原材料是人們不可或缺和發(fā)展趨勢的物質(zhì)條件，也是技術性發(fā)展的具體內(nèi)容。現(xiàn)如今，高分子材料的運用早已滲入人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面。數(shù)據(jù)信息顯示信息，二零一三年全世界塑料生產(chǎn)量超出2.8億多噸，在其中在我國生產(chǎn)量超出6000萬噸級，消耗量超出7000萬噸。而現(xiàn)階段，新興經(jīng)濟體的塑料生產(chǎn)量和使用量仍在不斷提升。因為純天然生物基高分子材料具備傳統(tǒng)式高分子材料不具有的翠綠色、綠色環(huán)保、原材料能再生及其可降解的特點，故有著優(yōu)良的行業(yè)前景。因而，文中對純天然生物基高分子材料市場現(xiàn)狀，及其相對的全新不斷涌現(xiàn)的相關商品技術性、特性和主要用途作詳解，供閱讀者掌握。

一、生物基高分子材料介紹

◆1．生物基高分子材料構(gòu)成

現(xiàn)階段，生物基高分子材料有生物基服務平臺化學物質(zhì)、微生物塑料、作用糖商品、木塑復合原材料等，其產(chǎn)品既包含生活起居中常常能看到的日常生活用品，如包裝制品、一次性生活用品等，也包含科技含量高、增加值高的藥品操縱釋放出來原材料和骨固定不動原材料，及其人體細胞修補原材料等微生物醫(yī)用材料等。關鍵可分成下列三大類：

(1)生物基熱固性塑料高分子材料：如PLA、熱固性塑料木薯淀粉、化學纖維及高分子材料等;

(2)生物基熱固性塑料高分子材料：如環(huán)氧樹脂膠、聚氨酯樹脂、黏合劑等;

(3)生物基高分子材料改性劑：如無鹵阻燃劑、增粘劑、成核劑、改性劑等。

◆2.生物基高分子材料開發(fā)設計目地和實際意義

據(jù)數(shù)據(jù)信息顯示信息，近99%的高分子材料來自石油化工資源，但現(xiàn)如今石油化工資源正遭遇日漸匱乏的困境，且環(huán)境污染問題日益嚴重。假如應用生物基高分子材料取代一般塑料產(chǎn)品，就可以減少30%~50%的煤炭資源耗費，另外降低50%~80%二氧化碳的排污。在那樣的情況下，科學研究開發(fā)設計生物降解的生物基高分子材料取代原油基高分子材料具備急切的實際意義。近年來，在世界各國政府部門和有關公司的積極主動勤奮下，生物基高分子材料獲得了穩(wěn)步發(fā)展。

二、純天然生物基高分子材料歸類及詳細介紹

做為生物基高分子材料的關鍵構(gòu)成之一，純天然生物基高分子材料就是指由大自然植物體(包括小動物、綠色植物和微生物菌種等)或是其他資源共混、改性的高分子材料，具備來源于普遍、儲藏量豐富多彩、原材料能再生、收購 或是溶解等特性，可是一般成形生產(chǎn)加工艱難。其關鍵類型以下：

◆1. 塑木地板高分子材料

塑木地板高分子材料關鍵以塑料(聚丙稀(PP)、高壓聚乙烯(PE)、聚乙烯(PVC)等及他們收購 的廢棄塑料)為原材料，根據(jù)加上木屑顆粒、谷殼、秸桿等廢纖維材料混和成全新的木制原材料，再經(jīng)擠壓成型、壓模、注入成形等塑料制作工藝，生產(chǎn)制造出的板才或鋁型材。主要特點為：原材料資源化再生、商品可熔融、應用環(huán)境保護化、成本費經(jīng)濟發(fā)展化、收購 再生物化學。

另外，因為塑木地板兼顧塑料的耐潮防腐蝕和木料的層次感二種特點，促使它變成一種特性優(yōu)質(zhì)并十分經(jīng)久耐用的戶外裝飾建材(木地板、護欄、椅凳、園林景觀或水榭園林景觀等);在工程建筑應用的各種模版中，木塑板模版是當今最合乎循環(huán)系統(tǒng)應用和環(huán)境保護規(guī)定的原材料，早已在眾多關鍵基本建設中選用，二零一五年木塑板模版運用已超出一億平方米。

