可降解高分子材料研究进展[精选].doc

可降解高分子材料研究进展 [摘要]：高分子材料充斥着我们生活的方方面面，但一般高分子材料不容易被降解，会对环境造成很大的危害。可生物降解高分子材料能被微生物完全分解，对环境有积极的作用；能减轻人类对环境的污染。 本文介绍了可生物降解高分子材料的定义、分类、降解性能的评价及其研究进展做一个简要介绍 Polymer filled with our lives, but generally not easy to be degraded polymer material, will cause great harm to the environment. Biodegradable polymer micro-organisms can be completely decomposed, have a positive effect on the environment; can reduce the human impact on the environment. 关键词：高分子材料；降解；微生物 [Keywords]:polymer materials; degrade ；Micro-organisms [引言]：随着人们生活的不断改善，各种高分子材料的使用量也不断增长。但一般高分子材料普遍具有不易于降解的缺点，那就导致了污染越来越严重。随着人类环保意识的增强，开发研究可降解的高分子材料的重要性日益突出。若日常的高分子材料都较容易就可以降解，那么就可以降低日常生活对环境的污染。作为解决“白色污染”的较有效之一，已引起环境专家、材料学专家及更多领域人士的关注。我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解，以尽量减少对人类及环境的污染。 1生物降解高分子材料的降解机理 生物可降解材料，是指在自然界微生物，如细菌、霉菌及藻类作用下，可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便，只要保持干燥，不需避光，应用范围广，可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3 种方式：①生物物理作用：由于生物细胞增长而使聚合物组分水解，电离质子化而发生机械性的毁坏，分裂成低聚物碎片；②生物化学作用：微生物对聚合物作用而产生新物质；③酶直接作用：被微生物侵蚀部分导致材料分裂或氧化崩裂。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链，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摄入人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量，最终都转化为水和二氧化碳。因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用，相互促进的物理化学过程。到目前为止，有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外，还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。专家通过研究发现，不同的生物降解高分子材料的生物降解性与其结构有很大的关系，包括化学结构、物理结构、表面机构等。 按照上述机理，现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。 　　　　2生物可降解高分子材料的类型　　生物降解材料按其生物降解过程大致可分为两类。一类为完全生物降解材料，如天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯等，其分解作用主要来自：①由于微生物的迅速增长导致塑料结构的物理性崩溃；②由于微生物的生化作用、酶催化或酸碱催化下的各种水解；③其他各种因素造成的自由基连锁式降解。另一类为生物崩解性材料，如淀粉和聚乙烯的掺混物，其分解作用主要由于添加剂被破坏并削弱了聚合物链，使聚合物分子量降解到微生物能够消化的程度，最后分解为二氧化碳（CO2）和水。 按来源，生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类，有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。 　　2.1微生物生产型　　通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖，具有生物可降解性，可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。其中最具代表性的是聚羟基丁酸酯（PHB）与聚羟基戊酸酯（PHV）及其共聚物（商品名Biopol），其物性与聚乙烯和聚丙烯相近，且热封性良好，Biopol用过后可生物降解或被焚烧，两者的耗氧量仅相当于其光合作用放入大气的氧，处理后产生的CO2即为光合作用摄入的全部CO2量，因此可认为完全进入生物循环。　　2.2合成高分子型　　脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低，强度及耐热性差，无法应用。芳香族聚酯(