可生物降解材料的研究进展_侯红江
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具有良好环境友好性的新型材料，随着人们对环境保护意识的增强和对传统塑料污染问题的认识，生物可降解高分子材料的研究与发展备受关注。
本文将就生物可降解高分子材料的研究现状、发展趋势以及应用前景等方面进行探讨。
生物可降解高分子材料是指在自然环境中，通过微生物、酶的作用，可以迅速分解为二氧化碳和水等无害物质的高分子材料。
目前，在生物可降解高分子材料的研究领域，主要有以下几个方面的成果和进展。
（一）生物可降解高分子材料的种类和特点生物可降解高分子材料的种类繁多，主要包括聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）、淀粉基生物降解材料、纤维素基生物降解材料等。
这些材料具有良好的可降解性和可再生性，是取代传统塑料的理想选择。
与传统塑料相比，生物可降解高分子材料具有较低的制备成本和更好的环境适应性，因此在包装、医疗、农业、环保等领域具有广阔的应用前景。
随着人们对环境保护意识的增强，生物可降解高分子材料的研究重点逐渐由材料本身的性能优化转向了可降解材料的加工技术和应用性能等方面。
在材料的可降解性能方面，研究人员通过改变材料的分子结构和添加特定的生物降解助剂等手段，提高了材料的降解速率和完全降解时间。
在材料的加工技术方面，研究人员通过改进生产工艺、提高材料的加工性能，使生物可降解高分子材料能够更好地适应工业化生产的需求。
在应用性能方面，研究人员通过改进材料的力学性能、耐热性能和耐水性能等方面的性能，拓展了生物可降解高分子材料在不同领域的应用范围。
当前，生物可降解高分子材料的研究和发展呈现出以下几个明显的趋势。
（一）多元化发展随着科技的不断进步和生物可降解高分子材料应用领域的不断拓展，生物可降解高分子材料的种类和性能需求也在不断增加。
未来，生物可降解高分子材料的研究和开发将呈现出多元化的发展趋势，包括种类更加丰富、性能更加优良等。
功能化生物可降解高分子材料是未来的发展方向之一。
生物可降解高分子材料的发展现状与前景综述
生物可降解高分子材料的发展现状与前景综述(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--生物可降解高分子材料的发展现状与前景综述Present Development and Prospects of BiodegradablePolymer张璐，浙江大学工科试验班1128班，摘要：本文介绍了生物可降解高分子材料的定义和降解原理，并概述了生物可降解材料的种类，例如天然高分子材料，合成高分子材料和掺混型高分子材料，同时介绍了可降解高分子材料在环境保护、医疗保健、食品包装等领域的应用，并对其未来发展作了展望。
关键字：可降解高分子材料，分类，应用，发展前景Abstract: This paper introduces the definition and degradation mechanism of biodegradable polymer, and summarizes the types of biodegradable materials, such as naturally occurring polymers, synthetic polymers and mixing type. Besides, the application of biodegradable polymer in environment protecting, medical science and other areas and the development prospect of this material are also include.Keywords：degradable polymer, classification, application, development prospect当前社会，在经济快速发展和科学技术突飞猛进的同时，谋求绿色发展已经越来越成为时代的重要趋势。
《新型生物可降解核壳式Zn基复合材料的制备及性能研究》范文
《新型生物可降解核壳式Zn基复合材料的制备及性能研究》篇一一、引言随着人们对环境保护和可持续发展的重视，生物可降解材料在各领域的应用逐渐成为研究热点。
