可降解材料知识大集合！赶紧收藏~

材料的降解实质上是其内部的高分子链段在特定条件下断裂成低分子量的寡聚物，并最终分解为单体的过程。材料的“溶蚀”则是指由于分子链发生断裂，形成的水溶性小分子物质离开聚合物材料，导致材料的力学性能降低，材料最终完全消失的过程，溶蚀又可表面溶蚀和整体溶蚀。

如果分子链段的降解速度比水分子在材料中的扩散速度快，链段的水解限制在材料表面，而很难进入到材料的内部，这种方式属于表面溶蚀或异相溶蚀，如果水分子在材料的扩散速度比高分子链段的水解速度快，那么材料表面和内部的降解同时进行，因此属于整体溶蚀。

酶促水解机理

对于易水解的聚合物，在体内可能同时存在单纯的水解和酶催化水解两种作用。脂肪酶能促进聚酯分解，而水解酶可促进易水解聚合物的降解。脂肪酶R.delemer lipase、Rhizopus arrhizus lipase、Pseudomnas lipase为PCL的特异性降解酶,在这些酶存在下，PCL降解速度加快,在通常情况下完全降解需要2-3年，而在酶的存在下完全降解时间缩短为几天。

酶促氧化机理

对一些非水解性聚合物，其可能的降解机理是酶促氧化机理。免疫组织学研究证实，材料在体内最后通过吞噬细胞内吞作用而被吸收代谢的。高分子生物材料植入体内后,在局部会引起不同程度的急性炎症反应，当组织受到损伤后，周围血管的通透性发生变化,多核白细胞迅速向炎症部位移动，被激活的中性粒细胞能使单核细胞分化为巨噬细胞。多形核白细胞和巨噬细胞的代谢产生出大量的过氧阴离子（O2），这种不稳定的中间体进而转换为更强的氧化剂过氧化氢。体内的还原型辅酶(NADPH)，氧化酶都参与了这个转化反应，而过氧化歧化酶(SOD)则起到加速转化的作用。过氧化氢有可能在植入部位引发聚合物自身分解反应；同时过氧化氢在肌过氧化酶(MPO)的作用下可进一步转化为次氯酸。次氯酸也是一种生物材料的强氧化剂，可氧化聚酰胺、聚脲、聚氨酯中的氨基，使高分子链断开，从而达到降解的作用。

3、酶的直接作用，微生物侵蚀材料制品部分成分进而导致材料分解或氧化崩溃。

生物可降解材料按降解机理和破坏方式可分为完全生物降解型和生物破坏性材料两种：

完全生物降解材料是指本身可以被细菌、真菌、放线菌等微生物全部分解的生物降解材料。它能在细菌或其水解酶作用下,最终分解成二氧化碳和水等物质回归自然，所以被称为“绿色材料”。从制备方法上可分为3 种：微生物发酵法、化学合成和天然高分子共混。

生物破坏性材料是对材料水平而言的，主要是天然高分子与通用型合成高分子通过共混或共聚而制成的降解材料。其组合方式有以下几种：

1、用熔融和溶液共混的方法； 

2、将一种高分子材料分散于另一种高分子的水溶液中，形成悬浮体系，最后制成各种复合物；

3、将天然高分子材料分散或溶解在可进行聚合反应地体系中,进行均聚和共聚合反应，使体系中地单体聚合,得到含天然高分子地复合材料；

近年来,国内外可生物降解材料得到了很快地发展.尤其是一次性使用材料制品，如可降解食品包装袋、饮料瓶、农用薄膜等已实现了工业化生产。但是目前可生物降解材料的开发和应用还存在以下的一些问题：

1、市场应用：由于生产可降解材料的成本偏高，造成其在市场中价格偏高，这样就给可降解材料的推广造成了很大的影响。

2、技术与工艺：与传统塑料相比，可降解材料存在抗水性差、力学性能差和加工性能差的问题，很难满足工业化生产要求.另外，降解材料准确的降解时控性，用后快速降解性、彻底降解性以及边角料的回收利用技术等还有待进一步提高和完善。

3、降解材料的标准及实验评价方法：对生物降解材料,世界上尚没有统一的实验评价方法，识别标志和产品检测技术,致使缺乏正确统一地认识和确切地评价，产品市场比较混乱，真假难辩。

近年来,随着原料生产和制品加工技术的进步，可生物降解材料备受关注，成为可持续、循环经济发展的焦点。无论是从能源替代、二氧化碳减少，还是从环境保护以及解决“三农”问题上，都具有重要意义。目前我国生物降解材料开发和应用领域，在自主知识产权、创新型产品等方面的研发能力、投入量等方面均有待提高，生物降解材料的回收处理系统还有待完善。

为了更好地实现可生物降解材料的产业化，今后还应该在以下几个方面做出努力：

1、建立快速、简便的生物降解性的评价方法，反映降解材料在自然界中生物降解的实际情况；

2、进一步研究可生物降解材料的分解速率、分解彻底性以及降解过程和机理，开发可控制降解速率的技术；

3、通过结构和组成优化、加工技术及形态结构控制等,开发调控材料性能新手段；

4、为了提高与其他材料的竞争力，必须研究和开发具有自主知识产权的新方法、新工艺和新技术，简化合成路线,降低生产成本，参与国际竞争。