可降解塑料研究范例6篇

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可降解塑料研究

可降解塑料研究范文1

[關鍵詞]骨髓炎;可生物降解材料;聚乳酸;聚乙交酯;聚己內酯

[中圖分類號] R681.2 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721(2016)12(a)-0015-03

Research progress on treatment for chronic osteromyelitis with absorbable biomaterials

LIU Yi-xiu1,2 BAI Xi-zhuang3 A Liang2

1.Department of Sports Medicine,China Medical University,Liaoning Province,Shenyang 110001,China;2.The Second Department of Oahopedics,Affiliated Hospital of Shenyang Medical College,Liaoning Province,Shenyang 110024,China;3.Department of Sports Medicine & Joint Surgery,Affiliated People′s Hospital of China Medical University,Liaoning Province,Shenyang 110016,China

[Abstract]Osteomyelitis is a common inflammatory bone disease caused by pyogenic bacteria.Non-biodegradable polymethylmethacrylate (PMMA) bone cement containing antibiotics has been extensively used as a prophylaxis and for the treatment of bone infections,which needs a second surgery to remove PMMA.To date,there are three ideal kinds of absorbable biomaterials including polylactic acid,poly-ε-caprolactone,poly-(D,L-lactide-co-glycolide).The three kinds of esters have good biodegradation and biocompatability,but the PLA and PCL take long time to degrade.PLGA takes porper time to degrade,which fulfill the antibiotic releasing and the new bone formation.The composite of esters and hydroxyapatite,β-tricalcium phosphate can greatly improve their physicochemical properties,which is better than each single biomaterial.In this paper,the progress on biodegradable materials for osteomyelitis treatment is reviewed.

[Key words]Osteomyelitis;Biodegradable materials;PLA;PLGA;PCL

骨髓炎是感染性微生物引起的骨的炎Y,是一個由于微生物感染并導致骨骼破壞的炎癥反應過程,1844年Nelaton首次對其命名。按照感染機制可分為外源性和血源性兩類。血源性骨髓炎是由已知或未知菌血癥所致,外源性骨髓炎多由開放性創傷、手術或臨近組織感染引起。創傷后骨髓炎多由高能量開放性外傷引起,局部軟組織廣泛受損。據統計,有5%~50%的開放骨折會形成骨髓炎,它以致病菌的持續存在、低反應性炎癥、死骨的出現及竇道的形成為主要特征[1]。本文綜述了應用可生物降解材料負載抗生素治療慢性骨髓炎的研究進展。

1骨髓炎的臨床治療及不足

慢性骨髓炎的治療包括手術清除失活、感染組織,骨穩定性重建,消滅死腔,良好的軟組織覆蓋,骨重建,并聯合應用抗生素[2]。手術的目的是建立一個有血運的環境并清除已經成為異物的死骨,許多病例為達到這一目的需要進行徹底地清創直至為有活力的骨骼。對于慢性骨髓炎來說不徹底的清創是骨髓炎復發的重要原因。骨骼的清創應以看到哈佛氏管或者疏松骨組織出血為止。作為一般的原則,抗生素需應用4~6周[3]。

傳統的治療方法有兩個主要的弊端[4]:其一,手術清除死骨會導致骨的支撐作用減弱,連續性部分喪失,經常需要外固定來維持骨的強度。其二,因骨髓炎局部血運差,全身應用抗生素在骨髓炎局部難以形成高的抗生素濃度。局部的低抗生素濃度不但殺菌效果減弱,還易使致病菌產生耐藥性。較高濃度的全身抗生素應用還易產生并發癥。基于以上分析,以載體運載抗生素局部持續釋放,同時刺激骨質形成為一個理想的解決方案。

目前,臨床上以骨水泥(PMMA)鏈珠載藥進行局部釋放治療骨髓炎取得了一定的成功。自1970年首次應用于臨床以來,PMMA鏈珠載藥現已成為一種在骨髓腔內局部釋藥的標準。研究表明,PMMA鏈珠也有其缺點:①PMMA不可降解,需二次手術取出,增加患者的痛苦及經濟支出。②抗生素經初始的爆發后,后續藥物濃度不足,增加了致病菌的抗藥性。③細菌易在PMMA周圍形成生物膜,妨礙藥物殺菌[5]。④骨水泥單體有中等程度的毒性。

考慮到以上缺點,醫療及科研工作者試圖尋找新的藥物載體。目前,可生物降解材料在藥物緩釋體系中表現巨大的應用前景,研究最多的可生物降解材料包括聚乳酸(PLA)、聚(丙交酯-co-乙交酯)(PLGA)、聚己內酯(PCL)[6],它們有良好的生物相容性,無細胞毒性,且可在體內被降解吸收,可消除二次手術所帶來的不便。

2 PLA在骨髓炎治療中的應用

PLA是一種具有優良的生物相容性和可生物降解性能的聚合物,是目前研究最多的聚酯類生物降解材料之一。PLA無毒、無刺激性、無免疫原性并且生物相容性好,可安全用于體內,因此,被用作可生物降解的藥物緩釋載體,已經得到美國FDA的認可。PLA的性能具有多樣性,通過改變單體的立體化學結構、聚合物的分子量和分布以及聚合物的結晶度,可以獲得不同特征的聚合物。

