生物降解性聚酯.pptx

生物降解性聚酯会计学生物降解聚酯的分类背景结语生物降解性聚酯的特性与应用第1页/共41页背景第2页/共41页合成高分子已经渗透到国民经济和人们日常生活的各个领域中，给人们带来便利。但同时，也给环境造成了巨大的污染。进入21世纪以来,人类生产活动的可持续性和减少二氧化碳气体的排放倍受关注,研究环境保护、节约资源和能源、资源再生化的力度加大。第3页/共41页第4页/共41页第5页/共41页回收 与 降解降解回收???第6页/共41页回收和降解回收再生技术是解决塑料污染的有效措施，而对于占塑料制品总量10％的大量的难以回收或不可回收的塑料废弃物，使用生物可降解塑料则更为有利。第7页/共41页生物降解聚合物在自然环境中由微生物进行分解、再回归到自然。其中,生物降解聚酯的开发和应用进展最快。目前代表性的产品有:由微生物产生的聚羟基丁酸酯及其共聚物;化学合成的聚乳酸、丁二醇酯共聚物、聚己内酯等脂肪族聚酯。它们已在许多领域开发应用,前景广阔。第8页/共41页发展历史第9页/共41页70年代末：微生物合成聚酯 聚羟基脂肪酸酯（PHB） 英国ICI公司；美国Monsanto公司80年代：化学合成聚酯（开环聚合） 聚乳酸（PLA）美国Cargill公司 聚己内酯（PCL）美国U.C.C.公司90年代：化学合成聚酯（缩合聚合） 脂肪族二元醇酸聚酯（PBS） 日本昭和高分子公司; 美国Eastman公司等生物可降解聚酯的分类第10页/共41页用微生物制造的高分子植物和动物制造的高分子化学合成的高分子聚酯、纤维素、聚氨基酸纤维素、淀粉、甲壳质、胶原聚乳酸、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯第11页/共41页聚羟基烷酸酯PHA 聚羟基脂肪酸酯是近20多年来迅速发展起来的天然生物高分子材料，它是一种很多种微生物合成的细胞内聚酯。PHA兼具有良好的生物相容性能，生物可降解性和塑料的热加工性能，因此同时可作为生物医用材料和生物可降解包装材料，已经成为生物材料领域最为活跃的研究热点第12页/共41页二十世纪七十年代英国ICI公司开发成功生物法PHA，并形成年产量在1000吨的生产规模 美国Monsanto公司旗下的metaboIix公司开发了以水解糖为原料制备的PHA－“BioPoI”的新技术；我国在八十年代末九十年代初在国家也大力支持了清华大学和中国科学院微生物研究所进行PHA发酵法生产的技术开发；目前宁波天安公司形成了1000吨/年的生产能力。 PHA的发酵工艺流程第13页/共41页性 质玻璃化温度℃熔融温度 ．℃l60一172数值1.23一1.25分子量Mn kg／mol22— 400重均分子量．kg／mol360相对密度15结晶度约80％拉伸模量，GPa3.5弯曲模量，GPa4.0拉伸强度．MPa40断裂伸长率，％6第14页/共41页PHA典型性能第15页/共41页聚己内酯PCL 第16页/共41页聚己内酯Polycaprolactone(简称PCL)，是由ε-己内酯在金属有机化合物（如四苯基锡）做催化剂，二羟基或三羟基做引发剂条件下开环聚合而成，属于聚合型聚酯，其分子量与歧化度随起始物料的种类和用量不同而异。聚己内酯典型性能第17页/共41页生物相容性 在体内与生物细胞相容性很好，细胞可在其基架上正常生长，并可降解成CO2和H2O。生物降解性 在土壤和水环境中，6-12月可完全分解成CO2和H2O。良好相容性 可和PE、PP、ABS、AS、PC、PVAC、PVB、PVE、PA、天然橡胶等很好地互容。良好溶剂溶解性 在芳香化合物、酮类和极性溶剂中很好地溶解。高结晶性和低熔点性 Tg为-60°C，非常柔软，具有极大的伸展性；其熔点为60-63°C，可在低温成型。低熔点 医用造型材料，工业、美术用造型材料、·? 玩具，有机着色剂，热复写墨水附着剂、? 热熔胶合剂韧性 Tg=－60℃ 塑料低温冲击性能改性剂高结晶性? 有强度的薄膜、丝状成型物 生物降解性 生物降解性塑料 手术缝合线第18页/共41页PCL的主要用途用途 第19页/共41页第20页/共41页在生物降解聚合物中最被看好的是聚酯,其中聚乳酸( PLA)是主要的。据2006年第9届世界生物聚合物会议信息,目前世界PLA的市场需求量每年不低于4万t,并预测今后将以20%的速度增长。PLA具有优异的生物相容性和降解性,其环境友好型特征不仅使它成功地作为生物降解塑料使用,而且引起纤维生产厂家的广泛兴趣。第21页/共41页乳酸发酵 发酵法生产乳酸则起源于1841年Boutron和Fremy的自然发酵生产乳酸；纯种发酵工业生产乳酸则是1881年由Charles E．Avery公司开始，世界2002年发酵生产乳酸估计超过20万吨。 我国的乳酸发酵工业开始于抗战时期的大西南，50年代江苏无锡制药二厂以大米原料发酵法生