环境友好材料
绿色材料有哪些

绿色材料有哪些
绿色材料指的是对环境友好、资源可持续利用的材料。
下面是几种常见的绿色材料:
1. 生物降解塑料:与传统的塑料不同,生物降解塑料是由可再生资源(如玉米淀粉、蔗糖等)制成,具有良好的生物降解性能,降解后不会对环境造成污染。
2. 纳米纤维素材料:纳米纤维素是一种来源于植物纤维的天然材料,具有很强的力学性能和高温稳定性,可替代传统的合成纤维素材料,例如聚酯纤维、尼龙纤维等。
3. 环保建材:如水泥、砖块、木材等。
目前,建筑业是资源消耗最大的行业之一,使用环保建材可以减少资源的耗费,并降低对环境的污染。
4. 可再生能源材料:如太阳能电池、风力发电机等。
可再生能源材料可以有效利用可再生资源,实现能源的持续供应,同时还可以减少对化石能源的依赖,减少温室气体的排放。
5. 植物染料:传统染料多数含有对环境有害的化学物质,而植物染料则是利用植物中的天然色素进行染色,不仅色泽鲜艳,而且对环境友好。
6. 再生纤维材料:如再生聚酯纤维、再生木材等。
再生纤维材料是利用废旧纺织品或木材进行再生加工得到的,具有减少资源消耗和环境污染的优势。
7. 绿色涂料:传统涂料中含有大量的有害物质,而绿色涂料采用环保原材料制造,具有低VOC(挥发性有机化合物)排放、无污染等优点。
总之,绿色材料在减少环境污染、保护资源的角度上具有重要的意义,随着人们对可持续发展的重视,绿色材料的应用将会越来越广泛。
环境友好型材料的研究与应用

环境友好型材料的研究与应用随着环境污染问题日益严重,人们对环境友好型材料的需求也越来越高。
环境友好型材料指的是那些对环境没有负面影响,且在生命周期内能够降低能源消耗、减少资源浪费以及减少碳排放的材料。
本文将探讨环境友好型材料的研究与应用,以及对环境保护和可持续发展所带来的积极影响。
一、可再生材料的研究与应用可再生材料是环境友好型材料的重要组成部分。
可再生材料是指那些能够以自然界的循环方式得以再生的材料,如竹木、大豆纤维等。
这些材料不仅减少了对非可再生资源的依赖,还能够有效地减少碳排放。
例如,将可再生材料应用于建筑中,既能降低建筑能耗,又能减少室内空气污染。
二、生物降解材料的研究与应用生物降解材料是指在环境条件下能够被微生物分解、氧化降解而转化为无毒可吸收物质的材料。
这类材料不会对土壤或水源造成污染,具有较低的生产能耗和碳足迹。
生物降解材料的应用领域广泛,包括食品包装、农业覆盖膜等。
通过推广和使用生物降解材料,可以有效减少塑料垃圾对环境的影响。
三、节能材料的研究与应用节能材料是指那些能够减少能源消耗的材料,如高效隔热材料、高效光伏材料等。
这些材料能够有效地减少建筑能耗、提高能源利用效率。
例如,高效隔热材料能够降低建筑物的冬季能耗和夏季空调能耗,从而减少能源浪费和碳排放。
随着节能意识的不断增强,节能材料的研究与应用将会越来越受到关注。
四、智能材料的研究与应用智能材料是指那些可以感知、响应外部环境、并改变其自身性质的材料。
这类材料具有高度的可控性和可调节性,可以根据需要对能源进行调节和利用。
例如,智能窗户玻璃可以通过调节光透过率,减少室内照明的能耗。
智能材料的研究与应用不仅可以提高能源利用效率,还可以提升生活环境的舒适性和人们的生活品质。
综上所述,环境友好型材料的研究与应用对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
通过推广和应用这些材料,能够减少能源消耗、降低资源浪费、减少碳排放,从而实现绿色发展的目标。
环境友好型建筑材料研究

环境友好型建筑材料研究随着人们对环境保护意识的提高,环境友好型建筑材料越来越受到关注。
这些材料在建筑领域的应用具有重要的意义,既可以减少对自然资源的消耗,又可以降低对环境的污染。