Kanellakopoulou等[8]用PLA作為載體,混合環丙沙星和培氟沙星制備了緩釋給要體系,并進行了體外釋藥實驗。研究發現,不同分子量的PLA可釋放出的最小抗菌濃度約為喹諾酮的100~1000倍,且PLA的分子量可影響藥物的釋放速度及總量。Koort等[9]將消旋PLA(PDLLA)與環丙沙星混合制成顆粒,在體外進行藥物釋放,發現PDLLA在6 h內就釋放出的藥物濃度即可達其最小抗菌濃度,持續時間可達300 d。PLA因降解時間較長,故單獨使用較少,多與其他可降解材料混合使用。如Kankilic等[10]用鈦顆粒及抗甲氧西林金黃色葡萄球菌制作了鼠的慢性骨髓炎模型,以萬古霉素-PLA-β-磷酸三鈣(β-TCP)復合物進行抗骨髓炎治療,結果顯示6周時在實驗組炎癥已被控制,并且有新骨生成,研究表明這種復合物有望應用于臨床。

3 PCL在骨髓炎治療中的應用

PCL具有優良的藥物通透性,已經有人成功地使用PCL作為避孕藥物傳遞系統的載體材料。但PCL呈疏水性,結晶性較強,降解速度非常緩慢,限制了其載藥的應用[11]。與其他單體共聚后可降低PCL的結晶性、增加親水性,從而改善其降解性能[12],例如PCL與聚乙交酯(PGA)的二元共聚物。此外,通^在PCL聚合物主鏈中引入親水性的聚乙二醇醚(PEO)組分,也可達到調節聚合物降解速度和藥物釋放性能的目的。

PCL亦因降解時間過長而很少單獨應用于骨髓炎的治療,共混改性后可以使PCL在骨髓炎的治療中得到應用。Nithya等[13]以納米晶體羥基磷灰石(HA)和PCL混合環丙沙星制成薄膜,進行體外降解及釋藥,結果顯示:復合物降解及釋藥速度明顯加快,且沒有細胞毒性,可以應用于骨髓炎的治療。

4 PLGA在骨髓炎治療中的應用

PLGA的降解機制為酯鍵的水解,可受其組成比例、溫度、分子量、pH值的影響[12]。PLGA為無定型的聚合物,玻璃化溫度45~55℃,雖為疏水性,但在潮濕環境中易于軟化[14]。PLGA作為PLA和PGA的二元共聚物,可明顯改進PLA和PGA的不足,降解速度比其任一單體更快,更適合應用于人體。另外,其在生理環境下有良好的生物相容性和生物降解性,故被大量應用于藥物載體。其性能也可通過修飾等方法得到進一步的改善,以形成新的特性。如Gajendiran等[15]將PLGA、PEG形成PLGA-PEG-PLGA三聚物,可以明顯加快Rifampicin的釋放。Choi等[16]合成與表征了PLGA-PCL-PLGA三聚物,發現新的聚合物有彈性,可適應外部脈沖和循環刺激,因此其形成支架后,有利于種植于其內的細胞骨架的生長。

Ramchandani等[17]研究了PLGA載環丙沙星的體外、體內抗生素釋藥效果,發現在6周內所釋放抗生素濃度均高于其最小抑菌濃度。在兔體內,載藥局部5 cm范圍內的骨組織內環丙沙星濃度6周時仍可達2.6 μg/g,仍大于最小抑菌濃度1.56 μg/g。Cong等[18]將PLGA、PEG,加入β-TCP,形成支架,載慶大霉素和克林霉素,行體外抗金黃色葡萄球菌實驗,發現藥物釋放可達19 d,殺菌效果良好。體內實驗經切片證實,復合物可以促進局部骨生長。他們認為這種材料可以用來預防感染。

5展望

慢性骨髓炎對于骨科醫生來說是非常棘手的問題,抗生素的應用及骨缺損的修復是治療過程中無法回避的必要步驟。鑒于目前臨床治療方法存在療程長、效果不理想的缺點,臨床醫生及科研工作者常常將研究方向放在可吸收生物材料上。雖然以上常用的可吸收材料均取得了一定效果,但聯合使用可互相彌補各材料的不足,盡可能地發揮他們的優勢。因人體骨組織是由約65%的無機納米HA及35%的有機物膠原基質組成,故目前研究人員傾向于將無機-有機物組合使用,如將聚酯與磷酸鈣聯合使用。聚酯降解的酸性產物對局部組織生長有害,局部pH值降低也可能會影響抗生素的生物活性[18],而磷酸鈣不但能中和過低的pH值,還能在局部產生Ca2+,有利用骨缺損的修復。生物材料形狀傾向于制作成微球、納米微粒,可以增加材料的表面積,增加藥物的攜帶量,納米顆粒還可載藥進入到細胞內,殺死細胞內細菌[19]。應用可吸收生物材料載抗生素治療骨髓炎是十分有前景的發展方向,大量動物模型及少量臨床試驗均取得了良好的效果。如何組合不同的生物材料,使得抗生素的釋放更加均勻,更能在合理的時間內降解,最有效地促進新骨的形成,是臨床研究迫切需要解決的問題。

[參考文獻]

[1]Lima ALL,Oliveira PR,Carvalho VC,et al.Recommendations for the treatment of osteomyelitis[J].Braz J Infect Dis,2014,18(5):526-534.

