生物基可降解环氧树脂及其可回收碳纤维复合材料的研究进展

环氧树脂是目前应用最为广泛的热固性树脂之一,其固化后会形成不溶、不熔的高度交联的三维网络结构,从而导致树脂及其碳纤维复合材料的降解困难而且难以再加工,造成了严重的资源浪费与环境污染。采用可再生生物质原料制备生物基可降解环氧树脂及其碳纤维复合材料,在缓解能源危机、减轻环境污染和实现资源再利用上具有重要意义。综述了生物基可降解环氧树脂及其可回收碳纤维复合材料的研究进展,主要包括含有热或化学不稳定键的可降解环氧树脂的合成、性能、降解机理及其碳纤维的无损回收,并总结了其优缺点。

生物基可降解聚氨酯材料的制备及改性研究进展

利用生物质资源合成的聚氨酯材料,凭借其生物相容性和可降解性受到国内外的广泛关注。围绕近几年的文献,首先介绍了合成生物基聚氨酯常用的生物基多元醇和生物基异氰酸酯,以及它们的制备方法与结构特点,然后从不同结构的单体、不同扩链剂和复合改性等方面详细概述了生物基可降解聚氨酯的研究进展,阐述了单体的设计与合成、聚合反应原理、生物基可降解聚氨酯的结构、性能以及应用等内容。最后对未来生物基可降解聚氨酯的研究趋势进行了展望。

生物可降解镁基材料在颅颌面外科的应用及其研究进展

作为一种新型骨植入材料,生物可降解镁基材料在颅颌面外科显示出广阔的应用前景。与传统骨植入材料相比,镁具有良好的降解特性、生物相容性、力学特性和成骨特性,其降解产物镁离子具有抗凋亡、抗炎的作用,能够促进骨折和骨缺损部位的愈合。多项研究将生物可降解镁基材料应用于颅颌面部骨内固定、引导骨再生技术、骨替代材料、药物负载、种植体表面涂层等领域,其结果显示该类材料能够为骨愈合提供稳定的支持,并发挥出良好的促进成骨作用。此外,镁在口腔其他领域,如牙组织工程、促进软组织愈合等方面也表现出应用潜能,显示出生物可降解镁基材料具有重要的研究价值。

可降解生物基含酯键环氧树脂的固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究了可降解生物基含酯键环氧树脂固化动力学,分别建立了n级反应动力学模型、自催化模型以及结合n级反应和自催化模型的分段模型,并将模型预测值与实验数据进行了对比分析。结果表明,n级反应模型与实验曲线的偏差较大,自催化模型与实验曲线变化趋势基本一致,但仍然存在一定偏差,而结合两者的分段模型与实验曲线吻合较好,表明分段模型能更准确地描述该环氧树脂体系的固化反应过程,为其树脂基复合材料固化成型工艺条件优化提供理论指导。

可降解生物基材料在环保领域的应用研究进展

近年来,国内外对可降解生物基材料的使用和推广制定了诸多政策法规,以促进可降解生物基材料的可持续发展。例如,欧盟制定了《塑料策略》,要求到2030年所有塑料制品必须能够再循环利用和可降解;中国也发布了《塑料污染治理攻坚战三年行动计划》,提出了塑料减量、替代和再利用的目标。基于此,本文将对可降解生物基材料在环保领域的应用展开研究。

PCL/HA静电纺丝纤维涂层对可降解Mg/HA复合材料的表面改性:力学性能、腐蚀和生物相容性

采用搅拌铸造和挤压法制备Mg/HA复合材料,并在其表面采用静电纺丝法涂覆聚己内酯/羟基磷灰石(PCL/HA)纤维(2.5%和5%HA,质量分数),以提高其耐腐蚀性。力学性能测试结果表明,复合材料的压缩屈服强度从73MPa(纯镁)提高到151MPa,提高了107%。SEM、EDS和XRD分析表明,HA颗粒分布在多孔涂层中。极化曲线结果表明,涂层试样的耐腐蚀性能均优于未涂覆试样。PCL涂层使样品的腐蚀电流密度降低了两个数量级。通过极化和体外腐蚀试验证明了HA在涂层中的有效性。涂层和随后形成的Ca-P层阻碍了模拟体液与基体的接触和渗透,从而起到保护表面的作用。PCL/2.5%HA涂层样品的腐蚀速率最低,其平均值为0.98mm/a,与未涂层样品相比,在14天内减少了81%。根据3天MTT结果,使用PCL/2.5%HA涂层可使细胞活性从43%提高到121%。综上,涂覆PCL/2.5%HA纤维的Mg/HA复合材料在生物可吸收植入物方面具有广阔的应用前景。

