CN102020772A--一种可生物降解脂肪族聚酯 芳香族聚酯多嵌段共聚物及其制备方法与应用
(10)申请公布号 CN 102020772 A(43)申请公布日 2011.04.20
CN 102020772 A*CN102020772A*
(21)申请号 200910092100.0
(22)申请日 2009.09.15
C08G 81/00(2006.01)C08G 63/16(2006.01)C08G 63/183(2006.01)C08G 63/189(2006.01)C08G 63/199(2006.01)C08G 63/185(2006.01)C08L 87/00(2006.01)(71)申请人中国科学院化学研究所地址100080 北京市海淀区中关村北一街2号
(72)发明人郑柳春 李春成 张栋 管国虎肖耀南
(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司 11245代理人关畅
(54)发明名称一种可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一种可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物及其制备方法与应用。该共聚物是由A链段和B链段构成的AB型多嵌段共聚物；其数均分子量为5,000-500,000，分子量分布为1～5；其中，所述A链段由C2-C12的脂肪族二元酸或其酯、酰氯、酸酐与C2-C12的脂肪族二元醇反应制备得到；所述B链段由1，2-丙二醇与C8-C14的芳香族的或脂环族的二元酸或其酯、酰氯、酸酐反应制备得到。本发明在结晶性脂肪族聚酯中引入刚性的非晶性聚酯链段，得到了可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物，该共聚物在保持生物降解性的同时提高了脂肪族聚酯的力学性能。此外，该共聚物可用作环境友好高分子材料以及聚丁二酸丁二酯、聚乳酸和聚羟基丁酸等生物降解高分子材料的抗冲改性剂，具有很高的应用价值。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
权利要求书 6 页 说明书 11 页 附图 2 页CN 102020786 A1/6页
21.一种可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物，是由A链段和B链段构
成的AB型多嵌段共聚物；其数均分子量为5,000-500,000，分子量分布为1-5；
其中，A链段占整个多嵌段共聚物链段的摩尔百分数为5-95％，B链段占整个多嵌
段共聚物链段的摩尔百分数为5-95％；
所述A链段和B链段均为羟基封端的聚酯预聚物；
所述A链段由C2-C12的脂肪族二元醇与下述a)-d)中至少一种物质反应制备得到，
所述a)为C2-C12的脂肪族二元酸，所述b)为C2-C12的脂肪族二元酸酯，所述c)为
C2-C12的脂肪族二元酸形成的酰氯，所述d)为C2-C12的脂肪族二元酸酐；
所述B链段由1，2-丙二醇与下述e)和f)中至少一种物质反应制备得到，所述e)为
C8-C14的芳香族二元酸或其酯、或C8-C14的芳香族二元酸形成的酰氯、或C8-C14的芳
香族二元酸酐，所述f)为C8-C14的脂环族二元酸或其酯、或C8-C14的脂环族二元酸形
成的酰氯、或C8-C14的脂环族二元酸酐。
2.根据权利要求1所述的可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物，其特征
在于：所述A链段的数均分子量为500-50,000，优选为1,000-20,000；所述B链段的数
均分子量为500-10,000，优选为500-8,000。
3.根据权利要求1或2所述的可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物，
其特征在于：所述A链段由C2-C12的脂肪族二元醇与下述至少一种物质反应制备得
到：草酸、草酸二甲酯、丙二酸、丙二酸二甲酯、琥珀酸、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二酰
氯、琥珀酸酐、戊二酸、戊二酸二甲酯、己二酸、己二酸二甲酯、己二酸二酰氯、辛二
酸、辛二酸二甲酯、癸二酸、癸二酸二甲酯、十二碳二酸和十二碳二酸二甲酯中，优选
草酸、草酸二甲酯、琥珀酸、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二酰氯、琥珀酸酐、己二酸和己二
酸二甲酯；
