生物材料降解的评价方法
对于目前产品的降解性研究是重点，请各部门按此原则撰写研究方案及开展相关研究。需经过审批。
1. 生物材料降解的评价方法
最常用的生物降解评价方法示于表1。
上述评价方法较为笼统，近年国际标准化组织(ISO)对降解研究设计原理与研究方案作了较为详尽的介绍。
a. 设计原理
分析材料在正常使用情况下是否会降解对它的安全性评价来讲十分重要。对所有生物材料都进行降解研究既不可能也没有这个必要。因此，对哪些情况应考虑有必要进行降解研究、哪些情况可不必进行降解研究，ISO10993-9中作了原则规定。
作为判别，主要根据如下:
(1)下列情况应考虑进行降解研究
(a)材料是可被生物吸收的;
(b)长期植入材料(大于30d)，可能产生明显的生物降解;
(c)通过对材料的广泛研究表明，在材料(尤指介入或植入材料)与人体长期接触期间，毒性物质可以或可能释放出来。
(2)下列情况不必进行降解研究
(a)可溶出的或以一定的量和速度从特定材料中释放出的物质已经过安全性评价及具有安全临床使用史;
(b)在预计使用中已有充分的有关物质和降解产物的安全性评价研究数据。
即使是有必要进行降解研究的材料，在设计降解系统评价前应首先熟悉文献中介绍的此种材料降解机理和生物降解的情况。根据文献中实验研究以及临床实验研究的结果进行判定。若能证明此材料已进行了降解的系统评价，它的结论是符合ISO10993-1中的规定要求或为生命体能接受此材料或能被证明已为临床长期安全应用，或有文献及实验研究中实验数据证明它与已知材料的降解研究一致，则无须进行雷同的试验。在设计降解评价方法时应考虑材料的化学特性与物理特性，所制成的器械和它的作用原理、使用时间、位置及其局部环境的化学特性等因素，对不同材质的部件要考虑不同的降解机理的区别。评价方法应与这些
条件相符合。若能检索到相应的标准与文献中通用推荐的方法，应优先考虑采用规定的降解产物定性与定量标准。
由于研究降解问题比较复杂，设计实验方案尤为困难，目前大都采用体外的方法进行试验，在此基础上，根据体外研究结果考虑是否进行体内研究。体内研究时应考虑动物保护(见ISO10993-2)。用体外法评价材料和医疗器械的降解的
方法有简单的，也有复杂的，简单的如材料浸泡在0.9%生理盐水中37±1℃72h、50℃±2℃ 72h、70℃±2℃ 24h、121℃±2℃ 1h，较复杂一些的如浸泡在含有酶、磷酯等的溶液中进行材料降解的情况观察。必要时材料或器械承受外加机械应力情况下进行降解试验，材料和器械体外降解试验的方法有两种，一种是加速试验，一种是实际时间试验。其过程如图1所示。
b. 研究方案
(1)降解研究方案的制定
降解研究方案的制定应包括确定降解产物的分析方法，以便通过这些方法调查、研究降解产物的下列特性:
(a)降解产物化学和物理化学性能;
(b)降解过程材料或器械部件及裂解物的表面形态;
(c)降解产物的生物性能及生物化学性能。
降解产物释放的程度和速度取决于其在表面浓度、从材料内部向表面的迁移速率、产物在生化媒介的溶解性、生化媒介的流动状态等。研究方案中应描述生成降解产物的方法。材料或器械在降解实验进程产生的降解产物可能是颗粒状的，也可能是可溶性的化合物。需要采用适当的方法对它们进行定性，并在研究报告中对采用的方法加以说明。
如若需要对降解产物进行生物学评价，应排除材料或器械中原有的其他物质(如残留单体、溶剂、催化剂、填料、加工助剂等)的影响。对多组件构成的器械，研究方案应考虑到每一种组件/材料，及不同组件间的协同降解问题。
(2)降解评价中需考虑的问题
如果缺少有关材料或器械降解和潜在降解产物的生物反应方面的重要数据，那么应考虑下列实际情况。如: 材料和器械基本情况分析:
(a)产品名称
(b)对其外形、作用与设计原理等的描述;
(c)器械使用的功能;
(d)使用时基本要求;
(e)使用的生物环境;
(f)材料化学成分及组成;
(g)材料条件(加工工艺、灭菌方法等);
(h)表面情况分析;
(i)是否是单个组件的情况;
(j)与其他组件共同使用的每个单个组件的情况;
(k)多组件器械则要评价每一组件;
(l)与生物体接触使用的时间;
(m)其他特征。
再如: 在评价潜在的和已知的降解产物时，特别应注意:
(a)主体材料的改变(如主体和表面碎片)能导致不同性质的降解产物，其结果会影响表面稳定性。导致主体材料发生变化的因素主要有: 灭菌、贮存、安装、植入操作、体内植入与组织的相互作用等。
(b)导致物质从表面释出的因素主要有: 腐蚀、溶出、迁移、解聚合、脱落、剥落等。
(c)多组件器械及与其他组件共同使用的器械除了考虑单个组件与组织作用外，还应考虑同一器械各组件界面之间的作用。主要有: 磨损、磨损腐蚀、结构断裂、分离成层、层剥离、物质从一个组件迁移到其他组件等。
c. 试验报告
写好降解实验结果的总结报告十分重要，试验报告应包括以下信息:
(1)材料和器械的基本情况(如，化学成分、加工过程及条件、表面处理等工艺情况，还应描述它的功能、使用和植入物的植入部位);
(2)降解评价和降解评价的原理;
(3)降解产物的定性和定量(例如，降解产物的形状和条件及它们的稳定性和所使用的对照);
(4)试验方法、试验条件、试验材料和试验过程(包括对照)的描述;
(5)分析方法，包括限量和对照的描述;
(6)符合GLP的陈述;
(7)结果总结;
(8)结果、解释和讨论。
生物降解材料
生物降解材料： 1.天然生物材料如淀粉、纤维素的改性材料制成的塑料； 2.化学合成聚脂：PLA、PCL、PBS、PPC等； 3.微生物发酵合成高分子化合物：PLA、PHA； 4.转基因植物合成高分子化合物：PHA。 生物基含量和价格 材料优缺点
1.可完全生物降解 2.可替代大部分塑料，价格可以和石油塑料 竞争 3.分子结构多样性，综合性能好 4.可单独使用或和淀粉等其他生物质共同 使用 5.可取代PCL、Ecoflex等石油基可降解材 料 6.核心技术门槛高竞争者很难模仿进入材料具体价格
生物降解塑料生产厂家 种类公司型号产能（吨/年）
PLA PLA产业链