新型生物可降解核壳式Zn 基复合材料，作为一种具有优异性能和环保特性的新型材料，在包装、医疗、电子等领域具有广阔的应用前景。
本文旨在研究该类复合材料的制备工艺及其性能，为实际应用提供理论依据。
二、文献综述（一）生物可降解材料的研究现状生物可降解材料因其良好的生物相容性和环境友好性，在近年来得到了广泛的研究和应用。
目前，常见的生物可降解材料主要包括聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯等。
然而，这些材料往往存在力学性能不足、降解速率难以控制等问题。
因此，研究开发新型的生物可降解材料具有重要的现实意义。
（二）Zn基复合材料的研究进展Zn基复合材料因具有良好的机械性能、耐腐蚀性和生物相容性而备受关注。
其中，核壳式结构能够在保证材料力学性能的同时，提高其生物可降解性。
目前，关于Zn基核壳式复合材料的研究尚处于初级阶段，但其潜在的应用价值已引起广泛关注。
三、实验方法（一）材料制备本实验采用溶胶-凝胶法结合浸渍提拉技术制备新型生物可降解核壳式Zn基复合材料。
具体步骤包括：前驱体溶液的配置、浸渍提拉过程、热处理等。
（二）性能测试通过扫描电子显微镜（SEM）观察材料的微观结构；利用X 射线衍射（XRD）分析材料的物相组成；通过拉伸试验、硬度测试等评价材料的力学性能；通过体外降解实验评估材料的生物可降解性。
四、结果与讨论（一）微观结构分析SEM结果表明，制备的核壳式Zn基复合材料具有均匀的核壳结构，壳层厚度适中，且无明显缺陷。
XRD分析显示，材料的主要物相为Zn及形成的复合氧化物，表明成功制备了预期的核壳式结构。
（二）力学性能分析拉伸试验和硬度测试结果表明，新型生物可降解核壳式Zn 基复合材料具有优异的力学性能，其抗拉强度和硬度均高于传统生物可降解材料。
这主要归因于核壳结构的引入，提高了材料的整体强度和硬度。
生物可降解聚合物材料的研究进展
生物可降解聚合物材料的研究进展近年来，随着人们对环境保护意识的不断增强，生物可降解聚合物材料越来越受到关注。
这种材料具有良好的可降解性和可生物降解性，可以在不污染环境的情况下完成生命周期，具有重要的应用前景。
本文将从材料的分类、特点以及未来应用等方面，详细介绍生物可降解聚合物材料的研究进展。
一、材料的分类生物可降解聚合物材料按照来源可以分为天然聚合物和合成聚合物两种。
其中，天然聚合物是指来自生物质的天然材料，比如木材、纸浆、玉米淀粉等。
合成聚合物则是由化学反应合成的聚合物，比如聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯等。
二、材料特点1.良好的可降解性：生物可降解聚合物材料在自然环境中几乎可以完全降解，不会对环境造成污染。
未降解的生物可降解聚合物材料也可以通过特定的酶类被生物体内代谢而降解。
2.良好的机械性能：与传统的聚合物材料相比，生物可降解聚合物材料具有良好的机械性能，比如强度、刚度和耐热性等。
3.良好的生物相容性：生物可降解聚合物材料对生物组织的刺激性小，可以被人体消化吸收，具有良好的生物相容性。
因此，生物可降解聚合物材料在医学领域也有广泛的应用。
三、材料的应用1.医学领域：生物可降解聚合物材料具有良好的生物相容性和可降解性，可以被人体消化吸收，因此在医学领域应用广泛。
比如，用于制造骨修复材料、伤口缝合线等。
此外，生物可降解聚合物材料也可以作为药物载体，实现特定药物的定向输送和释放。
2.包装领域：生物可降解聚合物材料无毒无害，可以替代传统的合成聚合物材料用于食品和日用品的包装。
例如，玉米淀粉制成的生物可降解聚合物材料可以用于制造食品袋、牛奶瓶、一次性餐具等。
3.农业领域：生物可降解聚合物材料在农业领域也有广泛的应用。
比如，土壤覆盖膜、肥料包装袋、生物质能材料等。
这些材料具有良好的可降解性和可生物降解性，可以减少农业生产对环境的污染。
四、未来发展趋势生物可降解聚合物材料的应用前景广阔，但目前这一领域还存在一些问题。
可生物降解高分子材料的研究及应用
可生物降解高分子材料的研究及应用摘要：随着环境与能源等矛盾问题的日益突出，研究和开发可生物降解材料是解决环境污染问题的极为有效地途径，引起许多科研工作者的关注。
作为 2 0世纪8 0年代后发展起来的新型材料，可生物降解的天然高分子材料是目前极具开发潜力的材料之一, 在多个领域都有应用。
