功能高分子材料-第六章 环境降解高分子材料
功能高分子-可降解生物材料PHAs
（如作为药物的缓适载体、手术缝线等）。
（2）在自然环境中酶降解 许多细菌和真菌可分泌外解聚酶，有些甚至可
以利用PHB作为唯一碳源生长。
PHAs展望
➢ PHAs作为一种生物可降解的热塑性材料，早 在60年代就已引起了人们的广泛关注，但由 于工业化生产的PHB与聚丙烯的价格相比高 出许多，缺乏相应的市场竞争能力。
可降解生物材料
-聚羟基脂肪酸酯（PHAs）
CONTENTS
1. PHAs简介 2. PHAs合成方法 3. PHAs生物降解 4. PHAs展望
PHAs简介
1.1 PHAs概述
➢ 聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates，PHAs) 是原核微生物在受到某种基本营养成分（如N、 P、S、O 或 Mg）的供给限制时，将过量碳源 以碳源和能源形式储存而合成的一类胞内热塑 性聚酯，积累量可占到细胞干重的 30%～80%， 是一种天然的高分子生物材料。
• 容器、瓶、 袋、薄膜等包装材 料；
• 妇女卫生用品、 尿布等； • 合成手性化合物的前体原料。
PHAs简介
1.4 PHAs的应用
人 工 心 脏 瓣 膜
一 次 性 塑 料 制 品
骨 骼 软 组 织
医 用 纱 布
PHAs合成方法
合成 方法
Байду номын сангаас
生物合成法 化学合成法
微生物发酵法 转基因植物法
活性污泥法
1 在提取过程中尽可能减少聚 合物分子量的降低 2 纯度高
性能 改进
与其它可降解材料共混
1 进行侧链修饰，增大分子量 2 采用淬火工艺，解决脆性大 和易老化问题
功能高分子复习资料
功能高分子—上篇—李晓东篇第一章功能高分子材料总论I 功能高分子材料概述★什么是功能高分子材料？高分子主链上或支链上加上一种或几种具有某些特殊性质的基团，使它能在光、电、磁、阻燃和耐高温等性能方面有特殊的性质，对物质的能量和信息具有传输、转化或贮存的作用。
★功能高分子材料如何分类？①按照性质和功能分为：反应型高分子、光敏高分子、电活性高分子、膜型高分子功能、吸附性高分子、高性能工程材料、高分子智能材料；②按照用途分为：医用高分子、分离用高分子、高分子化学反应试剂、高分子染料。
II功能高分子材料的结构与性能的关系★功能高分子的结构层次如何划分？元素组成、官能团结构、链段结构、微观构象结构、超分子结构和聚集态、宏观结构。
（由微观到宏观）★功能高分子材料的构效关系指什么？结构的变化产生性能变化之间的关系★官能团的性质与聚合物功能之间有什么关系？I.功能高分子的性质主要取决于所含的官能团；II.功能高分子的性质取决于聚合物骨架与官能团的协同作用；III.官能团与聚合物不可区分；IV.官能团在功能高分子中起辅助作用。
（骨架作用越来越大）★聚合物骨架有何作用？I.溶解度下降效应；II.机械支撑作用；III.模板效应；IV.稳定作用；V.其他作用。
★简述聚合物骨架的种类和形态。
主要有线性聚合物、分支聚合物、交联聚合物：I.以聚乙烯、聚苯乙烯、聚苯醚等为代表的饱和碳链型聚合物；II.以聚酯、聚酰胺骨架为代表的聚合物；III.以多糖和肽链为代表的大分子；IV.以聚吡咯、聚乙炔、聚苯等为主链带有线性共轭结构的聚合物；V.以聚芳香内酰胺为主链的梯形聚合物。
★简述高分子材料与功能相关的性质。
①聚合物的溶胀和溶解性质(溶剂分为两性溶剂、溶胀剂和非溶剂。
其交联度和溶胀度成反比主要是因为交联度越大，网隙率越小，溶剂越难渗入)②聚合物的多孔性；③聚合物的渗透性；④功能高分子的稳定性（机械稳定性和化学稳定性）。
III功能高分子材料的制备策略★简述功能高分子材料的制备的常用方法。
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。
高分子降解机理
高分子降解机理引言高分子材料在现代社会中得到广泛应用，但随之而来的是高分子废弃物的大量产生，给环境带来了巨大压力。
为了解决这一问题，人们开始研究高分子的降解机理，以期能够开发出可持续发展的高分子材料和降解方法。
本文将探讨高分子降解的机理，并介绍一些常见的高分子降解方法。
一、高分子降解的基本原理高分子材料的降解是指高分子链的主链或侧链在外界条件的作用下发生断裂的过程。
高分子的降解可以是自然降解，也可以是人工加速降解。
无论是自然降解还是人工加速降解，高分子降解的基本原理都是相似的。
1.1 热降解热降解是指在高温下，高分子的键被破坏，从而导致高分子链的断裂。
高温可以提供足够的能量，使高分子链中的键发生裂解。
热降解是一种常见的高分子降解方法，可以通过控制加热温度和时间来实现高分子材料的降解。