本文将以环境友好型建筑材料研究为主题,探讨其意义、种类、特点及应用前景。
一、意义环境友好型建筑材料是指在建筑中使用的材料,它们具有低碳、无毒、可循环利用等特点,对自然环境和人体健康不会产生负面影响。
使用环境友好型建筑材料可以减少对大自然的破坏,提高建筑的能效,改善室内空气质量,促进可持续发展。
二、种类1. 生物基材料:如竹木材料、生物纤维板等。
这些材料来源广泛,可再生性好,具有很高的环保性能。
2. 再生建材:如再生混凝土、再生金属等。
这些材料可以利用废旧材料或产品进行再加工,减少资源消耗。
3. 无毒无害材料:如无甲醛板材、无铅油漆等。
这些材料在生产和使用过程中无毒害物质释放,对人体健康友好。
4. 高效保温材料:如岩棉板、聚苯板等。
这些材料有良好的保温、隔热性能,可以减少建筑的能源消耗。
5. 可循环利用材料:如钢筋再生材料、涂料罐再生材料等。
这些材料可以进行再生利用,延长使用寿命,减少资源浪费。
三、特点环境友好型建筑材料具有以下特点:1. 节能减排:使用这些材料可以减少建筑物的能耗,降低二氧化碳等温室气体的排放量,对减缓气候变化具有积极作用。
2. 健康环保:这些材料不含有害物质,对室内空气质量和居民健康无负面影响。
3. 耐用可靠:这些材料具有较长的使用寿命和良好的耐久性,能够满足建筑物长期使用的需求。
4. 可循环利用:这些材料可以进行再生回收利用,减少对自然资源的消耗,实现循环经济的理念。
四、应用前景环境友好型建筑材料在建筑领域的应用前景广阔。
随着人们对可持续发展的追求,越来越多的建筑企业开始采用这些材料,以满足市场需求。
同时,政府也出台了一系列的环保政策措施,鼓励和支持环境友好型建筑材料的研发和应用。
未来,随着技术的不断进步和环保意识的深入人心,这些材料的应用将会更加普遍。
环境友好型材料的开发与应用研究

环境友好型材料的开发与应用研究在当今社会,随着科技的飞速发展和人们对环境保护意识的不断提高,环境友好型材料的开发与应用成为了研究的热点。
环境友好型材料,顾名思义,是指那些在生产、使用和废弃处理过程中对环境影响较小,甚至有益的材料。
它们的出现不仅有助于减少环境污染,还能推动可持续发展,为我们创造一个更美好的生活环境。
一、环境友好型材料的分类环境友好型材料的种类繁多,大致可以分为以下几类:1、生物基材料这类材料来源于生物质,如植物、动物和微生物等。
常见的有生物塑料、生物纤维和生物基复合材料等。
以生物塑料为例,它可以由淀粉、纤维素等天然物质制成,在自然环境中能够较快地降解,减少了传统塑料带来的“白色污染”问题。
2、可降解材料可降解材料在特定条件下,如微生物作用、光照或水的作用下,能够分解为无害物质。
例如,可降解的聚酯类材料在一定的温度和湿度条件下,可以被微生物分解为二氧化碳和水,从而降低对环境的危害。
3、再生材料通过对废弃物的回收和再加工,制成新的材料。
比如再生金属、再生纸张和再生塑料等。
再生材料的使用不仅减少了对原生资源的需求,还降低了废弃物的排放。
4、绿色建筑材料在建筑领域,绿色建筑材料包括节能保温材料、环保涂料、可再生木材等。
这些材料能够提高建筑物的能源效率,减少建筑施工和使用过程中的环境污染。
二、环境友好型材料的开发1、研发新技术为了开发出更多性能优良的环境友好型材料,科研人员不断探索新的技术和方法。
例如,纳米技术的应用可以改善材料的性能,使其更加环保和高效。
通过纳米技术,可以制备出具有高催化活性的纳米催化剂,用于降解有机污染物;还可以制造出纳米级的隔热材料,提高建筑物的节能效果。
2、材料设计与优化在材料开发过程中,通过合理的设计和优化,可以使其具备更好的环境友好特性。
比如,在聚合物材料的设计中,可以引入可降解的链段,控制其分子量和分子结构,以实现材料的可降解性。
3、跨学科合作环境友好型材料的开发往往需要多个学科的交叉融合。
