五种降解高分子材料的分析选择改性(精)

五种降解高分子材料的 分析、选择、改性
项目28的六组任务
第一组：请为农用降解塑料薄膜的生产选择合适的高分子材



料； 第二组：请为降解包装容器的生产选择合适的高分子材料； 第三组：请为降解花木移植容器的生产选择合适的高分子材 料； 第四组：请为降解手术材料的生产选择合适的高分子材料； 第五组：请为降解药物外壳的生产选择合适的高分子材料
目前已开发的降解性塑料主要有如下三类。 ①天然高分子聚合物，如淀粉、纤维素、壳聚糖、
蛋白质等；它们具有优异的生物降解性能，但由于 其不具有可塑性，因而难以加工成制品。一般需将 天然高分子材料与可塑性材料共混以改善其加工性 能。 ②微生物合成聚合物，已开发的微生物合成聚酯类 生物降解塑料种类有：聚 3-羟基丁二酸酯 (PHB)、 聚 3-羟基戊二酸酯 (PHV)、聚 3-羟基丁二酸酯/3-羟 基戊二酸酯共聚物(P3HB/4HV)、聚 3-羟基丁二酸 酯/4-羟基丁二酸酯 (P3HB/4HB)、聚丙交酯 (聚乳 酸、PLA)、聚乙交酯 (聚乙羟基乙酸酯醋、PGA)、 聚乙丙交酯 (PLGA)，其中以 PHB 和 PLA 最为常 用。 ③合成降解高分子材料，如 PCL、PVA 及聚琥珀丁 二酯(PBS)等。
能力（技能）目标
能根据降解高分子的不同用途要求，合理的
选择高分子材料；并能合理的分析所选择材 料的结构、性能；如果不能直接选择到合适 材料时，能 提出合理的改进意见与方案。
知识目标
被选用的高分子材料的主要结构特征、主要
性能及应用范围。 其中第28个项目重点学习高聚物的降解性能 的知识。
教学目的
通过对项目28 所涉及到五种降解高分子材料的分析、
选择、改性的整个实施过程，使学生进一步了解并 掌握完成一个完整项目的每个细节，初步形成实施 每个细节过程的能力，最终达到根据产品需要对高 分子材料进行合理分析、合理选择、合理改性的总 能力；进而结合学生所选择出来的材料从理论上归 纳、总结与高分子物理的研究对象直接相关的结构 与性能的关系；同时在完成项目过程中对课程整体 方案所规定的拓展能力进行初步的锻炼。
素质目标
初步建立良好的学习方法；
资料收集的方法； 处理问题的方法；
团队合作的意识；
用户至上的意识；
安全环保意识；
表述与合理辩解能力。
参考资料
潘文群, 高Biblioteka 子材料分析与测试. 化学工业出版社

2005； 戚亚光, 高分子材料改性.化学工业出版社 ,2005； 聂垣凯,橡胶材料与配方, 化学工业出版社, 2004； 王文广 , 塑料材料的选用.化学工业出版社, 2002； 高俊刚, 高分子材料.化学工业出版社, 2002； 桑永, 塑料材料与配方.化学工业出版社, 2001
② LDPE 70%，淀粉 20%，APE 10%。 此配方产品的拉伸强度为 16.8OMPa。
③ LDPE 50份， 淀粉 30份，EAA 10份，甘
油 10份。 ④ LLDPE l00 份，β-二酮化物 1.0份，CaSt 0.5 份，二氯乙烷(溶剂) 100 份。 此配方生产薄膜的脆化时间为2 天。 注：二氯乙烷溶剂起辅助作用，帮助件β-二 酮与LDPE 两者相溶，用后即除去。
下面举几个农用降解塑料薄膜的参考配方。 ① LDPE/LDPE(1:1) 35 份 ，植物油 1.5 份，玉米

淀粉(水含量(14%) 45 份，促降剂 0.2 份，EAA 6 份，可逆交联剂 1.5 份，甘油 8 份， NaOH(10%水 溶%) 0.1 份，硬脂酸 3 份。 注：1、EAA 及可逆交联剂可提高淀粉与PE 相容性； 2、甘油及植物油为增塑剂； 3、土促降剂由催化剂A、助催化剂以及抗氧剂三部 分组成，其中抗氧剂可控制诱导期长短。 此配方的降解性为 160d 失重 50%。
一个标准的降解类塑料应具有如下特点。 ①诱导期固定并且长短适当，即开始降解时间可以



控制，这样可以保证塑料在加工、贮存及使用时不 发生降解。 ②降解速度快，这样可以使塑料制品在完成使用寿 命后，可迅速降解为小分子物质。 ③加工性能好，一般纯降解塑料加工性能都不好， 难于用通用塑料加工方法加工，因此，需要对其进 行加工改性。 ④具有一定的强度，常用的天然降解材料强度都不 太高，而且在润湿条件下会更低，因此，需要进行 增强改性。 ⑤成本低，天然降解树脂的价格往往都很高，难以 普及使用，因此，必须降低其成本。
(2)包装容器 各类包装用塑料袋、塑料瓶、快餐饭盒
2、降解塑料的选用 降解塑料的用途很广泛，主要集中在如下几个方面。 (1)农用塑料薄膜 尤其是农用地膜，因为其厚度十分
薄，只有 0.1μm 以下，它废弃于农田中，十分难于 回收。埋于土中的废农膜影响土壤的透气性及水分 的流动性，从而给次年农业造成减产，这种现象也 被形象地称为“白色污染”。 农用降解类制品可用生物降解类、光降解类和生物 光降解类塑料，最好为完全降解类塑料，降解后的 小分子化合物为土壤吸收并成为土壤的肥料。但由 于受加工性能、制品强度和成本等因素制约，只能 用通用类塑料加入淀粉、光敏剂等促降解助剂，赋 予其非完全降解性能。
1、降解塑料的概况
降解类塑料是指在完成使用寿命后可自动分解成为
小分子化合物的一类高分子材料。按导致降解的外 界因素不同，可将降解类塑料分成生物降解和光降 解两类。生物降解塑料是在自然界中存在的微生物 如细菌、霉菌和藻类等的作用下，能被降解为小分 子化合物的一类塑料；光降解塑料是指暴露于阳光 或其他强光源下时，可以被降解为小分子化合物的 一类塑料。 按降解程度不同，可将塑料分为完全降解塑料和非 完全降解塑料两类。完全降解塑料是指在完成使用 寿命后。可全部分解成小分子化合物，并被周围环 境所吸收的一类塑料；非完全降解塑料是指在完成 使用寿命后，只能部分分解成小分子化合物，其他 只能破碎成小片高分子聚合物的一类塑料。