生物降解高分子

更新时间:2023-10-11 17:50

生物降解高分子材料是指在一定条件下,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。

定义

真正的生物降解高分子是在水存在的环境下,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二氧化碳和水。

主要影响

影响材料生物降解性能的因素有环境因素和材料的结构。环境因素是指水、温度、PH值和氧浓度。水是微生物生成的基本条件,只有在一定湿度下微生物才能侵蚀材料。每一种微生物都有其适合生长的最佳温度。并且一般来说,真菌宜生长在酸性环境中,而细菌适合生长在碱性条件下。虽然很多环境因素影响材料的降解性能,但是材料的结构是决定其是否生物降解的根本因素。

结构

易降解高分子结构通常为直链、橡胶态玻璃态、脂肪族高分子,而且具有低相对分子量和良好的亲水性(含有羟基、羧基的生物降解性高分子,不仅因为其较强的亲水性,而且由于其本身的自催化作用,所以比较容易降解),此外,表面粗糙也可以促进材料的降解;难降解高分子则为交联的、结晶态、芳香族族高分子,具有较高高的相对分子量(由于低分子量聚合物的溶解或溶胀性能优于高分子量聚合物,因此对于同种高分子材料,分子量越大,降解速度越慢)和疏水性(在主链或侧链含有疏水长链烷基或芳基的高分子,降解性能往往较差),表面光滑。

化学结构的生物降解速率:脂肪族酯键、肽键、氨基甲酸酯、脂肪族醚键、亚甲基。

常见的可降解高分子有脂肪族聚酯、聚酯醚、聚膦腈、聚原酸酯、聚碳酸酯、聚酸酐、聚氨基酸等。

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