第三組：請為降解花木移植容器的生產(chǎn)選擇合適的高分子材料

1、五種降解高分子材料的分析、選擇、改性 項目28 工程28的六組任務(wù)第一組：請為農(nóng)用降解塑料薄膜的生產(chǎn)選擇適宜的高分子材料；第二組：請為降解包裝容器的生產(chǎn)選擇適宜的高分子材料；第三組：請為降解花木移植容器的生產(chǎn)選擇適宜的高分子材料；第四組：請為降解手術(shù)材料的生產(chǎn)選擇適宜的高分子材料；第五組：請為降解藥物外殼的生產(chǎn)選擇適宜的高分子材料 教學(xué)目的通過對工程28 所涉及到五種降解高分子材料的分析、選擇、改性的整個實施過程，使學(xué)生進一步了解并掌握完成一個完整工程的每個細(xì)節(jié)，初步形成實施每個細(xì)節(jié)過程的能力，最終到達(dá)根據(jù)產(chǎn)品需要對高分子材料進行合理分析、合理選擇、合理改性的總能力；進而結(jié)合學(xué)生所選擇出來的材

2、料從理論上歸納、總結(jié)與高分子物理的研究對象直接相關(guān)的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系；同時在完成工程過程中對課程整體方案所規(guī)定的拓展能力進行初步的鍛煉。能力技能目標(biāo)能根據(jù)降解高分子的不同用途要求，合理的選擇高分子材料；并能合理的分析所選擇材料的結(jié)構(gòu)、性能；如果不能直接選擇到適宜材料時，能 提出合理的改進意見與方案。知識目標(biāo)被選用的高分子材料的主要結(jié)構(gòu)特征、主要性能及應(yīng)用范圍。其中第28個工程重點學(xué)習(xí)高聚物的降解性能的知識。素質(zhì)目標(biāo)初步建立良好的學(xué)習(xí)方法；資料收集的方法；處理問題的方法；團隊合作的意識；用戶至上的意識；平安環(huán)保意識；表述與合理辯白能力。參考資料潘文群, 高分子材料分析與測試. 化學(xué)工業(yè)出版社 2

3、005；戚亞光, 高分子材料改性.化學(xué)工業(yè)出版社 ,2005；聶垣凱,橡膠材料與配方, 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004；王文廣 , 塑料材料的選用.化學(xué)工業(yè)出版社, 2002；高俊剛, 高分子材料.化學(xué)工業(yè)出版社, 2002；桑永, 塑料材料與配方.化學(xué)工業(yè)出版社, 20011、降解塑料的概況降解類塑料是指在完成使用壽命后可自動分解成為小分子化合物的一類高分子材料。按導(dǎo)致降解的外界因素不同，可將降解類塑料分成生物降解和光降解兩類。生物降解塑料是在自然界中存在的微生物如細(xì)菌、霉菌和藻類等的作用下，能被降解為小分子化合物的一類塑料；光降解塑料是指暴露于陽光或其他強光源下時，可以被降解為小分子化合物的一

4、類塑料。按降解程度不同，可將塑料分為完全降解塑料和非完全降解塑料兩類。完全降解塑料是指在完成使用壽命后。可全局部解成小分子化合物，并被周圍環(huán)境所吸收的一類塑料；非完全降解塑料是指在完成使用壽命后，只能局部分解成小分子化合物，其他只能破碎成小片高分子聚合物的一類塑料。一個標(biāo)準(zhǔn)的降解類塑料應(yīng)具有如下特點。誘導(dǎo)期固定并且長短適當(dāng)，即開始降解時間可以控制，這樣可以保證塑料在加工、貯存及使用時不發(fā)生降解。降解速度快，這樣可以使塑料制品在完成使用壽命后，可迅速降解為小分子物質(zhì)。加工性能好，一般純降解塑料加工性能都不好，難于用通用塑料加工方法加工，因此，需要對其進行加工改性。具有一定的強度，常用的天然降解材

5、料強度都不太高，而且在潤濕條件下會更低，因此，需要進行增強改性。本錢低，天然降解樹脂的價格往往都很高，難以普及使用，因此，必須降低其本錢。目前已開發(fā)的降解性塑料主要有如下三類。天然高分子聚合物，如淀粉、纖維素、殼聚糖、蛋白質(zhì)等；它們具有優(yōu)異的生物降解性能，但由于其不具有可塑性，因而難以加工成制品。一般需將天然高分子材料與可塑性材料共混以改善其加工性能。微生物合成聚合物，已開發(fā)的微生物合成聚酯類生物降解塑料種類有：聚 3-羥基丁二酸酯 (PHB)、聚 3-羥基戊二酸酯 (PHV)、聚 3-羥基丁二酸酯/3-羥基戊二酸酯共聚物(P3HB/4HV)、聚 3-羥基丁二酸酯/4-羥基丁二酸酯 (P3HB

