发布日期:2016-09-01    浏览次数:194
可降解材料的应用与发展

人类的现代文明可以说是建立在化石能源的基础上。但近几年随着这些不可再生的资源日益枯竭,人们在可预见的未来将面临能源危机。另一方面,人们也在承受着他们带来的痛苦,譬如现在严重的空气污染、白色污染等。为了解决这些问题人们将目光转向了新的领域,其中一个就是——可降解材料。

在人们传统的印象里,塑料=“万年不腐”=污染,可降解材料的出现颠覆了这一印象。可降解材料顾名思义就是在一定条件下,经过一定时间可以降解为小分子的材料。按照降解机理一般可以大致分为光降解材料、生物降解材料和光-生物双降解材料三大类。

 

 

早期,人们在不影响材料功能的条件下,会向传统塑料中加入一些可降解成分或者光敏剂,例如淀粉。在自然条件下,可降解成分先发生降解,从而破坏了整个产品结构,这样既有利于减少塑料袋“满天飞”,也有利于加速难降解成分的降解。但是这种材料并不是真正意义上的完全可降解材料,要使其完全降解可能还需相当长的时间。

如今,一些完全可降解材料已经可以替代或是正在替代传统工程塑料,接下来着重介绍我们生活可以接触到一些可降解材料。

第一、淀粉基塑料。淀粉基塑料是我们生活中最常见的降解材料,例如一些一次性餐具中使用的就是它。它的主要原料,就是淀粉,只要有适当的工具,你也可以用家中厨房里的淀粉制成一些材料。

 

 

 

第二、 第二、聚乳酸(PLA)。聚乳酸你可能没听说过,但是大家都知道乳酸吧。剧烈运动后浑身酸痛的感觉每个人都体会过,聚乳酸就是通过将乳酸中的羟基和羧基脱水聚合形成高分子。聚乳酸在整个生产过程中完全没有污染,性能与许多工程塑料相近,并且对生物体有很高的相容性。因此PLA除了在传统的包装、汽车工业(车门、轮圈、车座等)、电子工业(光盘、手机壳等)中广泛应用。如今,产品种类很多例如免拆型手术缝合线、药物缓解包装剂、人造骨折内固定材料等。

第三、聚羟基脂肪酸酯(PHA)——这个对大家来说应该是个新名词了。PHA是在微生物体内形成的一种内聚酯,是一种天然的高分子生物材料,是近年来生物功能材料的研究热点。PHA与其他降解材料相比,可以通过对菌种、发酵过程的控制来改变组成。PHA可以坚硬如工程塑料,也可以软如橡胶,这强大的多样性使其应用范围更加广泛,也是近几年可降解材料研究的重点。

 

 

以上介绍的几种完全可降解材料,其原料完全不依靠化石燃料,这对缓解能源危机来说有着重要意义。但是脱离了化石燃料,其原料主要依靠粮食和微生物,这些比起传统化石燃料成本更高,难以形成大规模的应用。从整体上看,并不是所有可降解材料的性能都达到了工程塑料的标准,加工工艺也仍需完善。因此,可降解材料的普及还有很长一段路要走。