可降解材料（PHA）的應用及其對環(huán)境的影響

PHA是由很多細菌合成的一種胞內聚酯，在生物體內主要是作為碳源和能源的貯藏性物質而存在，它具有類似于合成塑料的物化特性及合成塑料所不具備的生物可降解性、生物相容性、光學活性、壓電性、氣體相隔性等許多優(yōu)秀性能。

PHA是一種完全可降解的新型生物材料，也是唯一完全生物合成的碳中和生物降解材料，PHA制品進入海洋后，約1~3年即可實現完全自然降解，相比普通塑料動輒數百年的降解周期大大加速。同時，純的PHA產品對海洋和陸地動物無害，甚至可以被動物食用。

目前，應用最廣泛的可降解塑料PBAT和PLA均無法實現自然降解，都需要微生物參與經過一定溫度下的堆肥過程才能實現降解；而PHA具有自發(fā)的生物可降解性，無需堆肥即可在自然環(huán)境下降解，且降解時間可控。

PHA在淡水中穩(wěn)定，但可以在海水或者土壤中完全生物降解，主要是微生物種群通過PHA水解酶將PHA降解為自己需要的營養(yǎng)物質。并且，降解速度較其他生物材料更快，對環(huán)境也沒有二次污染，可以代替諸多一次性產品的石油塑料作為大多數物品的包裝材料。

PHA材料的特性：

PHA是一類生物降解塑料材料，具有許多優(yōu)異的特性，包括但不限于以下幾點：

1、高生物基和低碳足跡：PHA材料主要由微生物通過發(fā)酵生產，因此具有高生物基特性，對環(huán)境的碳足跡也較低。

2、優(yōu)異的生物可降解性：一般的生物可降解材料需要在堆肥條件下才能降解，而PHA具有自發(fā)的生物可降解性，無需堆肥即可在自然環(huán)境下降解，包括海水中的降解速度較快，不會對海洋環(huán)境造成長期危害。

3、食品接觸安全性：PHA材料符合食品接觸安全標準，可以安全用于食品包裝等與食品直接接觸的場合。

4、水氣阻隔性：天然的或合成的生物可降解的高分子材料往往有很高的水蒸氣透過性，這在食品保鮮中是不利的。而PHA則具有良好的氣體阻隔性，使其可能應用在較長時間的鮮品保鮮包裝上。PHA在這一點上的性能是完全可以和PET、PP等產品相似的。

5、耐高溫熱性：部分PHA材料具有較好的耐高溫性能，可以用于制作耐高溫的塑料制品。

6、易染色性：對于分散染料和陽離子染料，具有很好的移染性和色牢度。

7、降解后對環(huán)境友好：PHA材料在降解后不會產生有害物質，對環(huán)境友好，有利于動植物生長，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

8、生物相容性：PHA在生物體內降解產物主要是小分子低聚物，或者是單體成分。對生物無毒無害，也不會引起排異反應。因此，可以應用于人造骨骼、藥物緩釋劑等醫(yī)藥領域。

PHA材料的應用領域：

作為市場上生物可降解材料中的的“明星產品”，PHA因其優(yōu)良的材料性能，在下游應用場景十分廣泛，可應用在包裝、農業(yè)、醫(yī)學、工業(yè)等領域，對于減少環(huán)境污染和推動可持續(xù)發(fā)展都有著積極的作用。具體應用如下：

1、環(huán)保包裝領域
如可降解塑料、可降解垃圾袋、購物袋、一次性餐盒等，利用其良好的生物降解性、分解產物可全部被生物利用。

2、農業(yè)領域
農業(yè)藥物的緩釋載體、化學肥料、除草劑、殺蟲劑等;利用的是PHA的水解性;生物降解性。

3、醫(yī)學領域
縫線、修復裝置、維修補丁、繃帶、心血管補丁、骨科針、防粘連膜、支架、引導組織修復/再生設備、關節(jié)軟骨修復支架、神經導管、肌腱修復裝置、脊髓支架、人造食道及傷口敷料；

4、工業(yè)領域
剃須刀、器皿、尿布、女性衛(wèi)生產品、化妝品容器、杯子、醫(yī)療器械手術服、家居裝飾材料、地毯、包裝袋、堆肥袋等;利用其生物降解性;生物相容性;

5、其他領域
化學品、工業(yè)酶制劑、食品、醫(yī)藥、能源、環(huán)境治理等等。

PHA作為全生物基環(huán)?？山到庑虏牧希谒芰闲袠I(yè)中具有巨大的潛力和市場前景。它不僅能解決傳統塑料帶來的環(huán)境問題，還能為可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。相信在不久的將來，PHA技術將會在更多領域得到應用，為環(huán)保事業(yè)注入新的活力。一起攜手開啟綠色環(huán)保新時代！

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