制成所述A链段的所述C2-C12的脂肪族二元醇为乙二醇、1，3-丙二醇、2-甲基
1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，10-癸二醇、1，4-环己
烷二甲醇、一缩乙二醇和二缩三乙二醇中的任意一种或其任意比例的混合物，优选乙二
醇、1，4-丁二醇和1，4-环己烷二甲醇中的任意一种或其任意比例的混合物；
制成所述B链段的1，2-丙二醇为R-1，2-丙二醇、S-1，2-丙二醇或消旋的1，
2-丙二醇以及它们任意比例的混合物；
制成所述B链段的所述e)中的物质为对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸
二酰氯、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二酰氯、邻苯二甲酸酐、间苯二
甲酸和间苯二甲酸二甲酯中的任意一种或其任意比例的混合物，优选为对苯二甲酸、对
苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸和间苯
二甲酸二甲酯中的任意一种或其任意比例的混合物；
制成所述B链段的所述f)中的物质为环己二酸、环己二酸二甲酯、2，6-萘二酸，
2，6-萘二酸二甲酯、联苯二甲酸和联苯二甲酸二甲酯中的任意一种或其任意比例的混合
物，优选为环己二酸和/或环己二酸二甲酯。
4.根据权利要求1-3中任一所述的可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚
物，其特征在于：所述可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物为下述1)-17)
中的任意一种
：权 利 要 求 书CN 102020772 ACN 102020786 A2/6页
31)所述可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物的数均分子量为96,300，
分子量分布为2.6；A链段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为50％，B链段占整个
多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为50％；所述A链段由琥珀酸和1，4-丁二醇反应得到，
所述A链段的数均分子量为4,063，所述B链段由对苯二甲酸二甲酯和1，2-丙二醇反应
得到，所述B链段的数均分子量为3,200；
2)所述可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物的数均分子量为180,600，
分子量分布为1.8；A链段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为89％，B链段占整
个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为11％；所述A链段由己二酸和1，4-丁二醇反应得
到，所述A链段的数均分子量为1,000，所述B链段由2，6-萘二酸和1，2-丙二醇反应
得到，所述B链段的数均分子量为6,888；
3)所述可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物的数均分子量为249,600，
分子量分布为3.2；A链段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为89％，B链段占整
个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为11％；所述A链段由己二酸和1，4-丁二醇反应得
到，所述A链段的数均分子量为1,000，所述B链段由2，6-萘二酸和1，2-丙二醇反应
得到，所述B链段的数均分子量为6,888；
4)所述可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物的数均分子量为488,100，
分子量分布为1.9；A链段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为89％，B链段占整个
多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为11％；所述A链段由琥珀酸和1，4-丁二醇反应得到，
所述A链段的数均分子量为4,063，所述B链段由对苯二甲酸二甲酯和1，2-丙二醇反应
得到，所述B链段的数均分子量为3,200；
