当前位置:文档之家› 生物可降解材料

生物可降解材料

生物可降解材料
生物可降解材料

可生物降解的材料有天然高分子、生物合成高分子、人工合成高分子、生物活性玻璃、磷酸三钙等。天然高分子均为亲水性材料,如胶原、明胶、甲壳素、淀粉、纤维素、透明质酸等,它们在人体内的降解速度与材料在人体生理环境下的溶解特性有关。例如明胶分子能够溶于与体液相似pH 值为714 的生理盐水中,因而必须先进行交联才能作为材料在人体中使用[4~6 ] ,其交联产物在人体内降解2溶解的速度很快,几天内就可被人体完全吸收。与此相对应,在正常生理环境下不溶解的天然高分子,如甲壳素(在酸性环境下溶解) [7 ] ,其降解速率就要慢得多。

磷酸三钙具有良好的生物相容性、生物活性以及生物降解性,是理想的人体硬组织修复和替代材料,在生物医学工程学领域一直受到人们的密切关注。医学上通常使用的是磷酸三钙的一种特殊形态—β-磷酸三钙。

β-磷酸三钙主要是由钙、磷组成,其成分与骨基质的无机成分相似,与骨结合好。动物或人体细胞可以在β-磷酸三钙材料上正常生长,分化和繁殖。通过大量实验研究证明:β-磷酸三钙对骨髓造血机能无不良反应,无排异反应,无急性毒性反应,不致癌变,无过敏现象。因此β-磷酸三钙可广泛应用于关节与脊柱融合、四肢创伤、口腔颌面的外科、心血管外科,以及填补牙周的空洞等方面。随着人们对β-磷酸三钙研究的不断深入,其应用形式也出现了多样化,幵在临床医学中体现了较好的性能。

梁戈等通过实验发现其溶血程度<5%,当β-磷酸三钙被植入人体内后,其在体液中能发生降解和吸收,钙、磷被体液吸收后进入人体循环系统,一定时间后植入人体的β-磷酸三钙逐渐溶解消失,形成新骨。

Arai等利用β-磷酸三钙多孔陶瓷填充8~15cm 的腓骨节段缺损,获得了腓骨再生。平均术后2个月即可达到重建。不会发生踝关节及胫骨的移位。

郑承泽等将β-磷酸三钙与自体骨髓复合应用于临床,修复包括肿瘤性骨缺损和陈旧性骨折骨缺损,经术后调查,结果显示植入材料的成骨作用明显,说明β-磷酸三钙与自体骨髓复合是一种治疗骨缺损理想的方法。

张汉东等将磷酸三钙陶瓷用于修复兔下颌骨缺损,研究表明,植入后局部组织无明显炎症等反应。

张建设等将两种不同组成的β-磷酸三钙陶瓷植入免颌骨人工缺损区,掺杂的磷酸三钙陶瓷降解速度较慢,但具有较好的生物相容性。

张亮等利用β-磷酸三钙/DL—PLA 作为一种新型治疗骨缺损的材料,研究表明其降解特点有利于骨组织细胞长入。

Mitenmuller 等利用带微孔的陶瓷颗粒作为抗结核药及抗菌素的载体,填塞至骨髓炎患部,缺损骨基本修复。

生物合成高分子是一类由细菌发酵产生的聚酯高分子,其最具代表性的例子是聚(β2羟基丁酸酯) [8~9 ] (PHB) 。该材料的降解速率与一种称为PHB 降解酶的存在密切相关[10 ,11 ] ,在海洋,土壤等富含PHB 降解酶的自然环境下,材料能够

被较快地降解[12~14 ] ;在与体液相似的缓冲溶液中,因为缺乏PHB 降解酶,而PHB 又是一种高结晶度的材料,疏水性强,因而其降解速率就非常缓慢[15~

17 ] 。PHB为热塑性聚酯,物理性质与结构与聚丙烯相似(熔点、玻璃态温度、

结晶度、抗张强度等。)化学结构规整。结晶度高达60~80%,相对密度大、透氧率低、抗紫外线照射、具光学活性,但易脆、易断裂。医药上:外科缝线、肘钉、骨骼替代品、血管替代品。单体的分解:单体进入细胞内,参与细胞的能量和物质代谢,进一步被分解、转化、最终生成二氧化碳和水。PHB的链越长,分解越慢。

与以上两类材料的降解行为相比,人工合成高分子的降解速率有较大的变化。短的为一个月左右,长的可以达到几年;降解模式和特性也有着更为丰富的内容。人工合成高分子主要有脂肪族聚酯包括聚乳酸(PLA) 、聚乙醇酸(PGA) 、聚己内酯(PCL) 、聚酸酐以及它们之间的共聚物等。在降解速率方面,聚酸酐的降解速率普遍高于聚酯[18 ] ;聚酯中,材料的降解速率随其亲水性的增加而增快,其中聚乙醇酸降解速率最快,约为一个月左右,聚乳酸次之,大约需要三到六个月,聚己内酯最慢,需要几年左右[19 ] 。在降解模式方面,聚酯与聚酸酐也明显不同。聚酸酐的降解先从材料的表面进行,在表面部分材料被降解后,再逐渐深入到内层[20~24 ] ;聚酯则是本体降解行为,降解同时发生在材料的外部和内部[25~27 ] 。此外,就聚酯材料而言,线形分子和网状分子材料的降解特性也不一样。线形材料的降解速率与重量损失不成线形关系,材料的机械强度在其失重很小时就发生大幅度的衰减;相比较而言,网状材料的降解行为更为理想一些,材料的机械强度的衰减与其重量损失成近似或良好的线形关系[28~32 ] 。

生物活性玻璃(BG) 是含硅、钠、钙、磷四种元素氧化物的无机活性材料,能够引导骨生长,幵能与周围骨组织形成良好的键合作用[33~34] 。BG的降解是含硅和钠的离子逐渐被溶解,而含磷和钙的离子重新沉积的过程。对于尺寸为300~350μm的活性粒子来说,含硅和钠的离子从外到内全部被置换完需要一年左右,而内

层和外层磷和钙的含量逐渐趋近,幵于人体骨组织相近时则需要两年左右[35] 。PerioGlas(倍骼生)是由生物活性玻璃材料开发出的一种牙科口腔组织修复材料,用于牙种植中促进骨组织生长、牙周炎的缺损修复、囊肿切除后的填充、上颌窦提升等。在全世界范围临床应用已12多年。

