鋼柱加固材料的生物降解性研究（特種鋼鋼的熔煉與表征）
鋼柱加固材料的生物降解性研究
引言
在建筑行業(yè)中，鋼柱加固材料的選擇對(duì)于結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性至關(guān)重要。隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和可持續(xù)發(fā)展理念的推廣，研究鋼柱加固材料的生物降解性變得尤為重要。生物降解性是指材料在自然環(huán)境中能夠通過(guò)生物作用逐漸分解為無(wú)害物質(zhì)的過(guò)程。這種特性不僅有助于減少環(huán)境污染，還能促進(jìn)資源的循環(huán)利用。以下是關(guān)于鋼柱加固材料生物降解性研究的相關(guān)信息。
生物降解性的重要性
生物降解性是衡量材料環(huán)境友好性的一個(gè)重要指標(biāo)。對(duì)于鋼柱加固材料而言，具備良好的生物降解性意味著在使用壽命結(jié)束后，這些材料能夠在自然環(huán)境中被微生物分解，最終轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)。這不僅有助于減少建筑廢棄物的產(chǎn)生，還能降低對(duì)環(huán)境的污染。
生物降解材料的研究現(xiàn)狀
目前，生物降解材料的研究主要集中在高分子聚合物和某些陶瓷材料上。例如，聚乳酸（PLA）等高分子材料因其良好的生物降解性和可塑性而在生物材料研究中受到關(guān)注。然而，這些高分子材料在強(qiáng)度和彈性模量方面存在不足，限制了它們?cè)诔兄亟Y(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。
鋼柱加固材料的生物降解性挑戰(zhàn)
盡管生物降解材料在其他領(lǐng)域取得了進(jìn)展，但在鋼柱加固材料的應(yīng)用中仍面臨一些挑戰(zhàn)。首先，鋼柱加固材料需要具備高強(qiáng)度和良好的耐腐蝕性，以確保建筑物的安全性和穩(wěn)定性。其次，生物降解材料在實(shí)際應(yīng)用中的降解速率需要得到精確控制，以免在建筑物使用期間過(guò)早失去效力。
結(jié)論
總的來(lái)說(shuō)，鋼柱加固材料的生物降解性研究是一個(gè)新興且具有重要意義的領(lǐng)域。雖然目前的研究主要集中在高分子聚合物和陶瓷材料上，但這些材料在鋼柱加固領(lǐng)域的應(yīng)用仍需克服一些技術(shù)和性能上的挑戰(zhàn)。未來(lái)的研究應(yīng)致力于開(kāi)發(fā)兼具高強(qiáng)度、耐腐蝕性和良好生物降解性的新型材料，以推動(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
鋼柱加固材料的環(huán)保替代品
生物降解材料在建筑中的應(yīng)用案例
鋼柱加固材料降解速率控制技術(shù)
高強(qiáng)度生物降解材料研發(fā)進(jìn)展
生物可降解特種鋼的熔煉與表征
生物可降解特種鋼的熔煉與表征 首頁(yè)專題庫(kù)PPT模板庫(kù)文檔定制熱門檢索牛人榜 5、，對(duì)于生物可降解特種鋼至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈兣c人體組織直接接觸。 2.活細(xì)胞毒性試驗(yàn)、組織相容性試驗(yàn)和動(dòng)物模型研究等生物相容性測(cè)試方法可用于評(píng)估材料是否對(duì)細(xì)胞和組織有害。 3.良好的生物相容性對(duì)于確保植入物在體內(nèi)植入后不會(huì)引起炎癥或其他不良反應(yīng)至關(guān)重要。 【生物降解性評(píng)估】:*1.生物降解性評(píng)估對(duì)于生物可降解特種鋼至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈冎荚陔S著時(shí)間的推移在體內(nèi)降解成無(wú)害的成分。 2.體外降解測(cè)試、體內(nèi)植入試驗(yàn)和生物降解產(chǎn)物分析等技術(shù)可用于評(píng)估材料的生物降解性。 