除了作为包装材料外,生物降解塑料由于具有良好的生物相容性和生物可降解性,在领域应用也非常广泛。
PHA在领域的典型应用是做生物材料,如***试纸、绷带及***用手套的润滑粉;也可做与血液相容的膜制品;还可用作血管移植物或脉管替代物以及骨裂固定盘等;另外,还可作为新型***材料如骨板、骨钉以及制作三维支架应用于***工程。
据预测,在2010年前,世界生物降解塑料的市场需求将每年增加30%,到2010年生物降解塑料的市场规模将增加到130万吨,生产能力将达到100万吨。除了美国、德国、意大利、加拿大、日本等国以外,我国也将是生产生物降解塑料的主要***。
生物可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。
生物可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***;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,高分子材料的生物可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;然后,降解的生成物被微生物摄入***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,终都转化为水和二氧化碳。
材料合成采用微生物合成方法制取生物降解高聚物,如建立一些新的模式与概念,利用微生物的发酵获得具有新结构的聚合物;可回收农业原料,发展的制备***聚合物的途径;使用酶催化聚合物合成新材料;使用酶的立体选择性单体,在酶的作用下进行生物高聚物的合成和改性。
采用有机合成方法制备生物降解高聚物,如合成结构上类似于天然聚合物的高聚物,建立聚合物结构、形态、生物降解性能之间的关系;将内酯、环氧化合物、环状碳酸盐、酐等进行开环聚合,获得新的生物降解高聚物;对多糖进行改性获得新的可降解加工材料。
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