NovaBone(固骼生)是由生物活性玻璃材料开发出的一种骨科组织修复材料,用于各种骨缺损、骨折的修复愈合,临床应用已5年。

Dermglas(肌肤生)是由生物活性玻璃材料开发出的一种既能促进软组织损伤创面愈合,又具有持续骨诱导性/传导作用的产品,用于各种慢性自身修复困难的皮肤溃疡、糜烂等伤口的愈合,如糖尿病足、下肢静脉溃疡、褥疮、瘘管;各种创伤性骨折、骨不连、骨延迟愈合等效果显著。

Camgna(盖美拉)又称锶强化生物活性玻璃[1],是一种能与牙结构发生物理和化学反应,易于同牙结构粘着的组合物,既对牙骨组织又对软组织具有良好键合功能的高科技生物活性材料。锶强化生物活性玻璃由中国武汉大学与湖北顶盛生物工程有限公司共同研发,幵获得国家知识产权专利证书,应用于洁牙产品和骨科组织修复等领域。

由以上对各类材料的降解特性的分析可以看出,不同材料的降解速率差别很大,降解模式也不同。因而通过不同组分或结构之间的复合就可以得到降解特性更为细腻,降解速率可调的新材料,更好地满足实际使用。不同降解速率的材料形成的复合材料,其降解速率不一定是两种组分各自降解速率的简单叠加,而是与组分之间的相容性、相态结构、结晶度的变化有关[36~39 ] 。另外对于有机/ 无机复合材料来说,可降解的无机组分还可影响到有机组分的降解速率,其溶解重沉积过程能够阻碍或抑制材料内部输水孔洞的形成,从而使材料的整体降解速率下降,减缓

了材料的机械强度随降解过程的衰减[40 ] 。

生物降解材料

生物降解材料: 1.天然生物材料如淀粉、纤维素的改性材料制成的塑料; 2.化学合成聚脂:PLA、PCL、PBS、PPC等; 3.微生物发酵合成高分子化合物:PLA、PHA; 4.转基因植物合成高分子化合物:PHA。 生物基含量和价格 材料优缺点

1.可完全生物降解 2.可替代大部分塑料,价格可以和石油塑料 竞争 3.分子结构多样性,综合性能好 4.可单独使用或和淀粉等其他生物质共同 使用 5.可取代PCL、Ecoflex等石油基可降解材 料 6.核心技术门槛高竞争者很难模仿进入材料具体价格

生物降解塑料生产厂家 种类公司型号产能(吨/年)

PLA PLA产业链

→ → → 产业链分析: 1.PLA改性材料生产企业:其生产受到上下游的影响比较严重。 2.PLA生产企业:此类企业上游供给影响不大,来源和供应量很充足,关键在于企业的生产技术和产能。美国的natureworks处于领先地位,每年14万吨的产能,巴斯夫、日本三井和荷兰普拉克都有超万吨的产能。国内海正生物和金发科技分别拥有5000吨左右的产能,在国内PLA生产商中实力较强。 3.PLA原料(中间物)生产商:PLA生产主要有一步法和两步法两种工艺,两步法应用较多,即先由乳酸聚合并解聚得到中间体丙交酯,再由丙交酯开环聚合得到PLA,两步法中,中间体丙交酯的生产成本和纯度直接影响PLA产品的成本和性能。 4.PLA改性材料使用企业:这些企业使用PLA改性材料作为生产进一步产品的原料,成品涵盖范围包括农业、工业、门用等等领域。PLA材料经过改性和复合,其理化性质得到相应改进,可以采用传统吹塑、热塑机械生产成品,传统成品生产企业的转换成本并不高,而此类企业在国内数量巨大,并不构成对于PLA改性材料生产企业的直接瓶颈。 5.消费者终端:消费者的最终需求,决定了PLA改性和复合材料使用企业对PLA改性材料的间接需求,成为真正的、可能的需求瓶颈。因此,分析PLA改性和复合材料行业下游的关键,在于消费者终端的分析。 PLA改性材料企业

生物可降解塑料的应用、研究现状及发展方向汇总

生物可降解塑料的应用、研究现状及发展方向 关键词:可降解塑料,光降解塑料,光和生物降解塑料,水降解塑料, 生物降解塑料 绪论 半个多世纪以来,随着塑料工业技术的迅速发展,当前世界塑料总产量已超过117×108t,其用途已渗透到工业、农业以及人民生活的各个领域并与钢铁、木材、水泥并列成为国民经济的四大支柱材料。但塑料大量使用后随之也带来了大量的固体废弃物,尤其是一次性使用塑料制品如食品包装袋、饮料瓶、农用薄膜等的广泛使用,使大量的固体废弃物留在公共场所和海洋中,或残留在耕地的土层中,严重污染人类的生存环境,成为世界性的公害{1-3}。有资料表明,城市固体废弃物中塑料的质量分数已达10%以上,体积分数则在30%左右,而其中大部分是一次性塑料包装及日用品废弃物,它们对环境的污染、对生态平衡的破坏已引起了社会极大的关注[4]。因此,解决这个问题已成为环境保护方面的当务之急。一般来讲,塑料除了热降解以外,在自然环境中的光降解和生物降解的速度都比较慢,用C14同位素跟踪考察塑料在土壤中的降解,结果表明,塑料的降解速度随着环境条件(降雨量、透气性、温度等)不同而有所差异,但总的而言,降解速度是非常缓慢的,通常认为需要200-400年[5]。为了解决这个问题,工业发达国家采用过掩埋、焚烧和回收利用等方法来处理废弃塑料,但是,这几种方法都存在无法克服的缺陷。进行填埋处理时占地多,且

使填埋地不稳定;又因其发出热量大,当进行焚烧处理时,易损坏焚烧炉,并排出二恶英,有时还可能排放出有害气体,而对于回收利用,往往难以收集或即使强制收集进行回收利用,经济效益甚差甚至无经济效益[6]。 不可降解的大众塑料塑料对地球的危害: (1)两百年才能腐烂。塑料袋埋在地下要经过大约两百年的时间才能腐烂,会严重污染土壤;如果采取焚烧处理方式,则会产生有害烟尘和有毒气体,长期污染环境。 (2)降解塑料难降解。市场上常见的“降解塑料袋”,实际上只是在塑料原料中添加了淀粉,填埋后因为淀粉的发酵、细菌的分解,大块塑料袋会分解成细小甚至肉眼看不见的碎片。这是一种物理降解,并没有从根本上改变塑料产品的化学性质。 (3)影响土壤的正常呼吸。塑料袋本身不是土壤和水体的基本物质之一,强行进入到土壤之后,由于它自身的不透气性,会影响到土壤内部热的传递和微生物的生长,从而改变土壤的特质。这些塑料袋经过长时间的累积,还会影响到农作物吸收养分和水分,导致农作物减产。 (4)易造成动物误食。废弃在地面上和水面上的塑料袋,容易被动物当做食物吞入,塑料袋在动物肠胃里消化不了,易导致动物肌体损伤和死亡因而越来越多的学者提倡开发和应用降解塑料,并将它看作是解决这一世界难题 的理想途径。目前,世界发达国家积极发展降解塑料,美国、日本、德国等发达国家都先后制定了限用或禁用非降解塑料的法规。[7] 可降解塑料的出现,不仅扩大了塑料功能,而且在一定程度上可缓解和抑制环境矛盾,对石油资源是一个补充,而且从合成技术上展示了生物技术和合金化技术在塑料材料领域中的威力和前景,它的发展已经成为世界研究开发的热点。 随着降解技术的完善,降解性能在不断提高而成本在不断降低,可降解

