生物降解(jiě)材料是一種環保材料,可被微生物分解為無害物質,有助於減少(shǎo)對環境的汙染。
生物降解材料憑借其優良的物理性能,代替普通 PE塑料袋的趨勢已越發明顯,目(mù)前在服裝包裝、百貨商超、電子電器、日(rì)用品、酒店(diàn)等都有廣泛的使用(yòng)。
今天小編就(jiù)生物降解材料的(de)來源做一些簡單說明,目前生(shēng)物降(jiàng)解材(cái)料主要包括(kuò)以(yǐ)下幾種:
1. 聚乳酸(PLA )
:原料主(zhǔ)要是玉米澱粉,經過發酵聚合得到。
是一種新型的(de)生物基及可再生生物降解材料,具有完全生物降解性,可熱塑加工。由聚乳酸(suān)製成的產品除(chú)能生物降解外,還具有高強度,高透明性,耐熱性好,可塑性強(qiáng)。含聚乳酸成分越多,產品表麵珠光色更強,手感更爽滑。聚乳酸具有抑菌抗黴(méi)作用,對食品有保鮮功能。
缺點是韌性差,脆斷,在薄膜領域的應用(yòng)被限製。
2.聚3-羥基烷酸(suān)酯(PHA):
是由微生物通過各種碳源發酵而(ér)合成的不同結構的脂肪族共聚聚酯,可被微(wēi)生物完全(quán)分解為無害物質,有助於減少對環境的汙染。 PHA根據碳源的不同可分為可(kě)降解塑料(liào)聚 3- 羥基烷酸(suān)酯(PHA) 、聚 3-羥(qiǎng)基丁酸酯 (PHB) 、聚3- 羥基(jī)己酸酯 (PHH)
以及它們的共聚物等。
PHA 具有優良的生物降解性、生物相容性、安全性、成膜性和成纖維性等性能,可(kě)用於製造生物降解塑(sù)料、纖維、農用薄膜、生(shēng)物醫用材(cái)料等。
3.聚ε-己內酯PCL
是(shì)一種由ε - 己(jǐ)內酯經開(kāi)環聚合得到的(de)低熔點聚合物(wù),熔點僅62 ℃。 PCL的降解性研究從 1976 年就已開始,可在厭(yàn)氧和需氧(yǎng)的環(huán)境中被微生(shēng)物(wù)完全分解。
PCL 的加工性能優良,可用普通的(de)塑料加工(gōng)設備製成薄膜及其他(tā)製(zhì)品。PCL 與其他聚合物的共混物也具有生物降解性,例如 PCL 與聚ε - 己內酯琥珀酸 (PCL-g-PEC) 共(gòng)混物,其生物降解性(xìng)進一步提高。
PCL 的降解產物為(wéi)ε-己內(nèi)酯和二氧化碳,對人體(tǐ)無害。
PCL 主要用(yòng)於醫(yī)用高分子材料、藥物緩釋基材、手術縫合線、生物組織工程支架材料、熱收縮材料、可降解塑料膜、農(nóng)用地膜、纖維型運動服和(hé)被褥等。
4.聚酯類--PBS/PBSA
PBS 和PBSA都是聚酯類生物降解材料,它們的原料主要是脂肪族或芳香族化合物。其中, PBS是脂肪族聚酯,而
PBSA 是芳香族聚酯。這些材料可以在堆肥、填埋等環境中完全分解為水和二氧化碳。
PBS 和PBSA具有優良的物理性能和加工性能,可以製成薄膜、包裝材料、餐具、無(wú)紡布等可(kě)降解產品。它們的生(shēng)物降解性取決於微生物的種類和(hé)作用條(tiáo)件,包括水分、溫度、濕度、氧氣(qì)等。
與(yǔ)聚乳酸相比, PBS 和PBSA 的韌性更好,不易脆斷(duàn),因此在薄(báo)膜領域的應用更有優勢。同時, PBS 和PBSA 的價(jià)格相對較(jiào)低,可以降(jiàng)低生產成本。
