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生物降解有关论文范文,与可降解塑料的生物降解性能进展相关毕业论文范文

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domonaspicketti和Penicilliumfuniculosum的解聚酶的最适pH是5.5和7.0；在较宽的pH、温度、离子强度等范围内稳定；大多数PHA解聚酶都会受到丝氨酸酯酶抑制剂的抑制[18].

3聚合物共混材料的生物降解

聚合物共混材料是由可降解塑料和通用塑料混合制成的,其降解率取决于其中较易降解的成分,降解过程破坏聚合物的结构完整性,增加了表面积,剩余聚合物暴露出来,微生物分泌的降解酶也会增强.目前常见的聚合物共混材料主要是以淀粉基为主要可降解部分的共混材料.

3.1淀粉/聚乙烯共混物的生物降解

聚乙烯是一种对微生物侵蚀有很强抵御能力的惰性聚合物[19].随着相对分子质量的增加,生物降解也会减弱[20].将容易生物降解的化合物如淀粉添加到低密度的聚乙烯基质中,可加强碳-碳骨架的降解.与纯淀粉相比,淀粉聚乙烯共混物的碳转移率降低,在有氧的情况下转移率较高.Chandra等[21]研究发现在Aspergillusniger、Penicilliumfuniculom、Chaetomiumglobosum、Gliocladiumvirens和Pullulariapullulans混合真菌接种的土壤环境中,线性低密度聚乙烯淀粉共混物可有效地被生物降解.添加淀粉的聚乙烯的降解率取决于淀粉含量,而且对环境条件和共混物中的其他成分很敏感[22].很多研究者在研究时发现,在淀粉/低密度聚乙烯共混物中添加改性淀粉后,改性淀粉可增强其在共混物中的可混合性和黏着力[23].但是与未改性的淀粉/聚乙烯共混物相比,这种改性淀粉的生物降解率较低.

3.2淀粉/聚酯共混物的生物降解

淀粉和PCL共混物被认为是可完全降解的,这是因为共混物中的每种成分都是可生物降解的[24],Nishioka等[25]已在活性污泥、土壤和堆肥中研究了不同等级商用聚酯Bionoll的生物降解能力.PHB解聚酶和脂酶均可以打开PHB的酯键,由于其结构的相似性,这些酶还能降解Bionolle.Bionolle和低成本淀粉的混合物的开发研究可进一步提高成本竞争力,同时在可接受的程度上维持其他性能.有研究表明,淀粉的添加大&#

生物降解有关论文范文22823;提高了Bionolle组分的降解率[26].

3.3淀粉/水溶性聚合物聚乙烯醇共混物的生物降解

水溶性聚合物聚乙烯醇（Polyvinylalcohol,PVA）与淀粉有更好的兼容性,而且这种共混物拥有良好的薄膜性能.很多这样的共混物已得到发展并用来制作可生物降解包装设备[27].PVA和淀粉共混物也被认为是可生物降解的,因为这两种成分在多种生物环境下都是可生物降解的.从城市污水厂和垃圾堆埋区的活性污泥中分离出的细菌和真菌对淀粉、PVA、甘油和尿素共混物的生物降解能力数据表明,微生物可消耗淀粉、PVA的非结晶区、甘油和尿素增塑剂[27],而PVA的结晶区未受降解影响.

3.4脂肪族-芳香族共聚酯的生物降解

脂肪族-芳香族（Aliphatic-aromatic,AAC）共聚酯结合了脂肪族聚酯的生物可降解性和芳香族聚酯的高强度性能.为了降低AAC的成本经常混加淀粉.与其他可生物降解塑料相比,AAC和低密度聚乙烯有更相似的特性,特别是吹膜挤出.AAC也符合食品保鲜膜的所有功能要求,如透明度、弹性和防雾特性,所以这种材料很适合用于水果和蔬菜的食品包装.虽然AAC以化石燃料为基础,但是它是可生物降解和堆肥降解的.通常情况下,它在微生物环境中12周就会被降解得肉眼不可见.