[2]Leung AH,Hawthorn BR,Simpson AHRW.Suppl 1:M14:The effectiveness of local antibiotics in treating chronic osteomyelitis in a cohort of 50 patients with an average of 4 years follow-up[J].Open Orthop J,2015,9:372-378.

[3]Spellberg B,Lipsky BA.Systemic antibiotic therapy for chronic osteomyelitis in adults[J].Clin Infect Dis,2011,54(3):393-407.

[4]Hake ME,Young H,Hak DJ,et al.Local antibiotic therapy strategies in orthopaedic trauma:practical tips and tricks and review of the literature[J].Injury,2015,46(8):1447-1156.

[5]Gupta P,Sarkar S,Das B,et al.Biofilm,pathogenesis and prevention-a journey to break the wall:a review [J].Arch Microbiol,2016,198(1):1-15.

[6]Li WJ,Cooper JA,Mauck RL,et al.Fabrication and characterization of six electrospun poly (α-hydroxy ester)-based fibrous scaffolds for tissue engineering applications[J].Acta Biomater,2006,2(4):377-385.

[7]Uskokovic V.When 1+1>2:Nanostructured composites for hard tissue engineering applications[J].Mater Sci Eng C Mater Biol Appl,2015,57:434-451.

[8]Kanellakopoulou K,Kolia M,Anastassiadis A,et al.Lactic acid polymers as biodegradable carriers of fluoroquinolones:an in vitro study[J].Arch Mal Prof Lenvir,1999,43(3):714-716.

[9]Koort JK,Makinen TJ,Suokas E,et al.Sustained release of ciprofloxacin from an osteoconductive poly(DL)-lactide implant[J].Acta Orthop,2008,79(2):295-301.

[10]Kankilic B,Bilgic E,Korkusuz P,et al.Vancomycin containing PLLA/beta-TCP controls experimental osteomyelitis in vivo[J].J Orthop Surg Res,2014,9:114.

[11]Dash TK,Konkimalla VB.Polymeric modification and its implication in drug delivery:Poly-ε-caprolactone (PCL) as a model polymer[J].Mol Pharm,2012,9(9):2365-2379.

[12]Ulery BD,Nair LS,Laurencin CT.Biomedical applications of biodegradable polymers[J].J Polym Sci B Polym Phys,2011, 49(12):832-864.

[13]Nithya R,Meenakshi Sundaram N.Biodegradation and cytotoxicity of ciprofloxacin-loaded hydroxyapatite-polycaprolactone nanocomposite film for sustainable bone implants[J].Int J Nanomedicine,2015,10(Suppl 1):119-127.

[14]Kapoor DN,Bhatia A,Kaur R,et al.PLGA:a unique polymer for drug delivery[J].Ther Deliv,2015,6(6):41-58.

[15]Gajendiran M,Divakar S,Raaman N,et al.In vitro drug release behavior,mechanism and antimicrobial activity of rifampicin loaded low molecular weight PLGA-PEG-PLGA triblock copolymeric nanospheres[J].Curr Drug Deliv,2013, 10(6):722-731.

[16]Choi SH,Park TG.Synthesis and characterization of elastic PLGA/PCL/PLGA tri-block copolymers[J].J Biomater Sci Polym Ed,2002,13(10):1163-1173.

[17]Ramchandani M,Robinson D.In vitro and in vivo release of ciprofloxacin from PLGA 50:50 implants[J].J Control Release,1998,54(2):167-175.

可降解塑料研究范文2

【關鍵詞】生物可降解膜袋 環保 推廣 困境

中國十八屆三中全會中提出建設生態文明,必須建立系統完整的生態文明制度體系,用制度保護生態環境。要健全自然資源資產產權制度和用途管制制度,劃定生態保護紅線,實行資源有償使用制度和生態補償制度,改革生態環境保護管理體制。

但是在現實生活中,大量的商鋪店面卻依舊使用不可降解的塑料袋,沒有為了環保,承擔自己的社會責任,使得作為為環保出一份力的生物膜帶無人問津,生物膜帶推廣困難重重。

一、生物可降解膜袋存在困境的原因

(一)產品造價較高

在當今社會,雖說人民生活水平日益上升。但是,傳統的節儉關鍵依舊深入人心。作為為環保出一份力的生物可降解膜帶其最低成本的達0.13元/個。相比較其他塑料袋,其個體成本雖說相差不大。但膜帶作為日常需求用品,其日使用量依舊巨大。導致了大量的商家雖然知曉應該為環保獻出一份力量。但是,在個體生存和既得利益條件的驅使下,依舊選擇價格更實惠的塑料袋,放棄成本較大的生物膜袋。