5)所述可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物的数均分子量为82,700，
分子量分布为1.9；A链段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为50％，B链段占整个
多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为50％；所述A链段由琥珀酸和1，4-丁二醇反应得到，
所述A链段的数均分子量为4,063，所述B链段由对苯二甲酸和1，2-丙二醇反应得到，
所述B链段的数均分子量为2,000；
6)所述可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物的数均分子量为410,800，
分子量分布为1.5；A链段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为89％，B链段占整个
多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为11％；所述A链段由琥珀酸和1，4-丁二醇反应得到，
所述A链段的数均分子量为5,968，所述B链段由环己二酸和1，2-丙二醇反应得到，所
述B链段的数均分子量为680；
7)所述可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物的数均分子量为237,500，
分子量分布为3.9；A链段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为89％，B链段占整个
多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为11％；所述A链段由琥珀酸和1，4-丁二醇反应得到，
所述A链段的数均分子量为5,968，所述B链段由环己二酸和1，2-丙二醇反应得到，所
述B链段的数均分子量为680；
8)所述可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物的数均分子量为288,500，
分子量分布为2.6；A链段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为17％，B链段占整个
多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为83％；所述A链段由琥珀酸二甲酯和1，4-丁二醇反
应得到，所述A链段的数均分子量为16,500，所述B链段由联苯二甲酸二甲酯和1，2-
丙权 利 要 求 书CN 102020772 ACN 102020786 A3/6页
4二醇反应得到，所述B链段的数均分子量为9,878；
9)所述可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物的数均分子量为218,500，
分子量分布为2.3；A链段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为17％，B链段占整个
多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为83％；所述A链段由琥珀酸和1，4-丁二醇反应得到，
所述A链段的数均分子量为5,968，所述B链段由对苯二甲酸二甲酯和1，2-丙二醇反应
得到，所述B链段的数均分子量为5,100；
10)所述可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物的数均分子量为62,200，
分子量分布为3.8；A链段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为50％，B链段占整个
多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为50％；所述A链段由琥珀酸和1，4-丁二醇反应得到，
所述A链段的数均分子量为4,063，所述B链段由对苯二甲酸二甲酯和1，2-丙二醇反应
得到，所述B链段的数均分子量为3,600；
11)所述可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物的数均分子量为
122,200，分子量分布为4.8；A链段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为50％，B链