生物可降解材料的研究现状

生物降解材料的研究现状 摘要:介绍了生物降解材料和光降解材料的研究背景、研究内容、研究成果和应用现状。分析了其产品对环境的改善和不足,提出了对其降低成本、提高性能和扩大应用范围的建议。关键词:生物降解材料;光降解材料;塑料;成本;环境 近年来,塑料生产技术有了很大的发展,塑料已经渗透到人们生产和生活的各个领域,与水泥、钢铁和木材并称四大工业材料。由于塑料本身具有质量轻,耐腐蚀和易于成型加工等优点,使其成为人们不可或缺的材料。然而现在塑料的使用却面临巨大的挑战。在自然界中塑料很难降解,使用后产生大量固体废弃物。目前在处理这些塑料垃圾时大部分采用焚烧和掩埋的方法,但都未能解决污染问题,例如焚烧后产生的一些有毒气体反而进一步导致了污染的扩散;塑料掩埋地下需要近300 年才能够完全降解。另外石油,天然气等能源都已经面临枯竭的危机,全世界的石油储量大约只能再用40 多年,以石油为原料的塑料生产受到很大的阻力。为了减轻废旧塑料对环境的污染和缓解能源危机,多年来人们尝试开发可降解塑料,用以代替普通塑料制品。 随着可生物降解塑料技术的发展,聚乳酸(PLA) 、生物聚酯等生物降解材料的逐渐成熟,将推进塑料制品可生物降解化,为减少废旧塑料制品带来的污染,并为最终实现资源和环境的可持续性发展找到出路。目前可降解塑料的研制开发十分活跃,并部分进入工业化生产,但从总体上看,当前降解仍处于有待于对技术进行更深入研究、提高性能、降低成本、拓宽用途并逐渐推向市场的阶段。本文对生物可降解材料的发展和应用现状进行了简介,并指出其不足。 1 目前各国生物课可降解塑料的应用现状 生物降解塑料[1]不仅在生产过程中有节能减排效果,而且在使用过程也具有环境友好的特征。普通聚烯烃塑料的合成会排放大量CO2 等尾气及污染物,而塑料制品大量使用,尤其是农用薄膜和包装材料又造成了日益严重的白色污染。但生物降解塑料则不然,其原料来源是可以再生的农作物,农作物在生长过程中通过光合作用可以吸收CO2 放出氧气,其制品废弃物可以在掩埋堆肥条件下完全降解成水和CO2 ,无污染物产生。我国已成功开发的新型降解塑料------二氧化

生物可降解材料项目可行性研究报告

生物可降解材料项目可行性研究报告 泓域咨询丨规划设计·投资分析

第一章项目绪论 一、项目名称及建设单位 (一)项目名称 生物可降解材料项目 (二)项目建设单位 某某有限公司 二、项目拟建地址及用地指标 (一)项目拟建地址 该项目选址在某某工业园区。 (二)项目用地性质及用地规模 1、该项目计划在某某工业园区建设,用地性质为工业用地。 2、项目拟定建设区域属于工业项目建设占地规划区,建设区总用地面积56667.0 平方米(折合约85.0 亩),代征地面积510.0 平方米,净用地面积56157.0 平方米(折合约84.2 亩),土地综合利用率100.0%;项目建设遵循“合理和集约用地”的原则,按照生物可降解材料行业生产规范和要求进行科学设计、合理布局,

符合生物可降解材料制造和经营的规划建设需要。 (三)项目用地控制指标 1、该项目实际用地面积56157.0 平方米,建筑物基底占地面积38523.8 平方米,计容建筑面积63401.4 平方米,其中:规划建设生产车间51552.1 平方米,仓储设施面积7075.8 平方米(其中:原辅材料库房4267.9 平方米,成品仓库2807.9 平方米),办公用房2471.0 平方米,职工宿舍1403.9 平方米,其他建筑面积(含部分公用工程和辅助工程)898.6 平方米;绿化面积3706.4 平方米,场区道路及场地占地面积13926.9 平方米,土地综合利用面积56157.1 平方米;土地综合利用率100.0%。 2、该工程规划建筑系数68.6%,建筑容积率1.1 ,绿化覆盖率6.6%,办公及生活用地所占比重5.2%,固定资产投资强度3532.5 万元/公顷,场区土地综合利用率100.0%;根据测算,该项目建设完全符合《工业项目建设用地控制指标》(国土资发【2008】24号)文件规定的具体要求。 三、项目建设的理由 表征制造强国的一些指标,如单位制造业增加值的全球发明

(完整版)可降解高分子材料

可降解高分子材料 1 可生物降解高分子材料的定义 可生物降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。 2 生物降解高分子材料降解机理 生物降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。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500的小分子量的化合物(有机酸、酯等);然后,降解的生成物被微生物摄入人体内,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。降解除有以上生物化学作用外,还有生物物理作用,即微生物侵蚀聚合物后,由于细胞的增大,致使高分子材料发生机械性破坏。因此,生物降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同同作用,相互促进的物理化学过程。到目前为止,有关生物降解的机理尚未完全阐述清楚:除了生物降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。 人们深入研究了不同的生物可降解高分子材料的生物降解性,发现与其结构有很大关系,包括化学结构、物理结构、表面结构等。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。当同种材料固态结构不同时,不同聚集态的降解速度有如下顺序:橡胶态>玻璃态>结晶态。一般极性大的高分子材料才能与酶相粘附并很好地亲和,微生物粘附表面的方式受塑料表面张力、表面结构、多孑L性、环境的搅动程度以及可侵占表面的影响。生物可降解高分子材料的降解除与材料