环境友好型材料的研究进展

环境友好型材料的研究进展随着全球环境问题的日益突出,环境友好型材料的研究和应用变得越来越重要。
这些材料在制造过程中对环境的影响较小,且在使用和处理后能够降低对环境的负面影响。
本文将介绍几种环境友好型材料的研究进展,展望未来的发展方向。
生物可降解材料生物可降解材料是一种能够在自然环境中被微生物分解并最终转化为无毒物质的材料。
目前,生物可降解材料已广泛应用于食品包装、医疗器械等领域。
例如,可降解塑料由于其能有效减少塑料垃圾对环境的污染而备受关注。
近年来,科研人员还不断改进生物可降解材料的性能,使其更加符合实际应用需求。
纳米材料纳米材料是一种具有特殊形态和性质的材料,其纳米级结构使其具备了许多独特的性能。
例如,纳米材料可以改变传统材料的力学、光学和电学性质,从而提高材料的性能。
纳米材料的制备过程相对简单,能耗较低,减少了对环境的负面影响。
因此,纳米材料在环境友好型材料研究中具有广阔的应用前景。
可再生能源材料可再生能源材料是一类能够利用可再生资源进行制备的材料。
与传统材料相比,可再生能源材料具有更低的碳排放和更高的能源效率。
例如,太阳能电池板的制备过程中使用的硅材料是一种可再生资源,而传统燃煤发电则会产生大量的二氧化碳排放。
因此,可再生能源材料的研究和应用有助于减少对环境的不良影响,实现可持续发展。
生物基材料生物基材料是一类以生物质为原料制备的材料,具有良好的生物相容性和可降解性。
目前,生物基材料已经应用于医疗和制药领域,如人工骨骼和缝合线等。
生物基材料的制备过程相对环境友好,不会产生有害物质。
未来,随着科技的进一步发展,生物基材料的研究将越来越受到关注,并有望在更多领域得到应用。
随着人们对环境问题的关注度增加,环境友好型材料的研究和应用也变得越来越重要。
生物可降解材料、纳米材料、可再生能源材料以及生物基材料等都是环境友好型材料的典型代表。
这些材料在制备过程中对环境的影响较小,且在使用和处理后能够减少对环境的负面影响。
环境友好型材料的研究与应用

环境友好型材料的研究与应用随着全球环保意识的提高,环境友好材料的研究和应用变得越来越重要。
在各个领域,从建筑到汽车制造,从电子产品到包装材料,都需要寻找更环保的材料来替代传统的污染材料。
本文将探讨环境友好型材料的研究和应用,并介绍几种有潜力的环境友好型材料。
环境友好型材料的研究是为了减少对自然环境的负面影响。
这些材料通常具有可降解性能或者更高的再利用率,从而减少资源的消耗和废弃物的产生。
例如,生物基塑料是一种替代传统塑料的环境友好型材料。
生物基塑料通常由可再生资源制成,例如玉米淀粉、蔗糖和纤维素。
这些材料可以在特定条件下降解,减少对土壤和水源的污染。
同时,生物基塑料在制造过程中的能耗也相对较低,比传统塑料更加环保。
除了生物基塑料,其他环境友好型材料的研究也取得了一定的进展。
例如,生物基复合材料是一种将生物基材料与传统的复合材料结合起来的材料。
这种材料不仅具有生物基材料的环保性能,还具有复合材料的优点,例如强度和耐磨性。
生物基复合材料在汽车和飞机制造中有广泛的应用,可以减少传统材料的使用量,降低废弃物的处理成本。
此外,纳米材料也是一种有潜力的环境友好型材料。
纳米材料具有独特的物理和化学性质,可以被用来制造高性能的材料。
例如,纳米纤维是一种具有高比表面积和高强度的纤维材料,可以用于过滤废水中的有害物质。
纳米材料还可以制备具有自洁性能的涂层,减少清洁和维护的工作量。
然而,纳米材料的研究和应用面临着一些挑战,例如纳米颗粒对人体健康的影响和环境风险的评估。
总的来说,环境友好型材料的研究和应用是一个全球性的课题,涉及多个领域和行业。
通过使用环境友好型材料,我们可以减少对资源的消耗,降低废弃物的产生,保护自然环境。