4合成塑料的生物降解

4.1聚乳酸聚酯的生物降解

聚乳酸（Polylacticacid,PLA）是一种线性脂肪族聚酯,它是由天然乳酸缩聚或是丙交酯的催化开环制得的.PLA中的酯键对化学水解作用和酶催化断键都很敏感.PLA的应用是其热压产品,如水杯、外卖食物餐盒、集装箱和花盆盒.PLA在60℃或是高于60℃大规模的堆肥操作中可以完全降解.PLA的降解首先是水解成水溶性化合物和乳酸.这些产物被多种微生物快速代谢成CO2和水.Torres等[28]研究了Fusariummoniliforme、Penicilliumroquefort对PLA低聚物（相对分子质量为1000）的降解；Pranamuda等[29]报道了Amycolatopsissp.对PLA的降解,而在Tomita等[30]的研究中也报道了Bacillusbrevis对PLA具有降解能力.另外,已证明可使用专性酯酶如Rhizopusdelemer脂肪酶降解小分子PLA（相对分子质量为2000）.4.2聚琥珀酸丁二酯的生物降解

聚琥珀酸丁二酯（Polybutylenesuccinate,PBS）具有优良的机械性能,通过传统的熔融技术可用于一系列终端产品.这些应用包括地膜、包装膜、塑料袋和易冲刷卫生产品.PBS是水合式生物降解的,通过水解机制开始生物降解.在酯键处发生水解,相对分子质量降低,使得微生物可进行进一步降解.

4.3改性的聚对苯二甲酸乙二酯的生物降解

改性的聚对苯二甲酸乙二酯（Polyethyleneterephthalate,PET）是在PET中添加乙醚、酰胺或是脂肪族单体共聚单体,由于它们的键能较弱而更容易通过水解作用进行生物降解.这一降解机制包括酯键的水解与醚和酰胺键的酶促作用.改性PET可通过改变所使用的共聚单体调节和控制降解率.

5聚氨酯的生物降解

聚氨酯（Polyurethane,PUR）是具有分子内氨基甲酸酯键（碳酸酯键-NHCOO-）的聚异腈酸酯和多元醇的缩合产物.据报道,PUR中的氨基甲酸酯键易受到微生物的进攻.PUR的酯键水解作用被认为是PUR的生物降解机制.已发现土壤中的4种真菌Curvulariasenegalensis、Fusariumsolani、Aureobasidiumpullulans和Cladosporiumsp.可降解聚氨酯.Kay等[31]分离并研究了16种不同细菌降解PUR的能力.Shah[32]报道称在埋于土壤中6个月的聚氨酯薄膜中分离出了5种细菌,它们分别被定义为Bacillussp.AF8、Pseudomonassp.AF9、Micrococcussp.AF10、Arthrobactersp.AF11和Corynebacteriumsp.AF12.

FTIR光谱可用来证明聚氨酯生物降解机制是聚氨酯中酯键的水解作用.聚氨酯生物降解能力取决于酯键的水解作用[33].酯键降低的比率大约超过醚键50%,这与测量到的聚氨酯降解的数量相吻合.FTIR分析埋于土壤中6个月经真菌作用后的PUR薄膜[34],显示2963cm-1（对照）至2957cm-1（试验）波峰有轻微下降,这表明在1400～1600cm-1处C-H键的断裂和C等于C的形成.FTIR分析Corynebacteriumsp.降解聚氨酯的分解产物表明聚合物的酯键是微生物酯酶进攻的主要地方[31].目前已分离并表征了两种PU酶,它们分别是与细胞膜结合的PU酯酶和胞外PU酯酶[35].这两种酶在聚氨酯的生物降解中发挥着不同的作用.与膜结合的PU酯酶可提供细胞介导接近聚氨酯的疏水表面,然后胞外PU酯酶吸附在聚氨酯表面.在这些酶的作用下,细菌可以吸附在聚氨酯的表面并将PU基质水解代谢掉.

6结论

传统石油来源的通用塑料的过度使用已使得其成为当今世界环境污染的罪魁祸首,因此可生物降解塑料取代通用塑料已经成为未来材料科学领域发展的必然趋势.这些可生物降解塑料的优势主要体现在其可生物降解性和可再生性,此外还具有许多优良的理化性能,如热塑性、生物相容性、产物安全性、成膜后具有高透明度、纤维的高拉伸强度以及易于加工等.但是应该看到的是相关可生物降解塑料在自然界中降解往往十分缓慢,而且在PLA经改性或制成产品后,其在环境中的降解就更为缓慢,因此在进行可生物降解塑料合成和改性研究的同时,其生物降解研究也应该受到重视,以实现其废弃物快速完全降解,并建立有效的生物循环系统以实现产品物料循环.

写生物降解论文的格式
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