→ → → 产业链分析： 1.PLA改性材料生产企业：其生产受到上下游的影响比较严重。 2.PLA生产企业：此类企业上游供给影响不大，来源和供应量很充足，关键在于企业的生产技术和产能。美国的natureworks处于领先地位，每年14万吨的产能，巴斯夫、日本三井和荷兰普拉克都有超万吨的产能。国内海正生物和金发科技分别拥有5000吨左右的产能，在国内PLA生产商中实力较强。 3.PLA原料（中间物）生产商：PLA生产主要有一步法和两步法两种工艺，两步法应用较多，即先由乳酸聚合并解聚得到中间体丙交酯，再由丙交酯开环聚合得到PLA，两步法中，中间体丙交酯的生产成本和纯度直接影响PLA产品的成本和性能。 4.PLA改性材料使用企业：这些企业使用PLA改性材料作为生产进一步产品的原料，成品涵盖范围包括农业、工业、门用等等领域。PLA材料经过改性和复合，其理化性质得到相应改进，可以采用传统吹塑、热塑机械生产成品，传统成品生产企业的转换成本并不高，而此类企业在国内数量巨大，并不构成对于PLA改性材料生产企业的直接瓶颈。 5.消费者终端：消费者的最终需求，决定了PLA改性和复合材料使用企业对PLA改性材料的间接需求，成为真正的、可能的需求瓶颈。因此，分析PLA改性和复合材料行业下游的关键，在于消费者终端的分析。 PLA改性材料企业
PEG对生物可降解聚氨酯性能影响的研究
PEG对生物可降解聚氨酯性能影响的研究 田存1周青1*喻建明1王彤2臧洪瑞2 (1. 北京科聚化工新材料有限公司102200) (2. 北京同仁医院100730) 摘要：以不同分子量的聚乙二醇(PEG)为引发剂，通过开环聚合引发丙交酯和己内酯单体合成聚己内酯-丙交酯-聚乙二醇(PCLA-PEG)的共聚物；用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)对合成的共聚物进行封端，并进行扩链反应制备一系列PEG含量不同的生物可降解聚氨酯。通过红外以及DSC研究了PEG含量对聚氨酯材料结构的影响，发现采用分子量较高的PEG制备的材料，其软硬段相分离程度较高；另外对样品进行了力学性能、亲水性及降解性进行了测试，发现PEG含量增加，样品的力学性能下降，亲水性能提高，降解速度加快。 关键词：聚己内酯-丙交酯；聚乙二醇；生物降解； 生物医用聚氨酯材料具有良好的机械性能、生物相容性、血液相容性以及易加工等特点，被认为是最具有价值的医用合成材料之一。现代医学的治疗对生物高分子材料提出更高的要求，在骨折内固定、人工皮肤、人工血管以及药物控制缓释放等方面，经常需要一些暂时性的医用材料，这就期望高分子材料不仅有良好的生物相容性，而且在创伤愈合或药物缓释放过程中可生物降解和降解产物容易被吸收或代谢，免除了患者二次手术的痛苦。 聚己内酯和聚丙交酯降解后无毒副作用，因此常用其作为软段制备聚氨酯，但是聚己内酯和聚丙交酯均聚物易结晶，降解速率较低[1，2，3]，而加入PEG可以提高其降解速率[4]。因此本文选择用聚乙二醇为引发剂合成聚己内酯/丙交酯共聚物作为聚氨酯的软段，将亲水性较强的PEG引入到分子链中，并且选用脂肪族异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)[5]和1,4-丁二醇(BDO)为硬段，考察软段中PEG含量不同对材料结构与性能的影响。 1 实验部分 1.1主要原料 丙交酯，冷冻密封保存，北京元生融科技有限公司。ε-己内酯，工业级，青岛华元聚合物有限公司， 通过氢化钙脱水，然后减压蒸馏得到除水的ε-己内酯。六亚甲基二异氰酸酯(HDI)，工业级，烟台万华聚 氨酯股份有限公司。1,4-丁二醇(BDO)，分析纯，天津市津科精细化工研究所，真空脱水后使用。聚乙二醇(PEG)，分子量为400，600，1000，化学纯，真空脱水。辛酸亚锡(T9)，分析纯，天津市永大化学试剂开
可生物降解高分子材料的分类及应用_王周玉
四川工业学院学报 Journa l of S ich ua n Uni vers ity o f Sc ience and Tec hnolog y 文章编号:1000-5722(2003)增刊-0145-03 收到日期:2003-03-22 基金项目:中国石油天然气集团公司中青年创新基金项目(部(基)349):四川工业学院人才引进项目(0225964) 作者简介:王周玉(1977-),女,四川省彭州市人,西华大学生物工程系助教,硕士,主要从事高聚物的合成、改性性质及其应用的研究。 可生物降解高分子材料的分类及应用 王周玉,岳 松,蒋珍菊,芮光伟,任川宏 (西华大学生物工程系,四川成都 610039) 摘 要: 本文作者对天然高分子材料、微生物合成高分子材料、化学合成高分子材料及掺混型高分子材料四类生物降解高分子材料进行了综述,并对可生物降解高分子材料在包装、餐饮业、农业及医药领域的应用作了简要介绍。 关键词: 生物降解;高分子材料;应用 中图分类号:O631.2 文献标识码:B 0前言 塑料是应用最广泛的高分子材料,按体积计算已居世界首位,由于其难以降解,随着用量的与日俱增,废弃塑料所造成的白色污染已成为世界性的公害。意大利、德国、美国等国家已率先以法律形式,规定了必须使用降解性塑料的塑料产品范围;我国目前的塑料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨不可降解的废旧物,严重污染着环境和危害着我们的健康。可见开发可降解高分子材料、寻找新的环境友好高分子材料来代替塑料已是当务之急。 降解高分子材料[1]是指在使用后的特定环境条件下,在一些环境因素如光、氧、风、水、微生物、昆虫以及机械力等因素作用下,使其化学结构能在较短时间内发生明显变化,从而引起物性下降,最终被环境所消纳 的高分子材料。根据降解机理[1,2] 的不同,降解高分子材料可分为光降解高分子材料、生物降解高分子材料、光-生物降解高分子材料、氧化降解高分子材料、复合降解高分子材料等,其中生物降解高分子材料是指在自然界微生物或在人体及动物体内的组织细胞、酶和体液的作用下,使其化学结构发生变化,致使分子量下降及性能发生变化的高分子材料。生物降解高分子材料的应用广泛,在包装、餐饮业、一次性日用杂品、药物缓释体系、医学临床、医疗器材等诸多领域都有广阔的应用前景,所以开发生物降解高分子材料已成为世界范围的研究热点。 