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生物基聚合物是由可再生資源(如淀粉、秸稈等)、二氧化碳、生物聚合物(核酸、多糖、聚酯、聚異戊二烯 類、多酚及他們的衍生物、混合物和復(fù)合物等)為原料制得。開發(fā)生物基聚合物的出發(fā)點(diǎn)是由于目前大量使用的石油資源有限,而可再生資源和二氧化碳等來(lái)源豐 富、價(jià)廉,可滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。即其設(shè)計(jì)主要出發(fā)點(diǎn)是基于可再生資源的可持續(xù)發(fā)展為目的。
而生物降解聚合物是指在一定環(huán)境條件下,可被微生物作用分解成為二氧化碳、水及其所含元素的礦化鹽和新的生物質(zhì)的一類聚合物。由于聚合物被微生物作為營(yíng)養(yǎng)源而逐步消解導(dǎo)致質(zhì)量損失、力學(xué)性能下降等,其研發(fā)的主要出發(fā)點(diǎn)是治理難以回收利用的塑料廢棄物的環(huán)境污染問題。
目前已有工業(yè)化產(chǎn)品的生物基聚合主要有,聚烴基脂肪酸酯類、聚乳酸-PLA、脂肪族聚碳酸酯、熱塑性淀粉等。生物降解聚合物主要有,聚己內(nèi)酯PCL、脂肪族聚PBS、脂肪族/芳香族共聚酯化學(xué)合成PLA以及它們與天然高分子(淀粉、纖維素)的共混物等。
生物可降解高分子材料是指在一定的時(shí)間和一定的條件下,能被微生物或其分泌物在酶或化學(xué)分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。
生物可降解的機(jī)理大致有以下3種方式:生物的細(xì)胞增長(zhǎng)使物質(zhì)發(fā)生機(jī)械性破壞;微生物對(duì)聚合物作用產(chǎn)生新的物質(zhì);酶的直接作用,即微生物侵蝕高聚物從而導(dǎo)致裂解。
一般認(rèn)為,高分子材料的生物可降解是經(jīng)過兩個(gè)過程進(jìn)行的。首先,微生物向體外分泌水解酶和材料表面結(jié)合,通過水解切斷高分子鏈,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攝入人體內(nèi),經(jīng)過種種的代謝路線,合成為微生物體物或轉(zhuǎn)化為微生物活動(dòng)的能量,終都轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。