生物降解材料的研究进展
生物可降解塑料的应用研究现状及发展方向
生物可降解塑料的应用研究现状及发展方向
首先，生物可降解塑料的应用研究现状主要体现在以下几个方面：
1.食品包装材料：由于生物可降解塑料对食品具有良好的保护和存储性能，因此被广泛应用于食品包装领域。如聚乳酸（PLA）被用于制作食品容器、餐具、薄膜等。
2.农业用途：生物可降解塑料在农业领域的应用主要涉及覆盖膜、育苗盘、农膜等。这些材料具有保温、保湿、抑草、透气等特点，并且能够降解为有机肥料，不会对土壤造成污染。
3.医疗领域：生物可降解塑料在医疗器械、缝线和医药包装中得到广泛应用。例如，聚己内酯（PCL）被用于制作可降解的缝合线，可以在人体内慢慢降解，避免了二次手术的不便。
4.一次性用品：生物可降解塑料在一次性用品领域得到广泛应用，如餐具、塑料袋等。这些塑料制品一旦被丢弃，能够较快地降解成环境友好的物质，减少对环境造成的污染。
其次，生物可降解塑料的发展方向如下：
1.提高塑料的韧性：当前生物可降解塑料在力学性能方面仍然存在挑战，比如抗拉强度低、韧性不足等问题。因此，研究人员将致力于改善塑料的力学性能，提高其应用的范围和可行性。
2.提高生物降解速度：当前生物可降解塑料的降解速度在自然环境下较慢，有些甚至需要数年才能完全降解。未来的研究方向是开发新的降解菌株，设计可降解塑料的结构和添加降解助剂，以提高降解的速率。 3.提高生产效率和降低成本：生物可降解塑料的生产成本较高，限制了其大规模应用。解决这一问题的关键是开发高效的生物合成工艺，并利用廉价的原料进行生产。
4.探索新的应用领域：除了食品包装、农业和医疗领域之外，生物可降解塑料还可以在其他领域得到应用。例如，汽车工业、建筑材料、纺织品等。未来的研究应该重点发展这些新的应用领域，进一步推动生物可降解塑料的发展和应用。
总之，生物可降解塑料的应用研究现状已经取得了一定的进展，但仍然面临一些挑战。通过提高塑料的力学性能、降解速度，降低生产成本等方面的研究，可以进一步推动生物可降解塑料的应用，并促进可持续发展。
生物可降解塑料的国内外研究进展
第３８卷１２期（２ｏｏｓ）
・综述・ 国内外石油化工快报・１
生物可降解塑料的国内外研究进展
祝桂香
（北京化工研究院基础研究部）
１概述 随着人口的不断增加，地球上的资源日 益短缺。并且伴随着人类的不断进步，对材
料的性能要求也日益提高。这就迫使人们生 产大量的合成树脂以满足各种需求。目前，
用途广泛的聚乙烯、聚丙烯等通用塑料以及
ＰＥＴ等聚酯的年产量均达到或超过千万吨， 全球塑料的生产能力达到２亿４千万吨。目 前的合成树脂绝大多数来源于石油资源，价
格受目前油价波动影响较大，而且合成树脂
的应用也带来一系列环境污染问题，大量的
废旧塑料被燃烧或埋于土壤中，既需要大量 的热能又污染了环境，因此研究生物基塑料 和生物可降解塑料就显得十分迫切。生物基
塑料是一类原料来源于生物质且可再生的能 源所制备的聚合产物，与生物可降解塑料并 称为生物塑料。 国外许多发达国家在研究降解塑料方面 均投入了大量资金。美国是开发降解塑料的
主要国家之一，主要单位有十几家，如塑料降 解研究联合体（ＰＤＲＣ）、生物／环境降解塑料
研究会（ＢＥＯＰＳ）等。他们的宗旨是进行有 关降解材料合成、加工工艺、降解试验、测试
技术和方法标准体系的建立。近年来日本继 成立了生物降解塑料研究会后，又成立了生
物降解塑料实用化检讨委员会。日本通产省
已将生物降解塑料作为继金属材料、无机材
料、高分子材料之后的“第四类新材料”，并拨 专款支持生物降解塑料的开发。欧洲对生物 降解塑料也进行了大量投资，用于跨国研究 和开发，并逐步建立完善降解评价体系。近 年来，在发达国家中完全生物降解塑料的研
究最为活跃，这种材料在一定环境下能完全
降解，但是其产品价格仍然较昂贵，目前除医 用及高附加值材料外，对环境负荷较大的一
次性包装膜、垃圾袋、餐饮具、地膜等大宗产 品市场均有所涉足，目前全球生物降解塑料
的生产能力达到３０万ｔ／ａ，欧洲约占ｌ５万ｔ／ ａ，是世界生物降解塑料的主要产地。