Abstract : With the conflicts between the environment and energy becoming increasingly prominent,the effective ways to solve environmental pollution problems are to research and development biodegradable materials, and it has attracted many researchers attention. As the new material biodegradable natural polymers have profound potential for development at present.关键词：高分子材料生物降解机理种类应用进入世纪以来，随着科技进步和社会生产力的极大提高，人类创造了前所未有的物质财富，加速推进了文明发展的进程。
与此同时，人口剧增、资源过度消耗、环境污染、生态破坏等成为全球性的重大问题，严重地阻碍着经济的发展和人民生活质量的提高，继而威胁着全人类的未来生存和发展。
在这种严峻形势下，人类不得不重新审视自己的社会经济行为和走过的历程，认识到通过高消耗追求经济数量增长和“先污染后治理”的传统发展模式已不再适应当今和未来发展的要求，而必须努力寻求一条经济、社会、环境和资源相互协调的、既能满足当代人的需求而又不对满足后代人需求的能力构成危害的可持续发展的道路。
随着城市化和工业化的不断发展，高分子材料已经成为与钢铁、水泥和木材等并重的四大支柱材料之一，虽然许多新材料的生产改善了人类的物质生活，但是与此同时也带来了大量的污染废弃物，加速了环境的恶化。
生物可降解高分子材料的研究与进展
生物可降解高分子材料的研究与进展
生物可降解高分子材料指的是一类能够被天然微生物分解、降
解并最终返回自然界的高分子材料。
该类材料具有生态友好、可再生、可降解等特点，已成为当前全球关注的研究热点。
生物可降解高分子材料主要包括聚酯类、聚脂肪酸酯类、聚氨
酯类、聚酮类等，这些材料在自然条件下能够迅速分解成水、二氧
化碳、甲烷等自然界中存在的物质。
在工业应用中，这些材料可以
广泛应用于包装材料、医用敷料、农业膜等领域。
目前，生物可降解高分子材料的研究和发展已经取得了一些进展，主要包括以下几个方面：
1. 研究生物可降解材料的合成工艺、结构设计等方面，以提高
其性能和可降解度；
2. 对生物可降解材料在生物体内和环境中的降解行为进行研究，以了解其行为和分解过程；
3. 开发制备生物可降解材料的新技术和新材料，如生物突变技术、生物发酵技术等；
4. 推广生物可降解材料的应用，促进其在包装、医疗、农业等
领域的广泛应用。
总之，生物可降解高分子材料的研究和发展是当前非常重要的
课题，其应用前景广阔，有望成为改善人类生态环境和可持续发展
的重要推动力量。
天然可降解生物材料在组织工程中的应用研究进展
天然可降解生物材料在组织工程中的应用研究进展天然可降解生物材料在组织工程中的应用研究进展摘要细胞培养支架材料是组织工程学的重要研究内容之一，是实现产业化的关键。
天然可降解生物材料是细胞培养支架材料中的重要组成部分，目前用于细胞培养支架的天然可降解生物材料主要有多糖类和蛋白质类。
多糖类主要包括壳多糖、透明质酸；蛋白质类主要包括胶原纤维蛋白和血纤维蛋白。
1987年，美国国家科学基金会正式提出了组织工程一词。
其基本原理是将体外培养扩增的功能细胞种植于一种生物相容性良好且可被机体吸收的生物材料即细胞培养支架上，形成复合物，然后将此复合物植入机体组织、器官病损部位，以达到修复重建的目的。
细胞培养支架的研究一直是组织工程学的重要研究内容之一。
细胞培养支架是体外细胞获取营养、进行气体交换、废物排泄和生长代谢的场所。
作为细胞培养支架材料应具有以下特点；（1）良好的生物相容性；（2）生物可降解性，即可被机体吸收利用或排出体外；（3）良好的表面活性，有利于功能细胞的贴附、生长；（4）弱的抗原性；（5）易加工性，易成型。
当前，在组织工程中开发为细胞培养支架的生物材料主要分为两类，即人工合成的材料和天然生物材料。
天然生物材料具有细胞信号识别，促进细胞的粘附、增殖和分化、良好的生物相容性及良好的生物降解性等优点，显示出人工合成材料无可比拟的优势。
