可降解高分子塑料的发展与应用

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浅谈生物可降解高分子材料的研究与发展

浅谈生物可降解高分子材料的研究与发展

浅谈生物可降解高分子材料的研究与发展生物可降解高分子材料是一种以天然物质为原料制备而成的材料,其在使用过程中能被微生物、水、光、空气等自然环境中存在的条件降解,最终转化为二氧化碳、水和生物质等环境友好的物质。

这种材料具有良好的生物相容性和降解性能,在环保和可持续发展领域具有广泛的应用前景。

生物可降解高分子材料的研究与发展已经取得了显著的进展。

一些传统的塑料制品,如聚乙烯、聚丙烯等,由于长时间的存储和使用,造成了严重的环境污染。

而生物可降解高分子材料的出现,为解决这个问题提供了一种可行的途径。

生物可降解高分子材料在医疗领域具有广泛的应用前景。

传统的医疗材料,如钛合金、不锈钢等,由于其异物反应性大、生物相容性差等问题,限制了其在皮肤移植、血管修复等方面的应用。

而生物可降解高分子材料可以根据人体的生理需求进行设计和制备,具有优良的生物相容性和可降解性,在医疗器械、组织工程等方面具有广阔的应用前景。

生物可降解高分子材料在环保领域也具有重要意义。

传统的塑料制品在使用过程中会产生大量的废弃物,占据了土地资源并给环境造成了严重的污染。

而生物可降解高分子材料的降解过程是一个无毒、无害的过程,可以有效减少对环境的危害,并能循环利用资源。

生物可降解高分子材料在包装材料、农膜、塑料制品等方面有着广泛的应用前景。

生物可降解高分子材料的研究与发展仍面临一些挑战。

可降解速度和降解产物的安全性仍然是一个亟待解决的问题。

虽然生物可降解高分子材料能够降解为环境友好的物质,但降解过程可能过慢或不完全,导致无法实现预期的降解效果。

制备生物可降解高分子材料的工艺和方法还需要进一步优化,以提高制备效率和材料性能。

生物可降解高分子材料在环保和可持续发展领域具有广泛的应用前景。

通过不断加强研究和发展,优化材料性能和工艺方法,生物可降解高分子材料将为解决环境污染和推动可持续发展做出更大的贡献。

生物可降解塑料的合成和应用

生物可降解塑料的合成和应用

生物可降解塑料的合成和应用近年来,随着环保意识的加强和可持续发展的日益重视,生物可降解塑料成为了研究的热门话题之一。

生物可降解塑料不仅具有良好的可降解性和可生物降解性,同时也能够有效减少塑料垃圾对环境的污染和对生态系统的破坏。

本文将介绍生物可降解塑料的合成和应用,分析其在环境保护和可持续发展方面的重要意义。

一、基础概念生物可降解塑料是一种由天然高分子材料制成的塑料,这些材料能够通过自然降解和微生物降解的方式转化成水、二氧化碳、有机物等物质,同时不污染环境和不危害生态系统。

根据原料的不同,生物可降解塑料可以分为多种类型,其中较为常见的有淀粉基、聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯等。

