環(huán)境材料學(xué)—環(huán)境降解材料

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1、環(huán)境材料學(xué)—環(huán)境降解材料簡述生物降解高分子材料生物降解高分子材料的應(yīng)用簡述生物降解高分子材料二.高分子材料的正負(fù)面影響：一.高分子--二十世紀(jì)崛起的材料巨人:1932年高分子學(xué)科出現(xiàn)，1935年合成尼龍66。給人們的生活帶來便利。消耗大量的天然資源。造成環(huán)境污染。高分子材料使用廢棄后如何處理？國際上通常使用三種方法填埋？焚燒？回收再利用？占用大量土地，造成土壤劣化。產(chǎn)生有害氣體，造成二次污染。難度大、成本高。所以，既要保證人們的生活品質(zhì)又要減少環(huán)境污染，人們必須從源頭做起，大力開發(fā)和推廣環(huán)境可降解高

2、分子原料，這是治標(biāo)治本的好方法，符合當(dāng)今高分子材料綠色化的潮流。1.概念：指高分子材料在一定的條件下會自動分解、消失。原因：高分子材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著的變化，造成某些性能下降，能被生物體侵蝕或代謝而降解。三.高分子材料的降解性：（3）微生物吸收或消耗碎片，經(jīng)代謝最終形成二氧化碳和水等。3.過程（1）高分子材料的表面被微生物粘附。（2)在微生物分泌的酶的作用下，高分子斷裂成相對小的分子碎片。在微生物的作用下，高分子僅能被分解為散亂碎片。4.生物降解高分子的分類：（1）完全生物降解高分子在微生物作用下

3、，在一定時間里完全分解成二氧化碳和水的化合物。（2）生物破壞性高分子5.高分子結(jié)構(gòu)與降解性的關(guān)系易降解高分子結(jié)構(gòu)難降解高分子結(jié)構(gòu)表面粗糙表面光滑直鏈側(cè)鏈、支鏈、交聯(lián)柔軟晶態(tài)脂肪族芳香族低相對分子量高相對分子量親水性疏水性（1）摻混型：在普通高分子材料中摻入易被分解的物質(zhì)。（2）結(jié)構(gòu)型：使高分子材料中形成具有被微生物分解的結(jié)構(gòu)。6.使高分子材料更具降解性一.在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用生物降解高分子的應(yīng)用在普通高分子材料中加入改性淀粉，其材料可生物降解。魚網(wǎng)有機(jī)酸分解酶微生物氧氣二氧化碳水地膜地下地膜分子量和強(qiáng)

4、度下降50%。保溫效果好。60天左右出現(xiàn)裂紋。80-90天出現(xiàn)大裂崩解。三個月后失重率達(dá)60-80%。當(dāng)年，地表地膜降解為粉末狀。最終被微生物吞噬，放出二氧化碳和水，對土壤和作物無毒無害。容器包裝材料目前使用較多的就是現(xiàn)有包裝材料（聚乙烯、聚丙烯）中加入淀粉等生物降解劑使其容易降解。2002年春，大日精化工業(yè)公司開發(fā)了可生物降解墨。該商品系采用專用有機(jī)顏料,和天然衍生物材料（作添加劑）配制而成，其功能幾乎與傳統(tǒng)的照相印刷墨相當(dāng)。油墨、顏料冷卻后有足夠的強(qiáng)度，保持長久不變形?？山到庾杂蓸渲乃芰?。放在

5、600C熱水里軟化成一團(tuán)。可以加工成各種形狀的玩具。玩具吸水材料發(fā)動機(jī)油料生物醫(yī)用高分子材料的分類生物降解型非降解型包括要求用途聚乙烯、聚丙烯、芳香膠原、纖維素、聚氨酸脂、聚硅氧烷等長期保持穩(wěn)定，不發(fā)生降解具有良好的機(jī)械性能氨基酸、甲殼素等降解產(chǎn)物能被機(jī)體正常吸收、利用或排出體外人體軟、硬組織修復(fù)體，人工器官粘合劑，管腔等的制造藥物釋放、送達(dá)載體、非永久性植入裝置二.在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用醫(yī)用生物降解高分子材料，被植入人體后，不能夠依靠手術(shù)將其取出。外科手術(shù)縫合線。骨固定材料（骨釘、固定板）。人造皮膚。

6、組織或器官修復(fù)需要至少要半年以上。降解速度必須與組織部位的生長修復(fù)速度相一致。皮膜組織修復(fù)需要3－10日；內(nèi)臟組織修復(fù)需要15－30日；骨修復(fù)需要1－2月；關(guān)節(jié)修復(fù)需要2－3月；人造皮膚骨固定材料骨折接合外科手術(shù)縫合線藥物載體組織膠粘劑甲殼質(zhì)是從海洋甲殼類動物中提取的動物性纖維，是純天然活性物質(zhì)，無毒副作用，對人體有良好的親和性，可螯合重金屬，被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。利用甲殼胺的天然活性，用它作原料制成的人工皮膚，在臨床使用中反應(yīng)很好。人造皮膚微生物合成降解塑料微生物合成生物降解塑料是微生物把某些有機(jī)物

7、作為食物源，通過生命活動合成的高分子化合物。這類生物降解塑料以PHA類為多，PHA是由微生物通過各種炭源發(fā)酵而合成的不同結(jié)構(gòu)的脂肪族共聚聚酯。其中最常見的有PHB,PHV及PHBV?；瘜W(xué)合成降解塑料化學(xué)合成法合成的生物降解塑料大多是在分子結(jié)構(gòu)中引入能被微生物降解的含酯基結(jié)構(gòu)的脂肪族聚酯，具有代表性的產(chǎn)品有PCL,PBS和PLA等。PCL生物降解性優(yōu)良，其生物降解速度僅次于PHB和纖維素。PCL熔點低(63oC)，難以加工，但與多種樹脂具有良好的相容性。PBS具有良好的熱穩(wěn)定性和較高的分子量，將其與熔

8、點較高的芳香族聚醋等共聚而制得比普通PBS熔點高又能保留其原來生物降解性的共聚降解塑料。PLA是一種無毒、無刺激性、強(qiáng)度高、加工性能優(yōu)異的透明堅硬熱塑性塑料。天然高分子共混降解塑料自然界的動植物體內(nèi)存在著大量的多糖類物質(zhì)，它們都是易被生物降解的天然高分子化合物，有可能用來制造生物降解塑料。天然高分子共混降解塑料的主要原料是淀粉、纖維素、甲殼素和蛋白質(zhì)等。①淀粉和纖維素塑料②甲殼素塑料③蛋白質(zhì)塑料謝謝！