1.2 光降解光降解是指在光照条件下，高分子链发生断裂。
光降解通常是指紫外光降解，紫外光具有较高的能量，可以激发高分子链中的键，导致链的断裂。
光降解在日常生活中也得到了广泛应用，比如太阳光照射下塑料制品的老化。
1.3 化学降解化学降解是指高分子材料在化学物质的作用下发生断裂。
化学降解可以通过在高分子链中引入易于断裂的键，或者引入具有降解活性的化学物质来实现。
化学降解可以根据不同的化学物质选择适当的反应条件，实现高分子的降解。
二、常见的高分子降解方法为了实现高分子材料的降解，人们开发了多种降解方法。
下面将介绍一些常见的高分子降解方法。
2.1 生物降解生物降解是指高分子材料在生物体内或生物体的作用下发生降解。
生物降解是一种可持续的降解方法，通过利用微生物或酶的作用，将高分子材料降解为可溶性低分子物质。
生物降解可以在自然环境中进行，也可以在工业条件下进行。
2.2 水解降解水解降解是指高分子材料在水的作用下发生降解。
水解降解是一种常见的降解方法，可以通过调节水的温度、pH值和反应时间来控制降解速度。
水解降解可以将高分子材料降解为可溶性低分子物质，从而实现高分子的降解。
环境降解塑料的降解原理及影响降解的因素
胡汉杰老师的文章花样繁多的塑料制品已渗入到当今的人类社会的各个方面，它既为人类生活提供了方便，成为了人类生活的必需品，但也为人类社会带来了越来越严重的环境污染问题。
为了解决塑料制品带来的白色污染问题，世界各国都在努力探求、研发、生产在环境中可被降解的新材料以替代目前对环境造成污染的通用塑料制品。
面对研发过程中出现的众多“降解塑料”品种及各种技术，我们在研究选题、寻找环境降解塑料新品种及新技术时，如何来判别哪些高分子化合物可以在环境中被降解、塑料在环境中被降解的因素是什么，就成了研究或产业开发可环境降解新材料所必须了解的基础知识。
因此，本文想就这个问题，在文献总结的基础上，谈一些个人看法，以供感兴趣的人士参考。
一，高分子材料环境降解的原理所谓环境降解高分子材料（含，环境降解塑料）就是指高分子材料在使用功能完成后，可以被环境中的各种因素自动降解成对环境无害的小分子化合物。
这个过程包括材料（塑料）形状的消失、高分子凝聚态结构的破坏、及高分子链的降解，三个过程缺一不可。
在这三个过程中，虽然“高分子链的降解”是最关键的步骤，但“材料形状消失”和“高分子凝聚态结构的破坏”两个步骤因涉及到高分子链被“剥离成单个高分子”的难易程度，因此对高分子材料降解情况的影响，也是重要的因素。
降解过程的时间，可以根据不同的使用要求和环境保护的要求而进行调节，对降解塑料而言，要求在几个月至一年内应当降解完毕。
在上述降解过程中，使高分子材料（含塑料）在环境中产生降解的因素有下述几种：1，微生物将高分子材料作为“食物”进行代谢；2，环境中水分对高分子链的化学水解；3，环境中氧气对高分子化合物的氧化－氧化放热而热量的积聚又加速氧化－或催化剂的存在加速这种氧化过程－氧化成的极性基团化合物被水溶解而导致材料中高分子凝聚态的破坏及高分子的断链，这一系列过程称之为高分子材料（含塑料）的湿－热－催化－氧化降解；4，高分子链吸收光后导致的分子链断链的光降解；5，高温下、或热量聚集导致高分子温度升高而分子链断链的热裂解等。
功能高分子材料论文 生物医学方面的应用
功能高分子材料论文(生物医学方面的应用)摘要：了解生物医用功能高分子材料近年来的应用研究及发展状况，综述国内外生物医用高分子材料的分类、特性及研究成果，展望对未来的生物医用高分子材料的发展趋势，通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用，以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。
关键词：功能高分子材料，生物医用高分子材料。
1 生物医用高分子材料的现状生物医用高分子材料是以医用为目的,用于和活体组织接触,具有诊断、治疗或替换机体中组织、器官或增进其功能的高分子材料,生物医用高分子材料是在高分子材料科学不断向医学和生命科学渗透,高分子材料广泛应用于医学领域的过程中,逐渐发展起来的一类生物材料,它已形成一门介于现代医学和高分子科学之间的边缘科学。
在功能高分子材料领域, 生物医用高分子材料可谓异军突起, 目前已成为发展最快的一个重要分支。
生物医用高分子材料的发展经历了三个阶段，第一阶段始于1937 年,其特点是所用高分子材料都是已有的现成材料, 如用丙烯酸甲酯制造义齿的牙床。
第二阶段始于1953 年, 其标志是医用级有机硅橡胶的出现, 随后又发展了聚羟基乙酸酯缝合线以及四种聚(醚- 氨) 酯心血管材料, 从此进入了以分子工程研究为基础的发展时期。