(二)產品特色過少

生物膜袋雖有“生物”二字,但其特色較少,沒有突出的特點,讓人們無法從外觀上就分辨出其為可降解膜袋。失去了外觀可辨別性,大家的關注點自然就變成了生物可降解膜袋是否真的可降解。從而沒有給生物可降解膜袋一個可以滋生的土壤。

(三)市場不正當競爭加劇

當今社會,市場經濟體制的條件下,各個店家紛紛打起了價格戰,為了可以讓消費者多進商店進行購物,紛紛出奇招,怪招,紛紛送禮。其中免費給予的塑料袋變成了大家手中的方便之物。且個體經營戶占主體的情況下,往往為了節約成本,不使用生物可降解膜帶。也就壓縮了生物可降解膜袋生存的空間。導致了生物可降解膜袋推廣難的局面。

(四)宣傳力度不夠

雖然環保已經成為了大家的口頭禪。但是,生物可降解膜袋的普及面卻遠遠沒有環保的普及面廣。大多數消費者或群眾,往往只是聽說過生物可降解膜袋,卻沒有去了解,沒有去實際使用過。所以,宣傳力度不夠,導致了消費者對于產品的不信任,從而抑制了生物可降解膜袋的推廣程度。

二、生物可降解膜袋突破困境的方法

(一)增加產品內涵

增加生物可降解膜袋的內涵,如“環保DIY”,使得生物可降解膜袋更加具有特色,使得消費者能夠一眼就辨別的出產品便是生物可降解膜袋。從而使得商戶對于生物可降解膜袋對于自身沒有帶來利益的問題得到一部分緩解。

(二)權威機構給予身份證明

從調查中發現,大量的消費者還是對生物可降解膜袋的可信度打了一個大大的問號,基于這一點,權威機構應該在確定其可降解的情況下盡快頒發證明,減小生物可降解膜袋的阻力,最大限度的消除消費者的不確定心理。

(三)強制法令支持環保

政府或者相關機構應該加強環境立法,從法律的基礎上解除不利于環保事業發展的土壤滋生。讓小型企業或者是個體戶看到政府支持環保事業的決心和力量。從而擴大了生物可降解膜袋的生存空間。使得生物可降解膜袋可以真正做到“飛入尋常百姓家”。

(四)大型商家起表率作用

在個體經營遍地開花且因為經營者觀念和利己思想還在不斷阻礙環保事業發展的基礎上,大型商場或者企業應該主動承擔社會責任,積極為環保事業貢獻自己的一份力量。帶頭使用生物可降解膜袋,并且做好一系列的公共關系活動,在提升自身企業形象的基礎上,還可以使個體戶或者小型企業看到大企業的表率性和其使用生物可降解膜袋之后所產生的效果。從而刺激一部分小型企業或者個體商戶使用生物可降解膜袋,逐步的以點到面,從而擴大生物可降解膜袋的影響力。

參考文獻

[1]邱威揚,邱賢華,王飛鋪.淀粉塑料可降解塑料研究與應用[M].北京:化學工業出版社,2003.1-5.

[2]汪如郎.塑料短期震蕩為主長期上漲趨勢不變[J].富池研究,2010,(9):25.

可降解塑料研究范文3

關鍵詞:高分子材料 可降解 生物

1、前言

現代材料包括金屬材料、無機非金屬材料和有機高分子材料三大類。20世紀后,合成高分子材料的研究迅速增加,給人們生活帶來了巨大的便利。隨著高分子材料在各個領域的大量應用, 廢棄的高分子材料對環境的污染已成為世界性的問題。治理白色污染和尋找新的友好型非石油基聚合物是當前全球關注的問題。 生物降解材料正是治標又治本的有效途徑,也是我國可持續發展的需要。

2、生物降解機理

高分子材料的降解分為光降解與光學化降解、機械化學降解、熱降解與熱學化降解、臭氧引發降解、離子降解、輻射分解降解以及生物降解等。生物降解是指高分子材料通過溶劑化作用、 簡單的水解或酶反應,以及其他有的機體轉化為相對簡單的中間產物或小分子的過程。

高分子材料的生物降解過程可分為 以下4 個階段:水合作用、強度損失、物質整體化喪失和質量損失。依靠范德華力和氫鍵維系的二次、三次結構的破裂而引發的高分子水合作用以及可能因化學或酶催化水解而破裂的高分子主鏈使高分子材料的強度降低。對交聯高分子材料強度的降低,可能由于高分子主鏈、外懸基團、交聯劑的開裂等造成。高分子鏈的進一步斷裂會導致分子量降低和質量損失。最后分子量足夠低的小段分子鏈被酶進一步代謝為二氧化碳、水等物質??傊?, 生物的降解并非是單一機理,而是一個復雜的生物物理、生物化學的協同作用, 還是一個相互促進的物理化學過程。目前為止,除了生物降解外,高分子材料在機體內的降解還被描述為生物吸收、 生物侵蝕及生物劣化等。

3、生物可降解高分子材料的應用

生物可降解高分子材料的應用范圍很廣,可用于農業、園林、水產以及裝潢、包裝、衛生、 化妝品等領域,由于成本等因素,目前研究多集中在生物醫療工程領域。

3.1農業、園林、土木等用材

農業、園林、土木等用材包括苗圃用膜材、樹根包裝袋、防草用地膜、多功能卷材、坡面防護綠化卷材等。各種膜材和功能片材的使用時間不同,有的要求 1 個季節,有的最少要求 1- 3 年,例如:在樹苗培植的幾年時間里,用于植樹方面的材料最終慢慢降解回歸土壤. 目前,一些先進的農業國家不斷投資建造以家畜糞或農業廢棄物為原料的堆肥生產裝置,農用等可降解塑料也可通過這些裝置回歸自然.