1 生物降解高分子材料的分类 根据生物降解高分子材料的降解特性可分为完全 生物降解高分子材料(Biodegradable materials )和生物破坏性高分子材料(或崩坏性,Biodestructible materials );按照其来源的不同主要分为天然高分子材料、微生物合成高分子材料、化学合成高分子材料和掺混型高分子材料四类。 1.1 天然高分子材料 [3,4] 天然高分子物质如淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、果胶、甲壳素、蛋白质等来源丰富、价格低廉,特别是天然产量居首位的纤维素和甲壳素,年生物合成量超过1010 吨。利用它们制备的生物高分子材料可完全降解、具有良好的生物相容性、安全无毒,由此形成的产品兼具天然再生资源的充分利用和环境治理的双重意义,因而受到各国的重视,特别是日本。如日本四国工业技术实验所用纤维素和从甲壳素制得的脱乙酰壳聚糖复合,采用流延工艺制成的薄膜,具有与通用薄膜同样的强度,并可在2个月后完全降解;他们还对壳聚糖—淀料复合高分子材料进行了大量的研究工作,发现调节原料的比例、热处理温度,可改变高分子材料的强度和降解时间。 天然高分子材料虽然具有价格低廉、完全降解等诸多优点,但是它的热力学性能较差,不能满足工程高分子材料加工的性能要求,因此对天然高分子进行化学修饰、天然高分子之间的共混及天然高分子与合成高分子共混以制得具有良好降解性、实用性的生物降解高分子材料是目前研究的一个主要方向。1.2 微生物合成高分子材料[3,4,5] 微生物合成高分子材料是由生物通过各种碳源发
生物可降解材料的研究现状
生物降解材料的研究现状 摘要：介绍了生物降解材料和光降解材料的研究背景、研究内容、研究成果和应用现状。分析了其产品对环境的改善和不足，提出了对其降低成本、提高性能和扩大应用范围的建议。关键词：生物降解材料；光降解材料；塑料；成本；环境 近年来，塑料生产技术有了很大的发展，塑料已经渗透到人们生产和生活的各个领域，与水泥、钢铁和木材并称四大工业材料。由于塑料本身具有质量轻，耐腐蚀和易于成型加工等优点，使其成为人们不可或缺的材料。然而现在塑料的使用却面临巨大的挑战。在自然界中塑料很难降解，使用后产生大量固体废弃物。目前在处理这些塑料垃圾时大部分采用焚烧和掩埋的方法，但都未能解决污染问题，例如焚烧后产生的一些有毒气体反而进一步导致了污染的扩散；塑料掩埋地下需要近300 年才能够完全降解。另外石油，天然气等能源都已经面临枯竭的危机，全世界的石油储量大约只能再用40 多年，以石油为原料的塑料生产受到很大的阻力。为了减轻废旧塑料对环境的污染和缓解能源危机，多年来人们尝试开发可降解塑料，用以代替普通塑料制品。 随着可生物降解塑料技术的发展,聚乳酸(PLA) 、生物聚酯等生物降解材料的逐渐成熟,将推进塑料制品可生物降解化,为减少废旧塑料制品带来的污染,并为最终实现资源和环境的可持续性发展找到出路。目前可降解塑料的研制开发十分活跃,并部分进入工业化生产,但从总体上看,当前降解仍处于有待于对技术进行更深入研究、提高性能、降低成本、拓宽用途并逐渐推向市场的阶段。本文对生物可降解材料的发展和应用现状进行了简介，并指出其不足。 1 目前各国生物课可降解塑料的应用现状 生物降解塑料[1]不仅在生产过程中有节能减排效果,而且在使用过程也具有环境友好的特征。普通聚烯烃塑料的合成会排放大量CO2 等尾气及污染物,而塑料制品大量使用,尤其是农用薄膜和包装材料又造成了日益严重的白色污染。但生物降解塑料则不然,其原料来源是可以再生的农作物,农作物在生长过程中通过光合作用可以吸收CO2 放出氧气,其制品废弃物可以在掩埋堆肥条件下完全降解成水和CO2 ,无污染物产生。我国已成功开发的新型降解塑料------二氧化
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生物可降解包装材料的特性介绍及其发展趋势 一、生物工程包装材料的概念 什么是生物材料?由于生物材料的内涵丰富，而且从事生物材料研究的又是来自于不同领域的科学工作者，因此目前对生物材料尚无一个很确切的定义。广义的生物材料可以理解为一切与生物体相关的应用性材料。按其应用可分为生物工程材料?生物医用材料和其它生物应用材料。而按生物材料来源可分为天然生物材料和人工生物材料;与此同时材料学的发展使有些材料兼具天然和人工合成的特性。狭义的生物材料指的是能够用来制作各种人工器官和制造与人工生理环 境相接触的医疗用具和制品的材料，即生物医用材料及生物包装材料。 本文所指的生物包装材料是指生物工程材料中的包装材料。其定义是，指利用生物技术，并与生物体相关的包装应用性材料。或称为生物工程包装材料。 二、生物工程包装材料的现状与趋势 当代生物材料产业发展迅速，尤以生物工程材料中的包装材料和生物医用材料的发展最为迅猛。 在包装材料方面，众所周知，由于人类的生产和生活活动在自然界中遗弃了很多不能自然降解的塑料制品，造成的白色污染是世界各国在工业化之后遇到的最严重的环境和社会问题之一。在过去的50 年中，石油塑料和各种聚合物在包装上的应用增长是惊人的，现在全球每年生产1.5X108t价值1500亿美元的各种塑料相关材料。对此
国内外已经提出了很多解决方案，但大都只能部分解决污染问题或用污染转移的方法来掩盖。现在很多发达国家已经通过立法来减少非环保塑料的使用，我国也作出相应的规定。这些都为生物可降解塑料的开发使用提供了很好的机遇。同时世界范围的石油紧张也是促使可持续发展的生物包装材料走向市场的动力。与生物包装材料相比，当代生物用材料已更为产业化，其中生物医用材料及制品已占到全球医疗器械市场份额的一半。而在我国等发展中国家，生物医用材料增长则更快。 预计在今后15—20年间，生物医用材料产业可达到相当于药物市场份额的规模。与此同时，随着生物材料前沿研究不断取得进展，将开拓更为广阔的市场空间，并为常规材料的改进和创新提供导向。 三、几类形成热点的生物工程包装材料 在生物材料中，人工合成的生物材料是研究得最早最多的，研究得较多的还有生物陶瓷?无机材料?金属及合金材料等。其中金属材料应用最早，已有数百年的历史。?而羟基磷灰石是另一种现在研究得较多的合成生物材料，它是哺乳动物硬组织的主要无机成分。自从20世纪70年代日本的青木秀希和美国的Jarcho成功地人工合成了羟基磷灰石，它便成为硬组织修复材料的研究热点。 随着人们对于环保要求的提高，同时也是应生物材料自身生物化的要求，天然及半天然的生物材料受到越来越多的重视。天然生物材料就是由生物过程形成的天然材料，如贝壳?骨?牙齿?蚕丝?蜘蛛丝?木材?蛋壳?皮肤?腱等。由于生物材料是由千万年进化形成，因陋就