可生物降解高分子材料的分类及应用

四川工业学院学报 Journa l of S ich ua n Uni vers ity o f Sc ience and Tec hnolog y 文章编号:1000-5722(2003)增刊-0145-03 收到日期:2003-03-22 基金项目:中国石油天然气集团公司中青年创新基金项目(部(基)349):四川工业学院人才引进项目(0225964) 作者简介:王周玉(1977-),女,四川省彭州市人,西华大学生物工程系助教,硕士,主要从事高聚物的合成、改性性质及其应用的研究。 可生物降解高分子材料的分类及应用 王周玉,岳 松,蒋珍菊,芮光伟,任川宏 (西华大学生物工程系,四川成都 610039) 摘 要: 本文作者对天然高分子材料、微生物合成高分子材料、化学合成高分子材料及掺混型高分子材料四类生物降解高分子材料进行了综述,并对可生物降解高分子材料在包装、餐饮业、农业及医药领域的应用作了简要介绍。 关键词: 生物降解;高分子材料;应用 中图分类号:O631.2 文献标识码:B 0前言 塑料是应用最广泛的高分子材料,按体积计算已居世界首位,由于其难以降解,随着用量的与日俱增,废弃塑料所造成的白色污染已成为世界性的公害。意大利、德国、美国等国家已率先以法律形式,规定了必须使用降解性塑料的塑料产品范围;我国目前的塑料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨不可降解的废旧物,严重污染着环境和危害着我们的健康。可见开发可降解高分子材料、寻找新的环境友好高分子材料来代替塑料已是当务之急。 降解高分子材料[1]是指在使用后的特定环境条件下,在一些环境因素如光、氧、风、水、微生物、昆虫以及机械力等因素作用下,使其化学结构能在较短时间内发生明显变化,从而引起物性下降,最终被环境所消纳 的高分子材料。根据降解机理[1,2] 的不同,降解高分子材料可分为光降解高分子材料、生物降解高分子材料、光-生物降解高分子材料、氧化降解高分子材料、复合降解高分子材料等,其中生物降解高分子材料是指在自然界微生物或在人体及动物体内的组织细胞、酶和体液的作用下,使其化学结构发生变化,致使分子量下降及性能发生变化的高分子材料。生物降解高分子材料的应用广泛,在包装、餐饮业、一次性日用杂品、药物缓释体系、医学临床、医疗器材等诸多领域都有广阔的应用前景,所以开发生物降解高分子材料已成为世界范围的研究热点。 1 生物降解高分子材料的分类 根据生物降解高分子材料的降解特性可分为完全 生物降解高分子材料(Biodegradable materials)和生物破坏性高分子材料(或崩坏性,Biodestruc tible ma terials);按照其来源的不同主要分为天然高分子材料、微生物合成高分子材料、化学合成高分子材料和掺混型高分子材料四类。 1.1 天然高分子材料 [3,4] 天然高分子物质如淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、果胶、甲壳素、蛋白质等来源丰富、价格低廉,特别是天然产量居首位的纤维素和甲壳素,年生物合成量超过1010 吨。利用它们制备的生物高分子材料可完全降解、具有良好的生物相容性、安全无毒,由此形成的产品兼具天然再生资源的充分利用和环境治理的双重意义,因而受到各国的重视,特别是日本。如日本四国工业技术实验所用纤维素和从甲壳素制得的脱乙酰壳聚糖复合,采用流延工艺制成的薄膜,具有与通用薄膜同样的强度,并可在2个月后完全降解;他们还对壳聚糖)淀料复合高分子材料进行了大量的研究工作,发现调节原料的比例、热处理温度,可改变高分子材料的强度和降解时间。 天然高分子材料虽然具有价格低廉、完全降解等诸多优点,但是它的热力学性能较差,不能满足工程高分子材料加工的性能要求,因此对天然高分子进行化学修饰、天然高分子之间的共混及天然高分子与合成高分子共混以制得具有良好降解性、实用性的生物降解高分子材料是目前研究的一个主要方向。1.2 微生物合成高分子材料[3,4,5] 微生物合成高分子材料是由生物通过各种碳源发

生物降解高分子材料研究

生物降解高分子材料研究 [摘要] 本文作者对天然高分子材料、微生物合成高分子材料、化学合成高分子材料及掺混型高分子材料四类生物降解高分子材料进行了综述,并对可生物降解高分子材料在包装、餐饮业、农业及医药领域的应用作了简要介绍。 [关键词] 生物降解;高分子材料;应用 塑料是应用最广泛的高分子材料,按体积计算已居世界首位,由于其难以降解,随着用量的与日俱增,废弃塑料所造成的白色污染已成为世界性的公害。意大利、德国、美国等国家已率先以法律形式,规定了必须使用降解性塑料的塑料产品范围;我国目前的塑料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨不可降解的废旧物,严重污染着环境和危害着我们的健康。可见开发可降解高分子材料、寻找新的环境友好高分子材料来代替塑料已是当务之急。 降解高分子材料是指在使用后的特定环境条件下,在一些环境因素如光、氧、风、水、微生物、昆虫以及机械力等因素作用下,使其化学结构能在较短时间内发生明显变化,从而引起物性下降,最终被环境所消纳的高分子材料。根据降解机理的不同,降解高分子材料可分为光降解高分子材料、生物降解高分子材料、光一生物降解高分子材料、氧化降解高分子材料、复合降解高分子材料等,其中生物降解高分子材料是指在自然界微生物或在人体及动物体内的组织细胞、酶和体液的作用下,使其化学结构发生变化,致使分子量下降及性能发生变化的高分子材料。生物降解高分子材料的应用广泛,在包装、餐饮业、一次性日用杂品、药物缓释体系、医学临床、医疗器材等诸多领域都有广阔的应用前景所以开发生物降解高分子材料已成为世界范围的研究热点。 1 生物降解高分子材料的分类 根据生物降解高分子材料的降解特性可分为完全生物降解高分子材料(Biodegradable materials)和生物破坏性高分子材料(或崩坏性,Biodestructible materials);按照其来源的不同主要分为天然高分子材料、微生物合成高分子材料、化学合成高分子材料和掺混型高分子材料四类。 1.1 天然高分子材料 天然高分子物质如淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、果胶、甲壳素、蛋白质等来源丰富、价格低廉,特别是天然产量居首位的纤维素和甲壳素,年生物合