生物可降解特種鋼耐腐蝕性研究生物可降解特種生物可降解特種鋼鋼的熔的熔煉煉與表征與表征生物可降解特種鋼耐腐蝕性研究主題名稱:生物可降解特種鋼耐腐蝕機(jī)理1.生物可降解特種鋼中的合金元素與基體材料之間形成保護(hù)性氧化物層，阻礙了腐蝕介質(zhì)的滲透。 2.氧化物層的穩(wěn)定性取決于合金元素的種類、含量和協(xié)同效應(yīng)，以及基體材料的microstructure。 3.腐蝕產(chǎn)物的形成和溶解速率影響氧化物層的穩(wěn)定性，從而影響耐腐蝕性能。 主題名稱:電化學(xué)測(cè)試評(píng)價(jià)耐腐蝕性1.電位極化曲線和阻抗譜分析可以表征生物可降解特種鋼的腐蝕電化學(xué)行為。 2.陽(yáng)極極化曲線的腐蝕電流密度反映了腐蝕速 《生物可降解特種鋼的熔煉與表征》由會(huì)員ji***81分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《生物可降解特種鋼的熔煉與表征》請(qǐng)?jiān)诮痄z頭文庫(kù)上搜索。
可降解金屬材料生物學(xué)性能及其在骨折內(nèi)固定中的應(yīng)用進(jìn)展_研究
可降解材料是生物材料研究的一個(gè)重要趨勢(shì)，目前臨床上常用的可降解材料有高分子聚合物和某些陶瓷材料。 但高分子材料存在強(qiáng)度不足，彈性模量低，不能作為骨折內(nèi)固定材料作用于承力部位，不能在骨折塊之間加壓，不能在X線下顯影，局部酸性產(chǎn)物，產(chǎn)生無(wú)菌性炎癥等問(wèn)題[1]。 其他的聚合物或陶瓷制成的可生物降解的植入物機(jī)械強(qiáng)度較弱，所以臨床上應(yīng)用較少[2]。 因此，針對(duì)上述缺點(diǎn)，研究生物可降解的金屬生物材料具有重要的意義，本文就目前研究熱門的可降解金屬生物材料進(jìn)行綜述。 1可降解鎂基合金在過(guò)去幾年中，對(duì)可生物降解金屬鎂(Mg)的研究相當(dāng)密集。 鎂是一種廣泛研究元素，特別是用于心血管支架和骨骼固定裝置。 鎂在人體中表現(xiàn)出較高的生物相容性，在生物降解過(guò)程中，鎂與鎂合金元素降解在體液中，沒(méi)有毒性，且鎂具有良好的成骨性能。 鎂基金屬作為一類新型可生物降解的醫(yī)用植入材料，其較常用的生物材料，具有很多獨(dú)到之處[3]。 鎂是密度最低的金屬之一[4]。 鎂是人類新陳代謝所必需的，而且在骨組織中天然存在[5]。 鎂是許多酶的輔因子，穩(wěn)定了DNA和RNA的結(jié)構(gòu)。 同時(shí)鎂在代謝過(guò)程中是必不可少的，其可以維持適當(dāng)?shù)难鼙趶埩?，參與肌肉收縮的調(diào)節(jié)，參與形成抗體，影響組織鈣化和許多其他過(guò)程[6-7]。 2013年，德國(guó)的Syntellix公司生產(chǎn)的MAGNEZIX鎂合金空心加壓螺釘首次取得歐洲CE認(rèn)證，正式應(yīng)用于臨床。 2015年，韓國(guó)UI公司生產(chǎn)的K-MET螺釘(Mg-Ca合金)取得韓國(guó)藥監(jiān)局(KFDA)認(rèn)證，批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床[8]。 但是鎂作為可生物降解的植入物，一個(gè)主要的缺點(diǎn)是過(guò)快的腐蝕速率[9]。 在骨骼還沒(méi)有完全愈合重建時(shí)，植入物即發(fā)生明顯的降解，機(jī)械性能也隨之降低，不能保證骨折斷端的穩(wěn)定性，影響骨折的有效愈合。 骨折治療中，有效的穩(wěn)定是骨折端正確增長(zhǎng)和損傷骨骼修復(fù)的重要條件。 內(nèi)固定物需要在骨組織愈合的3~4個(gè)月的時(shí)間內(nèi)保持機(jī)械完整性。 一些研究發(fā)現(xiàn)，純鎂在生理pH(7.4~7.6)的生理系統(tǒng)下和在高氯化物環(huán)境中腐蝕過(guò)快，在組織充分愈合之前就會(huì)喪失機(jī)械完整性，并在腐蝕過(guò)程中產(chǎn)生氫氣，氫氣產(chǎn)生的速率太快，不能被宿主組織處理。 未保護(hù)的鎂將緩慢地腐蝕為氫氧化鎂的灰色氧化膜。 這些氫氧化鎂的薄膜微溶于水，然而由于氫氧化鎂與Cl反應(yīng)，在水合生物環(huán)境中存在嚴(yán)重的腐蝕，形成高度可溶的氯化鎂和氫氣[10]。 