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第1篇

關(guān)鍵詞：生物可降解高分子材料；分類；應用

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境問題越來越得到人們的重視，而高分子材料――塑料，作為上個世紀最偉大的發(fā)明之一對人類社會的推動作用是毋庸置疑的。但同樣它給環(huán)境帶來的污染問題也日益顯著，很重要的一點就是塑料進入自然界后難以被自然環(huán)境分解，通常完全分解一類塑料需要數(shù)十年甚至要上百年的時間。而隨著生物可降解高分子材料的出現(xiàn)及發(fā)展，對于塑料難被自然界分解這個問題帶來了希望。本文主要介紹下這種材料的分類以及可能給在一些領(lǐng)域帶來的改變。

生物可降解高分子材料定義：生物可降解高分子材料是指在一定時間和一定條件下，能夠被微生物(細菌、真菌、霉菌、藻類等)或其分泌物在酶或化學分解作用下發(fā)生降解的高分子材料。

2、生物可降解高分子材料的類型

按合成方法可分為如下幾種類型。

2.1微生物生產(chǎn)型

許多微生物能合成高分子，這類高分子主要有微生物聚醋和微生物多糖，具有生物降解性。研究表明，若給予合適的有機化合物作食物碳源，許多微生物都具有合成聚醋的能力。此外，許多微生物能合成各種多糖類高分子，其中有一些多糖類高分子具有良好的物理性能和生物降解性，可望用于制造不污染環(huán)境的生物降解性塑料。

2. 2合成高分子型

將脂肪族聚酷和芳香族聚酷(或聚酞胺)制成一定結(jié)構(gòu)的共聚物，這種共聚物既有良好的性能，又有一定的生物降解性。聚乳酸(PLA)和聚乙醇酸(PGA)作為新型生物降解的醫(yī)用高分子材料正日益受到廣泛重視。

2. 3天然高分子型

自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質(zhì)素等均屬降解性天然高分子，這些高分子可被微生物完全降解。但因纖維素存在物理性能上的不足，因此，它大多與其它高分子，如由甲殼質(zhì)制得的脫乙酞基多糖等共混制得。如日本以纖維素和脫乙酞基殼多糖進行復合，制得了生物降解塑料，采用流涎法制得的薄膜與普通的PE膜的強度相似，并可在2個月后完全分解，盒狀制品75天可完全分解，但目前尚未工業(yè)化生產(chǎn)。

2. 4摻合型

在沒有生物降解性的高分子材料中，摻混一定量有生物降解性的高分子物，使所得產(chǎn)品具有相當程度的生物降解性，這就制成了摻合型生物降解高分子材料，但這種材料不能完全生物降解。目前主要開發(fā)改性淀粉與可生物降解或可水溶性塑料的降解塑料合金母料，或以淀粉為主要原料的可完全生物降解塑料，可以100%地分解，其分解速度可按要求控制在數(shù)分鐘到一年的時間。

3、生物可降解高分子材料的應用

生物可降解高分子材料因其獨特的性能,使得它的發(fā)展前景極為廣闊,將為減少環(huán)境污染、保護地球與大自然,為人類創(chuàng)造一個無污染的環(huán)境發(fā)揮巨大作用。生物可降解高分子材料的分類應用主要有以下幾個方面:醫(yī)療領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)、包裝材料，其他領(lǐng)域。

3.1生物可降解高分子材料的醫(yī)學應用

由于可降解高分子材料不擊一次手術(shù)移出，因此其特別適合于一些擊暫時性存在的植入場合根據(jù)其臨床中的應用，可分為以下幾類:

（1）藥物控制釋放。在過去20年，合成生物可降解高分子被廣泛用于最貢要的藥物釋放領(lǐng)域。用生物可降解高分子制成的藥物控制釋放系統(tǒng)來控制藥物的釋放速率，而理想的情況應是，藥物能在合適的時間、合適的地方加以釋放，以滿足生理擊要。以生物可降解高分子材料作為載體的避孕制劑是屬于控釋、緩釋制劑，不但要求制劑中的藥物能夠恒定釋放，并且要求生物可降解高分子材料在釋藥過程中要保持一定的形狀以保證有效釋藥面積。

（2）外科固定。PGA和PL、作為可吸收的合成縫合線被用于外科固定植入體。隨后又增加了其在上肢和下肢的應用和整形外科領(lǐng)域獲得了新的應用。日前經(jīng)過改性的PLGA植入體的性質(zhì)己能更好地適應肌健、韌帶和骨骼復原的需要。

（3）組織支架PLLA的物理化學性能能讓它作為象肝這樣的軟組織，象軟骨和骨骼這樣的硬組織的支架材料;PC、被用作細胞移植和器官再生的人造支架;PLGA被運用于腸和肝再生，以及骨組織工程上。

3.2在包裝領(lǐng)域，人們致力于研制可完全生物降解的高分了以取代現(xiàn)在使用的非生物降解高分了。己商品化的有聚己內(nèi)醋、聚乙烯醇、聚乙一醇、聚乳酸等。這些高分性能優(yōu)良，可用吹模、注塑等方法加工，但它們的應用并不廣泛，因為價格較高，比常用包裝材料聚乙烯、聚內(nèi)烯價格高4― 6倍。

3.3在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域光生物降解聚乙烯農(nóng)膜可使作物成熟期提前，減少雜草生長。通過提高田間溫度增加收成，并使收獲期提前。可降解農(nóng)用地膜可節(jié)省灌溉水和肥料的用量，避免殘留物對下一季作物生長的危害。這種薄膜還可通過在種植前兒周升高土地溫度來殺死病原性細菌，可避免使用某些破壞大氣臭氧層的農(nóng)藥如一澳甲烷。在日本已用氧俗生物降解塑料包封的農(nóng)藥，可達到長期緩釋高效，減少對河、湖的富營養(yǎng)化。近來日本開發(fā)出的殼聚糖塑料降解地膜，強度大，尤污染，成本低，可生物降解，而目降解后的產(chǎn)物對土壤有改良作用。纖維蔚微品殼聚糖制備的功能性雜化纖維有一定的機械強度，可生物降解，降解產(chǎn)物對人體尤毒副作用。

除上述應用外，生物可降解高分了在其他領(lǐng)域也得到了運用。例如，用合成生物可降解聚醋作包裝材料，在洗滌劑粉中用PA、及其共聚物處理廢水，在農(nóng)業(yè)土壤中用特種PH BV片來釋放殺蟲劑，以及在獸醫(yī)中用PH BV大藥丸來釋放藥物。用可再生資源如玉米、小麥等淀粉生產(chǎn)的聚乳酸，經(jīng)紡妊成型制得性能良好的紡織纖維，在服裝、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)、衛(wèi)生、建筑等領(lǐng)域的應用，己實現(xiàn)半商品化。隨著技術(shù)的進一步發(fā)展和產(chǎn)品的逐步商業(yè)化，生物可降解高分了的應用前景定會更加光明。（鄭州大學材料科學與工程學院；河南；鄭州；450001）

參考文獻：

［1］ 趙博，對生物可降解高分子材料的研究【J】,科技經(jīng)濟市場，2006年4月，28