生物可降解PBS共混物的制备与性能

采用直接酯化和熔融缩聚法合成了聚(丁二酸丁二醇酯-co-丁二酸-1,5-戊二醇酯)(PBST),将其与PBS树脂熔融共混制备了生物可降解PBS/PBST共混物,系统地研究了PBST对PBS共混物力学性能、结晶性能及微观形态的影响。采用FTIR及1H-NMR测试得到PBST的化学结构。随着PBST含量的增加,PBS共混物的冲击强度呈先增大后减小的趋势,当其含量为5%时,共混物的冲击强度为71J/m,提升了51.1%。PBST具有成核作用,与纯PBS相比,PBS共混物的结晶温度提高了13.6%,结晶度下降了12.5%。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,样品冲击缺口断面存在应力发白现象,证明材料的韧性得到改善。

壳寡糖交联明胶可生物降解薄膜的制备与性能研究

目的:研究壳寡糖改性对明胶基薄膜性能的影响。方法:以废猪皮中提取明胶为基质,以壳寡糖和聚乙烯醇为改性交联剂,制备得到了明胶基薄膜。利用红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、分光光度法、拉力试验测试法对其结构和力学性能进行了测定,并测试了明胶基薄膜在抗氧化、抗菌、水稳定性和生物降解方面的性能。结果:交联改性后明胶薄膜的力学性能得到显著提升,断裂应力最高可达37.09 MPa,最大撕裂能为56.71 kJ/m^(2),且浸泡于水中48 h仍能维持良好的物理形态,此外,薄膜还拥有优异透光性(最大可达92.32%),良好抗氧化性(自由基的清除率最高可达75.12%),优异抗菌性和生物降解性(完全降解时间<45 h)。结论:壳寡糖改性一定程度上改善了明胶基薄膜的力学性能和生物降解性能,赋予了薄膜良好抗菌性和抗氧化能力,表明其在食品包装上存在较大潜在应用价值。

PBAT/PLA薄膜在受控堆肥条件下的生物降解性能

为了快速检测聚己二酸—对苯二甲酸丁二醇酯/聚乳酸(PBAT/PLA)薄膜的生物降解性能,参考GB/T 19277.1—2011的检测方法,针对堆肥水分含量对实验进行了优化,研究了薄膜在受控堆肥条件下的最终需氧生物分解能力。结果表明,45%的含水量最有利于堆肥降解实验的进行,以腐熟堆肥为接种物建立的测试方法满足标准要求,所测试薄膜的最终生物分解率和相对生物分解率均大于90%,可完全降解。堆肥实验过程中薄膜的累积二氧化碳(CO_(2))释放量、生物分解率、相对生物分解率随时间的变化情况一致,随时间变化先增大后减小,最后趋于稳定,呈S型曲线。“迟滞—生物分解—平稳”三阶段的表现与微生物的生命活动有关。

《鞋类生物降解性能评价》团体标准正式发布

2024年1月30日,《鞋类生物降解性能评价》团体标准正式发布,标准号T/CLIAS012-2024。该标准规定了鞋类生物降解性能的术语和定义、要求、试验方法、标识及判定规则,适用于成品鞋的生物降解性能的评价,鞋用材料的生物降解性能评价可参照该标准执行。

聚丙烯酸/海藻酸钠高吸水性树脂的制备及生物降解性能

用过硫酸钾(KPS)作引发剂、通过水溶液聚合法制得了可生物降解的聚丙烯酸盐/海藻酸钠高吸水性树脂.研究了海藻酸钠(SPM)及引发剂用量、丙烯酸(AA)中和度(Dn)、聚合反应温度(T)等因素对树脂吸水率的影响以及树脂的生物降解性能.当海藻酸钠的质量分数WSPM为1.5%,过硫酸钾的质量分数WKPS为0.15%,中和度为65%,反应温度为70℃时,共聚物蒸馏水的吸水率为812g·g-1,生理盐水的吸水率为79g·g-1,且能被土壤和特定微生物降解,在土壤中60d的降解率达17.36%.