二、生物可降解塑料的合成生物可降解塑料的合成主要涉及原料选取、反应过程和材料性能等方面。

例如,淀粉基生物可降解塑料的合成需要选择淀粉作为基础原料,经过加工和混合后,再添加生物降解剂和成型剂,通过热压或注塑等工艺进行成型。

而聚乳酸生物可降解塑料的制备则需要通过聚合反应将乳酸单体进行聚合反应,形成聚乳酸高分子材料,然后经过加工、缩聚和成型等工艺制成最终产品。

三、生物可降解塑料的应用生物可降解塑料具有广阔的应用前景,特别是在一次性塑料制品领域。

例如,生物可降解塑料可以用于制作生物可降解吸管、餐具、咖啡杯、购物袋等产品,用来替代传统的一次性塑料制品,减少塑料污染。

除此之外,生物可降解塑料还可以应用于农业生产和食品包装等领域。

例如,聚乳酸生物可降解塑料可以用于制作农业保护膜、园艺覆盖膜和食品包装袋等产品,具有良好的生物可降解性和耐腐蚀性等特点。

四、生物可降解塑料的优势与挑战生物可降解塑料相对于传统塑料具有许多优势,主要体现在以下几个方面:1. 可降解性能强。

生物可降解塑料可以通过自然降解和微生物降解的方式将高分子材料转化成水、二氧化碳等无害物质,不会对环境造成永久性污染。

2. 能够减少塑料垃圾对环境的污染。

生物可降解塑料可以将传统塑料垃圾短期内降解,有助于缓解塑料垃圾对环境造成的危害。

生物可降解高分子材料的制备和应用

生物可降解高分子材料的制备和应用

生物可降解高分子材料的制备和应用生物可降解高分子材料是具有一定环保性和可持续性的材料,近年来备受人们关注。

生物可降解高分子材料具有良好的代谢性和可降解性,可以被自然环境所分解,同时也可以通过生物分解的方式,转化为有用的资源。

因此,生物可降解高分子材料的制备和应用具有重要意义。

一、生物可降解高分子材料的制备生物可降解高分子材料的制备有多种方法,其中主要有生物法和化学法两种常见方法。

生物法是利用微生物代谢特定物质生产出生物可降解高分子材料。

它是一种常见的制备方法,比较具有环保性和可持续性。

例如,聚羟基脂肪酸酯(PHA)就是一种利用微生物发酵合成的生物可降解高分子材料。

化学法是通过化学反应制备生物可降解高分子材料。

这种方法功耗较大,但可以制备出多种复杂结构的生物可降解高分子材料。

例如,PLA(聚乳酸)就是利用化学合成方法制备出来的生物可降解高分子材料。

二、生物可降解高分子材料的应用1. 包装材料生物可降解高分子材料在包装材料方面的应用具有广泛性。

其被广泛应用于食品和医药品的包装材料中,改善产品的质量和保持期限。

通过将生物可降解高分子材料与其他材料相结合,可生产出高透明、高强度的包装材料。

2. 农业材料除了包装材料应用之外,生物可降解高分子材料在农业上的使用也比较广泛,例如固体肥料、灌溉管、坚固的农膜等。

这些应用不仅增加了生物可降解高分子材料的使用领域,而且也更好地满足了环境保护的需要。

3. 医疗材料生物可降解高分子材料在医学上的应用也十分重要。

它常用于手术用具、封闭物、制药、缝合线等方面。

生物可降解高分子材料可以完全代替传统的材料,它具有良好的生物相容性和可降解性,可以避免材料在人体内的存留问题。

四、发展现状和前景目前,生物可降解高分子材料的发展前景非常广阔。

国际上已有不少专业的科研机构和企业已经开始了大规模的生产,然而,真正广泛应用生物可降解高分子材料还需要时间和大力推广。

展望未来,生物可降解高分子材料将具有更广阔的应用领域,新型、更环保的材料将会被大量开发和应用。

生物可降解高分子材料的应用研究

生物可降解高分子材料的应用研究

生物可降解高分子材料的应用研究一、综述随着环境问题的日益严重,生物可降解高分子材料的研究与应用受到了广泛关注。

生物可降解高分子材料是一类能够在自然环境中被生物分解为水、二氧化碳和生物质的高分子材料。

本文将对生物可降解高分子材料在各个领域的应用进行综述,包括环境保护、生物医学和包装材料等。

在环境保护方面,生物可降解高分子材料可以有效减少塑料垃圾的产生,降低其对环境的污染。

这类材料在废水处理和土壤改良中也发挥了一定的作用。

研究者们通过改变聚合物的结构、组成和功能基团等方法来优化生物可降解高分子材料的性能,以提高其在环境中的降解速率和效率。

在生物医学领域,生物可降解高分子材料具有良好的生物相容性和生物活性,可用于药物载体、组织工程和生物支架等方面。

聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)等生物相容性较好的聚合物已被广泛应用于药物传递和细胞培养中。

