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📜  可生物降解聚合物——定义、制备、性能、用途

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:10.347000             🧑  作者: Mango

可生物降解聚合物——定义、制备、性能、用途

聚合物是由许多称为单体的小分子组成的分子，这些小分子连接在一起形成一个更大的分子。 “聚合物”一词由两部分组成：“poly”表示“许多”，“mer”表示“单元”。该图说明了聚合物的化学组成如何由许多较小的单元（单体）连接在一起形成一个更大的分子。聚合是将单体结合在一起形成聚合物的化学反应。

可生物降解聚合物

制备可生物降解聚合物的方法

制造可生物降解聚合物的一种技术是将可水解的酯基添加到聚合物链上。如果将以下缩醛添加到进行自由基聚合的烯烃中，则酯基团可以插入聚合物中。这些“弱连接”会被酶分解。

可生物降解聚合物的例子

由于脂肪族聚酯固有的薄弱环节易受酶催化水解的影响，因此它们构成了重要的可生物降解聚合物家族。

  • 聚-β-羟基丁酸酯-共-β-羟基戊酸酯 (PHBV)：它是一种 3-羟基丁酸和 3-羟基戊酸共聚物，单体单元之间有酯键。

PHBV的特性：

  • 它是一种可生物降解的聚合物，由于细菌作用而在环境中降解。
  • 3-羟基丁酸赋予 PHBV 刚度，而 3-羟基戊酸赋予其柔韧性。

PHBV的用途：

  • 用于制造矫形设备
  • 作为一种特殊的包装材料。
  • 在控制药物释放的情况下。
  • 聚乙醇酸 (PGA)：乙醇酸的环状二聚体 HO-CH 2 COOH 的链聚合产生聚乙醇酸。

  • 聚乳酸 (PLA)：乳酸的环状二聚体 (HO-CH(CH 3 )COOH) 聚合产生聚乳酸。

  • 聚（ε-己内酯）（PCL）： 6-羟基己酸的内酯经链聚合产生。

  • Nylon-2-Nylon-6： Nylon-2-Nylon-6 是一种甘氨酸 (NH 2 CH 2 COOH) 和氨基己酸 (NH 2 -(CH 2 ) 5 COOH) 交替的聚酰胺共聚物。

可生物降解聚合物的性质

  1. 可生物降解的聚合物可以保持强大的机械完整性，直到它们被降解。
  2. 降解通常从端基开始，因为可生物降解的聚合物具有异常坚固的碳主链，难以断裂。
  3. 无毒可生物降解聚合物
  4. 可以控制可生物降解的聚合物降解速率。
  5. 可生物降解的聚合物也缺乏结晶度，这会抑制端基的接近。
  6. 亲水聚合物是可生物降解的聚合物。

可生物降解聚合物的优势

  • 可生物降解的聚合物很容易回收：这些聚合物不仅在处理时降解得更快，而且还可以很容易地进行有机回收。回收的生物垃圾可以堆肥或用作沼气生产的可再生能源，这有助于减少垃圾填埋场的垃圾。
  • 减少产生的废物量：根据用于生产废物的物质和处置方法，可生物降解塑料在几个月内降解。
  • 减少碳排放：使用可生物降解聚合物代替传统塑料制造塑料袋的最显着优势之一是在整个制造过程中大幅减少碳排放。
  • 减少温室气体排放：当使用可生物降解的聚合物代替传统塑料时，温室气体排放减少。
  • 减少石油的使用：石油是传统聚合物合成的必要成分。当您考虑到在炼油过程中甚至在从土壤中提取石油的过程中产生的垃圾量时，石油会损害环境也就不足为奇了。
  • 它们在制造过程中消耗的能源更少：尽管初始投资较高，但从长远来看，可生物降解塑料使用的能源更少，并且不需要对化石燃料进行再加工来制造聚合物。

可生物降解聚合物的缺点

  • 为了包含潜在的有毒物质，垃圾填埋场被设计成无湿气和密封的。这些厌氧条件通常会减缓生物降解，这有助于防止有害化合物从垃圾填埋场释放出来。
  • 可生物降解的聚合物的生产成本过高。
  • 他们来之不易。
  • 混合塑料回收不适合可生物降解的聚合物。

可生物降解聚合物的用途

  1. 这些用于手术后的缝合。
  2. 组织向内生长材料、受控药物释放系统、血浆替代物和其他医疗物品经常包含可生物降解的聚合物。
  3. 这些用于种子包衣和薄膜等农产品中。
  4. 这些也出现在快餐包装和个人卫生用品中。
  5. 为了增加通风和促进植物生长，可生物降解的聚合物被用于土壤中和土壤上。
  6. 可生物降解聚合物用于药物输送，因为药物需要逐渐释放而不是一次全部释放，并且药丸必须在瓶中保持安全，直到需要服用为止。
  7. 在基因治疗中，使用可生物降解的聚合物。
  8. 可生物降解的聚合物用于可生物降解系统中的抗癌药、抗精神病药和抗炎药等药剂中。

示例问题

问题1：可生物降解聚合物的例子有哪些？

回答：

问题二：什么是聚乳酸？

回答：

问题3：聚-β-羟基丁酸酯-共-β-羟基戊酸酯有什么用途？

回答：

问题4：什么是聚ε-己内酯？

回答：