抱朴守拙169 / 专业揭秘 / 生物基材料的应用及发展前景分析

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生物基材料的应用及发展前景分析

2018-03-10  抱朴守拙1...

 

什么是生物基材料?

 

生物基材料是以谷物、豆科、秸秆、竹木粉等可再生生物质为原料,通过生物转化获得生物高分子材料或单体,然后进一步聚合形成的高分子材料。

生物质材料包括通过生物合成、生物加工、生物炼制过程获得的生物醇、有机酸、烷烃、烯烃等基础生物基化学品,和生物基塑料、生物基纤维、糖工程产品、生物基橡胶以及通过生物质热塑性加工得到塑料材料等。

 

生物基材料的应用

 

生物基材料的应用多种多样。我们的日常生活中经常用到的如包装材料、一次性日用品等,都可使用生物基材料来制作。同时,生物基材料也可应用于生物医用材料以及技术含量高、附加值高的药物控制释放材料和骨固定材料。

 

生物基塑料

 

作为生物基材料的最大品种之一,生物基塑料按照其降解性能可以分为两类,生物降解生物基塑料和非生物降解生物基塑料。生物降解生物基塑料包括聚乳酸、聚羟基烷酸酯、二氧化碳共聚物、二元酸二元醇共聚酯、聚乙烯醇等,非生物降解生物基塑料包括聚乙烯、尼龙、聚氨酯等。

目前我国的技术研究及发展主要以生物降解生物基塑料为主,因其生产过程无污染,可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是理想的绿色高分子材料!下面简单介绍几种生物降解生物基塑料。

 

聚乳酸PLA

 

聚乳酸也称为聚丙交酯(polylactide),是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,主要以玉米、木薯等为原料。聚乳酸拥有良好的热稳定性性、抗溶剂性,可用多种方式进行加工。由聚乳酸制成的产品除了能够生物降解外,还拥有良好的生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性,并且具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性,用途十分广泛,可用作包装材料、纤维和非织造物等,目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。

 

聚羟基脂肪酸酯PHA

 

聚羟基脂肪酸酯是由很多细菌合成的一种胞内聚酯,它具有良好的生物可降解性、生物相容性、光学活性、压电性、气体相隔性等性能。聚羟基脂肪酸酯可应用于可生物降解的包装材料、组织工程材料、缓释材料、电学材料以及医疗材料方面,但是同时它也有着较高的生产成本。

 

聚已内酯PLC

 

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。PCL拥有良好的生物相容性、生物降解性、溶剂溶解性、高结晶性和低熔点性。其应用领域十分广阔,包括可控释药物载体、细胞、组织培养基架、完全可降解塑料手术缝合线、高强度的薄膜丝状成型物、塑料低温冲击性能改性剂和增塑剂、医用造型材料、工业、美术造型材料、玩具、有机着色剂、热复写墨水附着剂、热熔胶合剂等。

 

生物基材料的前景

 

在如今“低碳经济”的大环境下,生物基材料的发展前景十分乐观。

与石油基材料相比,生物基材料主要来源于植物,减少了二氧化碳的排放以及对石油的依赖,同时它的生产过程更加绿色,符合人们对环保的追求。而因其环境友好、资源节约等特点,生物基材料将逐渐成为引领世界经济发展和科技创新的又一新兴主导产业。

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