生物基可降解水性聚氨酯的制备、表征及性能调控

使用内乳化法分别制备聚乳酸基水性聚氨酯(PLA-WPU)与聚己内酯基水性聚氨酯(PCLWPU),然后将PCL-WPU与PLA-WPU进行物理共混,制备生物基可降解水性聚氨酯(PLA-WPUPCLX)。结果表明,当PCL-WPU含量30%时,制备的PLA-WPU-PCL30综合性能较好,结晶性能较纯PLA-WPU与PCL-WPU有明显提升,拉伸强度达22.2 MPa,断裂伸长率为540%,初始热分解温度为290.5℃,堆肥降解14天后质量损失率为2.4%。对纸张表面进行施胶,施胶后的纸张接触角由99°提升至112°;与淀粉施胶相比,PLA-WPU-PCL30质量分数5%时,纸张施胶度由16 s增加至71 s,Cobb值由68.4 g/m^(2)降低至44.7 g/m^(2),抗张强度由4.6 kN/m提升至5.4 kN/m,撕裂指数由1.32 mN·m^(2)/g提升至1.42 mN·m^(2)/g,耐破度由235 kPa提升至273 kPa,耐折度由55次提升至146次。

可生物降解海藻酸钠高吸水性树脂的性能与结构

用土壤掩埋法和微生物降解法对聚丙烯酸盐/海藻酸钠高吸水性树脂的生物降解性能进行了研究,结果表明,树脂能被土壤和微生物降解,海藻酸钠含量为10%的树脂在土壤中埋置60 d后降解率达37.6%,在芽孢杆菌培养液中60d的降解率则超过50%,且降解速度随海藻酸钠含量的提高而加快。TG表明,树脂的热稳定性较好。IR初步表明,树脂为丙烯酸盐与海藻酸钠的接枝共聚物。

生物可降解塑料复合材料的结构设计与性能研究

塑料是一种长链聚合物。人造塑料因其优异的物理、化学性质,如强度、透明度、防水性等,在食品、药品、化妆品、洗涤剂、化学品等领域得到了广泛的应用。塑料已成为人们日常生活中不可或缺的一环,全球约30%的塑料被用在包装上,并以每年12%的速度增长。可降解塑料(如PHAs、PLA、PBS等)在包装材料、医疗器械、一次性卫生用品等领域得到了广泛地应用,并被用于农用地膜的生产。利用可降解塑料,可以减少30%—50%的石油资源消费,提高石油资源利用率;此外,可降解塑胶产品的废料也能被堆肥化,因此,相对于一般的石油废料,可以省去手工分类的工序,从而极大地便利了回收及随后的处置,所以可降解塑料非常契合当今倡导的永续发展方针。基于此,本文以PBS为例,对其结构设计和工作特性进行了研究,希望能给同行们一些参考。

可生物降解高吸水性树脂的合成与性能

以可生物降解的高分子材料聚琥珀酰亚胺为原料、己二胺为交联剂，合成了环境友好型聚天冬高吸水性树脂。红外光谱分析证实丁交联产物的生成。同时考察了交联剂用量、交联温度、交联时间对聚天冬树脂吸水倍率的影响。结果表明，交联剂用景显著影响树脂的吸水倍率；反应温度低，交联速率慢，反应温度升高，交联速率加快；随反应时间的延长，树脂的交联度增大，吸水倍率降低。适宜的合成条件为：反应温度25～35℃，反应时间12～20h，交联剂己二胺的摩尔分数1．5％。在此条件下，聚天冬树脂在蒸馏水中的吸水倍率为1480g／g；在质量分数1％的Na2SO4，KCl，NH4Cl，NaCl溶液中，聚天冬树脂的吸液倍率分别为72，69，64，55g／g。实验数据验证了Flory理论。

《鞋类生物降解性能评价》团体标准本月正式实施

中国皮革协会批准发布的《鞋类生物降解性能评价》团体标准(标准号T/CLIAS 012-2024)将于3月1日正式实施。该标准规定了鞋类生物降解性能的术语和定义、要求、试验方法、标识及判定规则,适用于成品鞋的生物降解性能的评价,鞋用材料的生物降解性能评价可参照执行。鞋类产品使用的材料主要包括天然材料和合成材料。天然材料如皮革、木材、棉、麻、蚕丝等主要用于鞋面,而合成材料如橡胶/弹性体(鞋底)、合成纤维(鞋面及内里,鞋带)、塑料(辅件)等则大量应用于鞋底等部件。然而,合成材料制成的鞋品废弃后难以降解,对生态环境造成一定的污染和影响。