用于细胞培养支架的天然生物材料主要分为两类：多糖类和蛋白质类，多糖类主要包括壳多糖、透明质酸及其衍生物等；蛋白类主要包括胶原纤维蛋白和血纤维蛋白。
天然多糖类壳多糖（Chitosan CS）壳多糖是由甲壳素（β-（1-4）聚-2-乙酰氨基 -D葡聚糖）脱乙酰基而制得。
竞多糖可溶于稀酸，其分子保留了甲壳素的结构骨架，有氨基和羟基可加以化学修饰。
可制成丝状或膜状等有特殊功能的新材料。
壳多糖具有无毒、生物相容性良好且无抗原性等优点，其降解产物为对人体无毒的N-乙酰氨基葡萄糖和氨基葡萄糖。
生物降解高分子材料研究应用进展
生物降解高分子材料研究应用进展生物降解高分子材料是一种可以在自然环境中被微生物降解的材料，其具有良好的生物降解性能，同时也具备优异的物理力学性能和化学性能。
随着人们对环境保护意识的提高以及对可持续发展的追求，生物降解高分子材料的研究应用进展已经成为当今的热点领域之一。
本文将从生物降解高分子材料的特点、研究进展以及应用前景等方面进行探讨。
一、生物降解高分子材料的特点1. 生物降解性能生物降解高分子材料具有良好的生物降解性能，可以在自然环境中被微生物降解，最终转化为二氧化碳和水等无害物质，不会对环境造成污染。
2. 物理力学性能生物降解高分子材料的物理力学性能可以通过调整材料的分子结构和化学成分来实现，可以满足不同的工程应用需求。
3. 化学性能生物降解高分子材料具有一定的化学稳定性，可以在不同的环境条件下保持材料的原有性能，同时也可以通过改变材料的化学结构来实现特定的功能。
1. 生物降解机理生物降解高分子材料的研究主要包括了材料的降解机理和降解性能的评价方法。
目前，研究人员主要通过分析微生物的降解代谢途径、材料的微观结构以及降解产物的分析等手段来探索生物降解高分子材料的降解机理。
2. 生物降解高分子材料的合成生物降解高分子材料的合成是生物降解材料研究的重要方向之一，通过合成具有一定降解性能的高分子材料，可以满足不同工程应用领域的需求。
目前，研究人员主要通过改变高分子材料的分子结构、引入生物降解性能较好的功能基团等手段来合成具有良好生物降解性能的高分子材料。
3. 应用性能生物降解高分子材料的应用性能是评价材料研究成果的重要指标。
目前，生物降解高分子材料已经在土壤修复、农业覆盖、医疗器械、包装材料等领域得到了广泛的应用。
2. 农业领域生物降解高分子材料可以应用于农业覆盖材料的领域，可以有效地减少传统覆盖材料对环境的污染，同时也能够改善土壤环境，提高土壤的保水保肥性能，对农业生产起到积极的推动作用。
3. 医疗领域生物降解高分子材料在医疗器械领域也具有广泛的应用前景，例如可以应用于可降解的缝线、缓释药物输送系统等医疗器械中，具有较好的生物相容性和生物降解性能。
生物材料工程中的生物降解材料研究进展
生物材料工程中的生物降解材料研究进展生物降解材料是一种以生物体内代谢产物为原料制成的材料，其具有生物相容性和可持续性的特点。
在生物材料工程领域，生物降解材料的研究进展引起了广泛关注。
本文将重点讨论生物降解材料在生物材料工程中的研究进展。
近年来，生物降解材料的研究取得了显著进展。
传统的生物降解材料主要包括聚乳酸（PLA）、聚羟基瓜氨酸（PHA）、聚酯类材料等。
然而，这些材料在性能和应用方面存在一些限制。
为了克服这些问题，研究人员致力于开发新型的生物降解材料。
一种新型的生物降解材料是多肽材料。
多肽材料是由天然多肽结构和人工合成多肽组成的材料。
多肽材料具有良好的生物相容性、生物可降解性和生物活性，逐渐成为生物材料工程领域的研究热点。
例如，人工合成的多肽可以具有可控的机械性能和降解速率，可用于制备具有特定功能的生物降解材料，如组织工程支架和药物缓释系统。
同时，智能降解材料也是生物降解材料领域的一个新兴研究方向。
智能降解材料可以根据生物环境的变化进行自主调控，实现对生物体的精确治疗。
例如，利用纳米技术制备的纳米粒子可以根据肿瘤组织的pH值或酶的活性来释放药物，实现肿瘤的靶向治疗。
此外，智能降解材料还可以通过改变材料的结构和性质来响应生物体内的温度、pH值等因素，从而达到调控治疗效果的目的。
除了多肽材料和智能降解材料，生物降解材料的研究还涉及生物降解机理、材料改性和材料表面功能化等方面。
例如，研究人员通过改变材料的化学组成和结构，控制材料的羟基可溶性和结晶性，进而调控材料的降解速率。
另外，材料的表面功能化也是生物降解材料领域的研究重点之一。