目前，合金化和表面修飾是鎂基生物材料降低的腐蝕速率的主要方法[5，11]。 近年來(lái)臨床開(kāi)發(fā)了一些新的鎂合金用于醫(yī)療，主要是Mg-Ca，Mg-Zn，Mg-Mn，Mg-RE合金等[3-4]。 保護(hù)涂層旨在提高植入物的生物相容性/生物活性。 堿熱處理是一種簡(jiǎn)單但有效的選擇，其可以誘導(dǎo)植入物表面磷酸鈣仿生物的沉淀。 對(duì)照組未經(jīng)處理或僅進(jìn)行了堿性處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)照組完全降解。 2可降解鐵合金鐵是用作可生物降解植入的另一種材料。 研究和開(kāi)發(fā)了Fe-Mn14，F(xiàn)e-Pd15，F(xiàn)e-W16，F(xiàn)e-CNT16和Fe-C17合金[13]。 鐵的體內(nèi)研究已經(jīng)顯示出鐵的可降解性，以及未來(lái)在醫(yī)學(xué)應(yīng)用上的潛力。 鐵具有的優(yōu)點(diǎn)包括:(1)鐵離子(Fe2+)是身體的重要元素，是各種酶的重要組成部分。 (2)鐵還表現(xiàn)出中度和均勻的降解，這是可生物降解的支架所必需的，以避免器械在血管中的機(jī)械力不足[13]。 (3)鐵的機(jī)械性能也與316LSS和其他支架材料的機(jī)械性能相當(dāng)。 (4)良好的可視性[14]。 (5)良好的核磁共振(MRI)兼容性[15]。 然而，生理環(huán)境中純鐵的降解速度非常低。 預(yù)計(jì)完全吸收需要3~4年，甚至更長(zhǎng)時(shí)間[16]。 為了提高Fe基材料的吸收速率，Hermawan等[15]開(kāi)發(fā)一種Fe-Mn合金(Fe-35Mn)，其相對(duì)于純鐵的降解速率增加。 然而，與鎂相比，F(xiàn)e-35Mn的速率還是非常的低，甚至不在一個(gè)層次上。 對(duì)于許多臨時(shí)植入應(yīng)用來(lái)說(shuō)，其降解速度太慢。 理想的降解速率在Mg合金和Fe-35Mn合金之間[13]。 目前，對(duì)鐵的改進(jìn)，主要尋求加速降解速率的途徑，包括添加錳，磷和貴金屬[17]。 然而，在內(nèi)固定材料方面，目前Fe元素研究較少。 本課題組研發(fā)的一種人體可降解的耐蝕高強(qiáng)韌Zn-Fe-X系鋅合金及其應(yīng)用[18]，其合金材料中加入了Fe元素，可以明顯提高合金的強(qiáng)度，經(jīng)過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由其制備的內(nèi)固定系統(tǒng)可對(duì)犬下頜骨骨折提供穩(wěn)固的固定，具有良好的降解性能，血液中鋅離子未見(jiàn)明顯異常升高，對(duì)心、肝、腎及植入物周圍軟組織無(wú)毒性作用[19]。 3可降解鋅合金最近鋅被認(rèn)為是一種新型的生物降解金屬。 鋅是人體必需的微量元素。 已經(jīng)確定鋅在生長(zhǎng)中起重要作用，在刺激骨形成，礦化，并在保存骨量方面發(fā)揮著作用。 鋅被報(bào)道是一種高效和選擇性的破骨細(xì)胞骨吸收抑制劑。
建筑材料的生物降解性研究
建筑材料的生物降解性研究第一部分生物降解性的定義與評(píng)價(jià)指標(biāo)2第二部分建筑材料生物降解的機(jī)理與影響因素4第三部分建筑材料生物降解性的測(cè)試方法與標(biāo)準(zhǔn)7第四部分建筑材料生物降解性的應(yīng)用領(lǐng)域與前景10第五部分建筑材料生物降解過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境影響14
可降解金屬材料生物學(xué)性能及其在骨折內(nèi)固定中的應(yīng)用進(jìn)展