改性羽毛蛋白接枝丙烯酸高吸水性树脂的制备及生物降解性能研究

以甲醛和亚硫酸氢钠改性的羽毛蛋白(MFP)和丙烯酸(AA)为主要原料,N,N-′亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸钾-亚硫酸氢钠为引发剂,采用溶液聚合法制备改性羽毛蛋白接枝聚丙烯酸高吸水性树脂[P(MFP-g-AA)],并用土壤稀释液微生物法,研究了羽毛蛋白基高吸水性树脂的生物降解性能。考察了,制备水溶性羽毛蛋白的最佳工艺条件为ω(亚硫酸氢钠)∶ω(羽毛)为30∶100、氢氧化钠浓度为0.45%、反应温度96℃、反应时间2 h。在此条件下合成的[P(MFP-g-AA)]树脂生物降解性能最好,其凝胶薄片在5 mL土壤稀释溶液中放置25 d,凝胶表面基本被菌落覆盖。

紫外辐射固化法制备可生物降解高吸水性树脂及其性能的研究

以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、壳聚糖(CTs)为单体,采用紫外辐射固化法,在无任何气氛保护和不加引发剂的条件下,合成了高吸水性CTs/AM/AMPS树脂。利用FTIR和TG等方法分析了该树脂的化学结构,并考察了合成条件对其吸水性能的影响。实验结果表明,适宜的合成条件(w:基于反应体系的质量)为:n(AM)∶n(AMPS)=5∶1、CTs用量3.00%(w)、NMBA用量0.54%(w)、体系pH=2.5、3种单体总用量8.85%(w)、固化时间9 min。在此条件下合成的CTs/AM/AMPS树脂的最大吸水倍率为1 615 g/g。CTs在受热过程中由于网格被破坏而发生降解,因此CTs/AM/AMPS树脂为环保型可生物降解树脂。

定向微孔镁掺杂羟基磷灰石生物陶瓷降解及其生物学性能研究

多孔羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_(4))_(6)(OH)_(2),HA)陶瓷有利于骨细胞的粘附、迁移和增殖分化,能促进骨骼生长和诱导早期新骨的形成,因此在骨缺损的修复领域具有较大的应用潜力.然而,生物学性能和力学性能的难以平衡限制了复合材料在骨组织工程中的应用.在保持多孔陶瓷力学性能的基础上,以提升生物活性为目标,通过HA陶瓷内部微孔结构的引入和材料成分的改变(Mg离子的掺杂)获得生物学性能优异的微孔Mg-HA人工骨材料.结果表明:微孔Mg-HA呈现出最快的降解速率,分别比致密Mg-HA和HA质量损失率提高了43.3%和364.41%.优异的成骨性能和降解性归功于微孔Mg-HA定向微通道的促进作用,制备的定向微孔Mg-HA在骨修复(特别是在承重骨缺损修复)领域显示出巨大的潜力.

可降解Fe@Fe-Zn骨组织工程支架体外生物相容性研究

目的以多孔铁为基体,利用脉冲电沉积制备可降解多孔Fe@Fe-Zn复合材料骨组织工程支架,以期提高材料的降解速率和抗菌性能。方法通过调节脉冲频率,得到不同Zn含量的Fe-Zn合金层;使用电子探针、X射线衍射仪、扫描电镜来研究材料的元素含量、相组成和显微结构;通过压缩测试考察支架的力学性能;用体外浸泡来考察材料的降解性能;用浸提液培养分析材料对小鼠胚胎成骨细胞的黏附铺展和细胞活性的影响;用浸提液和直接培养来探究材料的抗大肠杆菌性能。结果随脉冲频率增加,合金中Zn含量减小;不同合金均为单一的α(Fe)相;电沉积组织致密,杂质含量低;Zn含量为7.5%(均以质量分数计)时,支架抗压屈服强度较多孔铁提升6%;复合材料的降解速率为0.44~0.48 mm/a,较多孔铁有显著改善;复合材料浸提液在稀释到25%(体积分数)时,表现出良好的细胞相容性,且随Zn含量增加,细胞活性增强;Zn含量为7.5%时,材料的抗菌性能最好。结论通过电沉积制备的Fe@Fe-Zn支架的腐蚀速率相较于多孔铁有明显提高。随合金层中Zn含量的增加,其细胞活性增强,抗菌性能提高。Fe@Fe-Zn有望发展为可广泛应用的可降解骨组织工程支架材料。

生物可降解高吸水性非织造布的研制

用聚丙烯酸接枝淀粉浆液，在ＰＶＡ 非织造布上形成吸水树脂，从而得到高吸水性非织造布。对接枝单体的比例、交联条件、浸轧量及非织造布规格等因素对高吸水非织造布吸水性能的影响进行了讨论并测定了其生物降解性能。