3.2裝潢、衛生、生活、雜品

裝潢、衛生、生活、雜品、醫療用材包括地毯墊布、包裝袋、壁紙、帽子、內衣、餐巾紙、桌布、茶葉袋等等。以上大多數都是一次性用品,用后掩埋或燃燒均無毒氣產生,還可以與其他有機廢棄物一起變為堆肥, 回歸自然。值得一提的是,一些具有生物體適應性的生物可降解高分子材料,可以廣泛地應用于與生物體相接觸的地方,今后還將研究出更廣泛的用途.例如:一種稱為 “自由樹脂” 的材料,能在60℃熱水里化成一團軟泥,可以加工成各種形狀的裝飾品、玩具、文具等。冷卻后,有足夠的強度并長期不變形,再加熱后又可以形成新的造型。

3.3包裝工程中的應用

在包裝行業中,高分子材料的應用越來越多,但是大量廢棄的包裝材料給環境造成了巨大污染。僅靠減少使用量是不能根本地解決問題的,采用降解性高分子才是可行的辦法。目前,各種包裝材料中聚乳酸具有最大、最有潛力的應用市場。聚乳酸的阻氣阻水性、可印刷性及透明性良好, 并且其基本原料乳酸是人體固有的物質之一,對人體無毒無害,在食品包裝市場上有很大的前景。

很多大公司都看好這種新型的環保材料??煽诳蓸饭驹邴}湖城的冬奧會上用了50萬只聚乳酸塑料制成的一次性杯子,這些杯子只需40天就可在露天的環境下消失得無影無蹤。

3.4生物醫學領域

生物可降解材料在醫學領域上的應用原理是在機體生理條件下,通過水解或酶解,從大分子的物質降解為對機體無損害的小分子物質或者是小分子物質在生物體內自行降解,最后通過機體的新陳代謝完全吸收和排泄出去,對機體不產生任何毒副作用。生物降解材料已被廣泛用于人造皮膚、縫合線、體內藥物緩釋劑和骨固定材料等外科手術中。聚丙烯、尼龍及聚酯纖維等合成纖維制成的醫用縫合線不能被機體吸收,會產生排異的現象,而且在傷口愈合后還要進行再次手術才能去除。采用聚L-丙交酯(PLLA)、聚乙交酯及其共聚物等制成的外科縫合線,可在傷口愈合后自動降解并被生物體所吸收,無需拆線,現已商業化。用生物可降解的高分子材料制成的人造皮膚可應用于治療燒傷換皮等場合。另外,在治療過程中還可將抗生素類藥物及骨生長調節蛋白、骨生長因子等植入材料中,可以防止感染并促進骨愈合,控制藥物在體內的釋放速率,使藥物在體內能夠保持有效的濃度,減小或消除副作用,尤其是在植入或附于病區時,則更能顯示其優越性。微膠囊技術在控制藥物定時釋放、增加藥物的穩定性、降低藥物毒副作用和有效利用率等方面具有積極意義。

4、生物可降解高分子前景展望

目前,生物降解聚合物的開發與應用還存在一些問題,國內外普遍承認,降解塑料比同類現行塑料的產品價格要高許多。聚合物的降解性必然會損害產品的持久性,也會在一定程度上降低它的力學性能,從而限制生物降解聚合物的應用范圍。盡管如此,隨著環保法規的完善和人們環保意識的增強,生物降解聚合物市場繼續增長,尤其是在包裝材料、塑料薄膜、醫用材料等領域的應用。然而就目前研究的成果而言,欲使其普遍使用仍需經過較長的時間。開發低成本、 具有降解時控性和高效性的生物塑料是這一領域以后研究的主要方向。

可降解塑料研究范文4

據環境專家介紹。為解決塑料制品給環境造成的嚴重污染問題。近年來,科學家們和國際同行合作,一直試圖研制和完善各種可生物降解塑料,但就目前而言,世界各國生產的可生物降解塑料所使用的原料不一,有的含有纖維素,有的含有淀粉和人造聚合物,還有些含有亞麻、椰子殼等天然纖維。然而。不管怎樣。這些所謂的可生物降解塑料都不能被100%地完全降解,而且降解程度和降解所需時間均與周圍溫度、濕度、土質等有直接關系。

