Page 40 - 《橡塑技术与装备》2021年16期（8月下半月塑料）
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橡塑技术与装备（塑料）                            CHINA RUBBER/PLASTICS  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT (PLASTICS)

                 PHBV 由 BV（Hydroxybutyrate  羟基丁酸酯）和            塑料，可分为淀粉基塑料、纤维素基塑料和蛋白质基
             HV（Hydroxyvalerate 羟基戊酸酯）两种单元具有同                  塑料   [13] 。淀粉中有较多羟基使其分子内及分子间有
             二晶质（共同组成晶胞），当 HV 含量在 40% 以下时                      着极强的氢键，由此热塑性差，热不稳定物质，在一
             是 PHB 的晶型，在 50% 以上时是 PHV 的晶型。                     定条件下加热会分解焦化，而通用树脂和一些可生物
                 PHBV 由 BV 和 HV 两种单元组成的，两种单元                   降解合成树脂机型很小，为疏水性物质，两者结构和
             比例不同也是导致 PHBV 的性能变化。随 HV 在材料                      极性相差悬殊，相容性差，为使淀粉颗粒更好地在合
             中比例增加，PHBV 抗冲击性能改善、韧性和饶性增                         成树脂中分散，必须采用改性处理措施增容。使淀粉
             加，PHBV 的断裂伸长率 250%~350%，PHBV 的力                   增 容 有 ：物 理 改 性 和 化 学 改 性   [14~15] 。 物 理 改 性 指 淀
             学性能得到很大的改善，生物降解速度提高。原则上                           粉细化，通过挤压机破坏淀粉结构或加偶联剂、增塑
             PHBV 通过改性后，从而扩大了 PHBV 应用范围，复                      剂、结构破坏剂（如水、碱金属氢氧化物）等添加剂
             合材料中各组分互相弥补彼此的缺陷，增强材料综合                           以增强淀粉与合成塑料（如 PP 等）或天然聚合物（如
             性能。目前主要有物理改性和化学改性两种                  [4]          PLA、PCL）的相容性。化学改性使淀粉增塑改性方
                 聚羟基丁酸茂酸酯 PHBV 是近 20 多年迅速发展                    法有酯化、羟烷基化或接枝共聚、醚化、交联改性等
             起来的通过生物工程制备的已经商品化的生物高分子                           [16] 。目前国内外淀粉改性也取得了较好地应用。
             材料，PHBV 与 PLA 一样具备很好的生物可降解性，                      1.3 纤维素（Cellulose）
             生物相容性和塑料加工性能。可作为生物医用材料和                               纤维素是天然高分子化合物，基本结构单元是 D-
             生物可降解包装材料，是近年来生物材料领域最为活                           吡喃葡萄糖基（即失水葡萄糖），由碳（44.44%）、氢
             跃的研究热点。PHBV 具备更好地塑料热加工性能，                        （6.17%）、氧（49.39%）三种元素组成，化学结构的
             应用于食品包装、化妆品、医药、卫生及农业等行业。                          分子式 (C 6 H 10 O 5 )n，n 为聚合度。分子量约 600  000~
             PHBV 在医用器材上做成医用外科手术线缝合伤口、                         1  500  000  ，聚合度从几百至 1  500 左右     [17~21] 。纤维
             药用胶囊等     [5~7] 。                                 素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植
             1.2 淀粉                                            物界碳含量的 50% 以上。棉花的纤维素含量几乎接近
                 淀粉是高分子碳水化合物，是由葡萄糖分子聚合                         100%，是最纯纤维素来源。在其他材料中木材纤维素
             而成的。其基本构成单位为 α-D- 吡喃葡萄糖，分子                        占 40~50%，还有 10%~30% 的半纤维素和 20%~30%
             式为 (C 6 H 10 O 5 ) n 。淀粉来源丰富、价格便宜，通常以             的木质素    [22] 。
             颗粒形式存在于玉米、小麦、大米和土豆等大量植物                               纤维素作为一种天然的可再生高分子材料，大量
             中  [8] 。                                          存在于绿色植物中，是自然界取之不尽用之不竭的资
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                 干淀粉的密度在 1.514~1.520  g/cm 之间        [9] ，淀    源  [23] 。纤维素纤维包括天然纤维素纤维和再生纤维素
             粉分子内有大量的氢键，其溶解度很差，不溶于水和                           纤维。棉纤维是天然纤维的主体，目前仍占天然纤维
             各种溶剂，淀粉中含有大量的羟基存在，使其有了亲                           的 3/4 以上。棉纤维细长柔软，吸湿性好，可进行各
             水性但并不溶于冷水的特性，淀粉在水中加热到一定                           种染色和纺织加工，丝光处理或作其他改性处理等。
             温度会发生糊化反应。淀粉有直链和支链两种结构                            缺点是弹性和弹性恢复性差、易发霉、易燃                   [24] 。再生
             [10] ，前者为无分支的螺旋结构 ；后者以 24~30 个葡萄                  纤维素纤维是用木材、棉短绒、甘蔗渣、麻、竹类、
             糖残基以 α-1,4- 糖苷键首尾相连而成，在支链处为                       海藻等天然纤维素物质制成的纤维               [25] 。化学组分与天
             α-1,6- 糖苷键   [11] 。两种形式淀粉在性质有差别，直                 然纤维素纤维相同，做衣服穿着更加舒适、染色性更
             链淀粉可以制备柔软性好、强度高的薄膜和纤维，支                           优、手感柔软、具有优良的悬垂性和蚕丝搬的光泽，
             链淀粉则不能 ；直链淀粉难溶于水、容易凝沉，而支                          不起静电    [26] 。纤维素分子链中具有大量的羟基，能与
             链淀粉易溶于水并且水溶液稳定、不易凝沉，由此高                           许多的小分子化合物发生反应，对其进行改性。目前
             直链含量的淀粉适合于制备塑料，所得制品具有较好                           广泛应用于卫生巾、纸尿裤的生产等                [27] 。
             的机械性能     [12] 。                                  1.4 聚丁二酸已二酸 - 丁二酯（PBSA）
                 天然高分子与通用型合成高分子材料共混或共聚                             聚丁二酸 - 己二酸丁二酯（poly (butylene  succ
             以制取具有良好物理机械性能和加工性能的生物降解                           inate-co-adipate)，PBSA）是 90 年代初开发的一类

             ·20·                                                                            第 47 卷  第  16 期
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