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完全生物降解材料 摘要：可完全生物降解材料是指在适当和可表明期限的自然环境条件 下，能够被微生物（如细菌、真菌和藻类等）完全分解变成低分子化合物的材料，对环境有积极的作用。本文介绍了完全生物降解材料的定义、分类、降解性能的评价及其发展趋势。 关键词：生物降解，测试，应用 前言：人类在创造现代文明的同时，也带来负面影响----白色污染。 一次性餐具、一次性塑料制品以及农用地膜等均难以再回收利用，其处理方法以焚烧和掩埋为主。焚烧会产生大量的有害气体，污染环境；掩埋则其中的聚合物短时间内不能被微生物分解，也污染环境。残弃的塑料膜存在于土壤中，阻碍农作物根系的发育和对水分、养分的吸收，使土壤透气性降低，导致农作物减产；动作食用残弃的塑料膜后，会造成肠梗阻而死亡；流失到海洋中或废弃在海洋中的合成纤维渔网和钓线已对海洋生物造成了相当的危害，因此提倡绿色消费与加强环境保护势在必行。面对日益枯竭的石油资源，符合潮流的生物降解材料作为高科技产品和环保产品正成为一个研发热点。 1、生物降解材料 理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废气后可被环境微生物完全分解、最终被无机化合成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。 1.1、生物降解材料的分类 生物降解材料按其生物降解过程大致可分为两类。 一类为完全生物降解材料，如天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯等，其分解作用主要来自：①由于微生物的迅速增长导致塑料结构的物理性崩溃；②由于微生物的生化作用、酶催化或酸碱催化下的各种水解； ③其他各种因素造成的自由基连锁式降解。 另一类为生物崩解性材料，如淀粉和聚乙烯的掺混物，其分解作用主要由于添加剂被破坏并削弱了聚合物链，使聚合物分子量降解到微生物能够消化的程度，最后分解为二氧化碳（CO2）和水。 生物崩解性材料大多采用添加淀粉和光敏剂的方法，与聚乙烯和聚苯乙烯共混生产。研究表明，淀粉基生物降解塑料袋最终将进入垃圾场，不接触阳光，即使其中有发生物双降解作用，所发生的降解作用也主要以生物降解为主。一定时间的试验表明：垃圾袋无明显的降解现象，垃圾袋没有自然破损，甚至对袋里的垃圾起到一定的“保鲜”作用。
绿色润滑剂的生物降解性及特点
绿色润滑剂的生物降解性及特点 叶斌,陶德华 (上海大学机械电子工程与自动化学院,上海200072) 摘 要:阐述了绿色友好润滑剂的生物降解性和摩擦化学特点,提出了绿色润滑剂在发展过程中存在的主要问题,并对未来的发展趋势进行了预测。 关键词:绿色润滑剂;生物降解性;机理;基础油;合成酯;添加剂 中图分类号:TE626.3 文献标识码:A 文章编号:100023738(2002)1120021203 Development and Characteristics of G reen Lubricants YE Bin,TAO De2hua (Shanghai University,Shanghai200072,China) Abstract:Characteristics and biodegradability of green lubricants are reviewed.The main problems during devel2 oping process of environmentally friendly lubricants are put forward and the future development trends are predicted. K ey w ords:green lubricants;biodegradability;mechanism;base oil;synthetic ester;additives 1 引 言 随着经济的发展,环境保护已成为全世界的共识。矿物基润滑剂产品由于生物降解性能差,正面临着环境要求的严峻挑战。发展绿色润滑剂成为上个世纪90年代以来润滑剂领域新的发展课题。 绿色润滑剂是指润滑剂必须满足对象的工况要求;润滑剂及其耗损产物对生态环境不造成危害,或在一定程度上为环境所容许。绿色润滑剂又称为环境友好润滑剂(主要包括合成酯和天然植物油),其研究、开发的目的是满足可持续发展的要求,不仅具有普通矿物基润滑剂的性能,而且具有易生物降解性和无生物毒性或对环境毒性最小[1]。现代润滑剂大都由86%以上的基础油,再加上各种添加剂组成。随着对环保的重视和对植物油改性的开发,世界上各大石油公司都已经着手研制开发环境友好型绿色润滑剂以取代传统的矿物基润滑剂[2]。绿色润滑剂在世界范围内的需求量呈逐年上升趋势。我国矿物基润滑剂引起的环境污染同样严重,已引起有关部门和专家的重视,对绿色润滑剂的研究和开发已迫在眉睫[3]。基础油无疑是润滑剂影响环境或 收稿日期:2001211222;修订日期:2001212221 作者简介:叶斌(1967-),男,山东聊城人,上海大学博士生。 导师:陶德华教授生态的决定性因素,本工作主要探讨绿色润滑剂基础油的生物降解性和摩擦润滑化学特性。 2 润滑剂的生物降解机理 润滑剂的生物降解率是指该润滑剂能被自然界存在的微生物消化代谢分解为二氧化碳、水或组织中间体的能力,并以一定条件下、一定时间内润滑剂被微生物降解百分率来衡量。润滑剂的生物降解性即润滑剂受生物作用分解化合物的能力。润滑剂在生物降解过中,总要伴随一些现象产生,如物质的损失、二氧化碳和水的形成、氧气的耗用、热量发生和微生物的增加等。润滑剂发生生物降解有三个必要条件:其一要有大量的细菌群;其二要有充足的氧气;其三要有合适的环境温度。 不同类型的润滑剂有着不同的生物降解过程,目前公认的生物降解过程有三种,即酯的水解、长链碳氢化合物的氧化和芳烃的氧化开环。三种生化降解历程的活化能不同,因此不同类型润滑剂的生物降解性也不同。另外,对同一类型的润滑剂来说,由于其结构不同,经受水解、β氧化和芳烃氧化时的难易程度也不同,因此生物降解性也有很大差异。2.1 合成酯类 酯类化合物在微生物的作用下,首先水解成有机酸和醇,在酶的作用下,通过脂肪酸循环,进一步裂解生成醋酸,再通过柠檬酸循环降解成CO2和 第26卷第11期2002年11月 机 械 工 程 材 料 Materials for Mechanical Engineering Vol.26 No.11 Nov.2002
