Page 113 - 《橡塑技术与装备》2024年8期
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环保节能与安全                                                            彭强 等·可生物降解塑料研究进展


                Ren 等  [58]  以 PLA、乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）和茶               使用的局限性，PCL 支架具有出色的膨胀性能但其回
                多酚（TP）为原料，通过熔融共混制备了生物活性包                          弹比过高，而 PLA 支架由于其刚性而表现出不充分的
                装膜。研究表明，ATBC 和 TP 的加入增强了 PLA 的                    径向膨胀，但具有出色的回弹比。
                力学性能且 TP 的加入能够有效抑制金黄色葡萄球菌                         3.3 农用地膜
                和大肠杆菌，因此该共混膜作为可生物降解的食品包                               农用地膜常作为保护农作物免受气候变化影响、
                装材料有着潜在的应用前景。Burgos 等             [59]  将 PLA 和   保护土壤质量和减少杂草生长而使用。传统的地膜通
                聚-β- 羟丁酸（PHB）共混并加入乳酸低聚物（OLA）                      常使用高密度聚乙烯 (HDPE)、聚氯乙烯 (PVC) 等，
                作为增塑剂和香芹酚作为活性剂，制备了完全生物基                           但该类材料在使用后无法自然降解，地膜破碎老化后
                和可生物降解的活性膜。对其抗菌包装进行了性能测                           在土壤中造成残留影响土壤质量，回收利用困难极大
                试，研究表明复合膜对水蒸气表现出良好的阻隔性能，                          的增加了生产成本。而生物降解地膜在有氧条件下，
                而香芹酚的存在提高了复合膜的抗氧化和抗菌能力。                           仅产生 H 2 O、CO 2 等无污染物质，无需在作物收获中
                3.2 医用塑料                                          移除，节省了人力成本，因此可生物降解地膜有望替
                    随着社会的进步，在医疗领域对于塑料制品的使                         代传统塑料薄膜，广泛投入到农业生产之中，有关学
                用逐渐增多，而传统塑料由于存在添加剂和生物相容                           者对于可生物降解地膜作出了大量研究。
                性不好会对人体造成一定程度的损害，而可生物降解                               赵军等   [65]  分别对全生物降解地膜、普通塑料薄膜
                塑料具有低毒、生物相容性好、便于处理等优点逐渐                           和无覆盖地膜进行试验，研究不同地膜以及无地膜覆
                成为医疗领域内的首选材料。被广泛应用于手术缝合                           盖对棉花产量、土壤含水量以及土壤含盐量理化性质
                线、人造皮肤、骨科固定、组织工程等方面。                              的影响。结果表明，降解地膜产量和土壤含水量分别
                    传统的手术缝合线塑料为聚丙烯和尼龙，其无法                         高于普通地膜 13% 和 4%。
                被生物体吸收病人还需二次拆线增加了术后感染的风                               Candlen 等  [66]  将大豆废料和 PLA/PBAT 混合物
                险。而聚乙交酯 (PGA) 有着降解速度快，降解产物最                       进行混合制备了大豆填充可生物降解聚地膜。研究表
                终能完全排出体外而不对人体造成伤害等优势被应用                           明，大豆废料的加入使得 PLA/PBAT 的热分解温度从
                于手术缝合线的制造          [60] 。人造皮肤需要具备防止感              350 ℃降低至 250 ℃使得复合塑料更容易被生物降解，
                染、降低体内水分流失和促进皮肤生长等作用，所以                           表现出良好的热稳定性能和加工特性。
                需要较强的生物相容性塑料，当前人造皮肤的主流原                               Jiang 等  [67]  利用左旋聚乳酸 L-PLA（PLLA）和
                料为胶原蛋白和甲壳素等生物降解塑料                 [61] 。传统的骨      右旋聚乳酸 D-PLA （PDLA）合成了立体复合物（SC）
                固定材料大多数为金属，虽然金属的力学性能和理化                           微晶，再将 SC 和 PLA 共混吹塑成薄膜。研究表明，
                稳定性好，但其生物相容性低无法和生物体内组织相                           SC 的引入极大的提高了 PLA 的熔体稳定性和吹膜稳
                匹配。当前在在骨修复及组织工程领域，PGA、PLA、                        定性，为 PLA 农用地膜的使用拓宽了应用场景。
                PLGA、PCL、PHAs 及其改性塑料能够满足骨修复及                          Rocha 等  [68]  采用熔融共混法利用 CaCO 3 作为填
                组织工程所需条件，且对人体无害。Groppo 等                 [62]  采  料对 PBAT/PLA 生物降解地膜进行性能提升并降低成
                用电纺丝技术将 PCL 与羟基磷灰石混合制得聚己内                         本，结果表明当 CaCO 3 含量为 10% 时其弹性模量上
                酯 - 羟基磷灰石复合屏障膜，将其植入大鼠的亚临界                         升 36.5%，而随着 CaCO 3 含量的上升可降解地膜的的
                颅骨缺损模型中，90  d 后观察到聚己内酯 - 羟基磷灰                     最大标称应变也实现了增长，因此可将 CaCO 3 应用于
                石屏障膜组骨缺损几乎完全愈合，而对照组的骨缺损                           生产成本较低、柔性较强的 PBAT/PLA/CaCO 3 薄膜。
                依旧存在。庞秀炳等          [63]  以高乳酸含量的单体 PLGA
                为基体，添加高含量羟基磷灰石（HA）制成复合材料                          4 结语
                作为椎间融合器的基材。研究表明该复合材料具有高                               可生物降解塑料因其优异的生物降解性能，降解
                强度、高骨融合率和良好的骨诱导活性，可满足临床                           产物对环境无污染等特性，有效地抑制了传统塑料对
                应用要求，且能在体内完全降解吸收。Guerra 等                  [64]   环境的白色污染，近年来成为材料领域内的研究热点。
                用 PCL 和 PLA 分层的形式制备了一款双层血管支架，                     本文通过对近年来相关领域内学者的研究，对可生物
                结果表明，复合 PCL/PLA 支架可改善两种材料单独                       降解塑料的降解机理及因素、分类与应用进行了系统


                      年
                2024     第   50 卷                                                                      ·61·
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