可降解金屬材料生物學(xué)性能及其在骨折內(nèi)固定中的應(yīng)用進(jìn)展 生物可降解材料是目前生物材料研究的前沿。 在內(nèi)固定領(lǐng)域，應(yīng)用較多的是聚乳酸(PLA)等高分子材料。 但這些高分子材料具有強(qiáng)度不足、不能作用于承力部位、局部酸性產(chǎn)物、產(chǎn)生無(wú)菌性炎癥等問(wèn)題。 鑒于上述問(wèn)題，近年來(lái)，可降解的金屬材料因?yàn)槠鋸?qiáng)度高、具有降解性而成為新的研究熱門。 本文分析鎂合金、鐵合金和鋅合金的生物學(xué)性能及作為可降解內(nèi)固定植入物的研究進(jìn)展。 骨折的恢復(fù)往往需要內(nèi)固定的輔助。 傳統(tǒng)的不可降解內(nèi)固定的彈性模量與天然骨組織的密度及彈性模量不盡相同，導(dǎo)致應(yīng)力屏蔽效應(yīng)、異物反應(yīng)等，常需要二次手術(shù)取出。 可降解材料是生物材料研究的一個(gè)重要趨勢(shì)，目前臨床上常用的可降解材料有高分子聚合物和某些陶瓷材料。 比如聚乳酸、磷酸鈣等。 其他的聚合物或陶瓷制成的可生物降解的植入物機(jī)械強(qiáng)度較弱，所以臨床上應(yīng)用較少[2]。 因此，針對(duì)上述缺點(diǎn)，研究生物可降解的金屬生物材料具有重要的意義，本文就目前研究熱門的可降解金屬生物材料進(jìn)行綜述。 1可降解鎂基合金 在過(guò)去幾年中，對(duì)可生物降解金屬鎂(Mg)的研究相當(dāng)密集。 鎂是一種廣泛研究元素，特別是用于心血管支架和骨骼固定裝置。 鎂的生物學(xué)特性和機(jī)械性能類似于骨。 鎂基金屬作為一類新型可生物降解的醫(yī)用植入材料，其較常用的生物材料，具有很多獨(dú)到之處[3]。 鎂是密度最低的金屬之一[4]。 鎂是人類新陳代謝所必需的，而且在骨組織中天然存在[5]。 鎂是許多酶的輔因子，穩(wěn)定了DNA和RNA的結(jié)構(gòu)。 同時(shí)鎂在代謝過(guò)程中是必不可少的，其可以維持適當(dāng)?shù)难鼙趶埩?，參與肌肉收縮的調(diào)節(jié)，參與形成抗體，影響組織鈣化和許多其他過(guò)程[6-7]。 2013年，德國(guó)的Syntellix公司生產(chǎn)的MAGNEZIX鎂合金空心加壓螺釘首次取得歐洲CE認(rèn)證，正式應(yīng)用于臨床。 2015年，韓國(guó)UI公司生產(chǎn)的K-MET螺釘(Mg-Ca合金)取得韓國(guó)藥監(jiān)局(KFDA)認(rèn)證，批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床[8]。 但是鎂作為可生物降解的植入物，一個(gè)主要的缺點(diǎn)是過(guò)快的腐蝕速率[9]。 在骨骼還沒(méi)有完全愈合重建時(shí)，植入物即發(fā)生明顯的降解，機(jī)械性能也隨之降低，不能保證骨折斷端的穩(wěn)定性，影響骨折的有效愈合。 骨折治療中，有效的穩(wěn)定是骨折端正確增長(zhǎng)和損傷骨骼修復(fù)的重要條件。 內(nèi)固定物需要在骨組織愈合的3～4個(gè)月的時(shí)間內(nèi)保持機(jī)械完整性。 一些研究發(fā)現(xiàn)，純鎂在生理pH(7.4～7.6)的生理系統(tǒng)下和在高氯化物環(huán)境中腐蝕過(guò)快，在組織充分愈合之前就會(huì)喪失機(jī)械完整性，并在腐蝕過(guò)程中產(chǎn)生氫氣，氫氣產(chǎn)生的速率太快，不能被宿主組織處理。 未保護(hù)的鎂將緩慢地腐蝕為氫氧化鎂的灰色氧化膜。 目前，合金化和表面修飾是鎂基生物材料降低的腐蝕速率的主要方法[5，11]。 合適的合金組合可以改善鎂基合金材料，是提高鎂的機(jī)械性能和耐腐蝕性的關(guān)鍵步驟。 近年來(lái)臨床開(kāi)發(fā)了一些新的鎂合金用于醫(yī)療，主要是Mg-Ca，Mg-Zn，Mg-Mn，Mg-RE合金等[3-4]。 保護(hù)涂層旨在提高植入物的生物相容性/生物活性。 Li等[12]已經(jīng)證明在pH9.3的NaHCO3-MgCO3堿性溶液中溫育99.9%的純鎂24h，隨后進(jìn)行773K10h的熱處理，最后放在模擬體液(SBF)中14d，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)處理后的材料沒(méi)有明顯的質(zhì)量損失。 對(duì)照組未經(jīng)處理或僅進(jìn)行了堿性處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)照組完全降解。 2可降解鐵合金 鐵是用作可生物降解植入的另一種材料。 