生物降解材料工業設計1003袁園概述

生物降解材料是20世紀80年代后由于環境和能源之間的矛盾凸顯而發展起來的一種新型高分子材料。

它是指在一定條件下、一定時間內能被細菌、霉菌、藻類等微生物降解的一類高分子材料。

真正的生物降解高分子在有水存在的環境下，能被酶或微生物水解降解，從而使高分子主鏈斷裂，分子量逐漸變小，以致最終成為單體或代謝成二氧化碳和水。作用機理

生物降解性高分子材料的降解通常是以化學方式進行的，即在微生物活性的作用下，酶進入聚合物的活性位置并滲透至聚合物的作用點后，使聚合物發生水解，從而使聚合物的分子骨架發生斷裂，成為小的鏈段，并最終斷裂成穩定的小分子產物，完成降解過程。

一般高分子材料通過生物物理作用、生物化學作用和酶的直接作用等途徑而進行降解。PLA類降解材料

PLA無毒、無刺激性、強度高、易加工成型，具有優良的生物兼容性，可生物降解吸收，在生物體內經過酶解，最終分解成水和二氧化碳。PLA類降解材料是一種新型功能性醫用高分子材料。聚酸酐降解材料

20世紀70年代人們利用其水解不穩定性，開發出生物降解材料。由于其優良的生物兼容性和表面溶蝕性，在醫學領域得到廣泛的應用。聚氨酯(PUR)降解材料

可降解性PUR主要有纖維素／木質素／樹皮改性PUR、單糖或二糖改性PUR和淀粉改性PUR。廣泛用于建筑、家具、電器等行業。聚對苯二甲酸乙二酯(PET)／聚乙二醇(PEG)降解材料

PET是一種性能優良的通用高分子材料，當其中加入PEG進行熔融共縮聚，可以合成具有微相分離結構的嵌段共聚物，其降解速度明顯加快，為聚合物用作環境友好材料和生物醫學材料奠定了基礎。聚酯類--PBS/PBSA/PBAT

PBS是由丁二酸與丁二醇經化學合成的脂肪族聚酯，目前原料來源于石油基。優點是加工性良好，耐熱性優良（維卡溫度98℃），但很脆，力學性能太差，且不耐水解，降解速率很慢。在PBS基礎上引入己二酸單體，以共聚的方式合成PBSA，降低了PBS的結晶度（隨共聚含量增大而降低）改善了韌性，但也降低了強度、剛性和維卡軟化溫度。二氧化碳聚合物PPC水溶性PVA聚乙烯醇是一種水溶性高分子材料，分子量一般比較低（幾千到一兩萬）,一般和淀粉共混制備吹膜材料，也有用于醫療、海洋等領域。酶分析法

在容器中加入緩沖液和試驗樣品，讓酶作用一定的時間后，分析試樣的失重情況，目測霉菌的生長情況，顯微鏡分析試樣物理性能或化學性能的變化。優點是試驗周期短，重復性好，定量性好；缺點是不能反映自然界中的實際情況。放射性C14示蹤法

用C14標記聚合物產品，在微生物的作用下產生CO2，用堿性溶液吸收，用滴定法測出CO2總量，再用放射性衰減率法測定C14的CO2量，用C14的CO2占產生的CO2的百分數表示微生物侵蝕的程度。優點是實驗結果可靠、明確。生物降解性能的測試可以檢測樣品生物降解性能的優劣。應用農業用途

理想的農用材料是能與其他生物降解材料協同作用轉化為提高土質的材料，生物降解材料在農業上主要用作農用地膜和農作物生長容器。生物降解材料在農業方面的其他應用還有草皮種植片、堆肥用袋以及農用藥物的擯釋材料等。包裝用途

生物降解塑料制成的食品袋、包裝袋、垃圾袋因其生物降解性而大受青睞。生物降解包裝材料一般是將可降解的高分子聚合物加入到層壓膜中或直接與層壓材料共混成膜。食品包裝材料和容器一般要求能保證食品不腐爛、隔離氧氣且材料無毒。醫用生物降解材料

醫用材料不僅需要有醫效，而且還要安全、無毒、無刺激性，與人體有良好的生物相容性。醫用生物降解