外國專家表示。他們的研究目標是生產能夠完全變成肥料的可降解塑料,但即便如此,由于這些塑料的成本比普通塑料高出2―3倍,除了用于農業薄膜外??缮锝到馑芰显诙唐趦冗€不能完全取代普通塑料。這就需要研究經焚燒處理后不對空氣造成污染的塑料,并提高人們的環保意識。

經過多年努力,目前法國市場上銷售和使用的塑料袋基本是可以焚燒的。即燃燒后不產生或產生較少有害氣體的塑料袋。但是。這些塑料制品體積大。重量輕,給焚燒處理工作帶來了一定難度。為此。法國各有關部門經常通過各種途徑號召人們重復多次使用同一塑料袋。與此同時,法國各種報刊和新聞媒體也經??d和播出一些有關塑料的基本常識,告誡人們隨地亂扔塑料袋的各種危害和塑料回收的重要意義。

在法國某連鎖超市的塑料包裝袋上,醒目地畫著一個大燈泡,上面寫著:請不要隨地亂扔此袋,把它放進垃圾箱回爐后,它產生的能源可以使一只60瓦的燈泡照明10分鐘。在包裝袋的另一側,又寫道:在我們的商店里。這個袋子為您提供包裝服務;回到家。它能作為您的垃圾袋,最后,您可以把它放到垃圾箱里。讓它轉化成其他能源。

目前,無論是在美洲、歐洲還是非洲,許多國家和地區都在出臺各種政策法規限制使用塑料購物袋。其中,比較普遍的做法是使用替代性可降解產品、收取處理費、設置回收箱以及對違反者進行罰款等。下面。我們列舉一下國外限制塑料袋使用的主要做法和經驗。

美國:據了解。目前美國的部分城市已經出臺法令,全面禁止使用塑料袋。據美國當地媒體報道,舊金山市議會2007年3月27日以10票贊成、1票反對的投票結果通過了禁止超市、藥店等零售商使用化工塑料袋法案,從而成為通過此類環保法案的第一個美國城市。法案規定。舊金山的超市和藥店等零售商只允許向顧客提供紙袋、布袋,化工塑料袋被嚴格禁止。

加拿大:加拿大馬尼托巴省的利夫拉皮茲是北美首個禁止使用塑料購物袋的城鎮。這個人口不到550人的小鎮規定。消費者購物需自帶可重復使用的購物袋,所有購物場所不得向顧客提供塑料購物袋,違反規定者將被處以最高達1 000加元的罰款。

德國:德國的大多數商店讓消費者自行選擇是使用塑料袋還是帆布或棉布購物袋――當然這是要花錢的。塑料袋根據大小來收費。從0.05歐元到0.5歐元不等。帆布袋或棉布袋售價不到1歐元。而不管顧客是否使用塑料袋,所有向消費者提供塑料購物袋的商店都要繳納回收費。

瑞典:瑞典政府鼓勵塑料袋生產商開發更環保的綠色購物袋,國內兩大超市連鎖店都向顧客提供紙袋和可重復使用的布袋。

愛爾蘭:從2005年3月4日開始采取環保措施,對每一個塑料購物袋征收相當于13美分的稅,所收資金全部納入環?;鹩糜诃h境保護項目。實踐表明。這種做法對遏制白色污染非常有效。塑料袋使用量驟降了90%。同時,該稅收還為愛爾蘭的環保項目籌集了一筆可觀的資金。

可降解塑料研究范文5

關鍵詞:高分子材料  可降解  生物

        我國目前的高分子材料生產和使用已躍居世界前列,每年產生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進行生物可降解,以盡量減少對人類及環境的污染。生物可降解材料,是指在自然界微生物,如細菌、霉菌及藻類作用下,可完全降解為低分子的材料。這類材料儲存方便,只要保持干燥,不需避光,應用范圍廣,可用于地膜、包裝袋、醫藥等領域。生物可降解的機理大致有以下3 種方式: 生物的細胞增長使物質發生機械性破壞; 微生物對聚合物作用產生新的物質;酶的直接作用,即微生物侵蝕高聚物從而導致裂解。按照上述機理,現將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。

        1、生物可降解高分子材料概念及降解機理

        生物可降解高分子材料是指在一定的時間和一定的條件下,能被微生物或其分泌物在酶或化學分解作用下發生降解的高分子材料。

        生物可降解的機理大致有以下3種方式:生物的細胞增長使物質發生機械性破壞;微生物對聚合物作用產生新的物質;酶的直接作用,即微生物侵蝕高聚物從而導致裂解。一般認為,高分子材料的生物可降解是經過兩個過程進行的。首先,微生物向體外分泌水解酶和材料表面結合,通過水解切斷高分子鏈,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物攝入人體內,經過種種的代謝路線,合成為微生物體物或轉化為微生物活動的能量,最終都轉化為水和二氧化碳。

        因此,生物可降解并非單一機理,而是一個復雜的生物物理、生物化學協同作用,相互促進的物理化學過程。到目前為止,有關生物可降解的機理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在機體內的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關外,還與材料溫度、酶、ph值、微生物等外部環境有關。

        2、生物可降解高分子材料的類型

        按來源,生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類,有醫用和非醫用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。