一些具有生物活性的高分子材料还可用于生物传感和生物成像等领域。

在包装材料方面,生物可降解高分子材料具有可降解性、可重复使用的优点,可以替代传统的塑料包装材料。

PLA和淀粉基聚合物等生物可降解高分子材料可用于食品包装、购物袋和快递包装等领域。

这些材料的使用不仅有利于减少塑料垃圾的产生,还有利于提高消费者的环保意识。

生物可降解高分子材料作为一种具有广阔应用前景的新型材料,对于解决当前的环境问题具有重要意义。

通过不断改进合成方法和改性手段,有望实现生物可降解高分子材料在更多领域的广泛应用。

1. 生物可降解高分子材料的重要性随着现代社会对环境保护意识的不断增强,生物可降解高分子材料在保护环境方面的作用逐渐引起了广泛关注。

与传统的高分子材料相比,生物可降解高分子材料因其具有可降解性而具有重要意义。

从资源利用的角度来看,生物可降解高分子材料具有可再生性。

它们来源于可再生的生物资源,如植物淀粉等,不仅来源广泛,而且生长周期短,可持续供应。

传统的高分子材料如石油化工产品等是不可再生的,其资源有限,使用过程中产生的废弃物难以处理,对环境的压力较大。

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的分类及应用可生物降解高分子材料是一种具有生物降解性质的高分子材料,它可以在自然环境中经过生物作用而被分解成水、二氧化碳和生物质等无害物质,对环境具有较小的影响。

随着人们对环境保护意识的提高,可生物降解高分子材料的应用逐渐受到重视。

本文将对可生物降解高分子材料的分类及应用进行较为详细的介绍。

一、可生物降解高分子材料的分类1. 根据来源不同可生物降解高分子材料根据来源的不同,可以分为天然可生物降解高分子材料和合成可生物降解高分子材料两类。

(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主要来源于天然资源,如淀粉、纤维素、蛋白质等,这类材料本身具有良好的生物降解性能,能够在自然环境中迅速降解,对环境友好。

(2)合成可生物降解高分子材料合成可生物降解高分子材料是通过一定的合成工艺,将合成高分子材料与生物可降解性能相结合得到的材料。

合成可生物降解高分子材料不仅具有良好的物理性能,还具备良好的生物降解性能,适用于各种领域的应用。

二、可生物降解高分子材料的应用1. 医疗领域可生物降解高分子材料在医疗领域的应用较为广泛,如可生物降解缝线、植入材料、药物包装材料等。

这些材料具有良好的生物相容性和降解性能,适用于各种医疗器械的制备及医疗用品的生产。

2. 包装领域随着人们对环境保护意识的提高,可生物降解高分子材料在包装领域得到了广泛的应用。

如可生物降解塑料袋、食品包装材料、一次性餐具等,这些材料能够在使用结束后迅速降解,减少了对环境的污染。

3. 农业领域可生物降解高分子材料在农业领域的应用也较为重要,如可生物降解农膜、肥料包装袋等。

这些材料在使用结束后不会对土壤产生污染,符合农业生产的可持续发展要求。

5. 其他领域除了上述提到的几个领域外,可生物降解高分子材料还可以在土壤修复、水质改良、污水处理等领域得到应用,帮助保护环境、维护生态平衡。

三、可生物降解高分子材料的未来发展趋势1. 多样化研究未来,可生物降解高分子材料的研究将更多地向材料的多样性发展,如在材料的性能、生物降解速率、生物兼容性等方面进行深入研究,开发出更加优良的可生物降解高分子材料。