研究和開(kāi)發(fā)了Fe-Mn14，F(xiàn)e-Pd15，F(xiàn)e-W16，F(xiàn)e-CNT16和Fe-C17合金[13]。 鐵的體內(nèi)研究已經(jīng)顯示出鐵的可降解性，以及未來(lái)在醫(yī)學(xué)應(yīng)用上的潛力。 鐵具有的優(yōu)點(diǎn)包括:(1)鐵離子(Fe2+)是身體的重要元素，是各種酶的重要組成部分。 (2)鐵還表現(xiàn)出中度和均勻的降解，這是可生物降解的支架所必需的，以避免器械在血管中的機(jī)械力不足[13]。 (3)鐵的機(jī)械性能也與316LSS和其他支架材料的機(jī)械性能相當(dāng)。 (4)良好的可視性[14]。 (5)良好的核磁共振(MRI)兼容性[15]。 然而，生理環(huán)境中純鐵的降解速度非常低。 預(yù)計(jì)完全吸收需要3～4年，甚至更長(zhǎng)時(shí)間[16]。 然而，與鎂相比，F(xiàn)e-35Mn的速率還是非常的低，甚至不在一個(gè)層次上。 對(duì)于許多臨時(shí)植入應(yīng)用來(lái)說(shuō)，其降解速度太慢。 理想的降解速率在Mg合金和Fe-35Mn合金之間[13]。 鐵在體液中腐蝕過(guò)慢，部分原因是氧化鐵產(chǎn)物的體積較大，可抵抗生物降解。 目前，對(duì)鐵的改進(jìn)，主要尋求加速降解速率的途徑，包括添加錳，磷和貴金屬[17]。 然而，在內(nèi)固定材料方面，目前Fe元素研究較少。
生物降解性復(fù)華材料的開(kāi)發(fā) 首頁(yè)專題庫(kù)PPT模板庫(kù)文檔定制熱門檢索牛人榜 7、較快。 3.PCL的生物降解可以通過(guò)調(diào)節(jié)其分子量、形貌和添加助劑來(lái)控制。 合成聚酯類的生物降解性聚羥基丁酸酯(PHB)的生物降解性1.PHB是一種由細(xì)菌發(fā)酵生產(chǎn)的天然聚酯，具有良好的機(jī)械性能和生物相容性。 2.PHB在厭氧和好氧條件下都能被降解，其降解速率受環(huán)境條件和共聚物的含量影響。 3.PHB的生物降解性使其成為生物醫(yī)學(xué)和包裝材料的潛在候選者。 聚乙烯醇(PVA)的生物降解性1.PVA是一種水溶性聚合物，具有良好的可加工性和黏合特性。 2.PVA在好氧條件下可以通過(guò)微生物作用降解，其降解速率受其結(jié)晶度和分子量影響。 3.PVA常用于水溶性包裝材料、生物醫(yī)藥和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品。 合成聚酯類的生物降解性聚己內(nèi)酰胺(Nylon6)的生物降解性1.Nylon6是一種合成聚酰胺，具有很高的強(qiáng)度和韌性。 2.Nylon6在特殊條件下，例如在含有特定酶的環(huán)境中，可以被生物降解。 3.目前正在研究開(kāi)發(fā)可通過(guò)微生物作用降解的Nylon6，以解決其環(huán)境持久性的問(wèn)題。 共聚物和改性材料的生物降解性1.通過(guò)共聚或改性，可以改善聚酯類材料的生物降解性。 2.共聚物可以降低材料的結(jié)晶度，從而提高生物降解速率。 3.改性劑可以引入可生物降解 《生物降解性復(fù)華材料的開(kāi)發(fā)》由會(huì)員ji***81分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《生物降解性復(fù)華材料的開(kāi)發(fā)》請(qǐng)?jiān)诮痄z頭文庫(kù)上搜索。
生物基材料與可降解材料研究.pptx
生物基材料與可降解材料研究生物基材料研究背景與發(fā)展歷史生物基材料概念與分類生物基材料的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍可降解材料研究的目的和意義可降解材料類型及降解機(jī)理可降解材料的環(huán)境應(yīng)用生物基材料與可降解材料研究的挑戰(zhàn)生物基材料與可降解材料研究的未來(lái)發(fā)展方向ContentsPage目錄頁(yè)生物基材料研究背景與發(fā)展歷史生物基材料與可降解材料研究生物基材料研究背景與發(fā)展歷史生物基材料研究現(xiàn)狀1.近些年來(lái)，隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和資源利用的日益重視，生物基材料的研究取得了蓬勃發(fā)展。 