生物可降解聚合物材料的发展前景
生物可降解聚合物材料的发展前景
一、背景介绍
随着全球环保意识的提高和塑料污染问题的日益严重，生物可降解聚合物材料作为一种环保、可持续发展的替代品逐渐受到人们的关注。生物可降解材料是指在自然环境中能够被微生物降解而不产生有害物质的材料，具有良好的可降解性和生物相容性，被认为是一种解决传统塑料难降解、对环境污染严重的有效途径。
二、应用领域拓展
生物可降解聚合物材料在各个领域的应用日益广泛，尤其在塑料制品、包装材料、医疗器械等方面有着巨大的市场潜力。例如，生物可降解塑料袋、一次性餐具、包装材料等可以有效减少塑料废弃物对环境的影响；生物可降解医疗器械可以降低医疗废物处理难度和成本，减少对环境和健康的危害。
三、技术研发进展
随着技术的不断进步，生物可降解聚合物材料的研发水平也在不断提升。目前，人们已经成功研发出各种基于生物质、藻类、菌类等天然材料的生物可降解聚合物，具有良好的力学性能和热性能，并且在降解速度、降解产物方面也有了较大突破。未来，有望通过生物技术、生物化学等领域的深入研究，进一步提高生物可降解材料的性能和降解速度。
四、市场前景展望
生物可降解聚合物材料的发展前景十分广阔。随着全球对环保和可持续发展的重视程度不断提高，生物可降解材料将逐渐替代传统的塑料制品，成为塑料工业的重要发展方向。未来，随着技术的不断成熟和产业化规模的逐步扩大，生物可降解聚合物材料有望在市场上占据重要地位，为环境保护和可持续发展做出更大的贡献。
综上所述，生物可降解聚合物材料作为一种环保、可持续发展的替代品，具有广阔的应用前景和市场潜力，其发展将为全球环境保护工作带来积极影响。希望未来在科研人员和产业界的共同努力下，生物可降解材料能够更好地为人类社会发展和环境保护提供支持。
生物可降解材料——聚乳酸的研究进展
第２１卷第４期 ２００７年４月 化工时刊 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｔｉｍｅｓ ＶｏＩ。２１，Ｎｏ。４ Ａｐｒ。４。２００７ 生物可降解材料 聚乳酸的研究进展 陈 蕾 张 炎 陈 萍 汝 玲 刘晓荣 黄毅萍 （安徽大学化学化工学院，安徽合肥２３００３９） 摘要聚乳酸具有良好的生物相容性、降解性和可吸收性，已经广泛用于医药包覆、缓释药物、手术缝合线、骨折固 定材料。综述了聚乳酸的主要合成方法，以及通过与其它材料的复合，改进聚乳酸的结构及性能，以进一步扩大应用 范围。 关键词聚乳酸合成改性 Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｂｉ０ｄｅｇｒａｄａｂｌｅ Ｐｏｌｙｌａｃｔｉｄｅ Ｃｈｅｎ Ｌｅｉ Ｚｈａｎｇ Ｙａｎ Ｃｈｅｎ Ｐｉｎｇ Ｒｕ Ｌｉｎｇ Ｌｉｕ Ｘｉａｏｒｏｎｇ Ｈｕａｎｇ Ｙｉｐｉｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｎ Ｈｕｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅ Ｆｅｉ ２３００３９） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｐｏｌｙｌａｃｔｉｄｅ ｈａｄ ｇｏｏｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ａｎｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ，ａｎｄ ｗａｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｍｅｄｉｃｉｎｅ ｃｏｖｅｒ， ｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｍｅｄｉｃｉｎｅ，ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｔｈｒｅａｄ，ａｎｄ ｉｎｔｅｍａｌ ｆｉｘａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｏｎｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ ｐｏｌｙｌａｃｔｉｄｅ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｏｌｙｌａｃｔｉｄｅ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｔｏ ｅｘ— ｔｅｎｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙｌａｃｔｉｄｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｐｏｌｙｌａｃｔｉｄｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ⅱ 塾墼 盒盛 聚乳酸的合成的研究重点在催化剂的选择和合 成工艺的改进方面。聚乳酸的合成主要有两种方法： ①丙交酯开环聚合；②由乳酸直接缩聚成聚乳酸 （ＰＬＡ）［川。 １．１ 开环聚合 １．１．１ 阳离子开环聚合 阳离子开环聚合的催化剂为质子酸（ＨＣ１Ｅ ］）， ＲＳＯ３Ｈ Ｅ３］）、路易斯酸（Ａｌｃｌ３［ ，ＳｎＣ１４［３］）或烷基化试剂 （ＣＦ３ＳＯａＣＨ３［ ］）。一般认为阳离子型开环聚合的机理 为阳离子先与单体中氧原子作用生成铺离子或氧铺 离子，经单分子开环反应生成酰基正离子，并引发单 体进行增长。阳离子引发开环聚合难以得到高相对 分子质量的聚乳酸。 １．１．２ 阴离子开环聚合 引发剂为强碱，如Ｎａ２Ｃ０３［引，ＲＯＬｌ￣ ］等其引发机 理为阴离子亲核进攻丙交酯羰基，酰氧键断裂。阴离 子催化反应速度快，活性高，可进行本体或溶液聚合， 但同时副反应也很明显，不利于制备高相对分子质量 的聚乳酸。 １．１．３配位聚合 配位聚合是目前研究的最多的一类，催化剂主要 为过渡金属的有机化合物和氧化物，如格氏试剂［引， 稀土化合物等。稀土金属元素具有较强的配合能力。 用稀土类引发剂引发丙交酯开环聚合，主要通过配 位、脱质子化、插入几步完成，该反应速度快，所得产 物相对分子质量高，具有活性聚合的特征。 美国ｃａ噼１１ ＤＯＷ公司开发的绿色新工艺两步法 合成技术［７］。该工艺由乳酸合成、丙交酯合成和聚乳 酸合成等３个过程组成，每个过程都相对独立，且产 率都在９５％以上。其特点是将乳酸制备纳入ＰＬＡ制 备系统一齐考虑，用水发酵制乳酸，用熔融态的丙交 酯和聚合物作为制备单体和ＰＬＡ的反应介质，３个过 程均不使用有机溶剂，且利用过程的内部循环流减少 了废物排放，是名副其实的绿色工艺。 收稿日期：２０Ｏ７—０２—１２ 作者简介：陈蕾（１９８４～），男，硕士生，主要从事高分子材料的研究联系人：黄毅萍（１９６６～），男，副教授，ｙｐｈｕａｎｇ２００１＠ｓｉｎａ．ｃｏｒｎ －－－——４６－－－
微生物降解苯酚污染的研究进展
第5期第44卷第5期2023年5月中南农业科技South-CentralAgriculturalScienceandTechnologyVol.44No.5
May.，2023
许雅洁，张怡洋，刘阳，等.微生物降解苯酚污染的研究进展［J］.中南农业科技，2023，44（5）：233-241．
苯酚是一种具有强毒性且难去除的工业污染
物，是从工业过程中排放出来的，如纺织加工、煤气
化、炼油、皮革制造、树脂合成、香水生产等［1-5］。苯
酚具有毒性、致突变性和致癌性，对环境有严重的破
坏作用［6］。由于大规模的工业应用，苯酚不可避免
地被引入水或土壤环境，造成水体和土壤污染，由于
其毒性大，即使在低浓度下也可能构成严重的生态
危害。苯酚及酚类化合物对水体的污染主要以焦化
废水为主（焦化废水是指化工类企业在工业加工过
程中产生的高毒性、高污染废水），其主要来源于生
产煤和汽油的企业，以及加工液化气、运输制冷等过