        2.1微生物生產型

        通過微生物合成的高分子物質。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖,具有生物可降解性,可用于制造不污染環境的生物可降解塑料。如英國ici 公司生產的“biopol”產品。

        2.2合成高分子型

        脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點低,強度及耐熱性差,無法應用。芳香族聚酯(pet) 和聚酰胺的熔點較高,強度好,是應用價值很高的工程塑料,但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定結構的共聚物,這種共聚物具有良好的性能,又有一定的生物可降解性。

        2.3天然高分子型

        自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質素等均屬可降解天然高分子,這些高分子可被微生物完全降解,但因纖維素等存在物理性能上的不足,由其單獨制成的薄膜的耐水性、強度均達不到要求,因此,它大多與其它高分子,如由甲殼質制得的脫乙?;嗵堑裙不熘频?。

   2.4摻合型

        在沒有生物可降解的高分子材料中,摻混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得產品具有相當程度的生物可降解性,這就制成了摻合型生物可降解高分子材料,但這種材料不能完全生物可降解。

        3、生物可降解高分子材料的開發

        3.1生物可降解高分子材料開發的傳統方法

        傳統開發生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學合成法和微生物發酵法等。

        3.1.1天然高分子的改造法

        通過化學修飾和共混等方法,對自然界中存在大量的多糖類高分子,如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足,但一般不易成型加工,而且產量小,限制了它們的應用。

        3.1.2化學合成法

        模擬天然高分子的化學結構,從簡單的小分子出發制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,這些高分子化合物結構單元中含有易被生物可降解的化學結構或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段。化學合成法反應條件苛刻,副產品多,工藝復雜,成本較高。

        3.1.3微生物發酵法

        許多生物能以某些有機物為碳源,通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發酵法合成產物的分離有一定困難,且仍有一些副產品。

   

;     3.2生物可降解高分子材料開發的新方法——酶促合成

        用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶學的發展,酶在有機介質中表現出了與其在水溶液中不同的性質,并擁有了催化一些特殊反應的能力,從而顯示出了許多水相中所沒有的特點。

        3.3酶促合成法與化學合成法結合使用

        酶促合成法具有高的位置及立體選擇性,而化學聚合則能有效的提高聚合物的分子量,因此,為了提高聚合效率,許多研究者已開始用酶促法與化學法聯合使用來合成生物可降解高分子材料

        4、生物可降解高分子材料的應用

        目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解決環境污染問題,以保證人類生存環境的可持續發展。通常,對高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法,但這幾種方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物醫用材料。目前,我國一年約生產3000 多億片片劑與控釋膠囊劑,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是傳統的糖衣片,而國際上發達國家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我國的片劑制造水平與國際先進水平有很大的差距。國外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素,羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。

參考文獻:

可降解塑料研究范文6

關鍵詞:白色污染

在現實生活中,人們隨意拋棄的白色廢舊塑料包裝制品(如塑料袋、塑料薄膜、農用地膜、快餐盒、飲料瓶、包裝填充物等)飄掛在樹上、散落在路邊、草地、街頭、水面、農田及住宅周圍,這種隨處可見的污染現象,稱為“白色污染”?!鞍咨廴尽闭茐闹覀兊纳姝h境,威脅著我們的身體健康。

1、廢舊塑料包裝制品的危害

塑料制品的廣泛使用,確實給人們帶來了不少方便,但由于人們對廢舊塑料造成的環境污染缺乏足夠的認識,將用過的廢舊塑料制品隨意丟棄,給環境造成了嚴重危害。這種危害主要有兩種:即“視覺污染”和“潛在危害”。

所謂“視覺污染”,是指塑料袋、飯盒、杯、碗等一次性不可降解塑料制品散落在城市、旅游區和河流水面等,給人們的視覺帶來不良的刺激,影響城市和風景點的整體美感。

所謂“潛在危害”,是指聚乙烯等塑料原料是人工合成的高分子化合物,分子結構非常穩定,很難被自然界的光和熱降解,并且自然界幾乎沒有能夠消化塑料的細菌和酶,難以對其生物降解,所以塑料埋在土壤里可能會二三百年不腐爛。正是因為塑料降解時間長,潛在的危害才更大。不可降解塑料制品進入土壤里,會影響土壤內的物、熱的傳遞和微生物生長,改變土壤的特質。作為生活垃圾進入垃圾場填埋或散落在田野進入土壤后,廢塑料制品混在土壤中影響農作物吸收養分和水分,導致農作物減產。廢棄在地面和水上的廢塑料袋,容易被馬、牛、羊等動物當作食物吞入,塑料袋在動物腸胃里消化不了,導致動物腸胃肌體損傷和死亡,在動物園、牧區、農村和海洋,這種現象屢見不鮮。目前大多數人對“白色污染”的潛在危害缺乏清醒的認識。