2.生物基材料因其可再生、可降解和環(huán)境友好的特性，逐漸成為石油基材料的替代品，在包裝、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、電子等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 3.目前，生物基材料的研究主要集中在聚乳酸、淀粉、纖維素、木質(zhì)素等領(lǐng)域，這些材料具有良好的生物相容性和可降解性，且來(lái)源豐富，成本低廉，具有廣闊的應(yīng)用前景。 生物基材料研究面臨的挑戰(zhàn)1.目前，生物基材料的研究還面臨著一些挑戰(zhàn)，主要包括:2.生物基材料的性能和穩(wěn)定性還不能完全滿足實(shí)際應(yīng)用的要求，需要進(jìn)一步提高其耐熱性、耐候性、耐水解性等性能;3.生物基材料的生產(chǎn)成本還較高，需要進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，使其能夠與石油基材料相競(jìng)爭(zhēng);4.生物基材料的回收和再利用技術(shù)還不夠成熟，需要進(jìn)一步完善回收體系，提高回收率，實(shí)現(xiàn)生物基材料的可持續(xù)利用。 生物基材料研究背景與發(fā)展歷史生物基材料研究的發(fā)展趨勢(shì)1.未來(lái)，生物基材料的研究將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展:2.研發(fā)新型生物基材料，如納米生物基材料、生物基復(fù)合材料等，以提高生物基材料的性能和擴(kuò)大其應(yīng)用范圍;3.優(yōu)化生物基材料的生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，使生物基材料更具經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力;4.加強(qiáng)生物基材料的可降解性研究，開(kāi)發(fā)出更加環(huán)保、無(wú)污染的生物基材料，促進(jìn)生物基材料的可持續(xù)發(fā)展。 生物基材料概念與分類生物基材料與可降解材料研究生物基材料概念與分類生物基材料定義1.生物基材料是以可再生的生物質(zhì)為原料制備而成的材料。 2.生物質(zhì)是指來(lái)源于植物、動(dòng)物和微生物的生物資源，包括農(nóng)作物、林業(yè)和漁業(yè)產(chǎn)品、農(nóng)業(yè)和林業(yè)廢棄物、動(dòng)物糞便和城市固體廢物等。 3.生物基材料與傳統(tǒng)的化石基材料不同，后者是由石油、天然氣和煤等不可再生的化石資源制成。 生物基材料的分類1.根據(jù)來(lái)源，生物基材料可分為植物基材料、動(dòng)物基材料和微生物基材料。 2.根據(jù)用途，生物基材料可分為生物基纖維、生物基塑料、生物基復(fù)合材料、生物基涂料、生物基粘合劑和生物基油墨等。 3.根據(jù)降解性能，生物基材料可分為可降解生物基材料和不可降解生物基材料。 生物基材料概念與分類生物基材料的優(yōu)點(diǎn)1.可再生性:生物基材料原料取自可再生的生物質(zhì)，有助于保護(hù)環(huán)境，減少對(duì)石化資源的依賴。 2.生物降解性:許多生物基材料可以被微生物降解，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成持久污染。 3.無(wú)毒性:生物基材料通常無(wú)毒或低毒，對(duì)人體健康影響較小。 4.輕質(zhì)性和強(qiáng)度:生物基材料通常具有良好的輕質(zhì)性和強(qiáng)度，被用于汽車、航空航天和建筑等領(lǐng)域。 5.低碳排放:生物基材料的生產(chǎn)和使用過(guò)程往往會(huì)產(chǎn)生較少的溫室氣體排放，有助于減少碳足跡。 生物基材料的應(yīng)用領(lǐng)域1.包裝材料:生物基材料可用于制造可降解包裝材料，如可降解塑料袋、紙張和紙板。 2.紡織材料:生物基材料可用于制造生物基纖維和生物基面料，如棉花、麻、絲綢和粘膠纖維。 3.建筑材料:生物基材料可用于制造生物基復(fù)合材料和生物基涂料，如木質(zhì)復(fù)合材料、稻殼復(fù)合材料和竹纖維復(fù)合材料。 