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摘要：随着全球环境问题的日益严重，可降解材料的研究和应用得到了广泛关注。本文针对可降解材料的定义、分类、制备方法、性能及应用等方面进行了综述。首先介绍了可降解材料的定义和分类，包括天然可降解材料、合成可降解材料和生物基可降解材料。其次，详细阐述了可降解材料的制备方法，包括物理法、化学法和生物法。然后，对可降解材料的性能进行了分析，包括力学性能、降解性能、生物相容性等。最后，探讨了可降解材料在环保、医疗、包装等领域的应用，并对未来可降解材料的发展趋势进行了展望。本文的研究成果可为可降解材料的研究和应用提供一定的理论依据和参考价值。

随着全球环境问题的日益严重，传统塑料等合成材料的大量使用导致严重的白色污染，对生态环境和人类健康造成严重威胁。为了解决这一问题，开发可降解材料已成为全球关注的热点。可降解材料是一种在特定条件下能够被生物降解或化学分解的材料，具有可再生、环保等优点。本文旨在对可降解材料的定义、分类、制备方法、性能及应用等方面进行综述，以期为可降解材料的研究和应用提供参考。

一、可降解材料的定义与分类

1.1可降解材料的定义

(1)可降解材料是指在一定条件下，能够在微生物、光、热等自然因素作用下，通过生物降解或化学降解过程最终转化为无害物质的一类材料。这一概念涵盖了从天然有机高分子材料到人工合成的高分子材料。例如，聚乳酸（PLA）是一种常见的可降解材料，由玉米淀粉或甘蔗等可再生资源通过生物发酵和聚合反应制成。根据美国生物塑料协会的数据，PLA在土壤中大约需要180天左右完全降解，这一特性使其在生物可降解塑料市场中占有重要地位。

(2)在定义可降解材料时，通常需要考虑其降解速率和降解产物。降解速率是指材料在特定条件下分解至一定程度的速度，通常以天数或月数来衡量。例如，聚己内酯（PCL）是一种生物可降解材料，其降解速率取决于分子量、温度、湿度等因素。在实验室条件下，PCL的降解速率可达到每天1%左右。降解产物则是指材料分解后形成的物质，理想的降解产物应当是对环境无害的物质。以聚乳酸为例，其生物降解产物主要是二氧化碳和水，不会对环境造成污染。

(3)可降解材料的定义还涉及到其在特定环境条件下的适用性。例如，某些可降解材料在土壤中具有良好的降解性能，但在水体中的降解速率较慢。这种差异主要与材料的化学结构、分子量以及环境因素有关。以聚乳酸为例，其在土壤中的降解速率可达每天0.1%至1%，而在水体中的降解速率仅为每天0.01%至0.1%。因此，在选择可降解材料时，需要根据具体应用场景和需求来选择合适的材料。例如，在农业领域，可降解地膜的使用可以有效减少土壤污染，而在包装领域，可降解塑料袋的使用有助于减少塑料垃圾对海洋生态环境的破坏。

1.2可降解材料的分类

(1)可降解材料根据来源和性质可分为天然可降解材料、合成可降解材料和生物基可降解材料三大类。天然可降解材料主要来源于自然界，如纤维素、淀粉、蛋白质等天然高分子，这些材料在微生物作用下可以降解。例如，纤维素在土壤中由纤维素酶分解，降解产物为葡萄糖。合成可降解材料是通过化学合成方法制备的，如聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）等，它们在特定条件下也能被微生物分解。据统计，全球生物基可降解塑料市场预计到2025年将达到300万吨。

(2)天然可降解材料中，纤维素是应用最广泛的一种。纤维素在土壤中的降解周期约为1-3年，相比传统塑料降解周期长，但降解过程中不会产生有害物质。淀粉也是一种常见的天然可降解材料，其降解周期较短，一般在几个月内即可完全降解。例如，淀粉基塑料在包装领域的应用逐年增加，预计到2023年全球淀粉基塑料市场规模将达到10亿美元。

(3)生物基可降解材料是以可再生资源为原料，通过生物技术或化学方法合成的。这类材料在环境友好、资源节约方面具有显著优势。例如，聚乳酸（PLA）是一种典型的生物基可降解材料，其生产过程不使用石油等化石资源，而是利用玉米、甘蔗等可再生资源。PLA在土壤中的降解周期约为6个月，降解产物为二氧化碳和水。生物基可降解材料在医疗、包装、农业等领域具有广阔的应用前景，预计到2025年全球生物基塑料市场规模将达到400亿美元。

1.3可降解材料的研究现状

(1)近年来，可降解材料的研究取得了显著进展，主要集中在材料的合成、改性、性能优化和应用拓展等方面。合成方法的研究不断突破，如酶促聚合、微生物发酵等技术在生物基可降解材料的制备中发挥着重要作用。同时，合成可降解材料的研究也取得了显著成果，如聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）等材料