未来,应继续加大对环境友好型材料的研究和开发,不断推动可持续发展的进程。
同时,政府和企业应加强合作,制定相关政策和标准,促进环境友好型材料的应用。
只有全社会的共同努力,才能实现可持续发展的愿景。
土木工程中的环境友好型材料研究与应用

土木工程中的环境友好型材料研究与应用在当今社会,随着人们对环境保护意识的不断提高,土木工程领域也在积极寻求更加环保、可持续的发展路径。
环境友好型材料的研究与应用成为了土木工程领域的重要课题,不仅有助于降低工程建设对环境的负面影响,还能提高建筑物的性能和使用寿命。
一、环境友好型材料的概念与特点环境友好型材料,又称为绿色材料,是指在原材料获取、产品制造、使用过程以及废弃处理等全生命周期中,对环境负荷最小,资源和能源利用效率最高,且对人体健康和生态环境无害的材料。
这些材料通常具有以下特点:1、可再生性环境友好型材料往往来源于可再生资源,如植物纤维、木材、竹材等。
这些材料可以在相对较短的时间内自然再生,减少了对不可再生资源的依赖。
2、低能耗其生产过程通常消耗较少的能源,并且能够有效利用废弃物和副产品,降低了能源消耗和温室气体排放。
3、可回收性在使用寿命结束后,能够方便地进行回收和再利用,减少了废弃物的产生和对环境的污染。
4、环境相容性对环境无害,不会释放有害物质,不会对土壤、水和空气造成污染。
二、常见的环境友好型土木工程材料1、木材木材是一种古老而经典的土木工程材料,具有良好的力学性能和美观的外观。
现代工程中,经过处理的木材在建筑结构、桥梁、户外景观等方面得到了广泛应用。
同时,可持续林业管理确保了木材的供应不会对森林生态系统造成破坏。
2、竹材竹材生长迅速,具有较高的强度和韧性。
在一些地区,竹材被用于建造房屋、桥梁和脚手架等,其轻质高强的特点使其在土木工程中具有很大的潜力。
3、再生混凝土通过将废弃混凝土经过破碎、清洗和分级处理后,作为骨料重新用于新的混凝土制备。
这不仅减少了建筑垃圾的产生,还降低了对天然骨料的需求。
4、绿色保温材料如聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)、挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)等,具有良好的保温性能,同时在生产过程中减少了对环境的污染。
5、植物纤维增强复合材料以植物纤维(如麻纤维、椰壳纤维等)为增强材料,与聚合物基体复合而成。
环境友好材料

环境友好材料随着人们日益关注环保及可持续发展的问题,环境友好材料的重要性日益凸显。
本文将就环境友好材料的概念、发展现状及应用等方面进行探讨。
一、环境友好材料的概念环境友好材料又称为绿色材料,是指制造、使用及最终处置过程中对环境及人类健康影响较小的材料。
环境友好材料需要具备以下几个方面的特点:1. 环保:材料不会对环境造成污染或污染较小。
2. 节能:制造该材料的能耗低,使用该材料的能耗低。
3. 可持续:材料能够重复使用或回收再利用。
4. 安全:该材料对人类健康不会造成负面影响。
二、环境友好材料的发展现状环境友好材料的发展受到了全球环境保护及可持续发展发展的推动。
在业界,制定环保及可持续发展标准与认证体系,推动环保及可持续发展技术及材料的研发,推动环保技术产业化及市场化等各个方面,都需要环境友好材料的应用。
另外,各国政策制定也促进了环境友好材料的发展。
如欧盟将绿色公共采购纳入欧盟政府采购的重要内容,从而使得推广环境友好材料受到政策支持。
目前,国际上已经推出了多种环境友好材料,除了在航空、船舶、汽车、铁路等行业中得到应用,还包括建筑材料、新型能源材料、生物材料、电子材料等领域。
其中,新型建筑材料如再生水泥、绿色钢结构等,可使建筑物更加环保,降低能耗及污染物排放;光伏发电材料及储能电池,对推进新能源发展起到了重要作用;生物材料则可以用于制造纤维、糖、聚酯、塑料等多种产品,取代石化原料。