5.脂肪族芳香(xiāng)族共聚酯
脂肪族芳香族共聚酯是一種具有優良物理性能和(hé)加工性能的生物降解材料。它的原料包括脂肪族和芳(fāng)香族化(huà)合物,可以製成薄膜、包裝材料、餐具、無紡布等可降(jiàng)解產品。
這種(zhǒng)材料的生物降解性取決於微生物的種類和作用條件,包括水分、溫度、濕度、氧氣等。
與聚乳酸相比,脂肪族芳香族共聚(jù)酯的韌性更好,不易脆(cuì)斷,因此在薄膜領域的應用更有優勢(shì)。同時,這種材料的價(jià)格相對較低,可以(yǐ)降(jiàng)低生產成本。
6.聚乙烯醇(PVA)
聚乙烯醇( PVA )是一種具(jù)有廣泛應用的生物(wù)降(jiàng)解材(cái)料,尤其(qí)在水溶(róng)性薄膜領域中有著廣泛的應用。 PVA 薄膜具有(yǒu)良好的透(tòu)明性、柔韌性和加工性能,可廣泛應用(yòng)於包裝、農業、醫(yī)療等領域。
PVA 還(hái)具有較好的水溶性,可直接溶解於水中,方便使用和回收。
此外, PVA 還可與其他生物降解材料共混製備複(fù)合(hé)材料,以改善其性能。例(lì)如, PVA 與聚乳酸( PLA )共混後可製備出具有良好韌性和加工性能的複合材料,這種複合(hé)材料既具有 PLA 的生物降(jiàng)解性,又具有
PVA 的良好(hǎo)加工性能和柔(róu)韌性。
總之,聚乙烯醇( PVA )作為一種生物降解(jiě)材料,具有廣泛的應用前景,尤其在水(shuǐ)溶性薄膜領域中具有很好的應用價值。隨著環保意識的不斷提高,相信(xìn) PVA 將會在更多的領域得到應用和推廣。
7.二(èr)氧化碳(tàn)共聚物
(一種研(yán)究中的新型材料)
以二氧化碳為單(dān)體原料在雙金屬配位
PBM型催(cuī)化劑作用(yòng)下,被活化到較高的程度時,與環氧化物發生共聚反應,生(shēng)成脂肪族聚碳酸酯(zhǐ)( PPC ),經過後處理,就得(dé)到二氧化碳樹脂(zhī)材料。
二氧化碳(tàn)共聚物的生產過程中,使用二氧化碳(tàn)作為原料(liào),減少了溫室氣體的排放,同時通過(guò)共聚反應將(jiāng)二氧化碳轉化為高分子材料。這種材(cái)料具有(yǒu)可降解性,可以在堆肥或填埋(mái)等環境中完全分解為(wéi)水和二氧化碳(tàn)。
這些生物降解材料的出現為減少塑料垃圾和保護環境提(tí)供了新的解決方案。然而,盡管這(zhè)些(xiē)材料具有(yǒu)優良的生物降解性能,但它們的生產成本較高,仍需進一步研發以(yǐ)降低生產成本,並提高生產效率(lǜ),以便更廣泛地應用於日(rì)常生活(huó)中。
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通過技術研發,在以聚乳酸(PLA)為基礎上,結合PBAT(己二酸丁二醇酯和對苯二甲酸丁(dīng)二醇酯的共聚物)材料共混,提高了PLA的韌性,展現了兩者的互補性,通過吹膜等一(yī)係列的工藝流程,製作的產品比(bǐ)較穩定(dìng),性能優(yōu)良、成(chéng)本適中,生(shēng)產技術較成(chéng)熟、產業化程度較(jiào)高,是未來行業(yè)發展主流,適合各個行(háng)業的包裝使用,發(fā)展前景巨大!