通过引入生物活性物质或生物材料表面的化学修饰，可以改变材料的表面性质，实现控制材料-生物界面的相互作用。
在生物材料工程中，生物降解材料在多个领域中有着广泛的应用。
首先，生物降解材料可以用于制备组织工程支架。
组织工程支架是一种可促进组织再生和修复的材料，它可以提供一个支撑结构，促进细胞附着和增殖，最终实现新组织的生长和形成。
可降解生物材料应用进展
可降解生物材料应用进展【摘要】可降解生物材料是一种环境友好型材料，具有独特的优势和特点，如可降解性和生物相容性。
在医疗领域，可降解生物材料被广泛应用于医疗器械和组织工程。
在环境保护领域，可降解生物材料可以减少塑料污染，保护环境。
在食品包装领域，可降解生物材料可以降低非可降解塑料的使用量，减少环境污染。
当前，可降解生物材料的研究热点主要集中在新型材料的开发和功能化改性。
未来，可降解生物材料将有广阔的应用前景，其发展趋势是向多功能化和高性能化方向发展。
可降解生物材料的重要性在于促进可持续发展，为人类社会和环境带来积极的影响。
【关键词】可降解生物材料、应用进展、优势、特点、医疗领域、环境保护、食品包装、研究热点、应用前景、发展趋势、重要性。
1. 引言1.1 可降解生物材料应用进展可降解生物材料是一种可以在自然环境中被分解、吸收或转化的材料，具有很高的环境友好性和可持续性。
近年来，随着人们对环境保护意识的增强和对可持续发展的追求，可降解生物材料的应用逐渐得到重视和推广。
本文将重点关注可降解生物材料在不同领域的应用进展，探讨其优势、特点和研究热点，以及展望其未来的应用前景和发展趋势。
在医疗领域，可降解生物材料可以用于制造生物支架、缝合线、药物载体等医疗器械，具有较好的生物兼容性和生物降解性，有望取代传统的合成材料，减少对患者的损害和避免二次手术。
在环境保护领域，可降解生物材料可以替代塑料制品，减少塑料污染对环境的影响，实现循环利用和资源节约。
在食品包装领域，可降解生物材料可以用于生产可降解的包装袋、餐具等产品，降低包装废弃物对环境的污染。
可降解生物材料的应用前景广阔，发展趋势良好，将在未来成为替代传统合成材料的重要选择，促进社会经济的可持续发展和环境保护。
2. 正文2.1 可降解生物材料的优势与特点可降解生物材料具有许多优势与特点，使其在各领域得到广泛应用。
可降解生物材料能够降解为无毒、无害的物质，不会对环境造成污染。
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基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号:20676026)作者简介:侯红江(1981-),男,河南工业大学粮油食品学院在读研究生。
E -m a i l :c h r i s h a u @y a h o o .c n通讯作者:陈复生收稿日期:2008-11-26第25卷第2期2009年3月V o l .25,N o .2M a r .2009可生物降解材料的研究进展P r o g r e s s o f r e s e a r c h o n t h e b i o d e g r a d a b l e m a t e r i a l s 侯红江1H O UH o n g -j i a n g 1 陈复生1C H E NF u -s h e n g 1 郭东权2G U OD o n g -q u a n 2 王 玲3W A N GL i n g3(1.河南工业大学粮油食品学院,河南郑州 450052;2.河南省科学院同位素研究所有限公司,河南郑州 450015;3.河南工业大学外语学院,河南郑州 450052)(1.O i l s a n d F o o d s C o l l e g e ,H e n a n U n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y ,Z h e n g z h o u ,H e n a n 450052,C h i n a ;2.H e n a n A c a d e m y o f S c i e n c e s I n s t i t u t e o f I s o t o p e s C o .,L t d .,Z h e n g z h o u ,H e n a n 450015,C h i n a ;3.S c h o o l o f F o r e i g nL a n g u a g e ,H e n a nU n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,Z h e n g z h o u ,H e n a n 450052,C h i n a )摘要:介绍可生物降解材料的研究目的及意义。
