新興的生物可降解塑料_聚羥基脂肪酸酯（PHA）

聚羥基脂肪酸Polyhydroxyalkanoate (PHA)是一類具有高分子基本性質(zhì)的可熱塑加工成型的生物聚酯的統(tǒng)稱。PHA具有生物可降解性和生物相容性，因而被認(rèn)為是環(huán)境友好型材料，有助于解決日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。

PHA從合成、提取、加工到最終產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)較多，并且涉及到發(fā)酵工程、材料提純和加工工藝等多個(gè)領(lǐng)域。

簡單來說，聚羥基鏈烷酸酯PHA是通過糖或脂質(zhì)的細(xì)菌發(fā)酵在自然界中產(chǎn)生的線性聚酯。它們由細(xì)菌產(chǎn)生以儲(chǔ)存碳和能量。超過 150 種不同的單體可以在這個(gè)系列中組合，以提供具有截然不同特性的材料。

微生物合成的聚羥基脂肪酸酯 (PHA) 近來正向著材料的多樣性和生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)性發(fā)展。材料的多樣性在多種單體及其分布、分子量、聚合方式等方面越來越細(xì)化，形成了PHA組學(xué)的概念。

PHA已經(jīng)有一些商業(yè)化的例子；同時(shí)，PHA在醫(yī)藥等領(lǐng)域的高附加值也被不斷開發(fā)出來。由于PHA結(jié)構(gòu)特性的多樣性，各種應(yīng)用已被開發(fā)為包裝薄膜、一次性物品、生物相容性植入物、骨替代物、血管替代物、組織中的支架材料、心臟瓣膜工程等。

此外，由于其生物降解性和生物相容性，PHA 已被 FDA 批準(zhǔn)用于上述應(yīng)用。PHA 的機(jī)械和生物相容性也可以通過混合、修飾表面或?qū)?PHA 與其他聚合物、酶和無機(jī)材料結(jié)合來改變，使其具有更廣泛的應(yīng)用。

聚羥基脂肪酸Polyhydroxyalkanoate(PHA)的特性：

PHA 聚合物是熱塑性的；它們在熔點(diǎn)時(shí)變成液體。

這些塑料是可生物降解的，可用于生產(chǎn)生物塑料。它們可以是熱塑性材料或彈性材料，熔點(diǎn)范圍為 40 至 180 °C。

它們是紫外線穩(wěn)定的并且具有低的水滲透性。

可加工性、沖擊強(qiáng)度和柔韌性可以通過材料中更高百分比的戊酸來改善。

PHA 可溶于鹵代溶劑，例如氯仿、二氯甲烷或二氯乙烷。

預(yù)計(jì)到 2020 年，僅用于包裝的全球生物塑料需求將達(dá)到 884,000 噸。隨著包裝市場需求緩慢但逐漸從石化聚合物轉(zhuǎn)向基于可再生和可持續(xù)材料的生物塑料包裝，生物來源和可生物降解的生物塑料的發(fā)展將成為主要驅(qū)動(dòng)力。

生物基產(chǎn)品的認(rèn)可認(rèn)證計(jì)劃包括美國農(nóng)業(yè)部 (USDA) BioPreferred Program ®，其中符合條件的產(chǎn)品可以顯示USDA 認(rèn)證的生物基產(chǎn)品標(biāo)簽。

USDA BioPreferred® 計(jì)劃使用測試方法 ASTM D6866 來識(shí)別產(chǎn)品中的生物基含量。使用“新”有機(jī)碳（例如來自農(nóng)業(yè)材料）與總有機(jī)碳（“新”+“舊”或石油基碳）的比率來估算生物基含量。水和無機(jī)碳（如碳酸鹽）被排除在外。生物基優(yōu)先計(jì)劃使用 ASTM D6866 在認(rèn)證過程中量化產(chǎn)品的生物基含量。

生物基認(rèn)證計(jì)劃的項(xiàng)目包括USDA BioPreferred Program ®、德國的 DIN CERTCO DINGeprüft Biobased Scheme和 TUV Austria 的OK Biobased 計(jì)劃，其中符合條件的產(chǎn)品可以明顯地顯示一個(gè)認(rèn)證標(biāo)志，說明產(chǎn)品或其包裝材料的生物基含量百分比。

賽德斯威提供依據(jù)碳 14 測試展示了聚羥基脂肪酸Polyhydroxyalkanoate (PHA)的生物基含量，產(chǎn)生的結(jié)果可用于 USDA BioPreferred® 生物基含量認(rèn)證。

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