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PBS的幾種合成原理

脂肪族聚酯的合成方法有生物發(fā)酵法和化學(xué)合成法。生物發(fā)酵法的合成成本較高，對(duì)于PBS而言很少見(jiàn)報(bào)道，化學(xué)合成法可對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，合成成本較低，主要有直接酯化法，酯交換法和擴(kuò)鏈法。

直接酯化法：

丁二酸和直接縮聚得到PBS，其合成方法是等物質(zhì)的量的酸和醇并加入一定量的催化劑在加熱的條件下反應(yīng)生成聚酯?，F(xiàn)在的研究報(bào)道中多采用直接酯化法合成PBS。直接酯化縮聚法主要有3種：熔融縮聚法，溶液縮聚法和熔融溶液相結(jié)合法。

酯交換法：

二元酸二甲酯與等物質(zhì)的量的二元醇，在催化劑存在下，高溫、高真空脫進(jìn)行酯交換反應(yīng)得到聚酯。

擴(kuò)鏈法：

在前2種合成反應(yīng)過(guò)程中需不斷排除小分子物質(zhì)，以獲得所需相對(duì)分子質(zhì)量的聚酯。但在縮聚反應(yīng)過(guò)程中，特別是在反應(yīng)后期，溫度往往超過(guò)200℃時(shí)，不可避免地出現(xiàn)脫羧、熱降解、熱氧化等副反應(yīng)，從而影響相對(duì)分子質(zhì)量的提高。為了進(jìn)一步提高相對(duì)分子質(zhì)量，往往選擇擴(kuò)鏈反應(yīng)，利用擴(kuò)鏈劑的活性基團(tuán)與聚酯的端羥基反應(yīng)提高聚酯相對(duì)分子質(zhì)量。

生物降解材料PHA的介紹

目前在生物基材料中，發(fā)展快的是生物基塑料。這種極具發(fā)展?jié)摿Φ牟牧峡赏谠S多應(yīng)用領(lǐng)域替代傳統(tǒng)聚合物。

性能：接近通用塑料

綜合性能不及傳統(tǒng)石油基塑料是人們對(duì)生物基塑料的普遍印象，也是除價(jià)格因素外推廣生物基塑料的攔路虎。但隨著技術(shù)的進(jìn)步，PHA產(chǎn)品性能目前已經(jīng)接近通用塑料，獲得了歐洲一些廠(chǎng)商的認(rèn)可，生產(chǎn)商等對(duì)第四代PHA產(chǎn)品表現(xiàn)出了濃厚的興趣。

PHA是聚羥基脂肪酸酯類(lèi)材料的總稱(chēng)，目前產(chǎn)業(yè)化品種已有四代。代產(chǎn)品的典型代表為均聚物PHB。該材料脆性大，很難大規(guī)模應(yīng)用。為了改善加工性能，人們又研發(fā)了第二代產(chǎn)品PHBV、第三代產(chǎn)品PHBHHx以及第四代產(chǎn)品P34HB。

原料：上百種可供選擇

清華大學(xué)、長(zhǎng)江學(xué)者陳國(guó)強(qiáng)接受本報(bào)記者采訪(fǎng)時(shí)表示，PHA以可再生生物質(zhì)為原料，由微生物直接合成，可生物降解，它已經(jīng)與PLA(聚乳酸)并列為完全生物降解材料的熱門(mén)研究課題。

他說(shuō)，與大家熟知的PLA等生物基材料相比，PHA的顯著優(yōu)點(diǎn)是能通過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)使終產(chǎn)品適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域，而支撐這種優(yōu)點(diǎn)的就是其單體的多樣性。

國(guó)內(nèi)外研究證明，生物合成PHA新材料的潛力幾乎是無(wú)限的。據(jù)陳國(guó)強(qiáng)介紹，在2000年時(shí)人們就已發(fā)現(xiàn)了超過(guò)150種的PHA單體。單體結(jié)構(gòu)變化以及共聚物中不同單體比例的不同，給PHA結(jié)構(gòu)變化帶來(lái)了無(wú)限可能。結(jié)構(gòu)的多元化，又帶來(lái)了性能的多樣化。

PHA可以堅(jiān)硬如硬塑料，也可以柔軟如彈性體，可以制成吹膜級(jí)、壓片級(jí)、吹瓶級(jí)、發(fā)泡級(jí)以及彈性體級(jí)的產(chǎn)品。通過(guò)調(diào)整單體配比，PHA產(chǎn)品性能可以橫跨纖維、塑料、橡膠、熱熔膠等不同范疇，加上PHA兼具良好的生物相容性，其應(yīng)用領(lǐng)域已不局限在單一的塑料制品，還可以在緩釋劑、生化濾膜、緩釋長(zhǎng)效載體以及骨釘、手術(shù)縫合線(xiàn)、人體填充材料方面大顯身手。

PBS降解原理

PBS是一種新型的可生物降解高分子材料，其降解與應(yīng)用的研究在慢慢完善擴(kuò)大，對(duì)于環(huán)境友好材料和生物降解材料而言，PBS基降解材料的制備與應(yīng)用是新興的研究領(lǐng)域。。

材料降解是指在保存期內(nèi)性能不變，而使用后在一定環(huán)境條件下能夠被降解。其過(guò)程是材料被細(xì)菌，霉菌等作用消化吸收的過(guò)程，大致分為兩步：1：微生物向體外分泌水解酶，和材料表面結(jié)合，通過(guò)水解切斷高分子鏈，生成分子量小于500 g/mol以下的小分子量的化合物。 2：降解的生成物被微生物攝入體內(nèi)，經(jīng)過(guò)種種的新陳代謝路線(xiàn)，合成為微生物體內(nèi)所需物質(zhì)或轉(zhuǎn)化為微生物活動(dòng)的能量。，都會(huì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。