程。同时化工厂附近的土壤也会受到一定程度的污
染，进而污染农作物及其制作的食品，最终危害人类
健康。苯酚不仅在环境中具有明显的累积效应，而
且容易与其他有机化合物共存形成新的复合污染
物，或在水中发生取代或其他化学反应转化为比苯
酚毒性更高的酚类化合物，如氯酚、甲基酚和烷基酚
等，而且在生物体内难以分解。酚类化合物的毒性
随结构和官能团的不同而变化，这些物质的顽固性
和持久性更大，增加了对苯酚污染治理的难度，间接
增加了对人体的危害程度［7，8］。
苯酚作为重要的有机化工原料和工业商品，生
产的相关下游产品涉及人们生活的很多方面，如可生产作为汽车外壳涂料的双酚A以及生产为水杨
酸［7］。此外，苯酚还可用作溶剂、试验试剂和消毒
剂等，如作为具有杀菌特性的乳膏和剃须皂，或被
用作内部防腐剂和胃麻醉剂。因此，苯酚在染料、制
药、化肥、塑料、玻璃纤维、食品工业和石化等各种
行业都有应用［9，10］。2019年，全球苯酚需求量约为1200万t，预计未来需求量还会增加。随着中国经
生物可降解塑料聚β-羟基丁酸酯的研究进展
科技资讯
科技资讯SIN&TNOLOGYINFORMTION2008NO.03SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION高新技术生物可降解塑料聚β-羟基丁酸酯的研究进展张帅1辛嘉英1王冬梅2（1哈尔滨商业大学食品工程学院黑龙江哈尔滨150076;2黑龙江中医药大学药学院黑龙江哈尔滨150040）摘要:本文对国内外生物可降解塑料聚β-羟基丁酸酯（PHB）的研究现状进行了较为详尽的综述，分析了目前各种提取技术的原理、特点和存在的问题以及今后的发展前景。关键词:可降解性塑料聚β羟基丁酸酯（PHB）提取中图分类号：Q61文献标识码：A文章编号：1672-3791(2008)01(c)-0007-01环境污染问题已成为任何国家都无法忽视的重大问题。其中，固体废弃物的污染就占有相当大的比重。随着科学技术和工农业的高速发展以及塑料工业的崛起，各种塑料制品的需求量与日俱增，同时也带来废旧塑料“白色污染”的公害，废弃塑料积累大约4000万吨/年，且数量正以惊人的速度增长。为此，1984年以来，美国、日本、欧洲等一些国家一面相继立法，限制合成塑料的适用范围，一面投入大量资金进行可降解塑料的研究开发[1]。生物可降解塑料就是一种在使用过程中能保持与不降解的通用塑料相似的力学强度和材料性能，而使用后可以在自然环境中微生物的作用下，经过一段时间被降解成CO2和H2O等无毒副产物的一种聚合物。它在消费后能进入生态循环系统，自然降解，不留残毒，可以从根本上解决塑料废弃物污染环境的问题，因此最为人们所看好。聚羟基脂肪酸酯（Polyhydroxyal-kanoates，PHA）是原核微生物在碳、氮营养失衡的情况下，作为碳源和能源贮存而合成的一类热塑性聚酯。目前已经发现PHA至少有125种不同的单体结构，并且还在不断地发掘出新的单体；而聚β-羟基丁酸酯（PHB）是PHA中发现最早、研究最多的一种，目前已经初步进入商品化生产阶段。1PHB的性质PHB是100％立体专一性的,因而PHB是高度结晶的晶体,结晶度的范围在55％～80％；其在物理性质甚至分子结构上与聚丙烯很相似，另外，PHB还具有相对密度较大、透氧率低、抗紫外线照射、具有光学活性、阻湿性及压电性的优点[2]。然而，PHB的熔化稳定性较差，分解温度在200℃，该温度与其熔点（约175℃）相近；并且，在环境条件下贮存数日，容易发脆。2PHB的国内外研究进展上世纪初期，1925年法国巴斯德研究所M.Lemoigne首次从巨大芽孢杆菌细胞中发现PHB，并于1927年将它首次从细胞中分离提取出来，标志着关于PHB研究的开始。20世纪70年代后，世界上最早商品化生产PHB的厂家英国帝国化学公司ICI经过十多年的努力，于年采用真养产碱杆菌的一个突变株，成功地生产出工业化商品PHBV，命名为Biopol。当时年产量已达1000t以上，制造出来的产品如香波瓶、一次性剃须刀、饭盒等在德国、日本、美国等国家上市。