿化性C库和稳定性C库两个组分，易矿化性C库的半衰期为1～3天，而稳定性C库的半衰期为173～693天。稳定性C库的比例则表现为随腐解时间延长而增加。由此可见，随腐解时间延长，DOM生物有效性降低，DOM越稳定。 表1不同腐解阶段DOM降解过程使用双指数模型拟合参数比较 注：拟合方程为：残留C%=（100-b）e-k1t+be-k2t；
2020年(生物科技行业)完全生物降解材料
（生物科技行业）完全生物 降解材料
完全生物降解材料 摘要：可完全生物降解材料是指在适当和可表明期限的自然环境条件下，能够被微生物（如细菌、真菌和藻类等）完全分解变成低分子化合物的材料，对环境有积极的作用。本文介绍了完全生物降解材料的定义、分类、降解性能的评价及其发展趋势。 关键词：生物降解，测试，应用 前言：人类在创造现代文明的同时，也带来负面影响----白色污染。壹次性餐具、壹次性塑料制品以及农用地膜等均难以再回收利用，其处理方法以焚烧和掩埋为主。焚烧会产生大量的有害气体，污染环境；掩埋则其中的聚合物短时间内不能被微生物分解，也污染环境。残弃的塑料膜存在于土壤中，阻碍农作物根系的发育和对水分、养分的吸收，使土壤透气性降低，导致农作物减产；动作食用残弃的塑料膜后，会造成肠梗阻而死亡；流失到海洋中或废弃在海洋中的合成纤维渔网和钓线已对海洋生物造成了相当的危害，因此提倡绿色消费和加强环境保护势在必行。面对日益枯竭的石油资源，符合潮流的生物降解材料作为高科技产品和环保产品正成为壹个研发热点。1、生物降解材料 理想的生物降解塑料是壹种具有优良的使用性能、废气后可被环境微生物完全分解、最终被无机化合成为自然界中碳素循环的壹个组成部分的高分子材料。 1.1、生物降解材料的分类 生物降解材料按其生物降解过程大致可分为俩类。 壹类为完全生物降解材料，如天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯等，其分解作用主要来自：①由于微生物的迅速增长导致塑料结构的物理性
崩溃；②由于微生物的生化作用、酶催化或酸碱催化下的各种水解；③其他各种因素造成的自由基连锁式降解。 另壹类为生物崩解性材料，如淀粉和聚乙烯的掺混物，其分解作用主要由于添加剂被破坏且削弱了聚合物链，使聚合物分子量降解到微生物能够消化的程度，最后分解为二氧化碳（CO2）和水。 生物崩解性材料大多采用添加淀粉和光敏剂的方法，和聚乙烯和聚苯乙烯共混生产。研究表明，淀粉基生物降解塑料袋最终将进入垃圾场，不接触阳光，即使其中有发生物双降解作用，所发生的降解作用也主要以生物降解为主。壹定时间的试验表明：垃圾袋无明显的降解现象，垃圾袋没有自然破损，甚至对袋里的垃圾起到壹定的“保鲜”作用。 对于解决环境污染，尽管含淀粉基的塑料比壹次性塑料制品有效，但由于仍采用不能生物降解的聚乙烯或聚酯材料为原料，故除了添加的淀粉能够降解外，剩余的大量聚乙烯或聚酯仍会残存而不能完全生物降解，只是分解为碎片，无法回收，进入土壤后情况更糟，对废弃物的处理造成混乱，因而完全生物降解材料成为降解材料的研究重点。 1.2、完全生物降解材料的品种和性能 完全生物降解材料包括天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯、聚乙烯醇等。自然界本身有分解吸收和代谢天然高分子纤维素的自净化能力。该材料在用过废弃后能被自然界微生物的酶降解，降解产物能被微生物作为碳源吸收代谢。 （1）聚己内酯（PCL)是目前价格较低的全微生物分解性合成高分子，所用的聚己内酯是环状单体——己内酯，己内酯是利用有机金属化合物进行开环
关于生物降解材料
