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生态环境材料 李丹红 10080501210009 contents 一、生态环境材料 二、生态环境材料的几个方面 1.生物降解材料 2.绿色包装材料 3.仿生材料 一、生态环境材料 提出背景 1.生态环境材料的定义 二、生态环境材料的分类 生态环境材料的几个方面： 纯天然材料的开发和利用 环境兼容性涂层材料 汽车尾气净化用催化剂材料 生物降解材料 生态建筑材料 绿色包装材料 仿生材料 降低环境负担性的材料加工工艺和技术 1.生物降解材料 降解材料：在材料中加入某些能促进降解的添加剂制成的材料、合成本身具有降解性能的材料以及由生物制成采用可再生原料制成的材料。 生物降解材料：材料被真菌、霉菌和细菌等作用消化吸收的过程。 合成型：在分子的结构中引入具有酯基结构的脂肪族(共)聚酯，在自然界中酯基容易被微生物或酶分解。聚乳酸、聚己内酯(PCL)、聚丁烯琥珀酸酯(PBS)等。 天然高分子型：利用生物可降解的天然高分子如植物来源的生物物质和动物来源的甲壳质等为基材制造的材料，植物来源包括细胞壁组成的纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、多糖类及碳氢化合物，动物来源主要是虾、螃蟹等甲壳动物。 微生物合成型：以有机物为碳源，通过生物的发酵而得到的生物降解材料，主要包括微生物聚酯和微生物多糖。材料是含碳为主的聚合物，当其进入环境后，微生物可把其作自己的营养物质而分解、消化、吸收，通过发酵合成高分子酯，并将其以颗粒状存在菌体内。目前常见的生物合成生降解材料有生物聚酯（PHA）和聚羟基丁酯（PHB）。 2.绿色包装材料 针对发展绿色包装提出了“ 3R1D ” 原则， 即Reduce（减量化），Reuse（重复使用），Recycle （再循环）、Degradable（可降解）。 食品包装材料：壳聚糖 物理特性：白色无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体，分子量从几十万到几百万不等；N一脱乙酰度和粘度是它的两项主要性能指标它们影响着壳聚糖的其他一些性质。另外，甲壳素和壳聚糖都具有复杂双螺旋结构，它们的结构单元都是二糖。 化学特性：壳聚糖分子链的糖残基上既有羟基，又有氨基，因此，酰化反应既可以在羟基上发生，生成酯，也可以在氨基上发生反应，生成酰胺；壳聚糖可与多种有机酸的衍生物如酸酐、酰卤等反应，导入不同分子量的脂肪族或芳香族酰基。 3.仿生材料 仿生材料：人工制造的具有生物功能、生物活性或者与生物体相容的材料。仿生物材料在生物兼容性的基础上，从材料的制备到应用都与环境、人体有着自然的协调性。 组织工程材料：用于取代某些生物体组织器官或恢复、维持以及改善其功能的一类仿生物材料。常见的组织工程材料包括组织引导材料、组织诱导材料、组织隔离材料、组织修复材料和组织替换材料等。 仿生智能材料：指能模仿生命系统，同时具有感知和驱动双重功能的材料。 * 资源短缺 能源过度消耗 生态环境恶化 资源、能源消耗少 环境污染小 再生循环利用率高 生态环境材料是指那些 具有良好的使用性能和 优良的环境协调性的 材料。 可降解化 可循环利用 生态环境材料: 实质上是赋予传统结构材料、功能材料以优异环境协调性 的材料，它要求材料工作者在环境意识指导下，开发新型 材料，或改进、改造传统材料。 具有良好的使用功能 具有效高资源利用率 对生态环境无副作用 生态环境的三个重要特征 生态环境材料是人类主动考虑材料对生态环境的影响而开发的材料。这就涉及材料的环境负荷。 材料的环境负荷就是材料在其整个寿命周期中对人类的生存和生活环境的影响，这些影响主要是指资源、能源的消耗及污染环境的废弃物的排放。在生态环境材料的开发中，包括从设计、生产、使用、废弃、回收各个阶段，都要考虑生态环境问题，力求降低材料的环境负荷。 完全生物降解 生物破坏型材料 生物降解材料 C—C键不能酶解与水解， 要断键除非光解与氧化， 聚乙烯实际上只是成为 碎片留存于土壤中。 生物破坏型材料 完全生物降解材料 多糖类天然高聚物主要有 淀粉、纤维素、壳聚糖、木质素、果胶及它们的衍物。 *