阐述生物降解材料的降解机理及分类(掺混型、化学合成型、天然高分子型以及微生物合成型材料)。
综述影响材料生物降解性的主要因素,包括材料的组成、结构、结晶状态、环境的温度、湿度、p H 值以及土壤成分等。
指出降解材料当前存在的主要问题,并对其发展前景进行展望。
关键词:生物降解材料;降解机理;分类;因素A b s t r a c t :T h i s e s s a y i n t r o d u c e s t h er e s e a r c ho b j e c t i v e a n d s i g n i f i c a n c e o f b i o d e g r a d a b l e m a t e r i a l s .I t e l a b o r a t e s t h e b i o d e g r a d a b l e m e c h a n i s m ,c l a s -s i f i c a t i o no f b i o d e g r a d a b l em a t e r i a l si n c l u d i n gb l e n d i n gt y p ed e g r a d a b l e m a t e r i a l s ,c h e m i c a l l y c o m p o s i t e d e g r a d a b l em a t e r i a l s ,m a t e r i a l s m a d eb y n a t u r a l p o l y m e r ,m i c r o b i a l s y n t h e s i s d e g r a d a b l e m a t e r i a l s .T h e a r t i c l e a l s o r e v i e w s t h e m a i n f a c t o r s a f f e c t i n g i t s b i o d e g r a d a b l e c h a r a c t e r i s t i c s ,s u c h a s t h e s t r u c t u r e s a n dc r y s t a l l i z e d s t a t e s o f m a t e r i a l s ,t e m p e r a t u r e a n d h u m i d i t y o f e n v i r o n m e n t ,p Hv a l u e a r o u n d t h e m a t e r i a l s a n d t h e c o m p o n e n t o f s o i l s a n d s o o n .A n dt h em a i np r e s e n t p r o b l e m sw h i c ha r er e l a t e dt ot h ed e -g r a d a b l e m a t e r i a l s a r ep o i n t e do u t a n dt h e d e v e l o p m e n t o nb i o d e g r a d a b l e m a t e r i a l s i s a l s o i np r o s p e c t .K e y w o r d s :B i o d e g r a d a b l em a t e r i a l s ;D e g r a d a b l em e c h a n i s m ;C l a s s i f i c a -t i o n ;F a c t o r随着材料工业的迅速发展,当前世界材料总产量已超过1.7×108t ,其用途已渗透到工业、农业以及日常生活的各个领域[1]。
高分子材料具有重量轻、强度高、化学稳定性好以及价格低廉等优点,与钢铁、木材、水泥并列成为国民经济的4大支柱。