关于生物降解材料 篇一：浅谈生物可降解高分子材料的开发利用 [摘要]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。本文探讨了生物可降解高分子材料现阶段的开发应用情况。 [摘要]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。本文探讨了生物可降解高分子材料现阶段的开发应用情况。 [关键词]高分子材料可降解生物 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。生物可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。按照上述机理，现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。
1、生物可降解高分子材料概念及降解机理 生物可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。 生物可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，高分子材料的生物可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;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。 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。 2、生物可降解高分子材料的类型 按来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工
3.天然高聚物类生物降解材料的分类_特性及应用
用的法律。同时，这些国家还投入大量精力进行生物降解塑料的研究，以促进降解塑料的使用和推广，加大对环境的保护力度。 一、天然高聚物生物降解材料 分类及特性 1.淀粉类生物降解材料 淀粉是典型的生物降解型天然高聚物，由于淀粉的分子链上自由羟基的存在，分子内和分子间形成很强的氢键，不易断裂，因而不适于塑料工业使用，要使淀粉具有塑料的特征，必须对淀粉进行物理改性和化学改性。（1）物理改性 在外界力量如热力、外力场及添加剂的作用下，淀粉颗粒受到破坏，小分子渗入到淀粉分子间，与淀粉分子形成氢键，取代部分淀粉-淀粉之间的氢键，从而使淀粉分子间的相互作用力降低，转变成具有塑料特性的淀粉。淀粉类生物降解材料常用于如松填材料、泡沫盘、形状模型零件、泡 随着人民生活水平的进步及对环境保护力度的加大，国家出台了相应的法律法规进行环境保护，以减少污染物的污染。白色塑料污染造成的“白色污染”就为其中很重要的一个方面，这是由于目前使用的塑料材质为化工提炼而成，为非生物降解塑料，在废弃后会给环境带来极大的负面影响，随之造成所谓的“白色污染”。研究称，白色塑料正以每年2500万t的速度在自然界中堆积，成为环境污染很大的一个方面。如何处理“白色污染”，已是摆在人们面前的大问题。20世纪末，随着人们环保意识的加强，国际上针对某些化学工产业破坏生态环境、危害人类健康这一问题，提出了相应的消除污染、减少有害副产物排放的措施，其中就包括对“白色污染”的处理。 当前，世界上许多发达国家如美国、德国、瑞士、瑞典、日本、法国、意大利、丹麦、奥地利等都先后立法限用或禁用“短期使用”的非降解塑料，我国也于2007年6月提出了塑料袋有偿使 天然高聚物类生物降解材料的分类、特性及应用 ■ 文/王正虹 玉溪农业职业技术学院 沫层等。典型的案例为意大利的纽威曼特公司、美国的华纳-朗伯公司使用的淀粉挤出热炼技术，得到了具有塑料特征的淀粉，这种淀粉材料的力学性能取决于淀粉的组成(直、支链 的比例)、挤出温度、螺杆转速、混合组分中的水分含量、添加剂的特性和含量。当前，主要添加剂为小分子多元醇，如甘油、丙二醇、乙二醇、山梨醇、木糖醇，盐类如氯化钠、磷酸三钠、氯化钙等，还有硬酯酸甘油酯、脲、氨基酸、甲醛等，但是淀粉材料还有一定的缺点，即机械性能和耐水性能均较差，不适于大多数应用场合。但是，淀粉塑料通过与其他生物可降解聚合物共混，就能够满足广泛的市场需求，与其共混的聚合物主要有聚乙烯醇(P VA )、聚乳酸(P L A )、聚羟基丁酸酯(P H B)、聚羟基戊酸酯(P H V)、P H B V 共聚物、聚己内酯(P CL)、聚酯酰胺、聚酯氨酯、聚氧乙烯以及纤维素、壳聚糖及其衍生物等。（2）化学改性 淀粉与其他单体物质通过化学共