段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为50％；所述A链段由琥珀酸和1，4-丁二醇
反应得到，所述A链段的数均分子量为4,063，所述B链段由间苯二甲酸和1，2-丙二醇
反应得到，所述B链段的数均分子量为1,700；
12)所述可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物的数均分子量为
102,700，分子量分布为2.9；A链段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为89％，B链
段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为11％；所述A链段由琥珀酸和1，4-丁二醇
反应得到，所述A链段的数均分子量为5,968，所述B链段由邻苯二甲酸酐和1，2-丙二
醇反应得到，所述B链段的数均分子量为6478；
13)所述可生物降解脂肪族聚酯/芳香族聚酯多嵌段共聚物的数均分子量为
280,300，分子量分布为1.9；A链段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为64％，B链
段占整个多嵌段共聚物链段为摩尔百分数为36％；所述A链段由琥珀酸和1，4-丁二醇反
生物降解材料
生物降解材料聚乳酸及其共聚物的降解研究
塑料、橡胶和合成纤维虽然与人类的生活密切相关，但大多数不能自然分解，其废弃物会造成大量的白色污染。随着非降解塑料所引起的白色污染问题变得越来越严重，寻找可降解的替代材料已经成为必然的趋势。自20世纪60年代以来，人们开始研究与开发生物可降解聚合物及其制品，以保护环境，实现资源的可循环利用。20世纪90年代末，生物降解性材料的研究日渐活跃，已经涉及到食品包装、农用薄膜和医用材料等领域。刚刚工业化的聚乳酸(PLA)就是其中最有发展前景的一种材料，它是新型绿色高分子材料，也是目前综合性能最出色的环保材料之一。PLA以谷物发酵得到的乳酸(LA)为原料聚合而得，废弃后它能在自然界的微生物、酸、水、碱等介质的作用下完全分解，最终产物是CO2和H2O，不会对环境产生污染。它具有良好的生物相容性、力学性能和耐水性。因此，在已经开发的生物材料中，PLA由于来源于天然，完全生物降解，对环境无污染等优点，成为最具有前途的可生物降解高分子材料。相信随着合成技术的不断提高及应用范围的逐渐扩大，价格问题将不再是阻碍PLA使用的主要因素。当前对PLA的合成研究较为广泛，而对其降解的探讨则相对较少。为此，笔者对PLA的降解进行了系统讨论。对于拓展PLA类高分子材料在工业、药物、农业等方面的应用具有指导意义。
1 PLA的基本性质与降解性能
1.1 PLA的基本性质
由于乳酸分子中具有一个手性碳原子，根据其光学活性不同可将其分为L-乳酸和D-乳酸，因此乳酸二聚体丙交酯以及其聚合物也存在不同的立体构型。由它得到的PLA也就具有三种基本立体异构体:聚右旋乳酸(PDLA)、聚左旋乳酸(PLLA)、聚消旋乳酸(PDLLA)。由于PLA的光学活性不同，使其在聚集态的微观结构上业存在显著的差异，从而导致其力学强度、降解速率、加工性能、硬度等方面存在着很大的差异。其中，PDLA与PLLA具有结晶性，PDLA为结晶结构，PLLA为半结晶性结构，熔点可高达170～180℃，因此其力学强度好且降解吸收时间也比较长，是制作内植骨固定装置的理想材料。而PDLLA则是非结晶性的，为无定形聚合物，玻璃化转变温度Tg为55～60℃，降解吸收的速度较快，主要用作软组织修复与药物控释载体材料。
生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用
1 / 8 生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用
摘要：聚乳酸（PLA）是人工合成的可生物降解的的热塑性脂肪族聚酯，其具有良好的机械性能、热塑性、生物相容性和生物降解性等，广泛应用于可控释材料、生物医用材料、组织工程材料、合成纤维等领域。本文主要介绍了聚乳酸的合成、改性及其在各个领域的应用。
关键词：聚乳酸；生物降解；合成；应用
随着大量高分子材料在各个领域的应用，废弃高分子材料对环境的污染有着日益加剧的趋势。处理高分子材料的一些老套方法如焚烧、掩埋、熔融共混挤出法、回收利用等都存在缺陷并有一定的局限性，给环境带来严重的负荷，因此开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。而乳酸主要来源于自然界十分丰富的可再生植物资源如玉米淀粉、甜菜糖等的发酵。聚乳酸（polylactide简称PLA)在自然环境中可被水解或微生物降解为无公害的最终产物CO2和H2O，对其进行堆肥或焚烧处理也不会带来新的环境污染[1]。此外聚乳酸及其共聚物是一种具有优良的生物相容性的合成高分子材料。它具有无毒、无刺激性、强度高、可塑性强、易加工成型等特点，因而被认为是最有前途的生物可降解高分子材料[2]。利用其可降解性，也可用作生物医用材料如组织支架、外科手术缝合线、专业包装、外科固定等。
