可以将材料分为可降解材料和不可降解材料。可降解材料指在一定环境条件下能够实现全部降解的材料,其降解方式主要包括生物降解和光降解。根据降解的方式,可降解材料可以被分为以下三类:光降解材料、生物降解材料和光生物降解材料。
光降解机理
光降解是指在光照条件下实现材料分子链断裂降解的过程,其主要方式为光化学降解和光氧化降解。高分子聚合物在吸收紫外光后会发生光化学降解反应,以长链分解为低分子量的短链,在空气中发生光氧化降解反应,降解成能被生物降解的低分子化合物。
生物降解机理
生物材料先分解生物降解通常分为三步:首先是微生物吸附在材料上,通过生长和代谢对材料产生物理降解作用;然后微生物代谢产生的胞外解聚酶作用于高分子材料,使材料高分子链发生水解和酶解,降解为可溶性小分子;最后小分子被微生物吸收,在内外环境下的其他代谢作用下完全分解为水、二氧化碳和其他生物质,并被排到体外。
常见种类及应用
聚乳酸
聚乳酸是一种植物淀粉基可降解高分子材料,具有良好的生物相容性和降解性能,广泛应用于生物组织工程、细胞工程、人工支架以及包装材料等领域。
聚羟基脂肪酸酯
PHA是一种聚酯类可降解高分子材料,具有良好的气体阻隔性和水解稳定性,同时具有多元化结构,通过改变制备工艺可以实现对PHA性能的调控。PVA是一种水溶性的具有优良降解性能的合成高分子可降解聚合物,在涂料、粘合剂及薄膜等诸多领域应用广泛。
聚己内酯
PCL是聚酯类的生物可降解高分子聚合物,具有优异的形状记忆性和生物相容性,在生物医药领域和形状记忆材料领域备受青睐。
光-生双降解
光-生物双降解材料是光降解材料与生物降解材料相结合的材料,弥补了两种材料的缺陷,并集合了两种材料的优点。
可降解高分子是由天然或合成原料制成的一种聚合物,具有可降解性和生物降解性,并被广泛应用于包装、生物医学和环保领域。其中,聚乳酸、PHA、PVA、PBS、PCL等是较为典型且研究较为成熟的可降解高分子材料。
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