高分子材料的降解机制与应用

高分子材料的降解机制与应用

高分子材料的降解机制与应用高分子材料,这玩意儿在咱们的日常生活中那可是无处不在!从咱们穿的衣服,到用的塑料制品,再到各种建筑材料,到处都有它们的身影。

先来说说高分子材料的降解机制。

这就好比是一场高分子材料的“解体大作战”。

比如说塑料吧,它在大自然中要想降解,那可真是个漫长的过程。

为啥呢?因为高分子材料的分子链结构就像是一个错综复杂的大迷宫。

想象一下,有一堆长长的塑料分子链,它们紧紧地缠在一起。

阳光、水分还有微生物,都得费好大的劲儿才能一点一点地把它们拆开。

就像我有一次去郊外游玩,看到一个被丢弃的塑料袋,在那里风吹日晒了好久,可还是没啥大变化。

这就说明,高分子材料要降解,真不是一件容易的事儿。

那微生物呢?它们就像是一群勤劳的小工兵,努力地啃噬着高分子材料。

但也不是所有的高分子材料它们都能对付得了。

有些特别顽固的高分子,微生物也只能望而却步。

还有一种情况,就是氧化降解。

就好比是高分子材料被空气这个“小淘气”给捉弄了。

氧气分子会悄悄地钻进高分子的内部,然后搞破坏,让它们的结构变得不再稳定。

咱们再来说说高分子材料降解的应用。

这可真是个神奇的领域!比如说,在医学上,有一种可以在人体内降解的高分子材料,被做成了手术缝合线。

手术结束后,不用拆线,它自己就能慢慢降解掉,多方便啊!我记得有一次去医院看望生病的朋友,正好赶上医生给他解释这种缝合线的好处。

医生说:“这线啊,就跟会变魔术似的,过段时间自己就没了,还不会给病人带来拆线的痛苦。

”在农业方面,也有能降解的高分子薄膜。

把种子种下去,盖上这种薄膜,既能保温保湿,等不需要的时候,它自己降解了,还不会污染土地。

还有环保领域,用可降解的高分子材料制作一次性餐具,能大大减少塑料垃圾的产生。

总之,高分子材料的降解机制虽然复杂,但是通过不断的研究和创新,咱们在应用方面可是取得了不少成果。

相信在未来,随着科技的不断进步,高分子材料的降解会给咱们的生活带来更多的便利和惊喜!咱们就一起期待着吧!。

生物可降解材料技术的优势与发展前景

生物可降解材料技术的优势与发展前景

生物可降解材料技术的优势与发展前景随着环境保护意识的不断提升,生物可降解材料技术逐渐成为了全球研究的热点。

相较于传统的塑料材料,生物可降解材料不仅可以减少环境污染,还具有易于生物降解的优点,被越来越多的产业领域所应用。

本文将从生物可降解材料的定义、优势以及发展前景三个方面对该领域进行探讨。

一、生物可降解材料的定义生物可降解材料是指可以通过微生物代谢或其他自然降解的方式,在一定时间内转化为二氧化碳、水和天然物质的材料。

这种材料通常由天然高分子材料如淀粉、纤维素、胶原蛋白、天然橡胶等以及合成高分子材料如聚乳酸、聚己内酯等构成。

生物可降解材料广泛应用于塑料制品、医疗器械、食品包装等领域。

二、生物可降解材料的优势1、环保性传统塑料材料在生产和使用过程中会产生大量的有害废弃物,并且由于难以降解,污染环境的危害性极大。

而生物可降解材料的生产和降解过程都相对环保,不会产生过多的污染物,使得其具有更广阔的应用前景。

2、易于降解生物可降解材料通常是以天然高分子材料为基础制成,具有非常好的生物降解性能。

其可以在自然环境下通过微生物代谢或其他自然降解的方式进行分解,转化为二氧化碳、水和其他天然物质。

这种材料的降解速度比传统的塑料材料要快得多,有效缓解了环境污染问题。

3、可塑性强生物可降解材料的可塑性强,可以根据需要进行定制化生产。

其在生产过程中可以根据不同工艺技术来制定不同的生产规范,使得其在应用过程中更加符合实际需要。

4、健康安全生物可降解材料大多数是由天然物质构成制成,因此具有很好的健康安全性。

理论上,生物可降解材料的任何部分都可以被人体所吸收,从而避免了传统塑料材料在医疗、食品等领域带来的安全风险。