4.汽車材料:生物基材料可用于制造生物基塑料和生物基復(fù)合材料，如生物基聚乙烯、生物基聚丙烯和生物基聚酯。 5.航空航天材料:生物基材料可用于制造生物基復(fù)合材料和生物基粘合劑，如碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維復(fù)合材料和蜂窩芯復(fù)合材料。 生物基材料概念與分類生物基材料研究的熱點(diǎn)與趨勢(shì)1.生物基材料的可降解性:研究開(kāi)發(fā)新型生物基材料，提高其可降解性和生物相容性。 2.生物基材料的性能提升:研究開(kāi)發(fā)具有更高強(qiáng)度、韌性、阻燃性等性能的生物基材料。 3.生物基材料的復(fù)合改性:研究開(kāi)發(fā)生物基材料與其他材料的復(fù)合改性技術(shù)，提高生物基材料的性能和應(yīng)用范圍。 4.生物基材料的規(guī)?；a(chǎn):研究開(kāi)發(fā)生物基材料的大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)，降低成本，提高生物基材料的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 5.生物基材料的應(yīng)用研究:研究開(kāi)發(fā)生物基材料在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)，如包裝、紡織、建筑、汽車、航空航天等領(lǐng)域。 生物基材料的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍生物基材料與可降解材料研究生物基材料的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍生物基材料的綠色環(huán)保性1.生物基材料以可再生資源為原料，生產(chǎn)過(guò)程中不產(chǎn)生有害物質(zhì)，不會(huì)造成環(huán)境污染，符合綠色化學(xué)的原則。 2.生物基材料可以減少對(duì)石油基材料的依賴，減少溫室氣體的排放，緩解全球變暖問(wèn)題。 3.生物基材料有助于實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，將生物質(zhì)資源循環(huán)利用，減少?gòu)U物產(chǎn)生。
生物降解率
與"生物降解率"相關(guān)的文獻(xiàn)前10條 1.化學(xué)品的快速生物降解性直接影響其在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化和歸宿，是鑒別其環(huán)境危害性和持久性的基本指標(biāo)，是政府管理部門對(duì)化學(xué)品進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理的重要科學(xué)依據(jù)，在生態(tài)毒理測(cè)試中具有非常重要的地2018年01期 2.為評(píng)價(jià)卷煙內(nèi)襯材料在自然界中的降解情況及其環(huán)保性能，用平皿培養(yǎng)法和液體培養(yǎng)法測(cè)定了4種國(guó)產(chǎn)卷煙內(nèi)襯材料在規(guī)定的菌種和周期內(nèi)受真菌侵蝕而導(dǎo)致的樣品質(zhì)量損失率，并進(jìn)行了真菌生長(zhǎng)分級(jí)目測(cè) 3.基于現(xiàn)行的材料降解率測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)及特定微生物的降解性能，設(shè)計(jì)了4種材料降解率的檢測(cè)方法，即兩種標(biāo)準(zhǔn)方法(接種物:腐熟堆肥、蛭石+腐熟堆肥浸提液)和兩種實(shí)驗(yàn)方法(接種物:蛭石+芽孢桿菌、 4.以堿性藏紅T溶液作為指示劑，在pH8.6的硼酸-硼砂緩沖溶液中，三氯甲烷為萃取劑，采用紫外可見(jiàn)分光光度法對(duì)醇醚羧酸鹽(AEC)進(jìn)行了研究。 結(jié)果表明:無(wú)表面活性的磷酸鹽、乙酸鹽以及常2010年12期 5.為了了解苧麻骨纖維餐具的降解規(guī)律，為其規(guī)?