之后，日本IshizakiA等[3]报道利用H2和CO2为底物培养真养产碱杆菌，经过40h的发酵，获得了较高浓度的PHB。目前，除了利用微生物生产PHB外，转基因植物法生产PHB也是当今研究的方向之一。奥地利的生物技术研究有限公司和林兹化学有限公司等已中试规模生产PHB。加拿大BioventuresAlbertaInc.以重组大肠杆菌生产PHB。而韩国科学技术微生物工程研究中心利用“工程大肠杆菌”生产高分子塑料已进入商品化。我国PHB的研究起步则较晚，但进步很快，目前也取得一些成果。中科院微生物研究所陈琦等1994年报道通过紫外诱变A.eutrophusH16原始菌株选育出能利用葡萄糖发酵生产PHB的优良菌株。清华大学生物系陈国强教授采用基因工程菌生产PHB，产品已实现产业化。中科院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室与哈尔滨商业大学食品科学与工程省重点实验室目前正开展甲烷利用菌积累PHB的研究，研究报告即将发表。3PHB的提取技术目前一些研究较多的提取方法主要包括有机溶剂法、次氨酸钠氯仿法和酶法，另外，一些改进的方法经实验证明也具有很好的效果。3.1有机溶剂法有机溶剂法是用有机溶剂改变膜的通透性，同时使PHB溶解到溶剂中，而非PHB的细胞物质不溶解，从而将PHB提取出来。常用的有机溶剂有：氯仿、三氯乙烷等。该法的优点是基本上不会引起PHB的降解，提取纯度高。缺点是提取率不太高；溶剂的消耗量比较大；使用的溶剂一般都有很大的毒性。3.2次氨酸钠氯仿法次氨酸钠氯仿法也是一种常见的方法。该法中次氯酸钠主要起破壁作用，氯仿则起保护PHB的作用，因而可以提取制得高纯度的PHB，而且PHB降解的程度大大降低，提取率也很高。3.3酶法提取PHB酶法提取B的原理是让大量的非B的细胞物质溶解而B不溶解，从而实现PHB的分离与提纯，一般要通过多种酶来实现非PHB的细胞物质的溶解。酶法提取PHB的操作步骤较复杂，酶作用的条件较苛刻，故还无法满足于工业化的生产。3.4SDS和EDTA提取法彭菊芳,董兆麟等[4]应用十二烷基磺酸钠和乙二胺四乙酸从微生物细胞中提取PHB的方法。实验发现，在50℃，pH＝7的条件下，用10g/L的EDTA和7g/L的SDS共同作用菌体(含PHB66%)15min，可使PHB的纯度达到98.75%。3.5表面活性剂-络合剂水溶液提取法陈银广,陈坚，堵国成等[5]报道了一种从真养产碱杆菌中提取聚-β-羟基丁酸酯的新方法——表面活性剂-络合剂水溶液提取法。将其与其它几种提取方法进行比较，结果表明，用新发明的表面活性剂-络合剂法，聚-β-羟基丁酸酯纯度98.7%，提取率达93.3%。目前，生物可降解塑料在工业化生产中的最大问题就是与化学合成塑料相比生产成本较高，这就需要加大科研创新力度，不断改进生产技术，使其在高新技术领域中获得广泛应用。相信对于生物可降解塑料的研究和开发，会具有非常广阔的前景。参考文献[1]于慧敏,沈忠耀.可生物降解塑料聚-β-羟基丁酸酯（PHB）的研究与发展[J].精细与专用化学品，2001,8：11～14.[2]薛林贵,王维国.我国聚β-羟基丁酸的研究进展与展望[J].微生物学杂志，1999,19(2)：52～55.[3]Ishizaki,A.etal.Abstractsofinterna-tionalSymposiumonBaterialpolyhydroxyalkanoates92,Gotting,1992,117.[4]彭菊芳,董兆麟.一种提取聚-β-羟基丁酸酯的新方法[J].西北大学学报,2002,32(4):406～412.[5]陈银广,陈坚，堵国成,等.聚-β-羟基丁酸酯提取方法的比较[J].无锡轻工大学学报，1998,17(3)：5～9.7CECEECHA1981PHPHPH
可降解材料在吸管方面的应用研究进展
可降解材料在吸管方面的应用研究进展