最新完全生物降解材料

完全生物降解材料 摘要:可完全生物降解材料是指在适当和可表明期限的自然环境条件 下,能够被微生物(如细菌、真菌和藻类等)完全分解变成低分子化合物的材料,对环境有积极的作用。本文介绍了完全生物降解材料的定义、分类、降解性能的评价及其发展趋势。 关键词:生物降解,测试,应用 前言:人类在创造现代文明的同时,也带来负面影响----白色污染。 一次性餐具、一次性塑料制品以及农用地膜等均难以再回收利用,其处理方法以焚烧和掩埋为主。焚烧会产生大量的有害气体,污染环境;掩埋则其中的聚合物短时间内不能被微生物分解,也污染环境。残弃的塑料膜存在于土壤中,阻碍农作物根系的发育和对水分、养分的吸收,使土壤透气性降低,导致农作物减产;动作食用残弃的塑料膜后,会造成肠梗阻而死亡;流失到海洋中或废弃在海洋中的合成纤维渔网和钓线已对海洋生物造成了相当的危害,因此提倡绿色消费与加强环境保护势在必行。面对日益枯竭的石油资源,符合潮流的生物降解材料作为高科技产品和环保产品正成为一个研发热点。 1、生物降解材料 理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废气后可被环境微生物完全分解、最终被无机化合成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。 1.1、生物降解材料的分类 生物降解材料按其生物降解过程大致可分为两类。 一类为完全生物降解材料,如天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯等,其分解作用主要来自:①由于微生物的迅速增长导致塑料结构的物理性崩溃;②由于微生物的生化作用、酶催化或酸碱催化下的各种水解; ③其他各种因素造成的自由基连锁式降解。 另一类为生物崩解性材料,如淀粉和聚乙烯的掺混物,其分解作用主要由于添加剂被破坏并削弱了聚合物链,使聚合物分子量降解到微生物能够消化的程度,最后分解为二氧化碳(CO2)和水。 生物崩解性材料大多采用添加淀粉和光敏剂的方法,与聚乙烯和聚苯乙烯共混生产。研究表明,淀粉基生物降解塑料袋最终将进入垃圾场,不接触阳光,即使其中有发生物双降解作用,所发生的降解作用也主要以生物降解为主。一定时间的试验表明:垃圾袋无明显的降解现象,垃圾袋没有自然破损,甚至对袋里的垃圾起到一定的“保鲜”作用。

生物可降解塑料塑料的最新研究现状

生物可降解塑料的研究现状 摘要:生物可降解材料因其具有可降解的特性越来越受到人们的关注。本文主要介绍生物可降解塑料的应用背景,塑料的最新研究及其成果。其中可降解塑料包括淀粉基高分子材料、聚乳酸和PHB。 关键词:生物可降解塑料白色污染淀粉基材料聚乳酸PHB 现代材料包括金属材料、无机非金属材料和高分子材料作为现代文明三大支柱(能然、材料、信息)之一在人类的生产活动中起着越来越重要的作用。[1]传统的高分子塑料在给国民经济带来快速发展,人民生活带来巨大改变的同时也给人类的生存环境带来了巨大的破坏。当今社会“白色污染”的问题变得越来越受关注。这类塑料由于在自然环境下难以降解处理,以致造成了城市环境的视觉污染,同时由于它们不能像草木一样被生物降解,还常常引起动物误食,并造成土壤环境恶化。塑料制品在食品行业中广泛使用,高温下塑料中的增塑剂、稳定剂、抗氧化剂等助剂将渗入到食物中,会对人的肝脏、肾脏及中枢神经系统造成损害。塑料的大量使用必然会带来如何处理废弃塑料的难题。传统的塑料处理方法主要包括直接填埋、焚烧、高温炼油等方法。这些处理方法不仅对环境造成破坏,同时也对人类健康构成巨大威胁。石油、天然气等能然已面临危机,以石油为原料的塑料生产将受到很大的阻力。为了减少废弃塑料对环境的污染和缓解能然危机,多年来人们努力开发生物可降解材料,用以替代普通塑料。生物可降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌(真菌)和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。生物降解过程主要分为三个阶段:(1)高分子材料表面被微生物粘附;(2)微生物在高分子表面分泌的酶作用下,通过水解和氧化等反应将高分子断裂成相对分子量较低的小分子化合物;(3)微生物吸收或消化小分子化合物,经过代谢最终形成二氧化碳和水。 一、生物可降解材料的种类 按照原料组成和制造工艺不同可分为以下三种:天然高分子及其改性材料、微生物合成高分子材料和化学合成高分子材料。天然高分子中含量最丰富的资源包括纤维素、甲壳素、木质素、淀粉、各种动植物蛋白质以及多糖类等,他们具有多种官能团,可通过物理或化学的方法改性成为新材料,也可通过物理、化学及生物技术降解成单体或低聚物用作能源及化工原料。微生物合成高分子降解塑料是由生物发酵方法制的一类材料。 二、最新研究成果及其应用 2.1天然高分子及其改性材料 天然合成高分子降解塑料天然高分子大多数可以生物降解,但热学、力学性能差,不能满足工程材料的性能要求。通过对天然高分子改性可以得到能有实用价值的天然高分子降解塑料。其中天然高分子聚合物降解塑料包括淀粉、纤维素、木质素、多糖以及蛋白质等为基材的复合材料。淀粉是植物经光合作用而形成的碳水化合物,由于其来源广泛、价格低廉、降解后仍以二氧化碳和水的形式回归到自然,被认为是完全没有污染的可再生能源,以淀粉基高分子材料的塑料制品已在非食用领域得到了广泛的开发和研究。 淀粉基高分子材料包括淀粉填充塑料和完全淀粉基塑料。其中,淀粉基填充塑料主要是指以淀粉作为填充剂,与PE、PP等通用塑料共混。[2]传统的淀粉填

辽宁生物降解塑料项目投资建议书

辽宁生物降解塑料项目 投资建议书 规划设计/投资方案/产业运营

辽宁生物降解塑料项目投资建议书说明 《关于进一步加强塑料污染治理的意见》指出,到2020年,率先在部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用;到2022年底,一次性降解塑料制品消费量明显减少,替代品得到推广,在电商、快递、外卖等新兴领域,形成一批可复制、可推广的塑料减量和绿色物流模式;到2025年,塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节的管理制度基本建立,替代产品开发应用水平进一步提升,重点城市塑料垃圾填埋量大幅降低。2025年前,国内将逐渐限制、禁止使用不可降解塑料袋、一次性塑料餐具、宾馆和酒店一次性塑料制品和快递塑料袋。 该PBAT生物降解塑料项目计划总投资5851.90万元,其中:固定资产投资4682.58万元,占项目总投资的80.02%;流动资金1169.32万元,占项目总投资的19.98%。 达产年营业收入8873.00万元,总成本费用6729.64万元,税金及附加101.62万元,利润总额2143.36万元,利税总额2540.62万元,税后净利润1607.52万元,达产年纳税总额933.10万元;达产年投资利润率36.63%,投资利税率43.42%,投资回报率27.47%,全部投资回收期5.14年,提供就业职位135个。

