正在悄悄崛起的降解材料PHA到底是個(gè)什么？

時(shí)間：2024-04-21

在嚴(yán)格禁塑的今天，行業(yè)內(nèi)都在尋找一種**的可替代原料，于是**、PBAT等材料風(fēng)靡一時(shí)，無數(shù)人把眼光轉(zhuǎn)向它們。

可另一種材料PHA，屬于**高分子材料，是細(xì)菌在生長條件不平衡時(shí)的產(chǎn)物，在自然界大量存在，卻被冷落一直默默無聞。這是為何呢？

PHA（Polyhydroxyalkanoates），中文名：聚羥基脂肪酸，是一種由微生物合成制造的**高分子材料。它在自然界大量存在，是細(xì)菌在生長條件不平衡時(shí)的產(chǎn)物，其生理功能首先是作為細(xì)菌體內(nèi)的碳源和能量的儲(chǔ)存物質(zhì)，類似于植物的淀粉，被稱為微生物的“脂肪顆?！?。較新的統(tǒng)計(jì)認(rèn)為，土壤中至少有30%的細(xì)菌能夠合成PHA。所以，雖然PHA存在的場所是一個(gè)個(gè)小小的細(xì)菌，但它們廣泛地存在于我們的世界中。

微生物合成高分子材料主要有微生物聚酯和微生物多糖，其中典型的聚羥基鏈烷酸（酯）——PHA。微生物發(fā)酵法合成可降解塑料是指利用特定微生物把原料**物作為食物，通過發(fā)酵作用合成高分子塑料。其中，R為正烷基側(cè)鏈，范圍從甲基至壬基，n約為700～12000，PHA材料因分子鏈中R基團(tuán)、共聚單體、鏈的長短而異，分為不同的PHA。

PHA應(yīng)用

PHA具有優(yōu)良的熱塑加工性、生物相容性以及生物可降解性，公認(rèn)為是綠色環(huán)保型高分子材料。

同時(shí)，PHA對水蒸氣和空氣中大多數(shù)氣體的阻隔性能類似于PET，在堆肥、土壤、海水等幾乎所有環(huán)境中都可以被微生物分解，并且分解后的產(chǎn)物大多都是水和碳基，也不會(huì)污染環(huán)境。

因?yàn)?/span>PHA為純生物基材料，因此PHA可作為豬飼料、魚飼料，安全無害。

在醫(yī)療行業(yè)中，PHA 是存在于微生物細(xì)胞內(nèi)的**聚酯，與人體具有良好的相容性，在醫(yī)療領(lǐng)域的優(yōu)勢是其*通過二次手術(shù)取出。例如 PHB 可完全降解成屬于人體血液中正常成分的 3HB，不會(huì)引起排斥或產(chǎn)生毒性。

2007 年，以 P4HB 為原料的可吸收縫合線(TephaFLEX?) 獲美國 FDA 批準(zhǔn)上市，成為一個(gè)商品化的 PHA 醫(yī)療產(chǎn)品。目前，PHA 已被用于組織工程、植入材料、藥物緩釋、醫(yī)療保健等多個(gè)領(lǐng)域的研究。

除此之外，在農(nóng)用地膜和包裝領(lǐng)域上PHA都有不錯(cuò)相當(dāng)不錯(cuò)的表現(xiàn)，作為食品包裝時(shí)無毒無害可降解；作為農(nóng)用地膜不需要回收處理，在土壤微生物的作用下直接降解，對環(huán)境無害，且能夠增強(qiáng)土壤肥力。

PHA面臨的困境

按照道理說，這樣環(huán)保的材料應(yīng)該早就被行業(yè)追捧了，為何被如此冷落呢？其實(shí)PHA源于生物制造，制造成本高導(dǎo)致了材料的高價(jià)格，制造工藝難又導(dǎo)致了PHA的低產(chǎn)量。但實(shí)際上，在工業(yè)生產(chǎn)、科研水平方面中國并不落后。

總的來說，PHA的高生產(chǎn)成本，復(fù)雜的工藝路線限制了PHA的廣泛應(yīng)用。簡化原材料的生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本是推廣PHA應(yīng)用的首要因素。

PHA材料品種和結(jié)構(gòu)的多樣化，為其在通用塑料領(lǐng)域和生物相容方面的應(yīng)用提供了無限的可能。

與目前其他的生物降解材料相似，為了適應(yīng)較廣泛的應(yīng)用需求，對PHA等生物可降解原料進(jìn)行共混，改性是繼續(xù)擴(kuò)大降解材料應(yīng)用范圍的必經(jīng)之路。

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