1 生物降解机理[3，4]
生物降解是指高分子材料通过溶剂化作用、简单水解或酶反应，以及其他有机体转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。高分子材料的生物降解过程可分为4个阶段：水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。微生物首先向体外分泌水解酶，与可生物降解材料表面结合，通过水解切断这些材料表面的高分子链，生成低相对分子质量的化合物（有机酸、糖等)，然后，降解的生成物被微生物摄入体内，合成为微生物体物或转化为微生物活动能量，在耗氧条件下转化为CO2，完成生物降解的全过程。材料的结构是决定其是否可生物降解的根本因素。合成高分子多为憎水性的，一般不能生物降解，只有能保持一定湿度的材料才有可能生物降解。含有亲水性基团的高分子可保持一定的湿度，宜生物降解，同时含有亲水和憎水基的聚合物生物降解性好。一般分子量大的材料较分子量小的更难生物降解；脂肪族聚合物比相应的芳香族聚合物容易生物降解；支化和交联会降低材料的生物降解性。另外，材料表面的特性对生物降解也有影响，粗糙表面材料比光滑表面材料更易降解。影响可生物降解性的化学因素主要有高分子的亲水性、构型、形态结构、链段的活动性、分子量、高聚物的组成以及上述因素之间的相互关系等。高分子的亲水性越强越易水解，水解酶对酯键、酰胺键和氨基甲酸酯都有较强的作用；无定型态的高聚物比结晶状态容易水解；分子链段越柔顺，玻璃化温度越低，越有利于降解；链段活动性越大，自由体积越大，越容易受到酶的进攻，也就越容易降解；可降解性随着分子量增大而降低；高聚物的组成，如共混、共聚等也影响着高分子的可降解性。一般情况下只有极性高分子才能与酶相吸附并能很好亲和，因此高分子具有极性是生物降解的必要条件。具有生物降解性（包括水解）的分子化学结构有：脂肪族酯键、酞键、脂肪族醚键、亚甲基、氨基、酰氨基、烯氨基、芳香族偶氮基、脲基、氨基甲酸乙酯等。
生物可降解材料的制备和性能
生物可降解材料的制备和性能
近年来，随着环保和可持续发展意识的增强，人们对环境友好型材料的需求不断增加。其中，生物可降解材料作为一种新型环保材料，备受瞩目。生物可降解材料是指由天然有机物或合成生物高分子材料制备的具有良好的生物降解性能的材料。与传统合成材料相比，生物可降解材料具有可降解性能、生物相容性、舒适性等优点，成为了今后替代传统材料的一种绿色途径。
一、生物可降解材料的制备方法
生物可降解材料的制备涉及到许多方面的技术，如聚合、加工和材料检测等。下面将分别介绍这些方面的技术。
1. 聚合制备
生物可降解材料的制备基础是聚合技术。常见的生物可降解聚合物有聚乳酸（PLA）、聚羟基丁酯（PHB）、聚己内酯（PCL）等。聚合法制备生物可降解材料可以分为单体聚合、接枝聚合和共聚合。其中，单体聚合是制备生物可降解材料的主要方法，它可通过开环聚合反应或环氧乙酸酯聚合反应制备。
2. 加工制备
生物可降解材料的加工是将聚合得到的高分子材料加工成特定形状和尺寸的最后产品。加工制备过程中，要考虑到材料的熔化温度和流动特性，以及产品的机械性能、尺寸精度等因素。目前，生物可降解材料的加工主要有热成型、吹塑成型、注塑成型、挤出成型等几种类型。
3. 材料检测
生物可降解材料的检测主要包括物理性能、机械性能、流变性能、热性能、化学性能等方面的检测。这些测试可以帮助了解材料的性质和特性，从而进一步确定合适的制备方法和材料选择。
二、生物可降解材料的性能
生物可降解材料在性能方面比传统材料有明显的优势。下面将对其性能进行介绍。
1. 可降解性能
生物可降解材料的可降解特性是其最大的优点之一。以聚乳酸为例，聚乳酸在自然环境中可以被微生物通过酶分解为二氧化碳和水，同时释放出能量，因此，聚乳酸可以完全降解。
2. 生物相容性
生物可降解材料的生物相容性指的是它与人体组织或动物组织的相容性，即它与人体或动物没有敏感反应或排异反应。这种生物相容性可以减轻患者的疼痛和不适感，提高患者对材料的接受度。
微球制备工艺
微球制备工艺-乳化法
高分子微球是采用已有的高分子材料，如天然高分子、生物可降解高分子、嵌段高分子材料为载体材料制备微球和微囊。最常用的制备工艺是乳化-固化法制备的。微球一般是用O/W或W/O型乳液法制备的实心颗粒称之为微球；用复乳法制备的颗粒一般带有空腔，称之为微囊，两者统称为微球。