2、廢舊塑料包裝制品的治理對策

造成污染的主要原因是塑料垃圾沒有得到妥善的管理和處理,如:城市環衛基礎設施拖欠帳多,垃圾收集容器、處理設施嚴重不足;垃圾未分類收集,能回收的未回收利用;垃圾的最終處置方式基本上停留在堆放或淺埋的水平;一些城鎮將江、河、湖岸作為天然垃圾場;在交通,旅游等窗口行業,除鐵路系統外,還沒有建立起與生產經營相配套的垃圾收集系統,對經營過程中產生的垃圾放任自流;管理薄弱。

對塑料包裝廢棄物缺乏相關法規,以及人們的環境意識比較淡薄,造成濫用和隨意亂扔亂倒和現象相當普遍所致,并非塑料材料本身的責任。

治理污染是一個系統工程,需要通力合作,需要廣大群眾的積極配合。

一是利用各行政單位和組織、新聞媒介,學校教育等多種形式廣泛宣傳,普及有關知識,大力宣傳造成白色污染的原因及其危害。提高公眾環保意識,積極參與廢塑料的回收,提倡使用有利于環境保護的包裝材料,減少包裝,節約資源,不用或者少用一次性包裝產品。提供垃圾分類回收,制止隨手丟棄垃圾,減少垃圾產生量。

二是限制或禁止使用難以收集處置的一次性塑料包裝物。在形成污染的廢舊塑料中,幾乎全部為塑料包裝物,尤其是一次性發泡塑料餐具和一次性超薄塑料袋等。前者由于重量輕、體積龐大,清洗困難等原因造成回收成本高、難以有效利用。后者,由于使用面非常廣、很薄等原因造成環境中污染物隨處可見,回收困難。因此,限制或禁止使用難以收集、處置的一次性塑料包裝物,減少和控制使用塑料包裝材料。

三是政府部門可以出臺一些有關政策和措施限制生產和銷售,號召人們行動起來,用手中的布袋子代替用量很大的塑料袋,達到控制和減少“白色污染”的目的。

四是提高人們的環境意識,大城市居民的環保觀念雖比前幾年有所提高,開始關注環境問題,但還沒有落實到自身的行動上,隨手拋棄廢棄物,亂倒,亂扔生活垃圾的行為隨處可見。新聞媒介的報導應加強對居民日常行為的引導教育。產生塑料廢棄物的生產、經營單位要增強責任感,充分認識到自身應履行的義務。

3、廢舊塑料包裝制品的利用

在管理上一是要對塑料包裝廢棄物進行立法。國家頒布的《中華人民共和國固體廢棄物處理法》,其中對一次性塑料包裝材料和制品、塑料地膜等明確規定應當采用回收利用、易處置或在自然環境中易降解的產品。國家環??偟摹豆腆w廢棄物污染環境防治法實施條例》,對有關包裝廢棄物的原則規定做了進一步的細化。二是強制生產者回收包裝廢棄物的試點。從1997年開始,國家選擇北京、天津兩市作為試點,要求生產一次性發泡塑料餐具的企業按一定比例回收使用后的餐具。具體收集、處理工作由回收公司承擔。生產企業根據各自的產量向回收公司交納收集處理費。十幾年來,此項工作進展比較順利,北京市的回收率已達60%,天津市已達50%。

在技術方面要運用科技手段,借鑒國外3RID,采用減量、回收再用、再生利用、降解等措施,達到省資源化(減容、減量)、再資源化(回收利用)、無害化(可降解)的目的。

(1)省資源化(減容、減量)

省資源化即減容、減量,是減少或抑制塑料廢棄物的產生量,包括少用,即可用可不用的盡量不用或少用;或通過填充天然有機材料或無機材料,減少塑料用量,不僅節省有限資源,也可減少污染;或通過提高產品質量、增加功能,延長壽命,一物多用,減少一次性的塑料包裝的消費量;減薄,即在保證應用性能前提下,通過改變原材料配方和產品結構設計,使產品達到輕量化,薄壁化;減容,即通過壓實、溶解、消泡等方法減少塑料廢棄物的體積,以及開發適量包裝,抑制過剩包裝等。

(2)再資源化(回收利用)

再資源化即回收利用,不僅僅是一個技術問題,而更重要的是包括從立法、回收、生產、檢驗、銷售等一整套系統工程問題,是各國積極開發,保證國民經濟持續發展,經濟、資源、環境相互協調的有效方法,從塑料廢棄物總體而言,相當一部分是易回收利用的。但對一次性塑料廢棄物而言,必須根據各地廢棄物的種類、質量、數量、流向及處理方法,易回收又具有回收利用價值、經濟合算的應盡最大力度去回收、利用,包括材料、熱能、燃料油、化學品等,這不僅僅有利于保護環境,而且從節約地球有限資源,有效利用再生資源的角度均具有重大意義。但目前回收利用無論在廢棄物的分類、收集、回收體系的建立,高效回收技術和設備的研制開發以及回收料的產品方向等均會面臨許多技術經濟方面的難題,待于政府和民間加科技投入,能力合作作為重點問題研究解決。

(3)無害化(可降解)

在現實生活中,有許多一次性塑料廢棄物是很難收集的,如堆肥袋、垃圾袋、超市和早市用的輕型塑料包裝袋、中餐餐具、地膜等,這些領域可采用降解塑料就比較適宜。

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