可降解材料讲义.pptVIP

可降解材料 一．合成材料概况 塑料，其实它是合成树脂中的一种，形状跟天然树脂中的松树脂相似，但因又经过化学的力量来合成，而被称之为塑料。 合成树脂是将有机原料用化学方法人工合成而得的，一类具有类似天然树脂性能的高分子量的聚合物，是一种无定形的半固体或固体有机物。 特点：热可塑性。 热塑性树脂有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚酯（PET等）、ABS树脂、聚甲醛（POM）、聚砜（PSF）、聚氯乙烯等。热固性树脂有酚醛和脲醛树脂，环氧树脂，氟树脂，不饱和聚酯和聚胺酯、 呋喃树脂、三聚氰胺甲醛树脂、丁苯树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂等 聚氯乙烯 2、合成纤维 3、合成橡胶 橡　胶 1．有机高分子化合物概况 A: 小分子：相对分子质量通常不上千，通常称为低分子化合物，简称小分子； 如：烃、醇、醛、羧酸、酯、葡萄糖、蔗糖等 B: 高分子：相对分子质量达几万甚至几千万，通常称为高分子化合物，简称高分子，有时，又称高聚物； 如：淀粉、纤维素、蛋白质、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等 高分子化合物的结构特点 （1）高分子化合物通常结构并不复杂，往往由简单的结构单元重复连接而成。 （2）根据结构中链节连接方式分类，可以有线型结构和体型结构，线性结构又可分为带支链和不带支链的结构。　 非生物降解合成材料尤其是塑料包装材料在废弃后会给环境带来极大的负面影响，即造成所谓的“白色污染”。 据报道，塑料正以每年2500万吨的速度在自然界中堆积。如何对付“白色污染”成为了人们普遍关注的问题。 三、白色污染 2．白色污染的原因 3．白色污染的危害 4．白色污染的治理 　　A．废弃塑料的再利用（如直接作为材料、制作单体和燃料油、制作气体等）； 　　B．制造易降解材料。 为了保护人类的生存环境，人们始着手利用废弃塑料，使它成开为有用的资源： ①直接用作材料．如回收聚乙烯塑料并制成再生薄膜，用作包装袋； ②热解成单体．如有机玻璃热解得到单体，再重新聚合为成品；又如，聚苯乙烯包装材料和一次性饭盒用BaO处理，使其在高温下分解成单体，然后再制成树脂； ③制成燃油和燃气．不能或难以分解的塑料可在催化剂存在下，热解成柴油、煤油和汽油，甚至裂解为气态烃和氢气作燃料． 生物大分子 目前用于生物降解材料的多糖类天然高聚物主要有淀粉、纤维素、壳聚糖、木质素、果胶及它们的衍生物等。 展望 20世纪是能源、材料与环境保护和人体健康即环保保健相互联系的世纪； 开发生物可降解材料是大势所趋，它是解决当前“塑料垃圾”问题的有效途径，而多糖类完全可生物降解材料的开发则具有更加光明的前景。 热塑性淀粉材料是完全生物可降解材料， 意大利研制出一种淀粉含量为70%的可降解材料，所使用的树脂是无毒的,分子量在5000～50000，它与淀粉直接交联或产生间接物理作用，有良好的成型性、二次加工性、力学性能和优良的生物降解性能，缺点是有亲水性，不宜用于食品包装而且价格较高。 德国的Battele研究所开发出了淀粉含量为90%的降解塑料,可作为包装材料使用,以聚氯乙烯为取代目标。 美国开发了一种热塑性淀粉材料，是以变性淀粉为主，且配有少量其它生物降解性添加剂的天然聚合物材料,淀粉含量高达90%～100%，材料的性能类似于聚苯乙烯，可完全生物降解，且降解可控，产品广泛用于医用器材、包装材料。 美国的Goodyear公司宣布试销含有部分淀粉填料的轮胎,该填料可以降低轮胎的滚动阻力和重量,还有利于环境保护。 但是添加型淀粉塑料和橡胶的主要成分仍是石油基类聚合物(PE、PP、PS、PVC等),很快降解的部分主要是淀粉,剩余的树脂降解仍需几百年。严格地讲, 添加淀粉的可降解塑料不具备降解机理和功能，所以该类产品已不再受欢迎。 多糖类生物降解材料 壳聚糖，又称脱乙酰甲壳素，甲壳素脱除乙酰基后所得的产物，是目前自然界中发现的唯一带正电荷的可食性动物纤维，也是一种脂质吸附剂，被誉为人体生命第六要素。 化学合成型生物降解高分子： 该类生物降解高分子材料多是在分子结构中引入酯基结构的聚酯。 工业化的有聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)。 PLA在医学领域内被认为是最重要的可完全生物降解的高分子。由于制备工艺、成本的限制,该类材料的研究起步较晚,但越来越受到重视。由于可完全降解,所以应用前景较好,但是降解机理仍不完全清楚。 微生物合成高分子材料、聚β-羟基丁酸酯(PHB)是细菌与藻类的贮存产物，70年代由英国ICI公司开发成功并进行生产，可以完全生物降解,但力学和热学性能不佳。为了改善这一点，另一家公司开发了β-羟基丁酸与β-羟基戊酸(HV)的共聚物，得到了性能良好，可完全生物降解的高分子材料。0.025mm厚的