三、环境友好材料的应用1. 环保装修材料现代人关注环境保护问题,对家居健康及环保性的要求也越来越高。
环保装修材料的应用已经成为家居装修不可忽视的问题,什么是环保装修材料,就是那些对人体和环境无害的装修材料。
现有环保装修材料包括墙、顶、地材料等,如绿色涂料、环保地板、天然石材等。
2. 可降解材料若在一定的环境条件下,材料能够自然降解,不会对环境造成污染,这便是可降解的环境友好材料。
可降解材料对环境保护有重要意义,它可以被微生物分解为无害的物质,而不会污染环境,如生物降解型餐具。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第一章聚乳酸的生产与应用1、环境友好材料是指可降解材料在光、水或其他条件的作用下,会产生分子量下降、物理性能降低等现象,并逐渐被环境消纳的一类材料。
亦可称为可降解材料。
降解类型有光降解、光/生物降解、光/碳酸钙降解、光/氧/生物降解、完全生物降解、崩坏性生物降解等。
可降解塑料,指在生产过程中加入一定量的添加剂(如淀粉、改性淀粉或其它纤维素、光敏剂、生物降解剂等),稳定性下降,较容易在自然环境中降解的塑料。
分四大类:光降解塑料、生物降解塑料、光/生物降解塑料、水降解塑料。
2、乳酸发酵的环境参数:(1)pH值的影响 PH值是发酵过程中很容易控制的参数,它对细胞生长和代谢有很强的作用。
从生产的角度来说,为了得到必要的乳酸浓度而使生产过程经济、合理,pH值控制是绝对需要的。
通常,乳酸菌能承受的PH值在3.4一8.0,但生长和生产产品的pH值大多在5.4—6.4,具体最佳值视各菌种而异。
(2)温度的影响大多数乳酸菌在温度37—42℃生长最好,但有些被称为“嗜热”的乳酸菌,温度上限可达55℃。
不同菌株的最佳温度稍微有些不同,如L.helveticus,在温度38—42℃时,生长速率最大,一出这一范围,生长速率急剧下降。
而对L.amylovorus,最大乳酸生产速率发生在温度40一45℃,最终乳酸浓度在温度30—45℃范围内基本相同。
也有一些情况,如用奶油色链球菌发酵时,比生长速率不随温度变化,但比生产速率在高温时有所提高。
(3)氧的影响乳酸杆菌是微氧需要菌或耐氧菌,因此,氧的存在对其代谢有重要的影响。
好氧环境对有些菌可能有毒害,但对许多其他菌,氧常常是重要的电子受体,使厌氧糖代谢产生的还原性嘧啶核苷再氧化。
这将使乳酸菌能利用的基质范围较广,并拥有厌氧条件下停止的代谢途径,也会改进细胞的摩尔产率。
(4)搅拌的影响在好氧发酵中非常重要的搅拌,对乳酸生产没有什么作用。
但是,有些研究发现,在采用像乳清这些原料时,由于许多营养物都是存在于不溶解物中,因此.必须采取措施使这些固体物质完全呈悬浮状态。
在用乳清发酵生产乳酸时,已经发现乳酸生产速率随着体系中雷诺数的增加而增大,直至雷诺数达到10000后,速率保持恒定。
另一方面是,乳酸杆菌对剪切力不敏感.采用高的搅拌速率未发现有什么影响。
3、乳酸的提取纯化方法:从发酵液中提取乳酸是乳酸生产过程中非常重要的一步,也是发酵法与化工合成法生产乳酸进行竞争的难点所在。
法一:将乳酸从乳酸钙溶液中提取出来。
提取过程包括一系列连续的过滤和漂白操作,用植物炭作为吸附剂。
漂白的乳酸钙浓缩到32%后,用硫酸处理产生硫酸钙沉淀,乳酸溶解出。
再进行过滤和漂白后,乳酸从8%浓缩到50%。
是否需要再进行纯化和蒸发操作,要根据产品的纯度要求决定。
重金属的去除是通过加硫化钠。
法二:将乳酸过滤液蒸发后进行结晶。
将晶体洗涤几遍,洗涤水也进行结晶。
纯化步骤包括炭处理、重金属沉淀、再溶解、重结晶等多步。