生物基可降解薄膜的现状与发展趋势研究

本文从生物基可降解材料开发与性能研究、材料的加工工艺优化研究和材料的模拟与建模研究三个方面对该领域研究现状进行分析,研究结果表明:材料开发与性能研究,主要是关注性能、可持续性和可加工性的平衡,同时积极寻求创新的原料来源和改良方法,以满足不断增长的可降解材料市场需求。制备工艺改进的研究特点是高效、可持续性、定制化和数字化。降解模拟研究的特点是精细化、多尺度、可持续性和数据驱动。

循环设计思维下生物基可降解材料在包装中的应用分析

为了减少环境压力,实现绿色循环发展,生物基可降解材料的研发成为热点,并在包装产业逐步得到应用。为了解决石油基塑料带来的“白色危机”,人们致力于研究可降解材料代替传统塑料。本文基于循环思维,介绍了纤维基材料、生物可降解塑料、可食用包装膜等新型可降解材料在包装方面的应用,分析现阶段可降解材料面临的困境。包装材料需要绿色循环发展,生物基可降解材料将是助力可持续发展的可行之策。

油茶果壳生物基材料研究进展及展望

油茶作为木本食用油料树种在南方各省被广泛种植,其加工剩余物油茶果壳若未合理有效利用,将对空气、水体等生态造成污染。油茶果壳富含中孔结构,用其制备活性炭,可用于吸附或电池、电极与电容器领域;油茶果壳去除木质素得到的综纤维素,可制备综纤维素膜材料或纳米纤维素膜材料,用于包装、纺织和医疗等领域;油茶果壳富含木质素及茶皂素等天然活性物质,可制备油茶果壳基树脂用作做胶合材料并具有耐恶劣气候及阻燃等特性;油茶果壳经热压工艺制备刨花板,可用于家具及建筑等领域;油茶果壳作为增强相与塑料复合制备木塑复合材料,可用于园林和室内装潢等领域。本文综述了油茶果壳在上述领域的研究进展,并对油茶果壳生物基材料提出了展望。

新型生物基亚胺固化剂及其固塑性复合材料的性能

鉴于汽车制造中热固性树脂基复合材料不溶不熔,回收再利用问题严峻,使用生物基香兰素和4,4-二氨基苯砜合成一种含有动态亚胺键的固化剂,将其用于固化环氧树脂,制备可重复成型可回收的新型固塑性复合材料。研究表明:该复合材料具有优异的力学性能,拉伸强度和拉伸模量分别为670MPa和29GPa,弯曲强度和弯曲模量分别为752MPa和27GPa,短梁剪切强度为55MPa;与复合材料BAC449相比,不仅具有更优异的力学性能,而且阻燃性能达UL-94V-0级;由于该固塑性复合材料中含有动态亚胺键,树脂可以被降解,进而实现回收利用,符合低碳环保的发展方向,在新能源汽车领域具有广泛的应用前景。

淀粉基生物可降解材料的研究进展

随着生物可降解材料的发展,优良的环境友好型材料已经成为目前材料行业发展的一大标杆。淀粉基材料由于其来源广泛、再生能力强等优点,受到广泛的应用。随着科学技术的发展,淀粉基材料也经过几代的演变。本文通过整理已有的资料,概述了淀粉基生物可降解材料的发展历程、种类、性能测试以及应用,并展望其未来的研究方向。

生物基活性食品包装材料的研究进展

传统的塑料食品包装材料大多来自于不可再生的石化资源,难以降解,不仅造成白色污染,且包装中的某些成分迁移至食品中也给食品安全带来负面影响。随着对“双碳目标”的认知和食品安全关注度的提升,绿色、安全、可降解同时可延长食品的保质期的生物基活性包装材料成为研究热点。本文从活性剂的类型和活性包装的功能角度介绍了生物基活性基材的类型和特点,综述了基于淀粉、纤维素、壳聚糖、蛋白质、聚乳酸等生物基材的活性食品包装材料的研究现状,对比分析不同类型生物基活性包装的优势和弊端,探讨各生物基食品活性包装材料存在的问题及解决的对策,最后对未来生物基活性包装的应用和研究趋势进行展望,以期为开发和选用绿色环保、性能优良、使用安全的生物基活性食品包装提供参考。