◆2.木薯淀粉基塑料

淀粉是一種天然高分子高聚物，普遍存有于如苞米、麥子、稻米、土豆、木薯等綠色植物當中。因為其分子結(jié)構(gòu)中帶有很多甲基，因而木薯淀粉生物大分子間作用力很強，造成初始木薯淀粉無法熔化生產(chǎn)加工，并且在和別的高聚物共混生產(chǎn)加工中合別的高聚物的相溶性也差。但這種甲基可以產(chǎn)生酯化反應、醚化、熱聚合、化學交聯(lián)等化學變化，運用這種化學變化對木薯淀粉開展有機化學改性，降低木薯淀粉的甲基、更改其原來的構(gòu)造，進而更改木薯淀粉相對的特性，把原木薯淀粉變?yōu)闊崴苄阅臼淼矸邸Ｒ话阌形锢韺W改性，酯化反應、醇解或醚化反映，化學交聯(lián)反映，共混改性高分子材料，共混改性共聚物等方式。

用以戶外裝飾建材的塑木地板高分子材料

木薯淀粉基塑料來源于廣、質(zhì)優(yōu)價廉、能再生，在土壤層和地理環(huán)境下可徹底、迅速溶解，無毒性、無污染、無臭味，且溶解后不容易毀壞土層構(gòu)造。現(xiàn)階段典型性的熱塑性木薯淀粉塑料產(chǎn)品為塑料薄膜，它具備全透明、綿軟、無毒性的特性。典型性的木薯淀粉/溶解高分子材料高分子材料為木薯淀粉/PVA鋁合金。

◆3.甲基纖維素以及化合物類塑料

甲基纖維素有機化學與工業(yè)生產(chǎn)起源于160很多年前，是由高分子化學問世及發(fā)展趨勢階段的關鍵研究對象。甲基纖維素生物大分子的基環(huán)是D-果糖以β-1，4糖苷鍵構(gòu)成的生物大分子含糖量，其有機化學構(gòu)成含碳量44.44%、氫6.17%、氧49.39%，棉絮是高純(98%)的甲基纖維素。甲基纖維素塑料做為熱固性塑料塑料中更為堅韌的塑料之一，具備優(yōu)良的光澤度、清晰度好、強度大、機械設備強、度規(guī)格可靠性好等特性，且具備優(yōu)質(zhì)的耐溫性、電介電強度、耐老化及酸類等。

甲基纖維素化合物一般呈乳白色纖維、顆粒狀或塊狀，各種各樣甲基纖維素化合物是高純甲基纖維素根據(jù)不一樣方式制取的。一般有硝酸纖維素、醋酸纖維素、冰醋酸-丁酸甲基纖維素、冰醋酸-丙酸甲基纖維素、乙基纖維素、氰乙基纖維素、羥乙基甲基纖維素等幾類。

甲基纖維素塑料的制取是將如上綠色植物中甲基纖維素或是甲基纖維素的化合物這類天然高分子化學物質(zhì)，根據(jù)有機化學解決，歷經(jīng)化學變化，添加各種各樣改性劑后歷經(jīng)物理學改性后獲得的一類熱固性塑料塑料。常見的改性劑有：增粘劑、增稠劑、潤滑液、填充料、添加劑、有機溶劑等。

甲基纖維素塑料能用注入、擠壓、壓模、注塑、機械加工制造等加工工藝生產(chǎn)制造。可做成轎車風檔、日用品、薄膜袋、軍工用鋼化玻璃、生活用品、數(shù)碼相機零件、錄音機機殼、軍用品、絕緣零件和藥業(yè)日用品。

◆4.蛋白塑料

蛋白塑料是現(xiàn)階段可降解原材料行業(yè)科學研究和運用更為普遍的純天然生物基高分子材料塑料之一。現(xiàn)階段，世界各國試著運用于可降解原材料層面科學研究的大豆蛋白關鍵有大豆蛋白粉、苞米蛋白質(zhì)、麥子蛋白質(zhì)、葵瓜子蛋白質(zhì)等，在其中大豆蛋白粉科學研究數(shù)最多。現(xiàn)階段，大豆蛋白粉降解原材料的生產(chǎn)加工方式有二種：一種是濕式生產(chǎn)加工，將要改性后的蛋白配出水溶液，流延破乳，當然晾曬或加溫風干成形;另一種是干式生產(chǎn)加工，即改性后的黃豆蛋白與一定量的增粘劑混和勻稱后，在機械設備力的作用下根據(jù)擠壓、壓模、注塑或注塑加工等方式并采用適合的磨具制得溶解原材料商品。成形標準關鍵有：成形工作壓力、成形時間和成形溫度。

大豆蛋白粉是可降解原材料層面科學研究數(shù)最多的大豆蛋白

因為大豆蛋白粉分子結(jié)構(gòu)碳鏈帶有很多酰胺鍵(?CCO?CNH?C)，分子結(jié)構(gòu)主鏈帶有較多的吸水能力氨基酸殘基(?CNH2、?CCOOH)，做成的原材料具備硬而脆、高吸水的特性，因而制取原材料時要先對原材料改性。現(xiàn)階段，常見的蛋白原材料改性方式有物理學改性、有機化學改性、小分子水增塑改性、共混改性等。這種改性方式只更改蛋白質(zhì)分子的高級構(gòu)造或是構(gòu)象，對其一級結(jié)構(gòu)氨基酸序列基礎無危害。改性的關鍵目地有兩個：提升原材料的疏水性和物理性能;提升原材料的塑性變形和生產(chǎn)加工流通性。

現(xiàn)階段，牽制可降解大豆蛋白粉塑料發(fā)展趨勢的要素主要是價錢較價格昂貴，無法營銷推廣;原材料的溶解原理還并不是很清晰，精確的溶解時控性也有待健全;對溶解特性的評價方法都還沒統(tǒng)一的規(guī)范。世界各國科學研究的關鍵關鍵集中化在改進制作工藝和提升原材料的物理性能上邊，現(xiàn)有專家學者運用黃豆蛋白制取出具備優(yōu)良物理性能和一定耐磨性的可降解原材料。

◆5.木質(zhì)素塑料

木質(zhì)素塑料是運用木制塑與環(huán)氧樹脂、增粘劑、無機物填充料、相容劑、色漿等雙組分開展共混生產(chǎn)加工制取的高分子材料。木質(zhì)素歸屬于能再生天然高分子，在大自然中,木質(zhì)素的儲藏量僅次甲基纖維素，每一年生產(chǎn)量1500億多噸,具備生物降解、能再生、成本低、無毒性的優(yōu)勢,來自造紙工業(yè)濾泥。

塑料工業(yè)生產(chǎn)每一年需應用很多的填充料和增效劑,與一般無機物填充料對比, 木質(zhì)素較大 的優(yōu)勢取決于其分子結(jié)構(gòu)上具備高反映特異性的官能團異構(gòu), 很便捷根據(jù)有機化學改性接好其他所必須的官能團異構(gòu)，根據(jù)木質(zhì)素在物理學、物理性質(zhì)、工業(yè)生產(chǎn)生產(chǎn)量和塑料的商業(yè)服務運用使用價值，開發(fā)設計木質(zhì)素塑料十分更有意義。普遍的木質(zhì)素塑料包含木質(zhì)素/PVC，木質(zhì)素/脲醛樹脂(PF)，木質(zhì)素/聚氨酯材料(PU)，木質(zhì)素/聚丙稀(PP)，木質(zhì)素/高壓聚乙烯(PE)等。

現(xiàn)階段，木質(zhì)素塑料科學研究的關鍵仍在擴容技術性層面, 怎樣簡單合理地提升木質(zhì)素與環(huán)氧樹脂中間的相溶性, 是木質(zhì)素在塑料工業(yè)生產(chǎn)中規(guī)模性應用的重要;此外, 以木質(zhì)素為常規(guī)根據(jù)熱聚合匯聚生產(chǎn)制造可徹底溶解高分子材料的技術性如木質(zhì)素熱聚合甲基丙烯酸甲酯，及其木質(zhì)素做為單個參于反映，生成脲醛樹脂、聚氨酯材料、聚脂和聚酰亞胺膜等也是近些年發(fā)展趨勢的網(wǎng)絡熱點。