辽宁生物降解塑料项目投资建议书
辽宁生物降解塑料项目 投资建议书 规划设计/投资方案/产业运营
辽宁生物降解塑料项目投资建议书说明 《关于进一步加强塑料污染治理的意见》指出，到2020年，率先在部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用；到2022年底，一次性降解塑料制品消费量明显减少，替代品得到推广，在电商、快递、外卖等新兴领域，形成一批可复制、可推广的塑料减量和绿色物流模式；到2025年，塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节的管理制度基本建立，替代产品开发应用水平进一步提升，重点城市塑料垃圾填埋量大幅降低。2025年前，国内将逐渐限制、禁止使用不可降解塑料袋、一次性塑料餐具、宾馆和酒店一次性塑料制品和快递塑料袋。 该PBAT生物降解塑料项目计划总投资5851.90万元，其中：固定资产投资4682.58万元，占项目总投资的80.02%；流动资金1169.32万元，占项目总投资的19.98%。 达产年营业收入8873.00万元，总成本费用6729.64万元，税金及附加101.62万元，利润总额2143.36万元，利税总额2540.62万元，税后净利润1607.52万元，达产年纳税总额933.10万元；达产年投资利润率36.63%，投资利税率43.42%，投资回报率27.47%，全部投资回收期5.14年，提供就业职位135个。
项目建设要符合国家“综合利用”的原则。项目承办单位要充分利用国家对项目产品生产提供的各种有利条件，综合利用企业技术资源，充分发挥当地社会经济发展优势、人力资源优势，区位发展优势以及配套辅助设施等有利条件，尽量降低项目建设成本，达到节省投资、缩短工期的目的。 ...... 报告主要内容：项目总论、项目必要性分析、项目市场研究、投资方案、项目选址规划、土建方案说明、工艺先进性、项目环保分析、项目安全保护、投资风险分析、项目节能情况分析、实施进度、投资方案计划、项目盈利能力分析、综合评价结论等。 随着全球环境保护力度加大，“限塑”已在60多个国家实行。我国自2004年开始鼓励降解塑料的推广应用，2008年开始实行“限塑”。近几年法规措施不断趋严，2020年1月19日，国家发展改革委、生态环境部公布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，提出分阶段（2020、2022、2025年）限制、禁止使用不可降解塑料产品的行动目标与措施。在严格的限塑、禁塑令下，开发应用可降解塑料势在必行。PBAT是一种全生物可降解塑料，可广泛应用于超市购物袋、外卖餐盒、农用地膜等领域。随着“限塑令”的推出和绿色消费市场的扩大，PBAT等可生物可降解塑料呈现出良好的市场前景，成为当前国内降解塑料领域投资和关注的热点。
高分子材料生物降解性能的分析研究进展
高分子材料生物降解性能的分析研究进展 摘要:本文介绍了近年来生物降解材料降解方法的研究现状,主要从不同的降解环境,包括在堆肥环境、水性 环境、惰性固体介质环境等进行的材料生物降解性能研究进行了比较、评述与展望。 关键词:生物降解;可生物降解材料;降解环境 高分子材料以其优越的机械性能、良好的持久性以及较低的成本,自20世纪以来得到了非常广泛的应用。但正是由于其在环境中的持久性,废弃的高分子材料对环境的污染也日益扩大,成为一个令全世界关注的环境问题。因此,针对这样的问题,可生物降解材料的研制与使用近年来得到了国内外的热切关注[ 1 ] ,世界各国的科学工作者都在大力开展可生物降解高分子材料的研究。这类材料在使用后,通过堆肥等措施,可以大 部分降解为CO2和H2O,进入生态系统的有机循环中,对环境基本无害。而在这类材料的研究与开发中,其材料的性能指标之一即生物降解性能的分析评价则是一个非常重要且不可或缺的环节,分析评价的环境体系及其标准化工作的研究因此显得非常有意义。本文重点介绍了国内外高分子材料生物降解性能研究的相关评价方法,并从几种不同的降解环境出发,对高分子材料生物降解性能研究进行了分类介绍与评述。 1高分子材料生物降解性能研究的相关评价方法 按美国ASTM 定义:生物降解高分子材料是指在一定条件下,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分解的高分子材料。可分为生物破坏性材料和完全生物降解材料。理想的生物降解材料在微生物作用下,能完全分解为CO2和H2O。 因此,对于可生物降解高分子材料,生物降解能力的分析评价则是表征其性能的一个重要指标。对
生物降解高分子材料
