聚乳酸PHA可能是未来科技的环保材料

时间：2024-06-21作者：深圳市深德鸿环保新材料有限公司浏览：15

PHA材料，既能应用于热塑性塑料、热固性塑料、弹性体、润滑剂、胶、粘合剂等传统的塑料应用，也能应用于一些非传统的聚合物应用，如动物饲料、人类和动物的、反硝化和化妆品等。

我们认为，PHA材料展现其的应用多功能性，胜过其他任何现有材料所能达到的。原因是，自然界许多地方都存在的PHA材料，甚至出现的时间远人类。PHA代表聚羟基脂肪酸酯，它可以有无数个不同的基团。因而我们直言PHA的性质是无意义的，因为不同的分子具有不同的性质。

然而，许多PHA材料是存在的，如PHB及其一些共聚物，如PHBV、PHBHHx、P3HB4HB、PHBO和PHBD。这些材料不是合成塑料，而是在自然界中发现的材料，就像纤维素或淀粉。
这些大分子并不是通过化学聚合产生的，而是由的营养物质（糖、植物油、淀粉等）通过酶控的生化反应转化而成的。

这些的PHAs是自地球上的生命开始以来，所有生物体（包括植物、动物和人类）新陈代谢的一部分。它们是营养和能量储存物质。自然我们可以认为是生物降解材料，也可以认为是各种环境中的生物机体饲料。此外，与大多数其他材料不同，它们可以满足于各种形式的末端处理。

如今，这些生物良性材料即便由工业规模生产，不过也只是模自然合成途径。有许多产能扩张正在计划或在建，特别是在亚太地区和北美地区。这些材料既能应用于热塑性塑料、热固性塑料、弹性体、润滑剂、胶、粘合剂，也能应用于一些非传统的聚合物应用，如动物饲料、人类和动物的、反硝化和化妆品。

传统的塑料应用：

在过去的十年里，许多公司已经了数十亿美元用于开发和建设，利用工业化大规模生产PHA材料。同时，许多应用得到开发，主要集中在注重生物降解性和高附加值的应用。

事实上，的PHA物质是各种环境中生物的饲料，因此它们能在各种环境下实现生物降解(即碳转化为二氧化碳气体)，尽管生物降解的速率取决于几何形状和外部条件，如温度、湿度和其他。应德国联邦食品和农业部的要求，BioSinn项目的结果描述了25种市场产品组合，其中生物降解是一种可行的处理结果。

例如，当很难甚至不可能从用于家庭或工业堆肥的材料中分离出塑料时，当为了避免塑料碎片进入开放环境，又或者它们十分困难或代价昂贵时，生物降解性体现出它的优势。

目前，市场上PHA材料的产品包括咖啡、垃圾袋、夹子、无纺布、食品包装薄膜、化妆品中的微塑料和咖啡杯中的涂层纸。其中涂层纸还可被造纸业回收利用。除此之外BioSinn报告还提到了许多应用的可能。总而言之目前大的挑战是PHA的总生产力，而许多新工厂也正在建设中。

当然生物降解性并不是PHA的特卖点(USP)，一家联合企业已经明确表示，他们显著提升了公司的科研水平以研发的PHA材料。他们开发出新的PHA化合物，由**生物基构成，耐高温，易于加工，并可订做成为各种的产品。这家复合公司已经开发了500多种不同的PHA基配方，从刚性到柔韧，耐高温高达130°C，耐气候和紫外线，熔融快速成核，以及改善的阻隔性能， 证明PHA材料可以转化为一系列新的生物聚合物，其加工速度可以与当前行业中使用的所有转化技术的聚合物一样，甚至快。  
不仅如此，PHA已可作为薄膜或3D打印中的主体成分，而几年前，它们经常与PBAT或一起作为添加剂使用。高分子量非结晶或低结晶度PHA等级(如P3HB4HB的50% 4HB或PHBHHx的30% Hx)的可调性让我们得以改变高分子的性能、属性。这些例子不仅仅是理论，已经用于眼镜盒(取代ABS或PP滑石)、钢笔(取代ABS)、设计椅子(取代GFR-PP)、灯具、电灯开关(取代PC/ABS)等产品。

此外，一些低E-模量的PHA材料已经被开发出来用于热熔粘合剂、压敏粘合剂、层压粘合剂和密封剂。到目前为止，由于产量较低，使用范围较小，但这也只是一个时间问题。有几种材料被用于涂层中的抹灰剂，以取代二氧化硅，从而获得好的透明度和触觉性能（软感觉）。

这些触觉特性是这些材料的特卖点之一。后，由于每年都有大量的塑料进入我们的海洋，很多人积参与到用PHA制作纺织布与无纺布纤维的开发中。虽然批应用已经出现在市场，但规模依然很小，应用的发展还处于早期阶段，特别是纺织应用。目前该市场上用于纺织的纤维，除了含有PHA材料外，还含有其他聚合物。

非传统的塑料应用：

鉴于PHA材料在自然环境中的作用和其外观，一些非传统的塑料应用也得到开发并实现商业化。包括动物饲料、（包括人类和动物）、反硝化作用、人造草皮和化妆品等方面的应用。在特定环境（废水处理、水族馆、虾、鱼、龟养殖场等）中，当过多时，需要反硝化处理。

通过氧化变成盐和亚盐。而的PHA则是盐和亚盐还原为氮的优良碳源。因为它通过生物降解为反硝化过程提供了碳。如今，这些应用的材料已经在市场销售。另一个不同的应用则是将PHA用于医疗。

在人体内，人们可以使用由PHA构成的微球来容纳并培养干细胞。微球的降解时间约为一年，而降解产物被细胞利用并帮助细胞的生长。除此之外PHA还可用于骨再生、皮肤损伤修复（伤口闭合）、神经引导导管等。

基于PHA材料平台的合成和应用实例，我们认为这种新型材料平台好比一个沉睡的巨人，具有很好的前景。

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