生物可降解材料

Contents 1 生物降解材料概况 2 生物降解材料的种类与性能 3 生物降解材料的降解机理 4 生物降解材料的应用范围 5 2019/4/7 Contents 生物降解材料概况 1 生物降解材料的种类与性能 2 生物降解材料的降解机理 3 生物降解材料的应用范围 4 面临的问题和解决办法 6 生物降解材料发展趋势 5 无机生物材料

2019/4/7 生物降解材料概况 生物降解材料是20世纪80年代后随着环境、能源等矛盾的凸显而发展起来的新型材料，作为一种可自然降解的材料，在环保方面起到了独特的作用，其研究和开发已得到迅速发展，作为解决“白色污染”最为有效的途径，已引起环境专家、材料学家及更多领域人士的关注。 据美国ASTM（材料和实验协会）定义：生物降解材料是在细菌、真菌、藻类等自然界存在的微生物作用下能发生化学、生物或物理作用而降解或酶解的高分子材料。 无机生物材料

生物降解材料的种类与性能 天然高分子可降解材料 微生物合成的可降解材料 人工合成可降解材料 2019/4/7 生物降解材料的种类与性能 天然高分子可降解材料 微生物合成的可降解材料 人工合成可降解材料 但高分子量的聚酯，只能通过开环聚合方法合成，因为缩聚反应受反应程度和反应过程中产生的水的影响，很难获得高分子量的产物。目前已开发的主要产品有聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚乙醇酸(PGA)、聚乙醇酸交酯、聚丙醇酸交酯、聚琥珀酸丁二酯(PBS)等。 按照结构与组成，可分为天然蛋白质、多糖及其衍生物，此外还包括一些生物合成聚酯。典型的蛋白类、多糖类物质及其衍生物有胶原、胶、环糊精、淀粉、葡聚糖、壳壳糖、透明质酸、纤维素、海藻酸衍生物、硫酸软骨素和肝素等。 由生物体内提取或自然环境中直接得到的一类大分子，具有良好的生物相容性和可降解性，但机械性能较差。 主要包括聚β-羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯等，它们同属于聚羟基烷酸酯(PHA)。其中，聚羟基丁酸是低毒材料，目前已被用于药物控释、缝合线和人工皮肤等。 大多是在分子结构中引入酯基的脂肪族聚酯，其制备方法主要包括缩合聚合和开环聚合。 无机生物材料

2019/4/7 生物降解材料的可降解机理 生物降解材料的生物降解，是指生物降解材料在生物作用下发生降解、同化的过程。发挥生物降解作用的微生物主要包括真菌、霉菌或藻类，降解机理主要可分为3类： 由于生物细胞增长而使聚合物组分水解、电离或质子化而发生机械性破坏，分裂成低聚物碎片 生物物理作用 微生物侵蚀导致材料分裂 或氧化崩裂 酶直接作用 微生物对聚合物作用而产生新物质(CH4，CO2和 H2O) 生物化学作用 无机生物材料

生物降解材料的应用范围 生物降解材料的应用范围 环保领域 医学领域 水资源环境领域 外科手术缝合线 食品容器和包装行业 药物缓释剂 2019/4/7 生物降解材料的应用范围 生物降解材料的应用范围 环保领域 水资源环境领域 食品容器和包装行业 农林业方面 医学领域 外科手术缝合线 药物缓释剂 骨固定材料 人造皮肤 无机生物材料

2019/4/7 生物降解材料发展趋势 聚羟基脂肪酸酯 淀粉 聚乳酸 聚己内酯 聚丁二酸丁二醇酯 五大热门可降解材料 近年来比较活跃 最理想的生物可降解材料是利用可再生资源，即利用生物合成的方法得到的生物材料。这种生物材料可以被生物所重新利用，能够降解，产物最好是二氧化碳和水，从而使这种材料的生产和使用纳入自然界的循环。 无机生物材料

2019/4/7 生物降解材料发展趋势 淀粉 淀粉及其衍生物因为生物降解性好，价格低廉而被改性作为填充塑料的重点，并且其接枝物在很多方面具有广泛的应用前景。利用植物中的淀粉、纤维素和木质素等，以及利用动物中的壳聚糖、氨基葡聚糖、动物胶，以及海洋生物的藻类等，可制造有价值的生物可降解聚合物。高含量淀粉基聚合物则可以做为完全生物降解型聚合物。因而，将淀粉改性后，与聚己内酯等生物合成的降解聚合物共混，以此来提高材料的降解性和力学性能，已经成为当前生物降解材料研究的热点之一。 无机生物材料

2019/4/7 淀粉应用 淀粉的用途十分广泛,可制作粘胶,塑料,食品等多种产品。如名菜猪肉炖粉条是用红薯淀粉做的，龙口粉丝是用绿豆淀粉做的。淀粉牙签一般是用玉米和绿豆的淀粉制成。 淀粉牙签经济环保，能避免大量森林资源被砍伐，它是国际绿色工业浪潮的必然产物，具有很强的市场潜力和竞争力。 环保玉米淀粉牙签 无机生物材料

包装材料 药物载体 组织工程 生物降解材料发展趋势 聚乳酸 2019/4/7 生物降解材料发展趋势 聚乳酸 包装材料 药物载体 组织工程 塑料型材、薄膜 化工用无纺布 支架材料 减少给药次数 和给药量 由生物合成的聚乳酸可作为天然生物材料，它是由生物发酵产生的乳酸经人工化学合成而得到的聚合物，但仍保持着良好的生物相容性和生物可降解性，具有与聚酯相似的防渗透性，同时具有与聚苯乙烯相似的光泽度、透光性和加工性。 无机生物材料

2019/4/7 聚乳酸 无机生物材料

2019/4/7 聚乳酸应用 聚乳酸包装袋 无机生物材料

聚乳酸应用 2019/4/7 聚乳酸人造皮肤 聚乳酸导管支架 无机生物材料

组织工程 2019/4/7 组织工程支架示意图 组织工程耳朵 无机生物材料

生物降解材料存在的主要问题 主要问题 价格昂贵，不易推广应用 加工困难，尚未完全达到实用阶段 降解可控、回收利用等技术不足 2019/4/7 生物降解材料存在的主要问题 价格昂贵，不易推广应用 加工困难，尚未完全达到实用阶段 降解可控、回收利用等技术不足 尚无统一评价方法和标准 人工合成，工艺复杂、性能不稳定 主要问题 无机生物材料

解决办法 1 2 3 对生物降解塑料产品的应用和发展采取补贴政策，包括中央政府补贴和地方政府补贴。中央财政可采用科技攻关资金、贴息等补贴方式 2019/4/7 解决办法 1 对生物降解塑料产品的应用和发展采取补贴政策，包括中央政府补贴和地方政府补贴。中央财政可采用科技攻关资金、贴息等补贴方式 2 对利用生物质原料生产生物降解塑料的企业，国家考虑采用低息贷款政策、技术改造专项贷款、信用担保政策等来鼓励产业发展 3 为促进行业发展应制定关税优惠税率。为鼓励和扶持一些企业的发展，可以按照新的企业所得税条例规定减免优惠政策 无机生物材料

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