乳化-固化法
制备高分子微球、生物降解性高分子微球最常用的方法。
制备方法：将高分子材料溶解在有机溶剂或水溶剂中，按照粒径需求和高分子材料的物理化学性质，采用用不同的乳化方法制备成W/O型、O/W型、W/O/W型或O/W/O型乳液，制备乳液时，连续相中需加入乳化剂/稳定剂，使乳液稳定。然后除去溶剂或物理/化学交联等方法固化得到微球。
微球的形成
由成核过程与核成长过程组成，此过程决定微球粒径和粒径分布。选择合适的制备工艺制备理想的微球。
乳化方法：
1、 机械搅拌法；
2、 均质乳化法；
3、 高压微射流法；
4、 超声乳化法；
5、 微孔膜乳化法；
6、 微流控法。
乳化方法及其制备的乳液特点
机械搅拌法
最常用的方法，采用搅拌桨将油相和水相混合并将大液滴破损成小液滴，搅拌速度越快获得的液滴越小，一般可以获得几微米至几百微米的液滴。
均质乳化法
一种高速搅拌法，通过调节搅拌剪切速度，可获得几十纳米至几微米的微球，但是由于剪切速度高，耗能大并产热，易使对热敏感的API失活。
高压微射流
在超高压（310MPa）压力作用下，乳液经过微孔径产生几倍音速的流体，从而达到分散和乳化的目的。其耗能大并产热，易使对热敏感的API失活。
超声乳化法
在超声波能量作用下，油水混合形成乳液。其产热高，易使对热敏感的API失活，一般需求在容器周围放上冷却装置。
微孔膜乳化法
分散相在驱动力下压过膜孔，通过分散相和膜孔之间的界面张力形成均一的液滴，用物理或化学方法固化后可得到均一的微球
微流控法
通过严格控制两相流动速度来制备粒径可控的液滴，粒径分布系数可达到5%以下。微流控可实现粒径可控及形貌结构可控，但是现阶段还难以实现大规模制备。
dpa降解材料
dpa降解材料
DPA降解材料及其应用
引言：
DPA降解材料是一种具有优异性能和广泛应用前景的新型材料。本文将介绍DPA降解材料的基本原理、制备方法和应用领域，并展望其未来发展方向。
一、DPA降解材料的基本原理
DPA降解材料是由二苯甲酮（DPA）分子构成的高分子材料，具有可控的降解性能。其基本原理是DPA分子的结构存在稳定的内酯环，通过调控环的开合速率来控制材料的降解速度。当环开合速率较快时，材料降解速度较快；当环开合速率较慢时，材料降解速度较慢。
二、DPA降解材料的制备方法
制备DPA降解材料的方法多种多样，常见的方法包括溶液共聚法、溶液旋涂法和电化学合成法等。其中，溶液共聚法是一种较为常用的制备方法。首先将DPA和合适的共聚单体溶解在有机溶剂中，随后通过聚合反应将其共聚成高分子材料。该方法制备的DPA降解材料具有较好的结晶性和降解性能。
三、DPA降解材料的应用领域
1. 医疗领域：DPA降解材料可以用于制备可降解的医疗器械，如缝合线和支架等。这些器械在人体内使用一段时间后可以自行降解，避免了二次手术取出的风险，减轻了患者的痛苦。
2. 环境领域：DPA降解材料可以应用于环境污染治理。将DPA降解材料制备成吸附剂，可以用于吸附和去除水中的有机污染物，如重金属离子和有机染料等。这对于改善水体质量和保护生态环境具有重要意义。
3. 农业领域：DPA降解材料可以用于制备可降解的农膜。传统农膜使用后难以降解，会造成土壤污染和生态破坏。而DPA降解材料制备的农膜能够在一定时间内自行降解，减少对土壤的污染，有利于农作物的生长和环境的保护。
4. 包装领域：DPA降解材料可以用于制备可降解的包装材料。传统塑料包装材料难以降解，对环境造成严重影响。而DPA降解材料制备的包装材料在使用一段时间后可以自行降解，减少对环境的污染。
展望：
DPA降解材料作为一种新型材料，具有广阔的应用前景。未来，随着对可持续发展的要求越来越高，DPA降解材料将在更多领域得到应用。同时，研究者们也在不断探索DPA降解材料的制备方法和性能调控策略，以提高其降解性能和应用范围。
可生物降解材料的降解机理、种类、应用!【建筑工程类独家文档首发】
可生物降解材料的降解机理、种类、应用！【建筑工程类独家文档首发】
从源头保护环境才是最有效的手段
序：简要说明了生物可降解材料的含义、降解原理，介绍了目前较为成功的生物可降解材料的种类、结构、性能及制备方法。阐述了高分子材料生物降解性的影响因素。
1生物可降解高分子概念
生物降解高分子是指高分子塑料使用性能优良，废弃时在自然界中被微生物作用而降解，最终变成水和二氧化碳等无害的分子物质，从而进入自然界良性循环的塑料及其制品。
2降解原理
