生物降解材料

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1、生物降解材料毕业论文题11生物降解材料聚轻棊脂肪酸值的生产工艺指导教师徐意专业生物制药技班级07级生物制药3班姓名杨学静学号200701331天津生物工程职业技术学院2010年4刀日1注：该表从“毕业论文的任务和貝-体要求"以下为指导教师填写2注：该表为教师填写3生物降解材料——聚疑基脂肪酸酯的生产工艺作者:杨学静07生物制药3班200701331单位：天津生物工程职业技术学院摘要：生物降解材料是20世纪80年代后随着环境、能源等才盾的凸显而发展起來的新型材料，作为一种可口然降解的材料，在环保方而起到了独特的作用，其研究和开发已得到迅速发展，作为解决"色污染"M为有

2、效的途径，已引起环境专家、材料学家及更多领域人士的关注。关键字：生物降解，聚轻基脂肪酸酯，发酵，材料前言：近20多年迅速发展起來的生物高分子材料——聚疑基脂肪酸ffi(PHA),是很多微生物合成的一种细胞内聚酯，是一种天然的高分子生物材料。因为PHA同时具有良好的生物相容性能生物可降解性和槊料的热加工性能。因此同时可作为生物医用材料和生物可降解包装材料，这己经成为近年來住物材料领域最为活跃的研究热点。PHA还具有非线性光学性压电性气体相隔性很多高附加值性能。正文：天然的或合成的生物可降解的高分子材料往往有很高的水蒸气透过性，这在食品保鲜中是不利的。而PHA则具有良好的气体阻隔性，使其可

3、能应用在较长时间的鲜品保鲜包装上。因为水汽的穿透是保鲜包装中的重要指标，PHA在这一点上的性能是完全可以和现在的PETPP等产品等相比的。另一方面，PHA还具冇较好的水解稳定性，将PHA用75°C的白动洗碗机总洗20个循坏，PHA制成杯的形状和分子量都没有发牛变化，表明PHA可以很好地用于器具牛产。此外与其它聚烯桂类聚芳坯类聚合物比，PHA述具有很好的紫外稳定性。PHA还可作为生物可降解的环保溶剂的来源，如3■轻基丁酸乙酯EHB(ethyl3一hydroxy一butyrate)是水溶性的，聚有低挥发性，可以用于清洁剂胶)粘剂染料墨水的溶剂。正因为PHA汇集了这些优良的性能，使其可以在包

4、装材料粘合材料喷涂材料和衣料器具类材料电子产品耐用消费品农业产品自动化产品化学介质和溶剂等领域屮得到应用。1.PHA的发展过程与PLA等生物材料相比，PHA结构多元化，通过改变菌种给料发酵过程可以很方便地改变PHA的组成，而组成结构多样性带来的性能多样化使其在应用屮具有明显的优势。根据组成PHA分成两大类:一类是短链PHA(单体为C3-C5),一类是中长链PHA(单体为C6-C14),这些年已有报道菌株可合成短链与屮长链共聚疑基脂肪酸酯。PHA的生产经历了第一代PHA——聚释基丁酸酯(PHB),第二代PHA——耗基丁酸酸共聚酯(PHBV)和第三代PHA—聚3男基丁酸疑基己酸酯4(PHB

5、HHx)的牛产，而笫四代PHA梵基「酸耗基辛酸(癸酸)共聚酸［PH・BO(PHBD)］尚处于开发阶段。其中作为第三代PHA的PHBHHx是山清华大学及其合作金业实现了首次大规模生产。与传统化工塑料产品的生产过程相比较，PHA的生产是一种低能耗和低二氧化碳排放的生产，因此从生产过程到产品对于环境保护都是很有利的。［1］PHA牛产的另一•条可行的途径是利用转基因植物來实现。PHA在植物中的合成，可以利用光能消耗二氧化碳，成为一种町持续对再生的材料生产方式。现在已在烟草马铃薯棉花油菜玉米苜蓿等植物屮实现了包括PHBPHBV以及屮长链PHA等不同PHA的合成。而其中在马铃蒋块根屮的PHA合成是

6、最具牛产前景的。目前PHA的价格还很难和石汕化工塑料相竞争，而聚丙烯的价格低于1美元/kg，而一些最便宜的生物可降解塑料的价格为3-6美元/Kg,而当今理想的PHB的生产成本为4美元/kg,随着规模的扩大，生产成本将进一步降低，但很难达到2・3美元/kg,这主要是由于细菌发酵底物成本所决定。但通过转基因植物的PHA合成，有望将PHA的成木人人降低，因为植物利用二氧化確和太阳能生产植物汕和淀粉的成本分别为0.5-1美元/kg和0.25美元/kg,另外植物中PHA的提取过程也冇了较好的研究，提取成本不高于细菌中PHA的提取成本。PHA在植物小的生产将使经济作物的可再生资源使用大大地迈进，这

7、个项目的成功可能使到2020年植物生产基本化学原料和材料中可更新资源的使用达到现在的5倍。2.PHA的生产工艺PHA既是一种性能优良的环保生物塑料，乂具冇许多可调节的材料性能，其随着成本的进一步降低以及高附加值应用的开发，将成为一种成木可被市场接受的多应用领域生物材料。山于它是一个组成广泛的家族，其从坚硬到高弹性的性能使其可以适用于不同的应用需要。PHA的结构多样化以及性能的可变性使其成为生物材料中重耍的一员。相对于PLA,PHA发展的历史很短