生物可降解高分子材料的合成技术分析.pdfVIP

科学论坛 China science and Techno[ogy Review ●I 生物可降解高分子材料的合成技术分析 彭存庆 (湖州市技师学院 浙江 湖州 313216) 摘【 要)我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解，以尽量减少对人类及 环境的污染。文章探讨 了生物可降解高分子材料现阶段的合成技术。 [关键词]高分子材料 合成 技术 降解 中图分类号：TB324—52 文献标识码：A 文章编号：1009—914X(2012)21—0407一O1 我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列．每年产生几百万吨废 3可降解高分子材料的合成 旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解．以尽量减少对人类及环境的 3．1生物可降解高分子材料开发的传统方法 污染。生物可降解材料，是指在自然界微生物，如细菌、霉菌及藻类作用下，可 传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学 完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便，只要保持干燥，不需避光，应用 合成法和微生物发酵法等。 范围广，可用于地膜、包装袋，医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3 (1)天然高分子的改造法 种方式：生物的细胞增长使物质发生机械性破坏 。微生物对聚合物作用产生 通过化学修饰和共混等方法．对 自然界中存在大量的多糖类高分子，如淀 新的物质，酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理， 粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性，可以合成生物 现将 目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。 可降解高分子材料。此法虽然原料充足，但一般不易成型加工，而且产量小，限 1高分子材料的降解机理 制了它们的应用。 生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下，能被微生物或 (2)化学合成法 其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料 。 模拟天然高分子的化学结构，从简单的小分子出发制备分子链上含有酯 生物可降解的机理大致有以下3种方式：生物的细胞增长使物质发生机械 基、酰胺基 、肽基的聚合物，这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降 性破坏，微生物对聚合物作用产生新的物质，酶的直接作用，即微生物侵蚀高聚 、 解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应 物从而导致裂解。一般认为，高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行 条件苛刻 ，副产品多，工艺复杂，成本较高。 的。首先，微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合，通过水解切断高分子链， (3)微生物发酵法 生成分子量小于500的小分子量的化合物；然后，降解的生成物被微生物摄人 许多生物能以某些有机物为碳源，通过代谢分泌出聚酯或聚糖类商分子 人体内，经过种种的代谢路线，合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量， 但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难，且仍有一些副产品。 最终都转化为水和二氧化碳。 3．2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促台成 因此，生物可降解并非单一机理，而是一个复杂的生物物理、生物化学协 用酶促法合成生物可降解高分子材料，得益于非水酶学的发展，酶在有机 同作用，相互促进的物理化学过程 到目前为止，有关生物可降解的机理尚未 介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质，并拥有了催化一些特殊反应的能 完全阐述清楚。除了生物可降解外，高分子材料在机体