生物降解高分子材料 肖群 （东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨 150040） 摘要：高分子材料在日常生活中的使用量越来越大．然而高分子材料给人们生活带来便利、改善生活品质的同时，其使用后的大量塑料废弃物也与日俱增。给人类赖以生存的环境造成了不可忽视的负面影响。本文简要介绍生物降解高分子材料的定义、降解机理及影响因素的基础上，较为全面的阐述了当前生物降解高分子材料的应用领域。 关键词：生物降解，医用生物材料， 1 前言 聚合物工业蓬勃发展的同时也导致了环境污染的加剧，引起了人们对聚合物废料处理的关注。目前全世界每年生产塑料约1．2亿吨．用后废弃的大约占生产量的50％～60％。废塑料的处理以掩埋和焚烧为主，但这两种处理方法会产生新的有害物质。对此，一些国家实行了3R工程，即减少使用、重复使用和回收循环。但对一些回收困难、不宜回收或需要追加很大能量才能回收的领域(如食品包装、卫生用品)，实施3R工程很困难，而如果使用生物降解材料则十分有利[1]。 2生物降解高分子材料定义降解机理 2．1生物降解高分子定义 根据美国ASTM定义生物降解高分子材料是指在一定的条件下．一定的时间内能被细菌、霉菌、藻类等微生物降解的高分子材料[2，3,4]。真正的生物降解高分子在有水存在的环境下，能被酶或微生物水解降解，从而高分子主链断裂，分子量 逐渐变小，以致最终成为单体或代谢成CO 2和H 2 O[5]。 2.2生物降解高分子材料的降解机理 生物降解机理和光一生物降解机理．完全生物降解机理大致有三种途径：①生物物理作用：由于生物细胞增长而使聚合物组分水解，电离质子化而发生机械性的毁坏．分裂成低聚物碎片：②生物化学作用：微生物对聚合物作用而产生新 物质(CH 4、C0 2 和H 2 0)：③酶直接作用：被微生物侵蚀部分导致材料分裂或氧化崩 裂。而光一生物降解机理则是材料中的淀粉等生物降解剂首先被生物降解，增大表面／体积比，同时，日光、热、氧引发光敏剂等使高聚物生成含氧化物，并氧化断裂．分子量下降到能被微生物消化的水平。进一步研究发现．不同的生物降解高分子材料的生物降解性与其结构有很大关系，包括化学结构、物理结构、表面结构等。 对不同种类的生物降解材料而言．它们降解机理的不同决定了它们具有不同的性质。天然降解高分子材料．其本身来源于生物体，能保证足够的细胞及组织亲和性．降解周期一般较短．最终降解产物为多糖或氨基酸．容易被机体吸收．但是这种材料力学性能差。难于满足组织构建的速度要求，应用时需要进行改性。化学合成的生物降解材料的组成、结构和降解行为更易于控制。比如降解速度和强度可调．易构建高孔隙率三维支架．但材料本身对细胞亲和力弱．往往需要引入适量能促进细胞黏附和增值的活性基团、生长因子或黏附因子等。[6] 3生物降解高分子材料的种类及降解过程
福建生物降解塑料项目投资分析报告
福建生物降解塑料项目投资分析报告 规划设计/投资方案/产业运营
报告说明— 生物降解塑料是指在土壤、沙土等自然条件下，可与微生物作用降解成为二氧化碳、水等小分子的塑料材料。PBAT是生物降解塑料研究中非常活跃和市场应用最好降解材料之一。PBAT是己二酸丁二醇酯（PBA）和对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的共聚物，兼具PBA和PBT的特性，既有良好的延展性、断裂伸长率、耐热性和抗冲击性能，又具有优良的生物降解性。PBAT成膜性能良好，通常与PLA树脂等共混改性制成终端产品，可用于塑料包装薄膜、农用地膜、一次性用具等。 该PBAT生物降解塑料项目计划总投资8033.42万元，其中：固定资产投资6236.18万元，占项目总投资的77.63%；流动资金1797.24万元，占项目总投资的22.37%。 达产年营业收入14198.00万元，总成本费用10984.45万元，税金及附加139.18万元，利润总额3213.55万元，利税总额3795.98万元，税后净利润2410.16万元，达产年纳税总额1385.82万元；达产年投资利润率40.00%，投资利税率47.25%，投资回报率30.00%，全部投资回收期4.83年，提供就业职位283个。 全球塑料产量约为3.59亿吨，其中生物塑料约占1%，2018年全球生物可降解塑料的市场金额超过11亿美元，产能合计约91.2万吨，预计2023年有望实现17亿美元与128.8万吨。欧洲是可降解塑料的主要市场，
占全球55%、亚太地区占全球25%，北美需求占19%。可降解塑料的应用范围不断扩大，包括包装、纺织纤维、汽车运输等。包装占比最大为58%。国内2019年塑料制品产量为8184万吨，其中可降解塑料优先推广的农用塑料薄膜使用量为246万吨。根据智研咨询国内可降解塑料的消费量在50万吨左右，市场潜能巨大。据统计，中国每年约消耗购物袋400万吨、农膜246万吨、外卖包装260万吨，且随着快递、外卖业务的快速发展，塑料需求持续增长。而对于这些领域，特别适用可降解塑料。假设替代10%，即可新增90万吨以上可降解塑料需求。我们认为随着技术进步、规模化生产、成本下降、环保理念提升，可降解塑料未来成长空间10倍以上。
2020年(生物科技行业)完全生物降解材料
（生物科技行业）完全生物 降解材料
完全生物降解材料 摘要：可完全生物降解材料是指在适当和可表明期限的自然环境条件下，能够被微生物（如细菌、真菌和藻类等）完全分解变成低分子化合物的材料，对环境有积极的作用。本文介绍了完全生物降解材料的定义、分类、降解性能的评价及其发展趋势。 关键词：生物降解，测试，应用 前言：人类在创造现代文明的同时，也带来负面影响----白色污染。壹次性餐具、壹次性塑料制品以及农用地膜等均难以再回收利用，其处理方法以焚烧和掩埋为主。焚烧会产生大量的有害气体，污染环境；掩埋则其中的聚合物短时间内不能被微生物分解，也污染环境。残弃的塑料膜存在于土壤中，阻碍农作物根系的发育和对水分、养分的吸收，使土壤透气性降低，导致农作物减产；动作食用残弃的塑料膜后，会造成肠梗阻而死亡；流失到海洋中或废弃在海洋中的合成纤维渔网和钓线已对海洋生物造成了相当的危害，因此提倡绿色消费和加强环境保护势在必行。面对日益枯竭的石油资源，符合潮流的生物降解材料作为高科技产品和环保产品正成为壹个研发热点。1、生物降解材料 理想的生物降解塑料是壹种具有优良的使用性能、废气后可被环境微生物完全分解、最终被无机化合成为自然界中碳素循环的壹个组成部分的高分子材料。 1.1、生物降解材料的分类 生物降解材料按其生物降解过程大致可分为俩类。 壹类为完全生物降解材料，如天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯等，其分解作用主要来自：①由于微生物的迅速增长导致塑料结构的物理性
