生物降解材料PHA的介紹

目前在生物基材料中，發(fā)展快的是生物基塑料。這種極具發(fā)展?jié)摿Φ牟牧峡赏谠S多應(yīng)用領(lǐng)域替代傳統(tǒng)聚合物。

　　性能：接近通用塑料

　　綜合性能不及傳統(tǒng)石油基塑料是人們對生物基塑料的普遍印象，也是除價格因素外推廣生物基塑料的攔路虎。但隨著技術(shù)的進(jìn)步，PHA產(chǎn)品性能目前已經(jīng)接近通用塑料，獲得了歐洲一些廠商的認(rèn)可，生產(chǎn)商等對第四代PHA產(chǎn)品表現(xiàn)出了濃厚的興趣。

　　PHA是聚羥基脂肪酸酯類材料的總稱，目前產(chǎn)業(yè)化品種已有四代。代產(chǎn)品的典型代表為均聚物PHB。該材料脆性大，很難大規(guī)模應(yīng)用。為了改善加工性能，人們又研發(fā)了第二代產(chǎn)品PHBV、第三代產(chǎn)品PHBHHx以及第四代產(chǎn)品P34HB。

　　原料：上百種可供選擇

　　清華大學(xué)、長江學(xué)者陳國強(qiáng)接受本報記者采訪時表示，PHA以可再生生物質(zhì)為原料，由微生物直接合成，可生物降解，它已經(jīng)與PLA(聚乳酸)并列為完全生物降解材料的熱門研究課題。

　　他說，與大家熟知的PLA等生物基材料相比，PHA的顯著優(yōu)點是能通過結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)使終產(chǎn)品適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域，而支撐這種優(yōu)點的就是其單體的多樣性。

　　國內(nèi)外研究證明，生物合成PHA新材料的潛力幾乎是的。據(jù)陳國強(qiáng)介紹，在2000年時人們就已發(fā)現(xiàn)了超過150種的PHA單體。單體結(jié)構(gòu)變化以及共聚物中不同單體比例的不同，給PHA結(jié)構(gòu)變化帶來了可能。結(jié)構(gòu)的多元化，又帶來了性能的多樣化。

　　PHA可以堅硬如硬塑料，也可以柔軟如彈性體，可以制成吹膜級、壓片級、吹瓶級、發(fā)泡級以及彈性體級的產(chǎn)品。通過調(diào)整單體配比，PHA產(chǎn)品性能可以橫跨纖維、塑料、橡膠、熱熔膠等不同范疇，加上PHA兼具良好的生物相容性，其應(yīng)用領(lǐng)域已不局限在單一的塑料制品，還可以在緩釋劑、生化濾膜、緩釋長效載體以及骨釘、手術(shù)縫合線、人體填充材料方面大顯身手。

為什么要用生物降解塑料
生物降解塑料是為了讓塑料擺脫對石油資源的依賴，卸下“白色污染”的黑鍋，開發(fā)能夠自然降解的生物基塑料制品成了塑料領(lǐng)域研究的熱門?？墒?，這種被普遍看好的綠色制品，在上卻并不多見，只有在大型展會以及歐美發(fā)達(dá)國家才能看到它們的蹤影。面對生物降解塑料在國內(nèi)“推而不廣”的局面，成本高是一方面，但根本原因還是政策支持力度的欠缺。前景毋庸置疑生物降解塑料對于公眾來說并不陌生。早在2008年北京奧運(yùn)會期間，組委會就使用了7種規(guī)格的全生物降解塑料袋500多萬個，這些袋子僅經(jīng)過一個多月的堆肥處理就能夠被完全降解。生物降解塑料既有傳統(tǒng)塑料的功能和特性，又能在自然界微生物的作用下被降解，終全部轉(zhuǎn)化成二氧化碳、、水及其所含元素的礦化無機(jī)鹽以及新的生物質(zhì)等。總而言之，生物降解塑料被認(rèn)為是石油基塑料的理想替代品。在包裝、電子、運(yùn)輸、紡織、等方面的應(yīng)用都具有巨大的潛力。經(jīng)測算，如果用生物分解塑料替代100萬噸傳統(tǒng)塑料，則可減少200萬噸的石化資源；如果用生物基降解塑料替代100萬噸原有通用塑料，則可減少二氧化碳排放量300萬噸以上。“無論是從能源替代、二氧化碳減少，還是從環(huán)境保護(hù)以及部分解決﹨三農(nóng)﹨問題，發(fā)展降解塑料都十分必要。

聚乳酸(PLA)也稱為聚丙交酯，屬于聚酯家族。是以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物，原料來源充分且可以再生。聚乳酸的生產(chǎn)過程無污染，而且產(chǎn)品可以生物降解，實現(xiàn)在自然界中的循環(huán)，因此是理想的綠色高分子材料。聚乳酸（PLA）是一種新型的生物降解材料，使用可再生的植物資源（如玉米）所提取的淀粉原料經(jīng)由發(fā)酵過程制成乳酸，再通過高分子合成轉(zhuǎn)換成聚乳酸。

這種環(huán)保材料搭配上結(jié)晶干燥機(jī)能夠進(jìn)行節(jié)能環(huán)保。

目前這種材料易得可再生，適合大規(guī)模集約化生產(chǎn)；透氣性能、透明度光澤和硬度、拉伸和彎曲模量均可與傳統(tǒng)的塑料樹脂相媲美；其單體原料L-乳酸是人體內(nèi)源性活性物質(zhì)，因此聚乳酸制品對人體無毒、不排斥，并可被人體吸收，能制成YI用組織骨架材料和YI藥載體而安全地用于人體內(nèi)，并獲得美國FDA認(rèn)證；后這種材料是完全可降解性，埋入土壤中6～12個月即可降解成二氧化碳和水。

而結(jié)晶干燥機(jī)能使物料受熱均勻，熱交換充分，熱，干燥強(qiáng)度高，能量消耗低，比普通干燥機(jī)節(jié)能30%左右。物料流向單一、無返混現(xiàn)象，干燥均勻，質(zhì)量穩(wěn)定，不需要混合。而且振動源采用的是振動電機(jī)驅(qū)動，運(yùn)轉(zhuǎn)平衡、維修方便、噪音低、壽命長。由于施加振動，可使流化氣速降低，因而可顯著降低空氣需求量，進(jìn)而降低粉塵層夾帶，配套熱源，風(fēng)機(jī)，旋風(fēng)分離器等也可相應(yīng)縮小規(guī)格，成套設(shè)備降低，節(jié)能效果明顯，且無粉塵污染問題。

所以這PLA與結(jié)晶干燥機(jī)結(jié)合能夠進(jìn)行節(jié)能環(huán)保。