目前，生物降解的机理尚未完全研究透彻。一般认为，高分子材料的生物降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶，和材料表面结合，通过水解切断高分子链，生成分子量小于500g/mol以下的小分子量的化合物(有机酸、糖等)；然后，降解的生成物被微生物摄入体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。这种降解具有生物物理、生物化学效应，同时还伴有其它物化作用，如水解、氧化等，是一个非常复杂的过程，它主要取决于高分子的大小和结构，微生物的种类及温度、湿度等环境因素。高分子材料的化学结构直接影响着生物可降解能力的强弱，一般情况下:脂肪族酯键、肽键＞氨基甲酸酯＞脂肪族醚键＞亚甲基。此外，分子量大、分子排列规整、疏水性
大的高分子材料不利于微生物的侵蚀和生长，不利于生物降解。通过各种研究表明，降解产生的碎片长度与高分子材料单晶晶层厚度成正比，极性越小的共聚酯越易于被真菌降解，细菌对a－氨基含量高的高分子材料的降解作用十分明显。高分子材料的生物降解通常情况下需要满足以下几个条件:(1)存在能降解高分子材料的微生物；(2)有足够的氧气、潮气和矿物质养分；(3)要有一定的温度条件；⑷pH值大约在5～8之间。生物降解高分子材料的研究途径主要有两种，一种是合成具有可以被微生物或酶降解的化学结构的大分子；另一种是培养专门用于降解通用高分子材料的微生物。目前的研究方向以前一种为主，人们已经成功地合成了一系列生物可降解高分子材料。
一种可吸收止血骨蜡及其制备方法
一种可吸收止血骨蜡及其制备方法
可吸收止血骨蜡是一种用于骨缺损填充和骨修复的生物活性材料。它具有良好的生物相容性和生物可降解性，并且能够同时发挥骨修复和止血的作用。本文将介绍一种可吸收止血骨蜡的制备方法。
制备可吸收止血骨蜡的关键是选择合适的材料和合适的制备方法。目前常用的可吸收止血骨蜡材料包括聚乳酸（PLA）、聚丙酸羟乙酯（PHEMA）和羟基磷灰石（HA）等。这些材料都具有良好的生物相容性和生物可降解性，可以在体内逐渐降解，并且与骨组织有良好的结合性。
首先，准备所需的材料：聚乳酸、聚丙酸羟乙酯、羟基磷灰石和生物活性物质（如生长因子等）。将这些材料分别制备成粉末，并进行粉末表征，确定其粒径和化学组成。
然后，将聚乳酸和聚丙酸羟乙酯按照一定比例混合。可以根据需要调整不同材料的比例，以控制材料的降解速度和力学性能。同时，将一定比例的羟基磷灰石粉末加入混合物中。 接下来，将混合物与生物活性物质进行混合。可以根据需要选择不同的生物活性物质，如细胞因子、血小板富集的血浆等，以促进骨组织的生长和修复。
再然后，将混合物进行热压成型。将混合物放入热压机中，施加一定的压力和温度，使其热塑性，并且形成具有一定形状和尺寸的样品。这样可以提高材料的力学性能和形状稳定性。
最后，对制备的样品进行后处理。可以对样品进行喷洒、冷却和退火等处理。这样可以改善样品的表面质量和物理性能，为其在临床使用中提供更好的使用效果。
以上就是一种可吸收止血骨蜡的制备方法。通过合理选择材料和制备条件，可以得到具有良好生物相容性和生物可降解性的材料。这种可吸收止血骨蜡可以在骨缺损填充和骨修复中发挥重要作用，具有广阔的应用前景。
生物可降解聚合物的发展与应用
生物可降解聚合物的发展与应用
近年来，随着环保意识的不断提高，生物可降解聚合物的发展和应用成为了研究生物材料的热门话题。本文将从生物可降解聚合物的定义、分类、制备工艺、性质和应用等方面进行分析和探讨。
一、生物可降解聚合物的定义和分类
生物可降解聚合物指的是那些可以通过微生物、植物和动物等生物体的代谢作用或天然混合物的氧化降解而分解为低分子化合物的聚合物。这些聚合物具有广泛的来源，其中包括植物、动物和微生物等生物来源的聚合物，还有由合成的低分子单体组成的聚合物。按照来源可以分为天然生物可降解聚合物和合成生物可降解聚合物。按照聚合物的结构可以分为蛋白质聚合物、多糖类聚合物和脂肪族聚合物等。
二、生物可降解聚合物的制备工艺
目前生物可降解聚合物的制备工艺主要有两种方式：通过天然来源和通过合成方法。
1.通过天然来源制备生物可降解聚合物
生物可降解聚合物的天然来源主要包括纤维素、淀粉、蛋白质、天然高分子等。
以淀粉为例，淀粉是一种由α-葡萄糖分子组成的高分子量多糖，是制备生物可降解聚合物的传统材料。淀粉的结构含有α－1，4糖苷基和α－1，6糖苷基二种分支状结构，这使得淀粉分子在水中易于水解。在制备淀粉的基础上，通过化学或者生物酶辅助的方法，可以制备出一些生物可降解聚合物，如淀粉酯、淀粉酚类等。
2.通过合成方法制备生物可降解聚合物
生物可降解聚合物的合成方法主要有控制活性聚合法和环保生物降解聚合法。