三、生物可降解材料的发展前景生物可降解材料技术的不断改进和完善,为其未来的发展提供了强有力的支持。

生物可降解材料在塑料制品、医疗器械、食品包装等领域都已经有了初步应用,但仍有一定的技术瓶颈需要克服。

首先,需要解决生产技术和生产成本的问题。

高分子材料发展趋势

高分子材料发展趋势

高分子材料发展趋势高分子材料是指由大量分子单元组成的材料。

它们通常具有较高的强度、体积稳定性及化学稳定性,同时也具有优异的电学、热学、光学等特性,被广泛应用于工业、医疗、电子、航空航天等领域。

然而,随着市场需求的演变和科技革新的推动,高分子材料的研发与应用也在持续发展。

1. 生物可降解高分子材料随着环保意识的不断提高,生物可降解高分子材料被广泛关注。

这种材料能够在自然环境中分解、吸收或降解,避免对环境造成污染。

生物可降解高分子材料可以应用于各种领域,如医疗、包装、农业、纺织以及环保等。

生物可降解高分子材料的开发和应用有望成为未来高分子材料领域的重要发展趋势。

2. 高性能技术高性能技术是目前高分子材料研发的热点领域之一。

高分子材料的许多特性如强度、硬度、抗氧化性、抗腐蚀性等都能够通过加入特殊的功能性成分来提高,如纳米材料、碳纤维、金属纳米颗粒、量子点等。

这些材料的加入可以使高分子材料具备更加独特的性能,如耐高温、超强韧性、抗医用酸碱、耐腐蚀等。

高性能技术的研究和应用将推动高分子材料的发展,拓宽其应用范围。

3. 功能性高分子材料功能性高分子材料是指在高分子材料中加入功能性物质,从而使材料具备更加广泛的应用功能。

已经涌现出很多新的应用,如可扩展和自修复材料、电磁屏蔽材料、传感器、药物控制释放材料等等。

功能性高分子材料的研究与应用,将适应未来多样化、个性化、环保化的社会需求。

4. 可塑性材料可塑性材料是广泛应用于现代工业的一类高分子材料。

这种材料具有可加工性强、成本低等特点。

随着3D打印、热塑成型等新技术的发展,可塑性材料的研究和应用也在不断拓展。

可塑性材料的研究和应用将带来更多的经济效益和社会效益,并推动高分子材料领域的发展。

总之,高分子材料的研发和应用正朝着多样化、环保化、智能化等方向发展。

未来的高分子材料将更加符合人们对环保、健康与高品质生活所需。

同时,高分子材料的开发也将带来更多的经济效益和社会效益。

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第40卷第7期 辽 宁 化 工 Vol.40,No. 7 2011年7月 Liaoning Chemical Industry July,2011收稿日期: 2011-03-17可降解高分子塑料的发展与应用白 东 明(大庆炼化公司聚丙烯厂, 黑龙江 大庆 163411)摘 要: 介绍了可降解塑料的分类及降解机理,探讨了其发展中存在的问题,并且对可降解塑料的发展前景进行了分析。

关 键 词: 可降解塑料; 光降解; 生物降解中图分类号: TQ 317.9 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2011)07-0712-03可降解塑料是一类新型的带降解功能的高分子材料,在使用过程中,它与同类的普通塑料具有相应的卫生性能和相近的应用性能,而在其完成使 用功能后,这种材料能在自然环境条件下迅速地降解成为容易被环境消纳的碎片或碎末,且随时间的推移进一步降解成为最终氧化产物(CO 2和水),最终回归自然[1]。

基于塑料废物对环境的污染,以及环保呼声和人类需求,研究可降解高分子材料是当务之急。

在特定的时间内并且在一定的环境条件下,可降解塑料的化学结构会发生变化,根据促使其化学结构发生变化的原因来分类,可降解塑料可分为生物降解塑料和光降解塑料两大类[2](见图1)。

