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1、可完全生物降解材料的应用进展DeveloPmentandPlieationofBiodegradableMaterialsAP,随着高分子工业的迅速发展合成高分子材3种:生物降解材料的降解形式大致有(l)料已在众多领域取代了传统的金属、玻璃、陶生物的物理作用。由于生物细胞的增长使聚合物瓷、木材等材料,尤其在包装行业,应用更为广组分水解、电离质子化而发生机械性破坏,分裂。,。泛高分;子材料的出现虽然极大地方便了人们成低聚物碎片(2)生物的化学作用微生物侵,,,,,的生活但由于其质量轻体积大数量多难蚀后其细胞的增长而使聚合物产生新的物质,以降解废弃后对环境污染的严重性已引起世界(CH4、
2、CoZ和HZo);(3)酶的直接作用。微生物各国政府、环保组织、科技界和社会公众的广泛的酶的本质是蛋白质,而蛋白质是由20种氨基酸。、、,,关注地膜餐盒包装袋和一次性垃圾袋等所组成的氨基酸分子里除含有氨基和矮基外有“”,,造成的白色污染是继温室效应之后成为威的还含有经基或疏基等这些基团既可作为电子。,,,胁人类生存环境的新焦点因此可生物降解材供体也可作为氢受体它们能和材料分子或氧,“”。料的开发和应用作为解决白色污染最有效分子发生吸附作用这些带电质点构成了酶的催,。,的途径已越来越引起人们的重视化活性中心使被吸附材料分子和氧分子的反应,。活化能降低从而加速了材料的生物降解反应l2]:
3、1生物降解材料的降解机理和特点生物降解材料具有以下特点t3](l)可与垃,;圾一起处理也可制成堆肥回归大自然(2)按美AsTM[’l:,;国定义生物降解高分子材料是因降解而使其体积减小延长填埋场使用寿命指、、,在细菌真菌藻类等自然界存在的微生物作(3)不存在普通塑料需要焚烧的问题可抑制二用下能发生化学、生物或物理作用而降解或分解嗯英等有害气体的排放;(4)可减少随意丢弃对。,的高分子材料;5只要保野生动植物的危害()储存运输方便,,,;持干燥不需避光(6)应用范围广不但可以成乳酸在土壤中微生物代谢作用下最终转变成,。:,。用于农业和包装行业还可广泛用于医学领域cq和水不会给环境带来污
4、染:PCL是Daicel化学公司于1989年开发的产:,2生物降解材料的研究现状品1993年由美国UnionCarbide公司实现商业,。,一。:化商品名为TONEPCL是在90℃下由己,:一。CL)在催化剂作用下开环聚合而成的生物降解材料根据其降解机理和破坏形式内醋(:,可以分为可完全生物降解材料和生物破坏性(或一种热塑性聚醋其外观和中等密度聚乙烯类。:,,,称崩解性)材料两种可完全生物降解材料在微似乳白色具有蜡质感熔点仅为63℃当温度,COZ:250。生物作用下于一定时间内能完全分解为和大于℃时聚合物分解成单体PCL具有良好的。:,,水等小分子化合物而生物崩解性材料只是一部生物相
5、容性和降解性其分子链柔顺加工工艺,,,:PLAPGA分受微生物作用分解为散乱碎片不能在自然界性优良比和有更好的疏水性在人体。。:,、,完全降解本文介绍的是可完全生物降解材料内外降解缓慢因而用其与PLAPGA共聚所,,可完全生物降解材料根据生产方法又可分为化!得的共聚物不但可以改善后者的加工性能还可。学合成型、天然高分子型和微生物合成型3种。:以控制前者在人体内外的降解速率10PcL还能支:,,持真菌生长可用作微生物的碳源在泥土中会2.1化学合成型}慢慢降解,12个月可失重95%,其降解的主要原:。化学合成型的生物降解材料大多是在分子结因归结为微生物对醋键的敏感性,PGA构中引入醋基的
6、脂肪族聚醋其制备方法主要包是由乙醇酸聚合得到的具有最单结:。括缩。,构单元的脂肪族聚醋PGA的降解速度比PLA和合聚合和开环聚合但高分子量的聚醋只:,。,PCL都快尤其是其力学强度衰减很快一般条能通过开环聚合来合成因为缩聚反应受反应程,,,度和反应过程中产生的水的影响很难得到高分:件下PGA在组织内14天后强度下降50%以上。:。,子量的产物l’]目前已开发的主要产品有聚乳酸28天后下降90%一95%或更多大量实验表明:,,,,PGA可且(PLA)聚己内醋(PCL)聚乙醇酸(pGA)在体内完全降解而无需特殊酶的参与,聚乙醇酸交醋、聚丙醇酸交醋,聚唬拍酸丁二醋}降解后的产物可被体内吸收
7、代谢最终通过尿液:。。l,],‘,(PBS)等和呼吸排出体外PLA最早由日本岛津公司和钟纺公司联合开,,2.2天发是一种性能极佳的生物降解材料属合成直然高分子型链脂肪族聚醋。通过乳酸环化二聚物的化学聚合或乳酸的直接聚合可以得到相对分子量较高的淀粉、纤维素、甲壳素、蛋白质等天然高分,。PLA而乳酸是一种在动植物和微生物体内常见子材料可用来制备生物降解材料这类物质在自,,,,的天然化合物极易自然分解其纤维具有优良然界中资源丰富可完全生物降解而且产物安。,,。的