其中，控制活性聚合法是指通过化学反应将生物可降解单体分子聚合成聚合物。这种方法可以提高生物可降解聚合物的稳定性和物理性质，同时可以通过改变聚合物的分子结构和化学性质来调节聚合物的性质和应用。目前常见的控制活性聚合法包括原子转移自由基聚合法（ATRP）和辐射诱导聚合法等。
而环保生物降解聚合法则是通过生物体代谢作用降解的聚合物，其优点是不使用有毒有害的化学原料，在环保方面具有技术先进和意义重要的位置。常见的环保生物降解聚合法包括微生物聚合法、复合发酵法和酶催化聚合法等。
peg水凝胶的制备方法
peg水凝胶的制备方法
PEG水凝胶是一种常见的生物材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性，广泛应用于组织工程、药物传递和细胞培养等领域。本文将介绍PEG水凝胶的制备方法。
一、材料准备
制备PEG水凝胶所需的主要材料包括聚乙二醇（PEG）、交联剂、溶剂和其他辅助材料。其中，PEG的分子量和交联剂的种类和浓度会影响水凝胶的物理性质和生物性能。
二、PEG水凝胶的制备步骤
1. 溶解PEG：将一定量的PEG加入到适当的溶剂中，如生理盐水或PBS缓冲液中，并用磁力搅拌器在室温下溶解PEG。
2. 加入交联剂：根据需要，选择合适的交联剂加入到PEG溶液中。常用的交联剂有N-羟基丙烷酰胺（NHS）和1-乙酰基-2-硫酰基乙酸酯（ACRL）。交联剂的浓度可以根据需要进行调整。
3. 搅拌混合：将PEG溶液和交联剂充分混合，可以使用磁力搅拌器进行搅拌，确保交联剂均匀分布在PEG溶液中。
4. 均匀混合：将PEG溶液和交联剂混合液放置在室温下静置一段时间，使其均匀混合。可以根据需要调整混合时间，一般为几分钟到几小时。
5. 加热交联：将混合液加热至适当的温度，一般为37℃到60℃之间。加热的时间可以根据需要进行调整，一般为几分钟到几小时。
6. 凝胶形成：经过加热交联后，PEG溶液会逐渐形成凝胶。可以观察溶液的外观和黏度变化来确定凝胶形成的时间点。
7. 洗涤和贮存：将凝胶用适当的溶液进行洗涤，去除交联剂和其他杂质。洗涤后的凝胶可以用PBS缓冲液或无菌生理盐水进行贮存，放置在4℃或-20℃的冰箱中保存。
三、PEG水凝胶的性质调控
PEG水凝胶的性质可以通过调整材料的分子量、交联剂的浓度和交联时间等因素来实现。具体来说，较高的PEG分子量可以提高凝胶的强度和稳定性，但也会降低凝胶的可降解性。交联剂的浓度和交联时间的增加可以增加凝胶的交联程度，从而提高凝胶的机械性能。
PEG水凝胶还可以通过添加其他功能性分子来调控其性质。例如，可以在制备过程中加入具有生物活性的物质，如细胞因子或药物，实现对细胞行为的调控。还可以将PEG水凝胶与其他材料结合，如纤维素或胶原蛋白，形成复合凝胶，以获得更好的生物相容性和生物活性。
生物降解聚合物的制备和应用
生物降解聚合物的制备和应用
随着全球人口的增加和经济的发展，塑料制品的大量生产和使用导致了严重的环境问题。传统的化学合成塑料虽然具有优异的物理和化学性质，但它们很难被降解和分解，长时间的残留在环境中，造成了一系列的环境问题，如塑料污染、海洋垃圾、生物毒性等。解决这些问题的途径之一是开发新型的生物降解材料。本文将重点介绍生物降解聚合物的制备和应用。
一、生物降解聚合物的制备
1. 从可再生原料制备生物降解聚合物
生物降解聚合物的制备一般是从可再生原料中提取生物质，得到单体或聚合体，再通过化学或生物技术手段进行聚合反应制备出生物降解聚合物。可再生原料包括淀粉、木材、植物纤维等。生物降解聚合物可以分为天然聚合物和合成聚合物两大类。
天然聚合物：
天然聚合物是来源于动植物、微生物等天然资源的高分子化合物，它们基本符合绿色可持续发展的原则。淀粉是常见的天然聚合物，在淀粉中，α-葡聚糖的分子链交替外露，形成了高度分散的纤维结构，淀粉是具有很好的降解性能的天然生物质料，淀粉和其它天然高分子可以通过化学改性反应制备出生物降解聚合物。
合成聚合物：
与天然聚合物相比，合成聚合物性质复杂、结构规则、性质可控性好等特点，能够满足更多的应用需求。但合成聚合物的制备工艺大多数基于石化合成原料，存在社会、经济和环保等方面的问题。因此，制备生物降解聚合物是接棒化学合成塑料的最好方式之一。聚乳酸（PLA）是合成聚合物中用于生物降解塑料制备的最为常见的材料。PLA本身就是一种可生物降解的高分子聚合物，其结构中含有所有可自我分解分子的基团环保性能佳，无毒，并具有可控性能和低热稳定性。
2. 将微生物直接转化为生物降解聚合物
微生物的代谢途径、酶和催化剂等具有丰富多样性和高效性, 可以通过改变培养条件诱导微生物进行合成，制备出高质量、高效生物降解聚合物，可以通过微生物直接转化为生物降解聚合物。传统的生物降解聚合物制备方法，费时费力并且稳定性较差，因此，研究新型肽、蛋白质基因的表达和改造，可以有效的促进生物降解聚合物的制备。