这个方法是非常复杂,主要是因为乳酸钙易于结晶成成块针状,包含结晶母液,很难洗,并且由于乳酸钙有很高的溶解性,因而也使对洗涤水要进行几次提取。
得到的产品乳酸钙浓度很高。
法三:采用液—液萃取技术。
用的萃取剂水活性低,乳酸分配系数很大,其中以异戊醇做溶剂的效果比较好。
在液—液萃取过程中,乳酸要能从溶剂中提取出来,溶剂也要能回收再使用,还需要一些其他纯化处理。
法四:乳酸的酯化。
过程包括酸酯的制备、蒸馏除去杂质以及酸和醇的水解回收。
有人研究了从发酵液中得到以乳酸铵形式的纯乳酸,采用丁醇为酯化剂。
通过将副产物进行循环,丁乳酸的产率达到85%。
这种工艺将很可能对乳酸的发酵生产和化工合成之间的竞争有很大的影响。
从稀溶液中萃取酯可以用溶剂1,2—二氯乙烷,而不是水解。
4、聚乳酸的性质:(1)物理性能乳酸聚合物的物理和生物学性质与乳酸聚合单体的立体异构性有关。
(2)机械性能在聚丙交酯的许多应用中,强度是非常重要的一个方面。
虽然张力和弹性模数取决于加工条件.但不管是聚L—丙交酯还是聚D,L—丙交酯,随着分子昼的增加,其力学强度增大,亲水的端经基浓度降低,降解速度亦变慢。
以增强技术(包括增强工艺、按出成型、热拉伸工艺)制得的材料的弯曲强度大大增强。
(3)热性能聚丙交酯对热敏感,特别是在温度高于190℃时。
将低分子量的化合物如水、低聚物、残留单体去除能提高聚合物的热稳定性。
在最终产物中催化剂的量增加也会影响产物的降解性。
降解反应.特别是转酯化过程,会造成有光学活性聚丙文酯的外消旋。
因此,当加热温度低于220℃时,聚丙交酯的旋光性水变。
但当在240℃下加热6h,比旋光度缓慢地接近0。
(4)降解性能与水溶性或吸水膨胀的聚合物相比,乳酸类热塑料在水中降解较慢,只能被看做是对湿度敏感的聚合物。
在一些环境条件下,这类塑料接触湿度后会主要水解成乳酸、并对PH值相对不敏感。
与其他可降解塑料不同的是,降解过程不需要太阳光。
至今,关于乳酸类热塑料外部水解是否是由酶控制,还没有完全的定论,但是确实发现,酶可以加快降解。
降解速率取决于聚合物的分子量、表面质量、特别是聚合物的组成。
总之,这些生物可降解聚酯在周围环境条件下的降解速度要比填埋快的多。
增加丙交酯聚合物的分子量会降低其降解速率,但对渗透性影响有限。
(5)PLA的生物相容性生物相容性研究包括动物体内皮下和髓内的生物学评价。
聚乳酸材料已在人和动物中得到了广泛的应用。
一般认为,聚乳酸材料具有较好的生物相容性,没有发现严重的急性组织反应和毒理反应,但PLLA仍会导致一些温和的无菌性炎症反应。
临床结果显示高分子聚乳酸术后组织反应较高,多发生在术后2—3年。
因而作为临床使用的聚乳酸可降解吸收材料,不但要求高强度和高模量.其性能又应是可调的。
包括初始力学强度和降解时间、力学保持时间的可调,要达到依不同的部位及伤势来使用性能的材料。
在具有足够力学性能和基础上控制降解与愈合时间相适,从而解决PLLA吸收时间过长并可能引发炎症反应的时间。
炎症反应的克服还可用药物分子接枝聚乳酸的方法,如用水杨酸内酯与聚乳酸共聚。
5、聚乳酸的应用:1.伤口缝合和骨折固定件伤口缝合所需要的材料,如缝合线、夹子、钉子和手术外用脱脂棉是丙交酯聚合物目前应用最大量的市场产品。
由于丙交酯聚合物可以按要求加工成在几天到几个月中降解,因此现在合成丙交酯有替代胶原缝合线的趋势。
通过采用不同组织的丙交酯类共聚物,不同的分子量、大小和尺寸,伤口缝合可以按不同要求进行。
同传统的金属固定件相比,PLA类生物降解材料作为骨折固定件有两个优点:能降解吸收;应力逐渐转移至愈合骨。
当前的制件包括螺丝、片、计、棒.而最重要的聚合物材料包括PLLA、PGA,这主要是因为它们有良好的机械强度(同别的生物降解材料相比),已证明了的生物相容性,可控制的降解性能以及可加工性。
作为体内骨折固定件.有两个关键因素:起始机械强度和强度的维持。
