PHA 作为一种生物可降解材料,对于其的开发已经持续了超过 10 年,但是为什么它们的开发需要这么长时间呢?这是我们今天需要探讨的主要问题。
中文名称叫聚羟基脂肪酸,是一种高分子生物材料,大量的存在微生物细胞特别是细菌细胞中。其中R是烷基、烃基等,m为3~14的任意数字。因此PHA种类繁多,结构具有多样性。
根据PHA单体中碳原子数目的不同将PHA分为3类:短链PHA(scl—PHA),含3~5个碳原子;中链PHA(mcl.PHA),含6-14个碳原子;长链PHA(1cl—PHA),多于14个碳原子。
PHA的分子量为1000~1000000,玻璃态温度为-60℃~+60℃,熔点为+40℃~190℃,它对水蒸气和空气中大多数气体的阻隔性能类似于PET。PHA有一些特殊的性能,包括生物可降解性、生物相容性、环境友好性等。
正是由于这些特殊性能的存在,使得PHA拥有许多潜在的应用前景,各国科学家对PHA进行了很多工艺流程开发和具体性能探索。
PHA在淡水中稳定,但可以在海水或者土壤中完全生物降解,并且降解速度较其他生物材料较快,对环境也没有二次污染,可以代替诸多一次性产品的石油塑料作为大多数物品的包装材料。
PHA的最大的特点是,在堆肥、土壤、海水等几乎所有环境中都可以被微生物分解,并且分解后的产物大多都是水和碳基,也不会污染环境。
我们经常讨论 PHA 的诸多优势及其潜在应用。作为一种可持续材料,PHA 能够分解为无害成分,不释放微塑料或有害纳米颗粒,从而避免了对海洋和水源进一步污染。它们甚至可以利用有机废液,包括污水,进行生产,这在成本上具有潜在优势。然而,我们必须提出疑问:如何确保原料组成的稳定性?
为了获得一吨产品,我们需要处理多少立方米的原料?与传统的化石燃料替代品相比,生物制造的挑战更大;尽管如此,市场对 PHA 的期望依然高涨,荷兰在全球这一领域扮演着关键角色。
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