崩溃；②由于微生物的生化作用、酶催化或酸碱催化下的各种水解；③其他各种因素造成的自由基连锁式降解。 另壹类为生物崩解性材料，如淀粉和聚乙烯的掺混物，其分解作用主要由于添加剂被破坏且削弱了聚合物链，使聚合物分子量降解到微生物能够消化的程度，最后分解为二氧化碳（CO2）和水。 生物崩解性材料大多采用添加淀粉和光敏剂的方法，和聚乙烯和聚苯乙烯共混生产。研究表明，淀粉基生物降解塑料袋最终将进入垃圾场，不接触阳光，即使其中有发生物双降解作用，所发生的降解作用也主要以生物降解为主。壹定时间的试验表明：垃圾袋无明显的降解现象，垃圾袋没有自然破损，甚至对袋里的垃圾起到壹定的“保鲜”作用。 对于解决环境污染，尽管含淀粉基的塑料比壹次性塑料制品有效，但由于仍采用不能生物降解的聚乙烯或聚酯材料为原料，故除了添加的淀粉能够降解外，剩余的大量聚乙烯或聚酯仍会残存而不能完全生物降解，只是分解为碎片，无法回收，进入土壤后情况更糟，对废弃物的处理造成混乱，因而完全生物降解材料成为降解材料的研究重点。 1.2、完全生物降解材料的品种和性能 完全生物降解材料包括天然高分子纤维素、人工合成的聚己内酯、聚乙烯醇等。自然界本身有分解吸收和代谢天然高分子纤维素的自净化能力。该材料在用过废弃后能被自然界微生物的酶降解，降解产物能被微生物作为碳源吸收代谢。 （1）聚己内酯（PCL)是目前价格较低的全微生物分解性合成高分子，所用的聚己内酯是环状单体——己内酯，己内酯是利用有机金属化合物进行开环
生物降解材料行业分析报告
生物降解材料行业分析报告 二0一二年十二月二十日
目录 1 概述----------------------------------------------------------- 1 2 可生物降解材料概况--------------------------------------------- 1 2.1 定义--------------------------------------------------------- 1 2.2 种类及性能--------------------------------------------------- 1 2. 3 降解机理----------------------------------------------------- 2 2.4 应用范围----------------------------------------------------- 3 3 常见可生物降解材料及发展趋势----------------------------------- 4 3.1 淀粉基生物降解材料------------------------------------------- 4 3.2 聚乳酸（PLA）------------------------------------------------ 5 3.3 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）-------------------------------------- 6 3.4 微生物合成聚羟基脂肪酸酯（PHA）------------------------------ 7 3.5 聚己内酯（PCL）---------------------------------------------- 8 4 国内外制定的相关政策------------------------------------------- 8 4.1 国外相关政策------------------------------------------------- 8 4.2 我国相关的政策----------------------------------------------- 9 5 发展面临的问题------------------------------------------------- 9 6 产业化现状---------------------------------------------------- 10 7 未来五年市场需求预测------------------------------------------ 11 8 投资建议------------------------------------------------------ 12
影响生物降解的因素
影响生物降解的因素 影响生物降解的因素有被降解的化合物种类浓度，微生物群体的活性如群体的相互作用直接控制反应速度的环境因素。 一．生物降解作用生物降解是引起有机污染物分解的最重要的环境过程之一。水环境中化合物的生物降解依赖于微生物通过酶催化反应分解有机物。当微生物代谢时，一些有机污染物作为食物源提供能量和提供细胞生长所需的碳；另一些有机物，不能作为微生物的唯一碳源和能源，必须由另外的化合物提供。因此，有机物生物降解存在两种代谢模式：生长代谢(Growth metabolism) 和共代谢(Cometabolism) 。这两种代谢特征和降解速率极不相同，下面分别进行讨论。 1．生长代谢 许多有毒物质可以像天然有机化合物那样作为微生物的生长基质。只要用这些有毒物质作为微生物培养的唯一碳源便可鉴定是否属生长代谢。在生长代谢过程中微生物可对有毒物质进行较彻底的降解或矿化，因而是解毒生长基质去毒效应和相当快的生长基质代谢意味着与那些不能用这种方法降解的化合物相比，对环境威胁小。 2．共代谢 某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源，必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时，该有机物才能被降解，这种现象称为共代谢。它在那些难降解的化合物代谢过程中起着重要作用，展示了通过几种微生物的一系列共代谢作用，可使某些特殊有机污染物彻底降解的可能性。微生物共代谢的动力学明显不同于生长代谢的动力学，共代谢没有滞后期，降解速度一般比完全驯化的生长代谢慢。共代谢并不提供微生物体任何能量，不影响种群多少。然而，共代谢速率直接与微生物种群的多少成正比，Paris 等描述了微生物催化水解反应的二级速率定律： 由于微生物种群不依赖于共代谢速率，因而生物降解速率常数可以用 Kb=Kb2?B表示，从而使其简化为一级动力学方程。 用上述的二级生物降解的速率常数文献值时，需要估计细菌种群的多少，不同技术的细菌计数可能使结果发生高达几个数量级的变化，因此根据用于计算Kb2的同一方法来估计B值是重要的。 3．微生物对环境污染物的生物降解能力微生物对环境污染物的生物适应能力及降解潜力生物降解：复杂有机化合物在微生物作用下转变成结构较简单化合物或 被完全分解的过程。 终极降解：有机物彻底分解至释放出无机产物C02与H20的过程。 生物转化：通过微生物代谢导致有机或无机化合物的分子结构发生某种改 变、生成新化合物的过程。 微生物降解污染物的影响因素: 物质的化学结构生物降解有机物的难易程度首先取决于生物本身的特性，同时也与有机物的结构特征有关。 环境物理化学因素