摘要：在全球经济的大发展下，人们对改善环境的诉求越来越强烈,使用生物降解材料被认为是解决"白色污染"最有效的方案。从我国的双碳战略目标来看,使用可降解材料也可以有效减少温室气体排放。在此背景下,本文总结了生物可降解吸管的生产技术现状，综述了可降解材料在吸管方面的应用研究进展，对相关产业发展提出了建议。
关键词：可降解；吸管；聚乳酸
引言：2020年初，国家发展改革委和生态环境部发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，要求全国范围餐饮行业禁止使用不可降解一次性塑料吸管，这意味着餐饮业不可降解吸管要停用，需要寻找新材料吸管替代市场。但目前市场上的生物可降解吸管在耐热性、力学强度、加工性能等方面还存在不足，并且价格较高。据有关报道可知，仅2019年中国的餐饮业吸管使用量达到了400多亿根（吸管的成本为0.03元/根），如果采用PLA等生物基原料，成本将达到0.10元／根，因此，如何提高生物可降解吸管的使用性能同时降低材料成本也是研发的热点话题。下文通过对近年来可降解材料在吸管方面的应用研究进展分析，希望能给行业提供参考。
一、生物可降解吸管生产技术现状
目前市面上常用的习惯分为纸吸管和改性降解塑料吸管两类。纸吸管吸水性太好，但不能长时间在较热液体使用；改性降解塑料吸管可以长时间在较热液体中使用，但由于其价格高，使用过程中也会出现韧性不足、刚度不够等问题，急需要新的材料添加改良更优。
在常用的众多可降解材料中，由于PLA具有好的光泽度、好的生物相容性、阻隔性能强以及生物可降解性优良等特点，被用于可降解吸管领域；但PLA也有比较明显的缺陷，主要是耐热性差、缺乏柔性、弹性不足。当热软化温度在70℃以下制成吸管后，其降解容易变脆，在较热液体中无法使用。PBAT的分子链段具备长链脂肪烃的柔性和芳环的刚性，因此其具有较优的柔韧性，但是强度不不够；而PBS耐热性和柔韧性比较好，但是刚性不足；PHA共聚物则具有较好的柔韧性和热稳定性以及加工性能良好，但是成本太高［1］。
(PBAT)生物降解性和毒理性研究进展
第34卷第5期2021-09聚酯工业Polyester IndustryVol. 34 No. 5Sep.2021
doi： 10.3969/j. issn. 1008-8261.2021.05.004
（PBAT）生物降解性和毒理性研究进展
郭佳
（新疆蓝山屯河科技股份有限公司，新疆昌吉831100）
摘要:聚合物工业的蓬勃发展为人类的物质生活提供了很多便利的同时，也造成了严重的环境污染和生态破坏。生物可降 解材料是解决这一问题的很好选择，其生物降解产物对环境是否有影响备曼关注。聚己二酸对苯二甲酸丁二烯醋（PBAT） 是一种性能优良的石化基可生物降解高分子材料，生物降解性和毒理性研究表明该聚合物对环境和生态友好，可在食品包 装工业、垃圾袋、购物袋、保鲜膜、地膜等领域取代非生物降解聚合物。关键词:PBAT ；降解性能;毒理性;抗菌中图分类号:TQ323.41 文献标识码:A 文章编号：1008-8261（2021 ）05-0016-04
0前言
聚合物工业的蓬勃发展为人类的物质生活提供
了很多便利。但传统聚酯如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙
烯、聚氯乙烯，由于其不可降解性，给环境和生态造
成了严重的污染，因此引起了人们对聚合物废料处 理的关注⑷。因回收再利用成本高,技术不成熟等
问题，目前废弃料的处理主要以填埋和焚烧为主，而
这2种处理方法会产生新的有害物质。基于此，寻 求可持续发展的绿色节能生物降解材料已成为当今 全球的一个重要课题也。生物可降解高分子材料
（BPMs）根据原材料的不同，可分为可再生高分子材 料和石化高分子材料。聚己二酸对苯二甲酸丁二烯
酯（PBAT）是一种石化基芳香脂肪族共聚酯,具有 良好亲水性和加工性能，物理力学性能与聚乙烯相
近。在肥沃土壤中自然存在的酶的帮助下,几周内
就能完全降解。这些特性使其成为一种优秀的环保
聚合物，可在食品包装工业、垃圾袋、购物袋、保鲜 膜、地膜等领域取代非生物降解聚合物⑶。本文主
淀粉的生物降解研究
淀粉的生物降解研究