项目建设要符合国家“综合利用”的原则。项目承办单位要充分利用国家对项目产品生产提供的各种有利条件,综合利用企业技术资源,充分发挥当地社会经济发展优势、人力资源优势,区位发展优势以及配套辅助设施等有利条件,尽量降低项目建设成本,达到节省投资、缩短工期的目的。 ...... 报告主要内容:项目总论、项目必要性分析、项目市场研究、投资方案、项目选址规划、土建方案说明、工艺先进性、项目环保分析、项目安全保护、投资风险分析、项目节能情况分析、实施进度、投资方案计划、项目盈利能力分析、综合评价结论等。 随着全球环境保护力度加大,“限塑”已在60多个国家实行。我国自2004年开始鼓励降解塑料的推广应用,2008年开始实行“限塑”。近几年法规措施不断趋严,2020年1月19日,国家发展改革委、生态环境部公布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》,提出分阶段(2020、2022、2025年)限制、禁止使用不可降解塑料产品的行动目标与措施。在严格的限塑、禁塑令下,开发应用可降解塑料势在必行。PBAT是一种全生物可降解塑料,可广泛应用于超市购物袋、外卖餐盒、农用地膜等领域。随着“限塑令”的推出和绿色消费市场的扩大,PBAT等可生物可降解塑料呈现出良好的市场前景,成为当前国内降解塑料领域投资和关注的热点。

福建生物降解塑料项目投资分析报告

福建生物降解塑料项目投资分析报告 规划设计/投资方案/产业运营

报告说明— 生物降解塑料是指在土壤、沙土等自然条件下,可与微生物作用降解成为二氧化碳、水等小分子的塑料材料。PBAT是生物降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好降解材料之一。PBAT是己二酸丁二醇酯(PBA)和对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的共聚物,兼具PBA和PBT的特性,既有良好的延展性、断裂伸长率、耐热性和抗冲击性能,又具有优良的生物降解性。PBAT成膜性能良好,通常与PLA树脂等共混改性制成终端产品,可用于塑料包装薄膜、农用地膜、一次性用具等。 该PBAT生物降解塑料项目计划总投资8033.42万元,其中:固定资产投资6236.18万元,占项目总投资的77.63%;流动资金1797.24万元,占项目总投资的22.37%。 达产年营业收入14198.00万元,总成本费用10984.45万元,税金及附加139.18万元,利润总额3213.55万元,利税总额3795.98万元,税后净利润2410.16万元,达产年纳税总额1385.82万元;达产年投资利润率40.00%,投资利税率47.25%,投资回报率30.00%,全部投资回收期4.83年,提供就业职位283个。 全球塑料产量约为3.59亿吨,其中生物塑料约占1%,2018年全球生物可降解塑料的市场金额超过11亿美元,产能合计约91.2万吨,预计2023年有望实现17亿美元与128.8万吨。欧洲是可降解塑料的主要市场,

占全球55%、亚太地区占全球25%,北美需求占19%。可降解塑料的应用范围不断扩大,包括包装、纺织纤维、汽车运输等。包装占比最大为58%。国内2019年塑料制品产量为8184万吨,其中可降解塑料优先推广的农用塑料薄膜使用量为246万吨。根据智研咨询国内可降解塑料的消费量在50万吨左右,市场潜能巨大。据统计,中国每年约消耗购物袋400万吨、农膜246万吨、外卖包装260万吨,且随着快递、外卖业务的快速发展,塑料需求持续增长。而对于这些领域,特别适用可降解塑料。假设替代10%,即可新增90万吨以上可降解塑料需求。我们认为随着技术进步、规模化生产、成本下降、环保理念提升,可降解塑料未来成长空间10倍以上。

生物降解材料

生物降解材料https://www.doczj.com/doc/ee16272668.html,work Information Technology Company.2020YEAR

生物降解材料: 1.天然生物材料如淀粉、纤维素的改性材料制成的塑料; 2.化学合成聚脂:PLA、PCL、PBS、PPC等; 3.微生物发酵合成高分子化合物:PLA、PHA; 4.转基因植物合成高分子化合物:PHA。

6.核心技术门槛高竞争者很难模仿 进入 生物降解塑料生产厂家 种类公司型号产能(吨/

PLA PLA 产业链 产业链分析: 1.PLA 改性材料生产企业:其生产受到上下游的影响比较严重。

2.PLA生产企业:此类企业上游供给影响不大,来源和供应量很充足,关键在于企业的生产技术和产能。美国的natureworks处于领先地位,每年14万吨的产能,巴斯夫、日本三井和荷兰普拉克都有超万吨的产能。国内海正生物和金发科技分别拥有5000吨左右的产能,在国内PLA生产商中实力较强。 3.PLA原料(中间物)生产商:PLA生产主要有一步法和两步法两种工艺,两步法应用较多,即先由乳酸聚合并解聚得到中间体丙交酯,再由丙交酯开环聚合得到PLA,两步法中,中间体丙交酯的生产成本和纯度直接影响PLA产品的成本和性能。 4.PLA改性材料使用企业:这些企业使用PLA改性材料作为生产进一步产品的原料,成品涵盖范围包括农业、工业、门用等等领域。PLA材料经过改性和复合,其理化性质得到相应改进,可以采用传统吹塑、热塑机械生产成品,传统成品生产企业的转换成本并不高,而此类企业在国内数量巨大,并不构成对于PLA改性材料生产企业的直接瓶颈。 5.消费者终端:消费者的最终需求,决定了PLA改性和复合材料使用企业对PLA改性材料的间接需求,成为真正的、可能的需求瓶颈。因此,分析PLA改性和复合材料行业下游的关键,在于消费者终端的分析。 PLA改性材料企业 PLA PHA 基本性能: 生物相容性,良好的力学性能,非线性光学性,气体隔离性,耐水解性能,压电性,良好的加工性能,耐热性。 性能指标: 分子量: 1000-1000000 玻璃态温度: -60℃~+60℃ 熔点: 40℃~190℃ 结晶度: 10%~60% 断裂伸长率: 5%~1000%

生物降解塑料项目可行性研究报告

(此文档为Word格式,下载后可以任意编辑修改!)(文件备案编号:) 可行性研报告 项目名称: 组织申报单位: 法人代表:手机:联系电话:网址:单位地址: 申报时间:

