生物可降解高分子材料的发展现状与前景综述

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1、5张璐（3110103221）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PresentDevelopmentandProspectsofBiodegradablePolymer张璐，浙江大学工科试验班1128班，jangru@126.com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

2、了展望。关键字：可降解高分子材料，分类，应用，发展前景Abstract:Thispaperintroducesthedefinitionanddegradationmechanismofbiodegradablepolymer,andsummarizesthetypesofbiodegradablematerials,suchasnaturallyoccurringpolymers,syntheticpolymersandmixingtype.Besides,theapplicationofbio

3、degradablepolymerinenvironmentprotecting,medicalscienceandotherareasandthedevelopmentprospectofthismaterialarealsoinclude.Keywords：degradablepolymer,classification,application,developmentprospect5张璐（3110103221）生物可降解高分子材料的发展现状与前景综述当前社会，在经济快速发展和科学技术突飞猛进

4、的同时，谋求绿色发展已经越来越成为时代的重要趋势。这种发展理念不仅体现在经济活动上，也体现在生物、化学等基础学科领域。就高分子材料方面而言，我国目前的高分子材料生产和使用已位居世界前列，每年产生数百万吨的废弃物，既造成了环境破坏，又极大地制约了学科本身的发展。为了解决这种矛盾，生物可降解高分子材料应运而生。作为一种新型的环境材料，生物可降解高分子材料很好平衡了经济与环境之间的需求，同时也为医疗保健等领域作出了长足的贡献。它的研究和迅速发展，已经受到人们越来越多的关注。1生物可降解高分子材料的定义及

5、降解原理可降解高分子材料，是一种环保高分子材料，它是在一定条件下，能在微生物分泌酶的作用下由大分子分解为小分子的材料[1]。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。高分子水合作用是因依靠范德华力和氢键维系的二次、三次结构的破裂引发的。水合作用，以及其后高分子主链可能因为化学或酶催化水解而破裂，高分子材料的强度降低。对交联高分子材料其强度的降低，可因高分子主链、交联5张璐（3110103221）生物可降解高分子材料的发展现状与前景综述剂、外悬基因的开裂等

6、造成。高分子链的进一步断裂会导致质量损失和分子量降低，最后分子量足够低的分子链小段被酶进一步代谢为水、二氧化碳等物质[2]。可降解材料的生物性不仅和它本身的结构有关，也受材料的温度、酶、PH值、微生物等外部环境因素的影响。总之，生物可降解并不是一个受单一机理控制的过程，而是一个复杂的各种因素协同作用，相互促进的过程。2生物可降解高分子材料的分类若按材料的来源分，可降解高分子可主要分为天然高分子材料、微生物生产型高分子材料、合成高分子材料和掺混型高分子材料。根据制造方法的不同，则可分为微生物合成、化

7、学合成、天然高分子及其共混物[3]。2.1天然高分子材料天然可降解性高分子材料主要有胶原、明胶、甲壳糖、毛发、海藻酸、血管、血清纤维蛋白、聚氨基酸等，应用较多为胶原，血清纤维蛋白。这类材料最大的优点是降解产物易于被吸收而不产生炎症反应，单存在力学性能差，尤其是力学强度与降解性能间存在反对应关系，及高强度源于高分子量，导致降解速度慢，难于满足组织工程中组织构建的速度要求，也是构建多孔三维支架存在困难[4]。尽管天然高分子材料的发展面临诸多挑战，世界各国对它的支持力度依然很大。美国能源部（DOE）预计

8、到2020年，来自植物可再生资源的基本化学结构材料要增加到10%，而到2050年要达到50%[5]。因此，天然高分子领域的研究及应用开发正在迅速发展，而且它们也必将带动其他高新技术领域的发展，为提高资源利用率，减少环境污染，实现绿色发展作出卓越的贡献。2.2微生物生产型高分子材料这种材料是通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI公司生产的“Biopol”产品。微生物降解主要取决于聚合物分