◆6.甲殼素及化合物殼聚糖塑料

◇6.1甲殼素

甲殼素(Chitin)別名甲殼質(zhì)，普遍存有于低等植物食用菌、藻類植物的體細胞，節(jié)肢動物蝦、蟹、蠅蛆和蟲類的機殼，貝殼類、腔腸動物(如大魷魚、墨斗魚)的機殼和軟骨組織，高等植物的植物細胞等，其每一年微生物生成的儲量達到100億噸~1000億噸，是地球上僅次纖維材料的第二大自然資源。甲殼素經(jīng)大自然中的甲殼素酶、溶菌酶、殼聚糖酶等的徹底降解后，參加綠色生態(tài)管理體系的碳和氮循環(huán)，對地球上生態(tài)環(huán)境保護起著關鍵的管控功效。

由甲殼素的化學結(jié)構(gòu)剖析了解，甲殼素是大自然中唯一帶正電的一種天然高分子高聚物。大自然中的甲殼素大多數(shù)一直和不溶解水的碳酸鹽及蛋白緊密聯(lián)系在一起。大家為了更好地獲得甲殼素，通常將甲殼動物的機殼根據(jù)化學方法或微生物菌種法來制取。當今，工業(yè)生產(chǎn)常選用化學方法，歷經(jīng)強酸強堿解決，脫去鈣質(zhì)和蛋白，隨后用強酸在加溫標準下脫去乙酰基就可獲得運用十分普遍的可溶甲殼素(殼聚糖)。

現(xiàn)階段，世界各國常從廢料的蝦、蟹殼中獲取甲殼素。蝦蟹殼中甲殼素成分為20~30%，無機化合物(碳酸氫鈣主導)成分為40%，別的有機化合物(主要是蛋白)成分為30%上下。在我國是甲殼素資源強國。單浙江沿海地區(qū)年產(chǎn)量海龍蝦就達67萬噸級，按40%廢料測算能制得甲殼素一萬余噸，資源發(fā)展?jié)摿O大。甲殼素與丙烯酸乳液具備高阻隔特性，其塑料薄膜特性可做到一般塑料塑料薄膜的特性，能夠降解。

◇6.2 殼聚糖塑料

殼聚糖(chitosan)是甲殼素經(jīng)濃食用堿脫去乙酰基后轉(zhuǎn)化成的水溶物質(zhì)，別名為(1，4)-2-羥基-2-脫氨-β-D-葡聚糖。商品為乳白色，略微天然珍珠光澤度，呈透明色塊狀固態(tài)。殼聚糖為正離子高聚物，有機化學可靠性好，約185℃溶解，無毒性，不溶解水和燒堿溶液，能溶于鹽酸、檸檬酸(如1%醋酸溶液)及弱酸性溶液。溶解稀堿轉(zhuǎn)化成濃稠全透明的幾丁聚糖鹽膠體溶液，這時水溶液中的H 即與分子結(jié)構(gòu)中的羥基融合，轉(zhuǎn)化成帶正電的高分子材料化學物質(zhì)，可產(chǎn)生酰化、羧基化、甲基化、烷化、酯化反應(鹽酸酯化反應)、醛亞胺化、疊氮化、成鹽、水解反應、螯和、空氣氧化、鈦酸異丙酯、枝接與交連等反映。可根據(jù)外型(外型越白越好)、脫乙酰度(脫乙酰值越高越好)2個指標值對殼聚糖開展辨別。

殼聚糖可與其他純天然生物基高分子材料共混到殼聚糖塑料，比如殼聚糖與甲基纖維素共混高分子材料，可用以生產(chǎn)制造包裝制品、農(nóng)用車塑料薄膜、拋秧盆等商品。殼聚糖與木薯淀粉共混高分子材料生產(chǎn)制造的塑料薄膜不溶解水，抗拉強度高，可用以包裝食品類。

總結(jié)

在現(xiàn)如今石油化工資源遭遇日漸匱乏、環(huán)境污染問題日益嚴重的狀況下，應用生物降解的純天然生物基高分子材料取代原油基高分子材料，既是處理電力能源取代的有效途徑，也是改進生態(tài)環(huán)境保護的合理方式，因而具有實際意義。純天然生物基高分子材料的產(chǎn)品研發(fā)任重而道遠，這必須大伙兒共同奮斗，積極主動推動其發(fā)展趨勢。

來源于：榮格