生物可降解材料
可生物降解的材料有天然高分子、生物合成高分子、人工合成高分子、生物活性玻璃、磷酸三钙等。天然高分子均为亲水性材料,如胶原、明胶、甲壳素、淀粉、纤维素、透明质酸等,它们在人体内的降解速度与材料在人体生理环境下的溶解特性有关。例如明胶分子能够溶于与体液相似pH 值为714 的生理盐水中,因而必须先进行交联才能作为材料在人体中使用[4～6 ] ,其交联产物在人体内降解2溶解的速度很快,几天内就可被人体完全吸收。与此相对应,在正常生理环境下不溶解的天然高分子,如甲壳素(在酸性环境下溶解) [7 ] ,其降解速率就要慢得多。 磷酸三钙具有良好的生物相容性、生物活性以及生物降解性,是理想的人体硬组织修复和替代材料,在生物医学工程学领域一直受到人们的密切关注。医学上通常使用的是磷酸三钙的一种特殊形态—β-磷酸三钙。 β-磷酸三钙主要是由钙、磷组成，其成分与骨基质的无机成分相似，与骨结合好。动物或人体细胞可以在β-磷酸三钙材料上正常生长，分化和繁殖。通过大量实验研究证明：β-磷酸三钙对骨髓造血机能无不良反应，无排异反应，无急性毒性反应，不致癌变，无过敏现象。因此β-磷酸三钙可广泛应用于关节与脊柱融合、四肢创伤、口腔颌面的外科、心血管外科，以及填补牙周的空洞等方面。随着人们对β-磷酸三钙研究的不断深入，其应用形式也出现了多样化，幵在临床医学中体现了较好的性能。
梁戈等通过实验发现其溶血程度<5%，当β-磷酸三钙被植入人体内后，其在体液中能发生降解和吸收，钙、磷被体液吸收后进入人体循环系统，一定时间后植入人体的β-磷酸三钙逐渐溶解消失，形成新骨。 Arai等利用β-磷酸三钙多孔陶瓷填充8～15cm 的腓骨节段缺损，获得了腓骨再生。平均术后2个月即可达到重建。不会发生踝关节及胫骨的移位。 郑承泽等将β-磷酸三钙与自体骨髓复合应用于临床，修复包括肿瘤性骨缺损和陈旧性骨折骨缺损,经术后调查，结果显示植入材料的成骨作用明显，说明β-磷酸三钙与自体骨髓复合是一种治疗骨缺损理想的方法。 张汉东等将磷酸三钙陶瓷用于修复兔下颌骨缺损,研究表明，植入后局部组织无明显炎症等反应。 张建设等将两种不同组成的β-磷酸三钙陶瓷植入免颌骨人工缺损区，掺杂的磷酸三钙陶瓷降解速度较慢，但具有较好的生物相容性。 张亮等利用β-磷酸三钙/DL—PLA 作为一种新型治疗骨缺损的材料，研究表明其降解特点有利于骨组织细胞长入。 Mitenmuller 等利用带微孔的陶瓷颗粒作为抗结核药及抗菌素的载体，填塞至骨髓炎患部，缺损骨基本修复。 生物合成高分子是一类由细菌发酵产生的聚酯高分子,其最具代表性的例子是聚(β2羟基丁酸酯) [8～9 ] (PHB) 。该材料的降解速率与一种称为PHB 降解酶的存在密切相关[10 ,11 ] ,在海洋,土壤等富含PHB 降解酶的自然环境下,材料能够 被较快地降解[12～14 ] ;在与体液相似的缓冲溶液中,因为缺乏PHB 降解酶,而PHB 又是一种高结晶度的材料,疏水性强,因而其降解速率就非常缓慢[15～ 17 ] 。PHB为热塑性聚酯，物理性质与结构与聚丙烯相似（熔点、玻璃态温度、
苯酚的生物降解特性研究_丁霞
“有机污染物——苯酚的生物降解特性研究”设计方案 丁霞 一、实验目的 酚类化合物为原生质毒物，毒性较大。焦化、煤气、石油、木材防腐、造纸、合成氨等工业废水中都含有高浓度的苯酚。含酚废水在我国水污染控制中被列为重点解决的有害废水之一。利用降解菌来控制苯酚的污染，越来越受到人们的重视。本项目拟采用微生物培养、苯酚生物降解的途径及其降解关键酶的分析、微生物DNA的提取、分光光度计测定、PCR、TA克隆等实验技术，阐明苯酚降解菌株的生长特性和苯酚的生物降解特性，苯酚降解菌的系统发育。