聚乳酸降解材料的应用领域与降解机理和方法
上传者:胡生清|上传时间:2015-04-28|密次下载
聚乳酸降解材料的应用领域与降解机理和方法
简要介绍了聚乳酸的应用领域及降解机理与方法
聚乳酸降解材料的应用领域与降解机理和方法
一、聚乳酸的应用
聚乳酸(PLA)类材料具有很高的附加值,其研究与开发对国民经济的增长和社会的发展具有极其重要的意义。可完全生物降解聚乳酸现已广泛应用于医药、纺织、农业和包装等领域。
1、在医疗领域的应用
用可降解的生物高分子作药物载体长期植入体内后,可以控制药物的释放速度,并实现药物的靶向释放,提高药效。
PLA是骨组织工程中的优选材料之一,在硬骨组织再生、软骨组织再生、人造皮肤、神经修复等方面均可作为细胞生长载体,并取得了令人满意的结果。
聚乳酸类材料用作外科手术缝合线时,由于其具有良好的生物降解性,能在伤口愈合后自动降解并被吸收而无需二次手术。随着伤口的愈合,缝合线缓慢降解。
2、在其它领域中的应用
PLA在富氧及微生物的作用下会自动分解,并最终生成C02和H20而不污染环境。PLA作为可完全生物降解塑料,越来越受到人们的重视。可将PLA制成农用薄膜、纸代用品、纸张塑膜、包装薄膜、食品容器、生活垃圾袋、农药化肥缓释材料、化妆品的添加成分等。
随着 PLA
等可生物降解塑料材料的应运而生,在原有聚乙烯等传统不可降解塑料制品中加入适量PLA
等生物材料制成的塑料制品,既可部分实现生物降解,原有的力学性能又没有明显的改变。这一技术突破为解决废旧塑料制品污染找到了一条新途径,也为塑料
简要介绍了聚乳酸的应用领域及降解机理与方法
价值链带来了新机遇。生物塑料和普通塑料共混使用,在日本已经比较普遍,如丰田汽车公司的塑料零部件中,30%使用了可生物降解塑料,70%为传统塑料这样既提高了塑料部件的可降解程度,成本增加又不是很大,市场接受起来也相对容易一些。
二、聚乳酸降解机理和方法
已有研究表明,自然界中目前已知的能够降解聚乳酸的微生物十分有限。通过对不同土壤环境中能够降解聚酯的微生物情况进行评价,结果显示自然界中降解PHB(聚-β-
羟基丁酸酯)、PCL和PTMS(聚四亚甲基琥珀酯)的微生物数量是基本相似的,大约都在0.8%~11%,这能与这些聚酯材料的酯键极易被相关脂肪酶水解有关:而降解PLA的微生物数量则不到0.04%。土壤掩埋的对照实验也显示,PLA在土壤中的降解速度相对比较缓慢,一般需要几年时间。目前,人们通过土壤和菌种库筛选,已经分离到了大约几十种能够降解PLA的菌株,其中大部分降解菌都属于放线菌,例如Amycolatopsis属菌株,Kibdelosporangium aridum和Saccharothrix waywayandensis等。
PLA是乳酸单体之间通过酯键连接的,其降解应该是以酯键的断裂为基础。但研究结果发现,大部分脂肪酶对PLA没有降解作用。
PLA产品废弃后,为了加快其生物降解和实现其有效循环利用,开发PLA的循环处理系统是十分必要的。关于PLA循环利用的方法已经有过一些报道,例如在高于200℃下的温度下促使其分解和水解。随着越来越多PLA降解菌株和酶的发现,人们开始尝试开发PLA废弃物的生物处理系统。
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