淀粉是植物细胞中储存能量的主要形式，也是人们饮食中不可或缺的营养成分之一。然而，这种生物大分子若没有被适当处理，往往会造成环境污染和资源浪费。因此，淀粉的生物降解研究是近年来环保领域的重要研究方向之一。
一、淀粉的结构与特性
淀粉是由α-葡聚糖组成的多糖，包括两种不同的分支类型：支链淀粉（amylopectin）和直链淀粉（amylose）。支链淀粉的α-葡聚糖分子链上有α-(1→6)的分支点，而直链淀粉通常没有分枝或只有很少的分枝。
淀粉的结构和化学性质使其具有独特的特性，一方面，它能在水中形成胶体，从而起到稳定乳液和胶体的作用；另一方面，它能被一系列微生物酶降解，为生物转化和代谢提供能量和原料。
二、淀粉的生物降解方式
淀粉的生物降解通常需要经过三个步骤：淀粉酶的水解、糖类组分的转化、以及最终产物的代谢和利用。
淀粉酶是微生物和动物消化系统中最主要的酶之一，它们能够催化α-葡聚糖链条内α-1,4-糖苷键的断裂，从而得到低聚糖、葡萄糖和其他糖类组分。
在淀粉的转化中，低聚糖和葡萄糖会进一步被微生物代谢，产生醋酸、丙酮酸、乳酸等产物。同时，一些微生物也能将淀粉转化为酒精和CO2等气体，用于食品加工和发酵工艺中。
最后，淀粉降解的终产物可被一些微生物进一步代谢为能量和营养物质，或者被植物吸收和利用。
三、淀粉生物降解的应用 淀粉的生物降解不仅是自然界中重要的生态过程，也被广泛应用于食品加工、环境治理、生物能源开发等方面。
在食品加工中，淀粉酶被广泛用于面包、饼干、麦芽等食品中，它们能够加速了淀粉的分解和转化，改善了食品的质地和口感。
在环境治理中，淀粉有望被利用为可再生资源，通过微生物降解转化为有机肥料、环保材料和生物塑料等产品。例如，利用淀粉为原料制成的生物降解塑料可以替代传统的塑料制品，可以被微生物充分降解，减少对环境的污染。
在生物能源开发中，淀粉被广泛作为一种可再生的碳源，用于生物发酵、生物燃料电池等能源转化技术的研究和开发。
生物降解塑料的新进展与应用
生物降解塑料的新进展与应用
塑料制品在我们日常生活中有着广泛的应用，它们易于制造、耐用、轻便、灵活，并且形态多样，是现代化工和制造业不可或缺的材料之一。但是，由于绝大部分塑料制品是由石油等非可再生资源制成的，并且难以降解，一旦进入环境中就难以分解，造成了严重的污染问题。此外，它们还有可能释放出有害物质，对人体健康产生危害。为了解决这些问题，研究人员一直在努力研发生物降解塑料，这种塑料具有与传统塑料相似的性能，但它可以在自然环境中被微生物降解，从而减少环境污染。
一、生物降解塑料的概念
生物降解塑料是指通过生物加工作用而在自然环境中分解降解的塑料，它们一般是由可再生或可降解的天然高分子或合成高分子制成的。生物降解塑料一般具有“可降解”、“可生物降解”、“可生物降解可降解”等特性，同时还要满足良好的物理和力学性能，如抗拉强度、韧性等。
生物降解塑料通常可以按照其来源分类，分为天然高分子生物降解塑料和合成高分子生物降解塑料两种。天然高分子生物降解塑料是利用生物质资源制备的，具有良好的生物兼容性和可生物降解性。常见的天然高分子生物降解塑料有淀粉类、纤维素类、蛋白质类等。而合成高分子生物降解塑料则是通过化学合成得到的，通常是由可降解的合成单体合成而成，例如聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）等。
二、生物降解塑料的新进展
随着技术的进步和人们对环境问题的重视，生物降解塑料的研究和应用也得到了快速发展。目前，研究人员正在开展的一些新进展包括：
1.改善降解速率
在生物降解塑料的研究中，很多研究人员关注的一个问题就是如何改进降解速率。有些生物降解塑料虽然能够被微生物降解，但是降解速率很慢，需要很长时间才能分解完全。因此，研究人员正在探索各种方法来加速分解。例如，一些研究人员通过改变生物材料的结构和组合，来增加生物降解体系中的微生物数量和代谢速率，从而提高生物降解塑料的降解速率。此外，还有一些人采用物理学或化学法对生物降解塑料进行改性，提高其降解性能。