生物降解塑料项目可行性研究 报告 生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌(真菌)和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。“纸”是一种典型的生物降解材料,而“合成塑料”则是典型的高分子材料。因此,生物降解塑料是兼有“纸”和“合成塑料”这两种材料性质的高分子材料。 生物降解塑料又可分为完全生物降解塑料和破坏性生物降解塑料两种。 破坏性生物降解塑料当前主要包括淀粉改性(或填充)聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS等。 完全生物降解塑料主要是由天然高分子(如淀粉、纤维素、甲壳质)或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得,如热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉/聚乙烯醇等均属这

类塑料。 从原材料上分类,生物降解塑料至少有以下几种: 聚己内酯(PCL) 这种塑料具有良好的生物降解性,熔点是62℃。分解它的微生物广泛地分布在喜气或厌气条件下。作为可生物降解材料可把它与淀粉、纤维素类的材料混合在一起,或与乳酸聚合使用。 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚物 以PBS(熔点为114℃)为基础材料制造各种高分子量聚酯的技术已经达到工业化生产水平。日本三菱化学和昭和高分子公司已经开始工业化生产,规模在千吨左右。 中科院理化研究所也在进行聚丁二酸丁二醇酯共聚酯的合成研究。目前中科院理化研究所已经和山东汇盈公司合作建成了年产25000吨的PBS及其聚合物的生产线、广东金发公司建成了年产1000吨规模的生产线等。清华大学在安庆和兴化工有限公司建成了年产10000吨PBS及其共聚物的生产线。 聚乳酸(PLA) 美国Natureworks公司在完善聚乳酸生产工艺方面做了积极有效的工作,开发了将玉米中的葡萄糖发酵制取聚乳酸,年生产能力已达1.4万吨。日本UNITIKA公司,研发和生产了许多种制品,其中帆布、托盘、餐具等在日本爱知世博会被广泛使用。 我国目前产业化的有浙江海生生物降解塑料股份有限公司(规模5000千吨/年生产线),正在中试的单位有上海同杰良生物材料有限

生物降解高分子材料

生物降解高分子材料 肖群 (东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150040) 摘要:高分子材料在日常生活中的使用量越来越大.然而高分子材料给人们生活带来便利、改善生活品质的同时,其使用后的大量塑料废弃物也与日俱增。给人类赖以生存的环境造成了不可忽视的负面影响。本文简要介绍生物降解高分子材料的定义、降解机理及影响因素的基础上,较为全面的阐述了当前生物降解高分子材料的应用领域。 关键词:生物降解,医用生物材料, 1 前言 聚合物工业蓬勃发展的同时也导致了环境污染的加剧,引起了人们对聚合物废料处理的关注。目前全世界每年生产塑料约1.2亿吨.用后废弃的大约占生产量的50%~60%。废塑料的处理以掩埋和焚烧为主,但这两种处理方法会产生新的有害物质。对此,一些国家实行了3R工程,即减少使用、重复使用和回收循环。但对一些回收困难、不宜回收或需要追加很大能量才能回收的领域(如食品包装、卫生用品),实施3R工程很困难,而如果使用生物降解材料则十分有利[1]。 2生物降解高分子材料定义降解机理 2.1生物降解高分子定义 根据美国ASTM定义生物降解高分子材料是指在一定的条件下.一定的时间内能被细菌、霉菌、藻类等微生物降解的高分子材料[2,3,4]。真正的生物降解高分子在有水存在的环境下,能被酶或微生物水解降解,从而高分子主链断裂,分子量 逐渐变小,以致最终成为单体或代谢成CO 2和H 2 O[5]。 2.2生物降解高分子材料的降解机理 生物降解机理和光一生物降解机理.完全生物降解机理大致有三种途径:①生物物理作用:由于生物细胞增长而使聚合物组分水解,电离质子化而发生机械性的毁坏.分裂成低聚物碎片:②生物化学作用:微生物对聚合物作用而产生新 物质(CH 4、C0 2 和H 2 0):③酶直接作用:被微生物侵蚀部分导致材料分裂或氧化崩 裂。而光一生物降解机理则是材料中的淀粉等生物降解剂首先被生物降解,增大表面/体积比,同时,日光、热、氧引发光敏剂等使高聚物生成含氧化物,并氧化断裂.分子量下降到能被微生物消化的水平。进一步研究发现.不同的生物降解高分子材料的生物降解性与其结构有很大关系,包括化学结构、物理结构、表面结构等。 对不同种类的生物降解材料而言.它们降解机理的不同决定了它们具有不同的性质。天然降解高分子材料.其本身来源于生物体,能保证足够的细胞及组织亲和性.降解周期一般较短.最终降解产物为多糖或氨基酸.容易被机体吸收.但是这种材料力学性能差。难于满足组织构建的速度要求,应用时需要进行改性。化学合成的生物降解材料的组成、结构和降解行为更易于控制。比如降解速度和强度可调.易构建高孔隙率三维支架.但材料本身对细胞亲和力弱.往往需要引入适量能促进细胞黏附和增值的活性基团、生长因子或黏附因子等。[6] 3生物降解高分子材料的种类及降解过程

2020年(生物科技行业)完全生物降解材料

(生物科技行业)完全生物 降解材料

完全生物降解材料 摘要:可完全生物降解材料是指在适当和可表明期限的自然环境条件下,能够被微生物(如细菌、真菌和藻类等)完全分解变成低分子化合物的材料,对环境有积极的作用。本文介绍了完全生物降解材料的定义、分类、降解性能的评价及其发展趋势。 关键词:生物降解,测试,应用 前言:人类在创造现代文明的同时,也带来负面影响----白色污染。壹次性餐具、壹次性塑料制品以及农用地膜等均难以再回收利用,其处理方法以焚烧和掩埋为主。焚烧会产生大量的有害气体,污染环境;掩埋则其中的聚合物短时间内不能被微生物分解,也污染环境。残弃的塑料膜存在于土壤中,阻碍农作物根系的发育和对水分、养分的吸收,使土壤透气性降低,导致农作物减产;动作食用残弃的塑料膜后,会造成肠梗阻而死亡;流失到海洋中或废弃在海洋中的合成纤维渔网和钓线已对海洋生物造成了相当的危害,因此提倡绿色消费和加强环境保护势在必行。面对日益枯竭的石油资源,符合潮流的生物降解材料作为高科技产品和环保产品正成为壹个研发热点。1、生物降解材料 理想的生物降解塑料是壹种具有优良的使用性能、废气后可被环境微生物完全分解、最终被无机化合成为自然界中碳素循环的壹个组成部分的高分子材料。 1.1、生物降解材料的分类 生物降解材料按其生物降解过程大致可分为俩类。 壹类为完全生物降解材料,如天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯等,其分解作用主要来自:①由于微生物的迅速增长导致塑料结构的物理性