然而,在高分子材料给人们生活带来便利、改善生活品质的同时,其使用后的大量废弃物也与日俱增,给人类赖以生存的环境造成了不可忽视的负面影响[2]。
另外,生产高分子材料的原料———石油也总有用尽的一天。
以目前的消耗量来计算,预计制造材料的石油等矿物质资源将会在80年后枯竭[3]。
因而寻找新的对环境友好型材料原料,发展非石油基聚合物迫在眉睫。
而可生物降解材料正是解决这两方面问题的有效途径[4]。
本文着重介绍了可生物降解材料的降解机理、分类及影响材料生物降解性能的主要因素。
1 可生物降解材料定义及降解机理生物降解材料,亦称为“绿色生态材料”,指的是在土壤微生物和酶的作用下能降解的材料。
具体地讲,就是指在一定条件下,能在细菌、霉菌、藻类等自然界的微生物作用下,导致生物降解的高分子材料[5]。
理想的生物降解材料在微生物作用下,能完全分解为C O 2和H 2O。
生物降解材料的分解主要是通过微生物的作用,因而,生物降解材料的降解机理即材料被细菌、霉菌等作用消化吸收的过程。
首先,微生物向体外分泌水解酶与材料表面结合,通过水解切断表面的高分子链,生成小分子量的化合物,然后降解的生成物被微生物摄入体内,经过种种代谢路线,合成微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终转化成C O 2和H 2O [6]。
在生物可降解材料中,对降解起主要作用的是细菌、霉菌、真菌和放线菌等微生物,其降解作用的形式有3种[7]:生物的物理作用,由于生物细胞的增长而使材料发生机械性毁坏;生物的生化作用,微生物对材料作用而产生新的物质;酶的直接作用,微生物侵蚀材料制品部分成分进而导致材料分解或氧化崩溃。
2 可生物降解材料的分类根据降解机理生物降解材料可分为[8]生物破坏性材料152DOI :10.13652/j .issn .1003-5788.2009.02.043和完全生物降解材料。
生物破坏性材料属于不完全降解材料,是指天然高分子与通用型合成高分子材料共混或共聚制得的具有良好物理机械性能和加工性能的生物可降解材料,主要指掺混型降解材料;完全生物降解材料主要指本身可以被细菌、真菌、放线菌等微生物全部分解的生物降解材料,主要有化学合成型生物降解材料、天然高分子型和微生物合成型降解材料等。
2.1 掺混型生物降解材料掺混型生物降解材料是指将两种或两种以上高分子物(其中至少有一种组分具有生物可降性)共混复合制得的生物降解高分子材料。
选用的生物降解组分大多采用淀粉、纤维素、木粉等天然高分子,其中又以淀粉居多。
目前已工业化的产品为美国Wa r n-e r L a m b e r t公司的“N o v o n”。
“N o v o n”是以变性淀粉为主,且配有少量其他生物降解性添加剂的高淀粉含量(含量大于90%)的天然聚合物材料,可完全生物降解,且分解速率在一年之内可控。
另外,“N o v o n”可采用挤出、注塑、层压、吹塑等成型加工方法,产品广泛应用于垃圾袋、购物袋、一次性食品容器、医疗器材、缓冲发泡制品等[9]。
2.2 化学合成型生物降解材料化学合成型生物降解材料是指利用化学方法合成制造的生物降解材料。
此类高分子材料大多是在分子结构中引入具有酯基结构的脂肪族(共)聚酯,在自然界中酯基容易被微生物或酶分解。
目前已开发的主要产品有聚乳酸、聚己内酯(P C L)、聚丁烯琥珀酸酯(P B S)等。
聚乳酸具有优良的生物相容性和可吸收性,无毒、无刺激性,它在自然界中能完全分解为C O2和H2O,对环境无污染,是目前最有前途的可生物降解的聚合物之一。
聚乳酸用途广泛,目前已被应用于生物医用高分子、纺织和包装等行业[10]。
聚乳酸可作为骨科组织工程材料,与传统的金属材料制品相比,具有以下特点[11]:可分解可吸收性;较好的力学性能;压电特性:聚乳酸材料受压后会产生电压,刺激骨细胞的生长,促进骨愈合。
另外,聚乳酸还可制成农用薄膜、纸代用品、纸张塑膜、食品容器、生活垃圾袋、农药化肥缓释材料、化妆品的添加成分等[12].聚己内酯(P C L)具有优良的生物相容性、记忆性以及生物可降解性等,其产品多集中在医疗和日用方面,如矫正器、缝合线、绷带、降解塑料等。
聚丁二酸丁二醇酯(P B S)是以脂肪族二酸和二醇为原料,经缩聚反应合成。
P B S类聚酯具有与P E、P P相似的理化性能,而且具有良好的加工性能,可在通用聚烯烃塑料成型加工设备上加工成各类制品。