2.组织修复作为支架材料的聚合物应当是无毒的、合适的生物降解性和良好的生物相容性,以及和某些具体细胞有一定相互作用的能力。
这些生物材料制成的支架在结构上还应满足:为细胞小长和输送营养所必需的孔结构;为支持和指导细胞生长所必需的足够的机械强度和几何形状。
另外.从基体中控释组织诱导因子、生长因子等对组织的生成也将是有益的。
PLA及LA和GA的共聚物在本体性质上基本符合要求,工艺上也能制成包覆纤维或多孔海绵体,作为第一代组织工程用生物降解材料取得了一些进展。
由于丙交酯聚合物的特殊特性,即生物相容性和生可降解性,因此其已经开始用于许多肢体修复设备中。
丙交酯热塑料可以被挤压和塑造成杆、网丝、盘、螺旋、管和其他形状,用于整形外科、牙科和显微外科。
还有许多由丙交酪聚合物制成的产品应用于外科。
一些重要的已经或正在临床试验的应用包括支撑伤口愈合网丝,可降解的绷带,加强用绳索以及治疗损伤神经用的中空纤维。
3.控制释放(1)医药应用可水解的乳酸类聚酯已被尝试用作生物活性物质持续释放的可降解的裁体,优点是很明显的,如药物被置于某一特定器官或身体部位,聚合物载体在释放大量药剂后被无害地降解,使对生物的副作用等减到最少。
(2)农业应用将乳酸类聚合物用于肥料、农药的控制释放是另一个极有前景的应用。
定时释放的农药可以从可降解塑料包埋体中不断排出,时间的跨度取决于共聚物组成、结晶度、分子量、比表面积和土壤环境,可从一星期到几个月。
这种程序释放系统可使农药的效率大大提高并将其对地下水的污染降到最小。
4.其他丢弃和丢失的钓鱼线、鱼网等也是塑料废物污染河流、湖泊和海洋的一个方面,解决这个问题的途径是采用其他—些材料来制造这些用具,而所用的材料可在一定时间里降解成无物质。
已证明,用分子量3.2xl05丙交鹏聚合物在240度下熔融纺纱制成的可水解钓鱼线韧性可达7.2g/denier,在海水中一年可以完全被降解。
第二章光降解塑料的生产与应用1、什么是光降解塑料?答:光降解塑料就是通过化学合成方法或配方技术使塑料能在正常的太阳光辐照下化学结构发生显著变化,发生劣化分解反应,丢失机械强度,阵解为低分子量化合物,然后由土壤中微生物再作用于这些低分子量化合物,逐渐消耗,最终变为二氧化碳和水。
2、简述光降解塑料的降解过程和机理。
答:光降解塑料的整个光降解过程可分为三个阶段:(1)可控制的诱导期即使用期间。
在该阶段,降解塑料的性能应和普通的塑料一样。
在使用期内抗张强度、韧性、冲击强度、抗撕裂强度保持稳定。
诱导期的长短与所使用的抗氧化剂和稳定剂等助剂的量大小、材料的厚度、地区气候有关。
(2)诱导期末,进入光降解期。
聚合物塑料迅速发生光催化、氧化反应.不断地脆化、碎化。
脆化的定义为聚合物材料断裂时延伸率低于5%的情况。
诱导期转向脆化的时间越短越好。
在塑料脆化时,用红外光谱仪可测到相当高浓度的羰基混合物,例如羧酸和酯等。
(3)第三阶段,在助氧化剂存在下,由生物因素和非生物因素的共同作用,塑料迅速混合到土壤中.最终转变为二氧化碳和水。
这时,周围环境微生物的主要作用是主要为以聚合物小分子和氧化产物为碳源,在聚合物表面繁殖,侵蚀聚合物表面并最终将塑料完全消耗掉。
机理:太阳光辐射一直是高分子聚合物主链分解、材料老化的重要原因之一。
到达地球表面的太阳光光谱的波长范围分为:红外区域(>700nm)、可见光区域和紫外光区域(<400nm到300nm左右)。
光子在700nm、400nm、300nm波长处的能量分别大约是170kJ/mol、300kJ /mol、390kJ/mol。
而在聚合物链上的碳碳键和碳氢键的解离能大约在420kJ/mo1和340kJ /mol左右,在某些情况下甚至更小,例如芳烃的支链和不饱和结构上。
显然紫外光甚至可见光区域某些部分的光子的能量足以能将这些键断开。