崩溃;②由于微生物的生化作用、酶催化或酸碱催化下的各种水解;③其他各种因素造成的自由基连锁式降解。 另壹类为生物崩解性材料,如淀粉和聚乙烯的掺混物,其分解作用主要由于添加剂被破坏且削弱了聚合物链,使聚合物分子量降解到微生物能够消化的程度,最后分解为二氧化碳(CO2)和水。 生物崩解性材料大多采用添加淀粉和光敏剂的方法,和聚乙烯和聚苯乙烯共混生产。研究表明,淀粉基生物降解塑料袋最终将进入垃圾场,不接触阳光,即使其中有发生物双降解作用,所发生的降解作用也主要以生物降解为主。壹定时间的试验表明:垃圾袋无明显的降解现象,垃圾袋没有自然破损,甚至对袋里的垃圾起到壹定的“保鲜”作用。 对于解决环境污染,尽管含淀粉基的塑料比壹次性塑料制品有效,但由于仍采用不能生物降解的聚乙烯或聚酯材料为原料,故除了添加的淀粉能够降解外,剩余的大量聚乙烯或聚酯仍会残存而不能完全生物降解,只是分解为碎片,无法回收,进入土壤后情况更糟,对废弃物的处理造成混乱,因而完全生物降解材料成为降解材料的研究重点。 1.2、完全生物降解材料的品种和性能 完全生物降解材料包括天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯、聚乙烯醇等。自然界本身有分解吸收和代谢天然高分子纤维素的自净化能力。该材料在用过废弃后能被自然界微生物的酶降解,降解产物能被微生物作为碳源吸收代谢。 (1)聚己内酯(PCL)是目前价格较低的全微生物分解性合成高分子,所用的聚己内酯是环状单体——己内酯,己内酯是利用有机金属化合物进行开环

可生物降解材料的现状和发展前景

可生物降解材料的研究现状和发展前景 摘要:本文阐述了可生物降解材料的定义、种类及降解机理,综述了可生物降解材料在国内外各个领域的研究现状和最新应用进展,并对其发展前景进行了展望。 关键字:生物降解材料、降解机理、应用进展 Abstract : The definition, variety and the degradation mechanism of biodegradable materials were elaborated. The research situation and their recent progress in applications were reviewed at home and abroad, and then the development prospect was looked forward. Key words :Biodegradable materials; Degradation mechanism; Application progress 1前言 近年来,随着经济的飞速发展,人们对物质和精神的追求越来越高,对产品的包装也相应的有了更高要求,人们在购买产品时,不仅看外包装的美观程度,还考虑其他各种各样的功能。正是由于人们对产品包装的追求不断提升,很多新型包装材料不断被应用到产品包装中。 合成高分子材料具有质轻、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四大支柱[1],被广泛应用到产品的包装中。然而,在合成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,成为白色污染源,严重危害环境,造成地下水及土壤污染,危害人类生存与健康,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,生产合成高分子材料的原料——石油也总有用尽的一天,因而,寻找新的环境友好型材料,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方面问题的有效途径。 2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[3]。 理想的可生物降解材料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终转化成CO2 和H2O而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。 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CO2 和H2O[4]。按其降解的化学本质则分为水解和酶解两种。

全生物降解材料聚乙烯醇(PVA)淀粉合金项目简介

全生物降解材料聚乙烯醇(PVA)/淀粉合金项目简介 塑料包装材料质轻、强度高,可制成适应性强的多功能包装材料,因此人 们对塑料包装的依赖愈来愈大。但塑料包装物的大量一次性使用也产生大量废 弃物,由于这些废弃物量大、分散、收集再生利用成本高昂,而且其原料大部分属惰性材料,很难在自然环境中降解等原因,使得它们对环境造成的污染和 生态平衡的破坏不断积累,已经成为二十一世纪社会与生态的噩梦。 因此解决塑料的自然降解,使塑料进入生态良性循环,解除其对自然与环 境的破坏,成为各国科学家与企业开发热点。 降解塑料的研究开发可追溯到20世纪70年代,当时在美国开展了光降解 塑料的研究。20世纪80年代又研究开发了淀粉填充型“生物降解塑料”,其 曾风靡一时。但经过几年应用实践证明,这种材料没有获得令人信服的生物降解效果。20世纪90年代以来降解塑料技术有了较大进展,并开发了光生物降 解塑料、光热降解塑料、淀粉共混型降解塑料、水溶性降解塑料、完全生物降解塑料等许多新品种。近年来,生物降解塑料特别是生物物质塑料,完全可以 融入自然循环,是最有社会与市场前景的降解材料,已在业界成为共识,并有成果不断涌现。 降解塑料是塑料家族中的一员,对它既要求在用前保持或具有普通塑料的 特性,而用后又要求在自然环境条件下快速降解。稳定与降解本是一对矛盾, 而要求它在同一产品不同阶段实现,难度很大,是集合尖端高新技术的材料。 降解塑料由于它具有易降解功能,只适于特定的应用领域和某些塑料产品,如一次性包装材料、地膜、医用卫生材料等。这些产品受污染严重,不易回收,或即使强制收集利用价值不大,效益甚微或无效益。 当前市场所见的相当部分降解塑料属崩坏性降解,尚不能快速降解和完全 降解。它在一定环境条件下和一定周期内可劣化、碎裂成相对较易被环境消纳 的碎片(碎末),再经过很长时间,最终能降解,但降解的速度远赶不上废物产生的速度。完全生物降解塑料在一定环境条件下,能较快和较完全生物降解 成CO2和水,它与堆肥化处理方法相结合,作为回收利用的补充,被认为是治理塑料包装废弃物污染环境的好办法,是当前国际上的开发方向。 生物降解塑料(BDP)是指在自然界中能被酶或微生物(如细菌、霉菌和藻类)及其分泌物分解利用(包括高分子化合物及其配合物)的材料。 生物降解塑料的降解机理,即生物降解塑料被细菌、霉菌等作用消化吸收 的过程,大致有3种方式: 生物的物理作用——由生物细胞的生长而使物质发生机械性毁坏; 生物的化学作用——微生物对聚合物的作用而产生新的物质; 酶的直接作用——微生物侵蚀部分导致塑料分解或氧化崩裂。 BDP是高分子化学结构等分子层次的研究。其研究无论从地球环境保护的 实际角度,或从开发取之不尽的可再生资源角度,还是从合成高分子的学术研

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档