1 可降解塑料的降解机理一般认为,可降解塑料是指一种通过土壤中微生物作用或太阳光辐射作用使其能分解成为小分子物的塑料[3]。

它必须在满足了产品使用的要求性能及易加工性能的基础上兼具有可降解性能。

图1 生物降解和光降解塑料分类太阳光对聚合物材料作用的实质是太阳光中的紫外光和空气中氧的综合效应,因此也称为光氧化降解。

下面以聚烯烃为例解释光氧化降解的机理,光氧化对于聚合物的作用实质是引起聚合物的断链或交联,并在此过程中伴随形成了一些含氧官能团,如羧酸、过氧化物、酮和醇。

聚合物中催化剂残留物以及加工过程中引入的过氧化物和羧基的引发作用是其降解的主要来源,其引发过程如下:催化剂残留物的引发作用 M n + Xn 光能 M (n -1)+X n -1+X · (1)X ·+PH P ·+XH (2)过氧化物引发作用POOH 光能 PO ·+·OH (3) PO ·+PH POH+P · (4) P ·+O 2 POO · (5)POO ·+PH POOH+P · (6) N-Ⅰ型:H 2C H 2C OH 2CH 2CO H 2H 2CH 3C CH 2H CCH 3CO(7)N-Ⅱ型:H 2C O H 2C H 2CH 2CH 2CCO CH 3H 2CC HH 2C(8)通过上述反应,导致聚合物被降解[4]。

微生物对聚合物的劣化作用主要分为生物物理作用、生物化学作用及酶的作用。

聚合物的自身结构以及周围的环境,如温度、水、pH 值和氧气等都是影响微生物降解作用敏感性的关键因素,通过第40卷第7期 白东明:可降解高分子塑料的发展与应用 713如下过程达到降解目的(见图2)。

图2 羧基引发作用——诺里什(norrish)型反应N-Ⅱ型降解过程聚合物在微生物(主要指真菌、细菌或藻类等)作用下,能被侵蚀或代谢而促使其化学结构发生变化,导致分子量下降,其作用机理主要分为两种情况:(1)生物物理作用。

即塑料制品被微生物侵蚀后,生物细胞发生增长,促使聚合物分解、电离或质子化,这种物理作用对聚合物造成了机械性的破坏,将高分子量的聚合物分裂成了低聚物碎片,从而达到了物理降解的目的。

(2)生物化学作用——酶的直接作用。

此种情况是由于真菌或细菌分泌的酶的侵蚀,导致了塑料的分裂或氧化崩裂,使非水溶性聚合物分裂或氧化降解成水溶性碎片,生成新的小分子化物(CH 4,CO 2和H 2O)直至最终分解[5]。

普遍认为导致生物降解的高分子材料的生物降解机理一般有两种假设:一种是从分子主链中选择性切断;另一种是从分子链末端侵入式切断。

因而材料其本身的结构性质,如组成、主侧链结构、端基的大小、空间位阻的有无是影响其降解性能的关键因素。

其中主链性能的影响较大,在聚合物的主链中如果含有易水解的键,则很容易被生物降解;其次如果主链的柔顺性大,那么降解速率相对较快,反之刚性大的主链、排列有序,则降解速率慢。

聚合物材料的生物降解性会因支化和交联而降低。

例如在聚乳酸(PLA)分子链的末端引入疏水基团,可以降低降解最初阶段的侵蚀率,这是由于在降解原始过程中,PLA 的侵蚀主要依赖于分子链末端结构,增加了疏水基团,导致其侵蚀率下降[6]。

另外,一些科研人员研究了聚合物的化学结构及其材料的相对分子质量对其降解效果也起着重要的作用。

2 可降解塑料的开发及应用情况国内光降解塑料的研究开发在20世纪70年代中期起步,而后仅有少数几个单位进行了淀粉填充型崩坏性生物降解塑料的研究,随着环保呼声日益强烈,对于降解塑料的研究到了90年代就迅速发展起来,并多次掀起开发生产降解塑料热潮。

目前出于从资源、技术、市场、环保等方面统一考虑,降解塑料正致力于研究新技术,开发新型高效促降解剂,提高降解时控性、快速降解性和完全降解性,开拓新用途,稳步而有序的向前发展[7]。

我国科研人员正积极研究科学合理符合国情的试验评价方法和标准,从而进一步降低成本。

生物降解材料作为多功能高新技术材料具有无毒、可生物降解及生物相容性好等优点,应用广泛,市场潜力极大。

目前,生物降解材料在环境保护和医学研究与临床等领域的应用比较成熟。

(1)食品容器和包装行业生物降解高分子了在包装领域具有很大的市场,在包装材料中,一次性商品包装的使用是造成“白色污染”的主要源头,因此采用生物降解材料制成我们所使用的各种食品包装袋、垃圾袋等具有良好的发展前景。