生物基胺固化的可降解、可再加工环氧树脂的合成及性能

以缩水甘油醚季戊四醇双缩香草醛环氧树脂(DEPVD)为原料,通过胺解反应得到生物基可降解胺(DAPVD),DAPVD与樟脑酸缩水甘油酯(DGECA)固化得到环氧树脂DGECA-DAPVD。利用FTIR对DAPVD的结构进行了表征,通过动态热机械分析仪、拉伸测试机、再加工实验、降解实验、热重分析仪对DGECA-DAPVD的性能进行了表征。结果表明,DGECA-DAPVD具有较好的热机械性能、力学性能及热稳定性,其玻璃化转变温度为91℃,拉伸强度为(72.6±5.1)MPa,杨氏模量为(2493±58)MPa。固化剂中含有的螺环缩醛结构赋予了DGECA-DAPVD可降解的特性,而固化反应中原位形成的叔胺结构促进了邻位活性羟基参与酯交换反应,因此再加工后DGECA-DAPVD可保留75%的拉伸强度(190℃、10 MPa下热压1 h),DGECA-DAPVD及其碳纤维复合材料在H+浓度为0.1 mol/L的乙醇溶液中50℃下处理48 h后,均可完全降解,高价值的碳纤维可以完全回收。

淀粉基环境可降解高分子材料研究进展

介绍了淀粉的基本性质,阐述了两类淀粉基环境可生物降解高分子材料的研究开发和发展现状,讨论了其制备原理、方法和存在的问题,并指出了发展方向。

淀粉基生物可降解材料制备技术研究

随着人们环保意识的不断提高,使用天然和可再生聚合物制作的环保包装材料的需求也日益增长。淀粉作为一种来源广泛、价格低廉且具有良好生物相容性和成膜性的天然多糖,其多羟基结构使其容易通过化学或生物酶法对其结构功能进行调节,被视为理想的天然可降解材料。淀粉基生物可降解材料成为食品科学领域研究的热点之一。

新型可降解支架材料植入角膜的生物学反应研究

目的 探讨可降解交联剂交联乙烯基吡咯烷酮对兔角膜组织的生物学反应的影响。方法 将乙烯基吡咯烷酮植入兔角膜囊袋内 3个月 ,观察生物材料在角膜内生物学反应。结果 可降解交联剂交联乙烯基吡咯烷酮合成材料植入兔角膜囊袋 3个月 ,生物相容性良好 ,材料逐渐降解 ,材料内有胶原和角膜基质细胞长入。结论 新型可降解交联剂交联乙烯基吡咯烷酮合成材料植入后未见兔角膜有明显的炎症反应 ,材料的组织相容性好 ,可作为组织工程角膜的支架材料。

顺丁橡胶/生物基酚醛树脂复合材料的研究

利用生物基材料木质素代替部分苯酚合成生物基酚醛树脂,并将其应用到顺丁橡胶中;采用同步法制备顺丁橡胶/生物基酚醛树脂复合材料(BR/LPF),并对其形态结构、机械性能及热稳定性等进行了研究。SEM及DSC结果表明,BR/LPF形成了互穿网络结构,两相出现相分离,相畴尺寸较大。机械性能实验结果表明,BR与LPF的比例对复合材料的拉伸强度、撕裂强度、硬度、拉断伸长率等影响较大,其中以BR/LPF(80/20)复合材料综合性能最佳;LPF的构成组分对机械性能也有较大影响。TGA实验表明,BR/LPF复合材料具有较好的热稳定性,加入LPF可提高复合材料的降解温度(T50%)。

TESLIN生物可降解基材为用户提供“绿色选择”——该款材料已通过独立测试，具有耐久性、安全性以及其他优势性能

2011年3月18日，美国匹兹堡——PPG工业公司推出了环保型TESLIN（R）生物可降解基材，为生产商与企业满足不断增长的“绿色”性能要求提供了便利条件。除了标准Teslin产品所具备的耐久性、适印性与内在安全性外，该种合成材料还能进行安全降解。在第三方实验室进行的ASTM标准D5511测试中，当此类基材被置于存在侵蚀聚合物的微生物的厌氧（无氧）环境中时。

生物基可降解材料经济可行性分析

随着人们逐渐了解废弃塑料对环境的危害,人们开始重视生物基可降解材料,对可生产材料的重视日益高涨。因此,生物基可降解材料受到了高度重视,也得到了一定的发展。但生物基可降解材料工艺复杂,生物基可降解材料的成本高,因此,生物基可降解材料的经济可行性决定了生物基可降解材料的使用,要分析生物基可降解材料的经济可行性。

可降解材料的市场现状及发展前景

在“限塑令”执行力度逐渐加强以及“双碳”的背景下,可降解材料已经成为未来材料产业发展的趋势。可降解材料按照原料来源可以划分为石油基和生物基材料。对典型石油基和生物基可降解材料的制备、应用等进行了阐述,对PLA、PBAT以及煤基PGA近期市场进行了讨论,并对未来可降解材料的发展进行了展望。