6、/4HB)、聚丙交酯 (聚乳酸、PLA)、聚乙交酯 (聚乙羥基乙酸酯醋、PGA)、聚乙丙交酯 (PLGA)，其中以 PHB 和 PLA 最為常用。合成降解高分子材料，如 PCL、PVA 及聚琥珀丁二酯(PBS)等。2、降解塑料的選用降解塑料的用途很廣泛，主要集中在如下幾個方面。(1)農(nóng)用塑料薄膜 尤其是農(nóng)用地膜，因為其厚度十分薄，只有 0.1m 以下，它廢棄于農(nóng)田中，十分難于回收。埋于土中的廢農(nóng)膜影響土壤的透氣性及水分的流動性，從而給次年農(nóng)業(yè)造成減產(chǎn)，這種現(xiàn)象也被形象地稱為“白色污染。農(nóng)用降解類制品可用生物降解類、光降解類和生物光降解類塑料，最好為完全降解類塑料，降解后的小分子化合物為土壤吸收

7、并成為土壤的肥料。但由于受加工性能、制品強度和本錢等因素制約，只能用通用類塑料參加淀粉、光敏劑等促降解助劑，賦予其非完全降解性能。下面舉幾個農(nóng)用降解塑料薄膜的參考配方。 LDPE/LDPE(1:1) 35 份 ，植物油 1.5 份，玉米淀粉(水含量(14%) 45 份，促降劑 0.2 份，EAA 6 份，可逆交聯(lián)劑 1.5 份，甘油 8 份， NaOH(10%水溶%) 0.1 份，硬脂酸 3 份。注：1、EAA 及可逆交聯(lián)劑可提高淀粉與PE 相容性；2、甘油及植物油為增塑劑；3、土促降劑由催化劑A、助催化劑以及抗氧劑三局部組成，其中抗氧劑可控制誘導(dǎo)期長短。此配方的降解性為 160d 失重 50

8、%。 LDPE 70%，淀粉 20%，APE 10%。此配方產(chǎn)品的拉伸強度為 。 LDPE 50份， 淀粉 30份，EAA 10份，甘油 10份。 LLDPE l00 份，-二酮化物 份，CaSt 0.5 份，二氯乙烷(溶劑) 100 份。此配方生產(chǎn)薄膜的脆化時間為2 天。注：二氯乙烷溶劑起輔助作用，幫助件-二酮與LDPE 兩者相溶，用后即除去。(2)包裝容器 各類包裝用塑料袋、塑料瓶、快餐飯盒等吸塑制品等，在完成其使用壽命后，往往被遺棄于田野、公園及海洋中，造成嚴(yán)重污染和生態(tài)破壞。如丟棄于海洋中的廢棄塑料，會影響海洋生物的生態(tài)環(huán)境。包裝容器類同降解塑料可為完全或非完全降解材料。由于受本錢的限

9、制，非完全降解塑料為通用塑料參加降解助劑，完全降解塑料為天然高分子材料共混塑性材料。下面介紹兒例具體配方。 馬鈴薯淀粉 83%90%，甘油 3%15%，纖維素 7%11%。此配方為完全降解塑料，具有一定塑性，可制成快餐盒。 廢植物粉(紙、稻草等) 120，甘油 50，65%商品直鏈淀粉 70， 水 10，聚乙烯醇 10 ，HSt 2。(3)花木移植材料 用降解塑料制成的花木移植材料，在 進行花木移植時，可 以保持其根部的原始形態(tài)，提高移植成活率，消滅或縮短緩苗期?；疽浦灿媒到獠牧蠎?yīng)為完全生物降解類塑料。用生物降解類塑料原因為花木移植材料埋于地下，不受光的作用，因此不能用光降解類塑料。用完全降

10、解類塑料的原因為保證花木根布全部扎人土中。對于高檔花木而言，可選用PHB、PLA 等合成類降解塑料。對于低檔花木而言，只能選用改性天然高分子材料，具體配方可參見 (2)包裝材料容器局部。(4)手術(shù)材料 用降解塑料制成的手術(shù)縫合線，在傷口愈合后，可以自動降解為人體可吸收的小分子物質(zhì)，免除患者拆線的痛苦，又可減小傷口疤痕。用降解塑料制成的傷口粘合劑，更會使傷口不留疤痕。尤其人體內(nèi)臟術(shù)后縫合線，因不能進行拆線處理，只能用生物降解類手術(shù)縫合線。手術(shù)用降解塑料材料應(yīng)為完全生物降解塑料，常用改性天然高分子材料、合成降解聚合物等。如用PHB、PLA 制成外科手術(shù)縫合線，用于眼科手術(shù)中，可無需拆線工作。(5)藥物外殼 用降解塑料制成的緩釋藥物外殼，待藥物在人體內(nèi)全部釋放后，可自動降解為人體有益的小分子物質(zhì)，為人體所吸收。藥物外殼用降解材料應(yīng)為完全生物降解類塑料材料，如改性天然高分子材料和合成降解聚合物等。在矯正外科手術(shù)中，PHB 塑料作為藥物基質(zhì)被植入人體內(nèi)，以控制藥物的釋放；當(dāng)藥物釋放完畢后，PHB在人體內(nèi)自然降解，最終產(chǎn)品為3-羥基丁酸，在人體血液中它為一普通的代謝物，不會給人體帶來任何副作用。工程28的總結(jié)局部聚乳酸類工程28的總結(jié)局部聚羥基烷酸酯脂肪族芳香族共聚酯PET降解淀粉可降解工程28的總結(jié)局部08年奧運會用降解材