澱粉基生化合成聚合物

澱粉基生化合成聚合物

澱粉基生化聚合物主要是指可以以澱粉為原料，經過生物或化學反應得到的有別於傳統澱粉基可降解塑膠的材料。主要包括聚羥基脂肪酸酯(PHA)和聚乳酸(PLA)等新型可降解材料。

聚羥基脂肪酸酯(PHA)

聚羥基脂肪酸酯(PHA)的發現已經有近百年的歷史，直到20世紀六七十年代才引起學術界和產業界的關注 PHA是細菌合成的一種胞內聚酯，是一類18一羥基脂肪酸聚酯的總稱。其分子式為：

PHA的合成可分為兩個環節:一個是前體生成環節，即生成不同碳數的D一構型羥基羧酸;另一個是聚合環節，聚合酶把生成的前體聚合成PHA。以在馬鈴薯塊莖中合成PHA較有前景。

有很多種不同的脂肪酸可以作為PHA的單體，因此，PHA的種類也非常多。其中，聚羥基丁酸酯(PHB)為PHA的典型代表，屬一代產品;聚羥基丁酸戊酸(PHBV)是由PHB和聚羥基戊酸(PHV)的共聚物，為第二代產品;聚羥基丁酸羥基己酸共聚酯(PHBHHx)為第三代產品;3一羥基丁酸和4-羥基丁酸共聚物P (3HB-4HB)為第四代產品。

國內外對PHA的研究都比較多。日本東京工業大學、日本理化研究所(RIKEN),韓國先進科技研究院(KAIST)、德國明斯特大學等機構在研究PHA方面都比較活躍。德國Biomers公司擁有1 000 t/a產量的PHB生產線，英國帝國化學公司(ICI)以澱粉多糖為原料在細菌發酵作用下培育製成PHBV，並在20世紀80年代將其產品化，商品名為“biopolTM”，美國P&G公司生產PHBHHx年產量為5 000 t，美國ADM公司每年生產50 000 tP(3HB-4HB )。

聚乳酸(PLA)

聚乳酸多採用玉米澱粉發酵製得乳酸然後再聚合成聚乳酸。乳酸製備聚乳酸的方法有乳酸縮聚/藕聯、共沸脫氫縮合或丙交酯開環聚合3種。其中常用的為開環聚合方法。 PLA物理性狀為透明的結晶聚合物，在常溫下具有較好的物理力學性能，其介於聚酯和聚酞胺之間，但其耐熱性能差。PLA是可完全生物降解的聚合物，其降解最終生成的二氧化碳和水。這些分解產物在光合作用下又將成為澱粉的起始原料，具備可持續發展的優良特性。

美國的Nature Work公司是生產PLA的主要廠商之一。該公司首先建設了生產能力為6 000 t/ a的中間實驗廠，2001年11月，該公司採用二步聚合技術，在美國建成投產了13.6萬t/a的生產裝置。日本島津、三井等公司也對建設了PLA的生產車間。