2022年10月20-21日，生物降解材料研究院、TK生物基材料主辦，中科國生、微構工場協辦的《生物基材料技術與應用論壇》。論壇將探討生物基材料前沿技術與產品應用，例如PLA、FDCA、PHA、bio-PBS等生物基塑料和生物基纖維，重點圍繞聚乳酸的改性、加工與下游應用（纖維、膜袋、餐飲具、包裝材料等）。清華大學陳國強、劉德華、中科國生張宇，長春應化所邊新超、安徽豐原范亞慶等發表主題演講。歡迎掃碼，報名參會參展。
TK生物基材料編譯：紡織製造的基本原料—紡織纖維本身並不是綠色的。它們是可生物降解的，但更可生物降解的聚合物可以通過生物方法製造。生物聚合物通常具有明確的結構。相比之下，大多數合成聚合物具有更簡單和更隨機的結構。
近年來，可生物降解的聚合物引起了人們的極大興趣，主要用於生物醫學應用。可生物降解的聚合物在生理環境中通過大分子斷鏈分解成更小的片段，最終形成簡單穩定的最終產品。近年來，生物聚合物（即由玉米、糖、澱粉和其他可再生原料製成的纖維和塑料）的使用有所擴大。
一、簡介：
隨着化學的進步、技術的進步和材料科學的發展，一種稱為聚合物或塑料的新型合成或人造材料已被引入。由於其卓越的性能，聚合物或塑料在我們的世界中無處不在，並在日常生活中廣泛應用於紡織、食品包裝、汽車、電子產品、建築材料和家具等領域。就性能而言，聚合物通常比玻璃、金屬或陶瓷輕，可以是剛性的或柔性的，不透明的或完全透明的。全世界使用的大多數塑料仍然由石油製成，這些石油基聚合物對自然分解具有極強的抵抗力。因此，在使用後，它們會積累並破壞環境和生態系統。
二、優缺點
生物聚合物正在慢慢進入各種聚合物市場，如紡織品、塑料等。它們的優勢有時會被劣勢所掩蓋，至少在目前的發展狀態下是這樣。在為特定的最終用途選擇生物聚合物之前，應仔細考慮優點和缺點。
2.1生物聚合物的優點：
它們完全基於生物。
生產所需的「石油」要低得多
在生產過程中排放的溫室氣體量較少。Ingeo®（Natureworks的聚乳酸或 PLA）比其他聚合物需要的溫室氣體少 60%，不可再生能源少 50%（Ditty，2013年）。
2.2生物聚合物的缺點：
用作食物和燃料的生物資源的競爭
在回收過程中進行額外分類以避免污染。
生物聚合物的應用由於過去幾年的環保意識和生物聚合物的生態友好性，生物聚合物的生產和應用呈現增長趨勢。在紡織工業中，由於與傳統聚合物相比機械性能不足、聚合物加工過程中的挑戰以及價格較高，生物聚合物占據了相對較低的市場份額。
在過去十年中，生物基產品的使用穩步增長。到2030年，三分之一的化學品和材料將由生物來源生產，包括生物聚合物和生物塑料。
以下生物聚合物在各種應用中具有很高的潛力：
澱粉基聚合物（包裝）
聚丙交酯 – PLA
聚羥基鏈烷酸酯 (PHA)/聚羥基丁酸酯 (PHB)
(co)PA –（蓖麻油基 – PA11）
聚丁二酸丁二醇酯 (PBS) 和生物聚酯基共聚物
聚乙烯呋喃酸酯 (PEF) – PET 的替代品，由呋喃二甲酸 (FDCA) 和單乙二醇 (MEG) 兩種結構單元製成。
三、重要的生物聚合物
大量的生物聚合物是天然可用的或製造的。然而，其中只有少數已用於商業用途。這裡討論了一些重要的生物聚合物。
由大豆纖維製成的衣服不太耐用，但手感柔軟、有彈性。大豆蛋白是一種球狀蛋白，它必須經過鹼/熱/酶的變性和降解才能將蛋白溶液轉化為可紡絲原液。
3.2生物聚酰胺（尼龍）
蓖麻油一直是生物聚合物的非食用作物來源。來自蓖麻油的聚酰胺11於 1944 年獲得法國科學家的專利，從2004年起，阿科瑪將其作為Rilsan用於運動服銷售。Toray和 Radici現在正在銷售另一種蓖麻油衍生的聚酰胺PA 6-10。Sofia通過對70%合成PA6和30%生物來源PA 10進行紋理化，推出了一種混合聚酰胺纖維Greenfil。greenfil襪子強度提高了5-10倍，但成本也提高了2-3倍。
3.4聚羥基脂肪酸酯（PHA）
一類由各種微生物（如土壤細菌、藍藻、轉基因植物等）產生的生物相容可降解的全生物高分子。這類可熔融紡絲生產PHA纖維，工藝路線環保，污染少。目前纖維加工的難點在於PHA脆性較大、機械性能差和可加工溫度範圍窄。如果能突破紡絲加工的關鍵技術，在成本控制、染色性能等方面有較大改善，PHA纖維將是未來最可能與目前的聚酯纖維相競爭的纖維品種。
3.5海藻酸鈉纖維
它無毒且無刺激性。海藻酸鹽纖維產生濕潤的癒合環境，用於傷口敷料。通過將氯化鈣水溶液添加到海藻酸鈉水溶液中來產生海藻酸鈣。
3.6甲殼素和殼聚糖
殼聚糖是通過幾丁質脫乙酰化得到的。殼聚糖是具有反應性氨基和羥基的線性多胺。它螯合許多過渡金屬離子。目前，甲殼素的商業來源是蝦殼。但這種聚合物也存在於螃蟹和龍蝦的殼中。
幾丁質的衍生物已被用於賦予紡織品抗靜電和去污整理。甲殼素用於印刷和整理製劑，而殼聚糖能夠去除廢水中的染料。兩者都對醫療相關的紡織縫合線、線和纖維做出了顯着貢獻。
四、結論
生物聚合物在醫學、外科和醫療保健的各個方面都非常重要，並且由於生物聚合物的多功能性，該材料所使用的材料的應用範圍也得到了擴展。石油是推動全球經濟的燃料，但石油儲量正在下降。由於我們對石油的高度依賴及其對環境的影響，人們對未來存在重大擔憂。
可持續發展、綠色化學和可再生能源和原材料的全球趨勢也對聚合物的研究和開發產生重大影響。正在提交大量與生物聚合物相關的專利申請，涵蓋數量驚人的新型聚合物和單體，雖然現實生活中的應用似乎仍然有限，但這項研究可以成為在不久的將來強勁增長的基礎。
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