对学生从事有机污染工业废水的生物处理以及有机污染的土壤或水体的生物原位修复方面的科学研究具有深远的意义。 二、实验原理 利用以苯酚为唯一碳源和能源的无机盐溶液作为驯化液，对某废水处理厂活性污泥进行驯化培养，从中分离筛选出苯酚降解菌。利用比浊法测定微生物生长量，4-氨基安替比林直接光度法测定苯酚浓度，分析苯酚生物降解的途径及其降解关键酶，PCR扩增细菌的16s RNA进行苯酚降解菌的系统发育分析。 1）微生物生长量的测定方法——比浊法 比浊法是实验室中常用的用来测定微生物生长量的方法，以反映微生物数量或浓度的一种指标。该方法是根据当某一波长的光线通过混浊的液体后，光的强度将被减弱。入射光与透过光的强度比与样品液的浊度和液体的厚度相关。根据所测得的吸光值，就可以得到微生物的生长量。本实验采用的波长为600nm，使用空白培养基作为对照。 2) 苯酚浓度的测定方法 见后面附录。 3）苯酚降解菌的系统发育分析 16S rRNA基因是细菌染色体上编码rRNA相对应的DNA序列，存在于所有细菌的染色体基因组中。16S rRNA具有高度的保守性和特异性。随着PCR技术
生物降解材料
生物降解材料： 1?天然生物材料如淀粉、纤维素的改性材料制成的塑料; 2?化学合成聚脂：PLA、PCL PBS PPC等； 3?微生物发酵合成高分子化合物：PLA、PHA； 4?转基因植物合成高分子化合物：PHA。
PLA PLA产业链 产业链分析： 1. PLA改性材料生产企业：其生产受到上下游的影响比较严重。 2. PLA生产企业：此类企业上游供给影响不大，来源和供应量很充足，关键在于企业的生产技术和产 能。美国的natureworks处于领先地位，每年14万吨的产能，巴斯夫、日本三井和荷兰普拉克都有超万吨的产能。国内海正生物和金发科技分别拥有5000吨左右的产能，在国内PLA生产商中实力较 强。 3. PLA原料（中间物）生产商：PLA生产主要有一步法和两步法两种工艺，两步法应用较多，即先由 乳酸聚合并解聚得到中间体丙交酯，再由丙交酯开环聚合得到PLA,两步法中，中间体丙交酯的生产 成本和纯度直接影响PLA产品的成本和性能。 4. PLA改性材料使用企业：这些企业使用PLA改性材料作为生产进一步产品的原料，成品涵盖范围包括农业、工业、门用等等领域。PLA材料经过改性和复合，其理化性质得到相应改进，可以采用传统吹塑、热塑机械生产成品，传统成品生产企业的转换成本并不高，而此类企业在国内数量巨大，并不 构成对于PLA改性材料生产企业的直接瓶颈。 5?消费者终端：消费者的最终需求，决定了PLA改性和复合材料使用企业对PLA改性材料的间接需求，成为真正的、可能的需求瓶颈。因此，分析PLA改性和复合材料行业下游的关键，在于消费者终端的分析。
PLA改性材料企业 PLA改性企业主要集中在国外为主。 PHA 基本性能： 生物相容性，良好的力学性能，非线性光学性，气体隔离性，耐水解性能，压电性，良好的加工性能，耐热性。 性能指标： 分子量： 玻璃态温度：-60 C ~+60C 熔点：40 C ~190 C 结晶度：10%~60% 断裂伸长率：5%~1000% 空气与水的阻隔性类似于PET 印刷性能类似于PET 非常好的抗紫外线功能 在淡水中稳定，可在海水、土壤中完全生物降解 水相浆可形成很好的薄膜 对环节没有二次污染 下游应用： 农业：农药缓释剂 环保：电子产品、包装 生化：高性能滤膜 微电：热封闭组件 能源：P3HB醇解产物 医药：缓释长效药物载体 医用：骨钉、手术缝合线、人体整形填充材料 PCL 性能特点：形状温控记忆性：有形状记忆性，具有初始形状的制品，经形变固定后，通过加热等外部条件刺 激的处理，又可使其恢复初始形状的现象。生物相容性：在体内与生物细胞相容性很好，细胞可在其基架上正常生长，并可降解成CO2 和 H2O。 生物降解性：在土壤和水环境中，6-12月可完全分解成C02和H20。 良好相容性：可和PE、PP、ABS AS、PC、PVAG PVB PVE PA天然橡胶等很好地互容。