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PHA的作用
聚羟基脂肪酸酯(PHA),是一类生物可降解塑料,由于其优异的诸多性能,在众多可降解材料中脱颖而出,接下来让我们一起走近这类材料。
PHA是由微生物合成的一种生物基材料,是细菌在生长条件不平衡时的产物,其生理功能首先是作为细菌体内的碳源和能量的储存物质。PHA特点是几乎在任何环境(堆肥、土壤、海水)中
生物降解塑料厂家
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视频作者:东莞市荣晟颜料有限公司
PHA的作用
聚羟基脂肪酸酯(PHA),是一类生物可降解塑料,由于其优异的诸多性能,在众多可降解材料中脱颖而出,接下来让我们一起走近这类材料。
PHA是由微生物合成的一种生物基材料,是细菌在生长条件不平衡时的产物,其生理功能首先是作为细菌体内的碳源和能量的储存物质。PHA特点是几乎在任何环境(堆肥、土壤、海水)中都可以被微生物分解,可望成为一种环境友好型高分子材料, 为解决“白色污染”带来希望。由于PHA 具有良好的生物相容性。在医学上,可用作手术缝合线及控制释放体系的载体;在日常生活中可制造化妆品用微珠。
PHA 可用作动物和人体组织的移植物, 将其做成某些组织的支架植入体内。
可制成手术中的骨钉、骨棒等固定骨架材料,它具有增强作用,粗糙的表面可促进人体组织生长,其孔隙可供渗透和交换之用,当新的组织长出后, PHA 逐渐降解,分解出的产物可被人体吸收,不会引起不良反应。
PHA可用于制造能分解的纤维和纺织品。
采用普通的湿法纺丝方法可制成纤维。如制成纱布,对伤口愈合有的作用;以PHA 为材料,可制成手套、包扎材料、止血塞、薄膜等用品。
PBS的几种合成原理
脂肪族聚酯的合成方法有生物发酵法和化学合成法。生物发酵法的合成成本较高,对于PBS而言很少见报道,化学合成法可对产品进行分子设计,合成成本较低,主要有直接酯化法,酯交换法和扩链法。
直接酯化法:
丁二酸和直接缩聚得到PBS,其合成方法是等物质的量的酸和醇并加入一定量的催化剂在加热的条件下反应生成聚酯。现在的研究报道中多采用直接酯化法合成PBS。直接酯化缩聚法主要有3种:熔融缩聚法,溶液缩聚法和熔融溶液相结合法。
酯交换法:
二元酸二甲酯与等物质的量的二元醇,在催化剂存在下,高温、高真空脱进行酯交换反应得到聚酯。
扩链法:
在前2种合成反应过程中需不断排除小分子物质,以获得所需相对分子质量的聚酯。但在缩聚反应过程中,特别是在反应后期,温度往往超过200℃时,不可避免地出现脱羧、热降解、热氧化等副反应,从而影响相对分子质量的提高。为了进一步提高相对分子质量,往往选择扩链反应,利用扩链剂的活性基团与聚酯的端羟基反应提高聚酯相对分子质量。
PBS与其他降解塑料的比较
PBSA的断裂伸长率较好,但热变形温度在65℃左右;PBAT的成膜性能良好,一般用于吹膜,但其热变形温度在50~55℃左右,且价格昂贵。与它们相比,PBS的产品具有较好的耐温性能,可以使用的温度区间是-30~100℃,能够耐沸水温度,应用范围更广泛,更便于在如海运、较热环境下的储存、运输和使用;和PLA相比,PBS的韧性和耐温性优于PLA,但硬度和透明度不如PLA,这两种产品在机械性能方面各有擅长。但在应用领域、加工性能、储存等方面,PBS具有明显优势。其中PBS软化点高,PBS具有非常优异的加工性能,PBS制品比PLA制品易于贮存PBS是典型的生物降解材料。
生物降解材料PHA的介绍
目前在生物基材料中,发展快的是生物基塑料。这种极具发展潜力的材料可望在许多应用领域替代传统聚合物。
性能:接近通用塑料
综合性能不及传统石油基塑料是人们对生物基塑料的普遍印象,也是除价格因素外推广生物基塑料的拦路虎。但随着技术的进步,PHA产品性能目前已经接近通用塑料,获得了欧洲一些厂商的认可,生产商等对第四代PHA产品表现出了浓厚的兴趣。
PHA是聚羟基脂肪酸酯类材料的总称,目前产业化品种已有四代。代产品的典型代表为均聚物PHB。该材料脆性大,很难大规模应用。为了改善加工性能,人们又研发了第二代产品PHBV、第三代产品PHBHHx以及第四代产品P34HB。
原料:上百种可供选择
清华大学、长江学者陈国强接受本报记者采访时表示,PHA以可再生生物质为原料,由微生物直接合成,可生物降解,它已经与PLA(聚乳酸)并列为完全生物降解材料的热门研究课题。
他说,与大家熟知的PLA等生物基材料相比,PHA的显著优点是能通过结构调节使终产品适用于不同的应用领域,而支撑这种优点的就是其单体的多样性。
国内外研究证明,生物合成PHA新材料的潜力几乎是无限的。据陈国强介绍,在2000年时人们就已发现了超过150种的PHA单体。单体结构变化以及共聚物中不同单体比例的不同,给PHA结构变化带来了无限可能。结构的多元化,又带来了性能的多样化。
PHA可以坚硬如硬塑料,也可以柔软如弹性体,可以制成吹膜级、压片级、吹瓶级、发泡级以及弹性体级的产品。通过调整单体配比,PHA产品性能可以横跨纤维、塑料、橡胶、热熔胶等不同范畴,加上PHA兼具良好的生物相容性,其应用领域已不局限在单