(2)水资源领域的应用近年来,由于聚己内酯的出现,生物降解材料在水资源领域的应用也有了新的发展。

水域环境中存在的微生物酶,可使降解材料降解成为低分子化合物,并最终参与微生物的新陈代谢。

(3)农林业方面的应用在农业上,生物降解材料可用作农用地膜、农作物生长容器、草皮片、肥袋以及农用药物的控释材料来使用[8]。

生物降解材料可经有机降解成为混合肥料,或与有机废物混合堆肥,例如用甲壳素/壳聚糖制备的生物降解高分子材料或含有甲壳素/壳聚糖的生物降解高分子材料,其降解产物既有利于植物生长且可有效改良土壤环境[9]。

我国是农业大国,每年农用薄膜及各种农用产品包装袋等的用量很大。

农作物地膜覆盖面积以每年20%~30%速度增长,2005年化肥包装袋的用量就已经达到了36万多吨。

如此造成了大量废弃物,既污染了环境又浪费原料。

如果有效采用可生物降解高分子材料代替,农用薄膜可在田里自动降解且变成对土地有益的营养成分,既减轻对环境的污染,又有益于农作物的生长,由此达到了循环利用的目的[10]。

(4)医学领域的应用在医学领域,生物降解材料已被广泛用于药品缓释包衣、外科医用植入材料、麻醉抗拮用材料、药物释放载体、骨固定材料、人造皮肤、药物缓释714 辽 宁 化 工 2011年7月剂、非永久性植入器械等医学用品,及组织修复替代物等组织工程的研究领域[11-12]。

生物降解材料可以更适应理想的缝合线的要求,它无毒、无刺激,且一定时间后能被人体组织吸收,当前,大多数可吸收的手术缝合线是用甲壳素、壳聚糖、聚乳酸和聚乙醇酸制成的,在2~6周内即可完全降解吸收。

在矫形外科中,由于骨愈合的时间较长,对缝合线要求更适宜的降解速率,可采用聚己内酯纺丝制成缝合线。

聚乳酸、甲壳素等还是药物缓释剂和骨固定的理想材料。

另外,用胶原蛋白、甲壳素、聚L 亮氨酸等酶催化的生物可降解高分子材料制成的人造皮肤可用于治疗烧伤、换皮等场合。

总之,生物法合成的新型高分子材料生物聚酯(PHA)已经成为新材料开发和应用的基本方向,这一领域的研究能够充分体现跨行业、多领域的现代科技产业特点,生物聚酯将在人类的环境保护、医药保健等方面发挥着重要作用[13]。

PHA可以通过微生物的大规模发酵制备,它保持了传统塑料的物化特性,并在此基础上具有可控的生物降解性能。

但因其造价过高而限制了它的广泛应用。

目前全球对于PHA的研究主要集中在医疗、医药、电子等高附加值领域。

当前科研人员研制的PHA单体已达到150多种,其结构的多样性为PHA材料带来许多功能及应用。

3 生物降解塑料的发展方向未来生物降解塑料的发展方向可有以下几点:(1)通过对可降解的聚合物生物降解机理的研究而制取生物降解塑料,同时对其与现有普通聚合物、微生物类聚合物、天然高分子等的嵌段共聚进行研究开发[14]。

(2)寻找能生产高分子塑料的微生物,探寻新的高分子,详细解析其合成机理,同时通过现有方法及基因工程的手段提高其生产性,研究高效的培养微生物的方法[15]。

(3)注重降解速度的控制研究,开发高效的降解促进剂、稳定剂以提高降解塑料的生物降解性能,降低其成本,并拓宽市场应用。

(4)研究和建立统一的降解塑料的定义,充实、完善生物降解的评价方法,进一步搞清降解机理。

4 结束语生物可降解高分子材料因其独特的性能而具备了良好的发展前景。

以可再生资源研究开发生物可降解高分子材料是出于对资源与环境的考虑,目前虽然关于这方面的研究工作还存在许多尚未解决的问题,但相信随着科学发展,技术日益进步,材料性能普遍提高,加上公众环保意识的进一步增强,可再生资源在生产生物可降解材料方面的利用前景会更加广阔。

加之石油资源日益枯竭,发展非石油生物降解塑料具有极其深远的意义。

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