生物降解材料
生物降解材料https://www.wendangku.net/doc/b41020769.html,work Information Technology Company.2020YEAR
生物降解材料： 1.天然生物材料如淀粉、纤维素的改性材料制成的塑料； 2.化学合成聚脂：PLA、PCL、PBS、PPC等； 3.微生物发酵合成高分子化合物：PLA、PHA； 4.转基因植物合成高分子化合物：PHA。
6.核心技术门槛高竞争者很难模仿 进入 生物降解塑料生产厂家 种类公司型号产能（吨/
PLA PLA 产业链 产业链分析： 1.PLA 改性材料生产企业：其生产受到上下游的影响比较严重。
2.PLA生产企业：此类企业上游供给影响不大，来源和供应量很充足，关键在于企业的生产技术和产能。美国的natureworks处于领先地位，每年14万吨的产能，巴斯夫、日本三井和荷兰普拉克都有超万吨的产能。国内海正生物和金发科技分别拥有5000吨左右的产能，在国内PLA生产商中实力较强。 3.PLA原料（中间物）生产商：PLA生产主要有一步法和两步法两种工艺，两步法应用较多，即先由乳酸聚合并解聚得到中间体丙交酯，再由丙交酯开环聚合得到PLA，两步法中，中间体丙交酯的生产成本和纯度直接影响PLA产品的成本和性能。 4.PLA改性材料使用企业：这些企业使用PLA改性材料作为生产进一步产品的原料，成品涵盖范围包括农业、工业、门用等等领域。PLA材料经过改性和复合，其理化性质得到相应改进，可以采用传统吹塑、热塑机械生产成品，传统成品生产企业的转换成本并不高，而此类企业在国内数量巨大，并不构成对于PLA改性材料生产企业的直接瓶颈。 5.消费者终端：消费者的最终需求，决定了PLA改性和复合材料使用企业对PLA改性材料的间接需求，成为真正的、可能的需求瓶颈。因此，分析PLA改性和复合材料行业下游的关键，在于消费者终端的分析。 PLA改性材料企业 PLA PHA 基本性能： 生物相容性，良好的力学性能，非线性光学性，气体隔离性，耐水解性能，压电性，良好的加工性能，耐热性。 性能指标： 分子量： 1000-1000000 玻璃态温度： -60℃~+60℃ 熔点： 40℃~190℃ 结晶度： 10%~60% 断裂伸长率： 5%~1000%
塑料生物降解性能的测试方法
塑料生物降解性能的测试方法 塑料的生物降解性能常用的测试方法包括可视化观察、质量损失、力学性能和分子量的变化、CO释放量／氧气吸收量、平板培养法等。还有一些技术可以用来评估聚合物材料的生物降解性能，包括傅里叶红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)、核磁共振(NMR)、X能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、接触角分析、吸水率等。 对于塑料变化的可视化观察和评估，可用来描述降解后的变化参数和特征包括表面粗糙度、孔洞和裂痕的形成、分裂破碎情况、颜色变化、生物薄膜表面的性状变化等，可通过SEM和原子力显微镜(AFM)进一步观察降解后的结构和探究降解机理。聚合物降解测试中经常采用测定薄膜或条状试样在降解后的质量损失，结合残余材料的结构和分子量等分析，可以获得降解过程的详细信息，有利于探究降解机理和分析影响降解的因素。 断裂伸长率对于聚合物的分子量变化十分敏感，当降解试样分子量发生少量变化时，可用断裂伸长率表征塑料降解的情况。只有当分子量出现较大损失时，才表示酶导致解聚反应的发生，材料出现明显降解，对于非生物降解进程，材料的力学性能会发生显著变化。这种检测通常用于第一阶段非生物降解的情况，如PLA 的降解。 在有氧条件下，微生物利用氧进行新陈代谢生成最终产物CO2，微生物所消耗的氧或生成的CO2可作为聚合物降解情况的一个指标，也是在实验室中进行降解测试最常用的方法。传统方法是采用碱液吸收CO2，通过人工滴定、红外和顺磁性氧检测仪均可检测装置中氧和CO2浓度。但是，自动化和连续性的测试方法要求测定排出气流的检测仪信号要在一段时间内稳定，如果降解过程较缓慢，CO2和氧气浓度过低会导致信号很弱，会增加系统误差影响准确性。 平板培养法是一种简单的半定量方法。将聚合物的细小颗粒均匀撒布在合成琼脂平板中，琼脂平板不透明且不能为微生物提供碳源。接种微生物在平板中培养一段时间后，若在菌落周围形成一个清晰的晕轮，表明微生物能分解聚合物，这是微生物降解材料检测的第一步。此法通常用于测试微生物能否降解特定的聚合物，同时可分析清晰的晕轮区域面积作为一种半定量的降解测试方法。 M．Zenkiewicz等研究了不同处理方法对PLA和改性交联PLA生物降解性影响，经过高能电子辐照和改性交联后的PLA在堆肥过程中降解速率增大，降解后试样平均分子量、熔体流动速率、结晶度、拉伸强度和质量均有不同程度减小，试样颜色有所改变，SEM下观察明显出现孔洞和裂纹，均表明试样发生了显著的降解。H．A．Heartwin等研究了比例为70／30和80／20的淀粉／聚苯乙烯松散填充泡沫的生物降解性，将材料置于可控堆肥罐中测试微生物同化过程中产生的 CO2量，15d时CO2释放量达到最大。通过FTIR和NMR分析堆肥39d后的残余材料发现，淀粉几乎全部降解，剩下的聚苯乙烯也呈现出纤维破碎状，比普通的聚苯乙烯材料更易降解。C．Way等对添加表面处理过的枫木纤维增强PLA复合材料进行有氧堆肥实验，检测堆肥过程产生的CO2来表征生物降解率，经过4个月所有堆肥试样生物降解率均超过90％，大部分接近100％。分析表明复合材料起初的降解是由于堆肥过程中的水解作用所致，分子量的减少是由表面水解、整体