生物降解中的高分子 生物降解材料是20 世纪80 年代后随着环境、能源等矛盾的凸显而发展起来的新型材料,作为一种可自然降解的材料。在环保方面起到了独特的作用,其研究和开发已得到迅速发展,作为解决“白色污染”最为有效的途径,已引起环境专家、材料学家及更多领域人士的关注。 一 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(C H 4、C 02 和H 20);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。 二 生物降解塑料 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。 1 生物降解塑料的分类 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。 2 国内外生物降解塑料现状与发展趋势 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...