该阶段的特点是在分子水平上对合成高分子的组成、配方和工艺进行优化设计, 有目的地开发所需要的高分子材料。
目前的研究焦点已经从寻找替代生物组织的合成材料转向研究一类具有主动诱导、激发人体组织器官再生修复的新材料,这标志着生物医用高分子材料的发展进入了第三个阶段。
其特点是这种材料一般由活体组织和人工材料有机结合而成, 在分子设计上以促进周围组织细胞生长为预想功能, 其关键在于诱使配合基和组织细胞表面的特殊位点发生作用以提高组织细胞的分裂和生长速度在国外，生物医用高分子材料研究已有50多年的历史,早在1947 年美国已发表了展望性论文。
高分子功能膜材料
2024/10/12
多孔膜
按膜旳材料分类
表6—1 膜材料旳分类
类别
膜材料
纤维素酯类 纤维素衍生物类
聚砜类
聚酰(亚)胺类
非纤维素酯类 聚酯、烯烃类
含氟(硅)类
其他
举例 醋酸纤维素，硝酸纤维素，乙基纤维素等 聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚砜等 聚砜酰胺，芳香族聚酰胺，含氟聚酰亚胺等 涤纶，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯腈等 聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷等 壳聚糖，聚电解质等
H2O，H(He)，H2S，CO2，O2，Ar(CO)，N2(CH4)，C2H6，C3H8
易
难
聚酰亚胺溶解性差，制膜困难，所以开发了可 溶性聚酰亚胺，其构造为：
2024/10/12
O
O
C N
C
CH2 CH2 CH CH
C N
C
O
O
R n
（v）乙烯基聚合物 用作膜材料旳乙烯基聚合物涉及聚乙烯醇、聚 乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚偏氯乙 烯、聚丙烯酰胺等。共聚物涉及：聚丙烯醇/苯 乙烯磺酸、聚乙烯醇/磺化聚苯醚、聚丙烯腈/甲 基丙烯酸酯、聚乙烯/乙烯醇等。聚乙烯醇/丙烯 腈接枝共聚物也可用作膜材料。
2024/10/12
电渗析技术在食品工业、化工及工业废水旳 处理方面也发挥着主要旳作用。尤其是与反渗 透、纳滤等精过滤技术旳结合，在电子、制药 等行业旳高纯水制备中扮演主要角色。
另外，离子互换膜还大量应用于氯碱工业。 全氟磺酸膜（Nafion）以化学稳定性著称， 是目前为止唯一能同步耐40％NaOH和 100℃温度旳离子互换膜，因而被广泛应用作 食盐电解制备氯碱旳电解池隔膜。
三、分离膜制备措施
相转换法
粉末烧结
功能高分子材料学习总结
功能高分子材料学习总结功能高分子材料是一种具有特殊性质和特定功能的材料，常用于各个领域的应用，如能源、医疗、电子等。
在学习功能高分子材料的过程中，我发现了许多重要的知识和技能，下面是我对此的总结。
一、功能高分子材料的分类功能高分子材料可以根据其用途和性质进行分类。
基于用途，可以分为电子材料、光学材料、磁性材料、生物材料等。
不同类别的功能高分子材料有着不同的制备方法和性能特点，我们需要深入了解每个类别的特点，以便在实际应用中做出正确的选择。
二、功能高分子材料的制备方法功能高分子材料的制备方法多种多样，包括化学合成、物理方法、生物法等。
化学合成是最常用的方法，通过有机合成反应来制备所需的功能高分子材料。
物理方法包括溶液法、熔融法、拉伸法等，这些方法能够得到具有特定结构和性能的高分子材料。
生物法则是利用生物学体系合成天然高分子材料或者通过改性使其具有特殊功能。
三、功能高分子材料的性能与应用功能高分子材料的性能决定了其在不同领域中的应用。
举例来说，聚合物基复合材料具有较高的力学强度和化学稳定性，可以用于制作飞机和汽车零部件。
另外，具有光导电性和光学特性的高分子材料可以应用于光电子器件中，如发光二极管和太阳能电池。
通过深入研究和理解功能高分子材料的性能，我们可以找到更广泛的应用领域。
四、功能高分子材料的性能测试与表征为了确保功能高分子材料能够达到设计要求并保证其品质，我们需要进行各种性能测试与表征。
常用的测试方法包括拉伸测试、热分析、电性能测试等。
此外，结构表征也是十分重要的，如红外光谱、核磁共振等。
通过这些测试和表征手段，我们可以全面了解材料的性能和结构特点，为优化制备工艺和改进性能提供依据。
五、功能高分子材料的发展趋势功能高分子材料领域一直在不断发展，并呈现出一些重要的趋势。
首先，材料的多功能性和智能化正成为发展的主要方向，也就是材料在不同环境下具有不同的性能和功能。
其次，可持续发展和环境友好型材料的需求越来越大，传统的高分子材料正在逐渐被可降解材料所取代。