可降解医用Zn-3Al-1Mg合金的体外腐蚀行为和力学性能

采用热挤压方法制备了管状Zn-3Al-1Mg合金,利用扫描电子显微镜(SEM)及拉伸、压缩测试等方法研究了铸态和挤压态管状Zn-3Al-1Mg合金的微观组织与力学性能同时,利用浸泡试验、电化学测试、X射线光电子能谱分析(XPS)研究了挤压态管状Zn-3Al-1Mg合金在模拟体液(SBF)溶液中的腐蚀行为结果表明:铸态及挤压态合金均由η-Zn,α-Al及Mg2Zn11三相组成,挤压态合金的微观组织明显细化,且力学性能明显优于铸态合金的力学性能挤压态合金在模拟体液中的腐蚀速率为015~028 mm/a腐蚀形貌分析结果揭示了不同物相间的微电偶腐蚀机制,腐蚀产物包括Zn/Al/Mg的氧化物、氢氧化物,以及Ca,P和Zn/Al/Mg相结合产生的磷酸盐、碳酸盐结合电化学测试结果,对挤压态合金的腐蚀过程和腐蚀机理进行了分析.

淀粉接枝类高吸水性树脂的生物降解性与毒性研究

对淀粉接枝丙烯酸类高吸水性树脂进行了微生物生长试验、土壤埋置试验和大鼠经口毒性试验 ,初步结果表明它具有可生物降解性 ,无毒。

铁钼改性生物炭活化过硫酸降解N-甲基吡咯烷酮的研究

采用水热煅烧法制备了负载Mo_(2)C和Fe^(0)的生物炭材料作为过二硫酸盐(PDS)的活化剂降解N-甲基吡咯烷酮(NMP)。采用SEM、XRD和FTIR等手段对其进行表征。考察了催化剂投加量、过硫酸盐浓度、初始pH等条件对Fe^(0)-Mo_(2)C-BC活化过硫酸盐体系降解NMP的影响。在NMP浓度为100 mg/L、Fe^(0)-Mo_(2)C-BC用量为0.4 g/L,PDS浓度1 g/L,反应温度为25℃时,40 min后NMP的去除率达99%。Fe^(0)-Mo_(2)C-BC/PDS体系在较宽的pH值范围内(3~9)保持高催化活性,其降解能力受共存阴离子(Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-))影响较小。猝灭实验发现羟基自由基(·OH)在反应中起主要作用,硫酸根自由基(·SO_(4)^(-))和单线态氧(^(1)O_(2))发挥次要作用。

反相悬浮聚合法合成可生物降解海藻酸钠高吸水性树脂

以丙烯酸(AA)和海藻酸钠(SA)为原料,用反相悬浮聚合法合成了聚丙烯酸钠/海藻酸钠高吸水性树脂。研究了海藻酸钠、引发剂(KPS)和交联剂(NMBA)用量、丙烯酸中和度、聚合反应温度等因素对树脂吸水率的影响以及树脂的生物降解性能。结果表明,当w(SA)=1.5%、w(KPS)=0.15%、w(NMBA)=0.1%、丙烯酸中和度为65%、聚合反应温度为75℃时,树脂对蒸馏水的吸水率为845 g/g,对生理盐水的吸水率为88 g/g,且能被土壤和微生物降解,w(SA)=10%的树脂在60 d内能够被芽苞杆菌降解52%,在土壤中能被降解36%,且降解速度随海藻酸钠质量分数的增加而加快。IR测定表明,树脂为丙烯酸盐与海藻酸钠的接枝共聚物。SEM测定表明,PAA/SA高吸水性树脂呈花瓣结构。

降解聚乙烯醇的尖孢镰刀菌鉴定与性能研究

通过筛选、分离、纯化,从降解的塑料手柄中获得1株经鉴定为尖孢镰刀菌的菌株,命名为PDBF01(CGMCC No.40272)。塑料聚合物的筛选试验结果表明:PDBF01仅表现出对聚乙烯醇(PVA)的降解性,对聚氯乙烯、聚丙烯或聚乳酸没有活性;接种浓度、温度和降解时间对PDBF01的PVA降解率有显著影响;PDBF01在28℃和25%接种浓度下对PVA产生显著降解效应;在21 d后降解率达到最高(51.26%);通过添加电解质(K^(+)、Mg^(2+)、Fe^(2+)和Ca^(2+)),PDBF01对PVA的降解率进一步提高到58.83%。因此,PDBF01在实际应用中可作为一种潜在的、高效的PVA降解菌株。