；a(chǎn)提供依據(jù)，采用活性污泥法對(duì)其生物降解性能進(jìn)行了研究。 以生物降解率為考察指標(biāo)，分析活性污泥對(duì)于聚丙烯(PP)、濾紙、苧麻骨纖維餐具、紙2014年12期 6.采用蒽酮法和CO2氣體溢出法分別測(cè)定AEG的初級(jí)和最終生物降解性能。 結(jié)果表明:當(dāng)AEG起始濃度為30mg/L時(shí)，初級(jí)和最終生物降解率分別為85%、63%，可達(dá)到歐盟關(guān)于洗滌劑(E 7.以黃土高原區(qū)刺槐、小葉楊、沙棘、沙柳、苜蓿和長(zhǎng)芒草等6種植物凋落物為研究對(duì)象，利用2種浸提劑(水和0.01mol.L-1CaCl2)浸提了不同大小(2mm粉碎樣和1cm長(zhǎng))植物2011年04期 8.以水溶性聚天冬氨酸殼聚糖共聚物為研究對(duì)象，初步建立了一套以聚合物降解3組瓶即樣品瓶、毒性瓶和中性瓶培養(yǎng)為核心內(nèi)容，包括樣品預(yù)處理、檢測(cè)方法選擇、結(jié)果分析處理等的水溶性高聚物生物降解2009年03期 9.參照ASTMD6139標(biāo)準(zhǔn)，將營(yíng)養(yǎng)組分、菌液、潤(rùn)滑劑依次加入到帶堿液收集器的錐形瓶中，通入無(wú)CO2的空氣，密閉，在遮光條件下連續(xù)震蕩28d。
先進(jìn)制造2024|國(guó)家政策大力支持生物降解材料發(fā)展,可降解材料前景...
新材料產(chǎn)業(yè)研究中心 可降解材料定義及分類 傳統(tǒng)塑料制品在生產(chǎn)及回收環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境影響極為嚴(yán)重，是亟待解決的環(huán)境污染問(wèn)題之一，可降解材料不僅環(huán)保，還可推動(dòng)資源循環(huán)和可持續(xù)利用，已成為全球應(yīng)對(duì)塑料污染的重要解決方案。 可降解材料是指在自然條件如土壤、水環(huán)境、光照或特定條件如堆肥化條件或厭氧消化條件下，由微生物或光照等自然因素作用，降解為二氧化碳、水等小分子的材料。 可降解材料分類 可降解材料可按照降解方式或者材料成分分類: 按照降解方式，可以分為光降解材料、生物降解材料及其他降解材料等。 可降解材料重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域 食品及包裝領(lǐng)域 主要應(yīng)用于可降解吸管、一次性餐具、紙塑復(fù)合紙杯等食品領(lǐng)域及快遞包裝、一次性購(gòu)物袋、化妝品包裝等包裝材料領(lǐng)域。 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域 主要應(yīng)用于農(nóng)用地膜、堆肥袋、農(nóng)藥的緩釋載體等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。 醫(yī)用材料及器械領(lǐng)域 主要應(yīng)用于手術(shù)縫合線、人造骨、人造皮膚、醫(yī)用支架、骨科針、支架、傷口敷料等醫(yī)用材料及植入器械等領(lǐng)域。 發(fā)展歷程及政策環(huán)境 可降解材料發(fā)展歷程 第一代可降解材料 興起于20世紀(jì)50年代，為解決白色污染問(wèn)題，研究者從塑料光照老化角度研究可降解材料，但這類材料受光照等因素影響較大，降解時(shí)間難以控制，同時(shí)存在偽降解的問(wèn)題，易對(duì)環(huán)境造成潛在危害。 第二代可降解材料 在20世紀(jì)80年代中期，研究者開(kāi)始研究破壞性生物降解材料，通過(guò)在傳統(tǒng)塑料中加入淀粉、小麥等生物材料，提升其生物降解性能，但這類材料的生物降解速度不理想，強(qiáng)度、韌性等性能受到生物材料影響有所降低，同時(shí)在降解過(guò)程中可能存在中間產(chǎn)物，使降解過(guò)程變得難以控制。 第三代可降解材料 近年來(lái)，以PLA為代表的生物降解材料得到進(jìn)一步發(fā)展，這類材料可在細(xì)菌、真菌等微生物作用下完全分解成二氧化碳、水、甲烷或無(wú)機(jī)鹽。 第三代可降解材料實(shí)現(xiàn)了完全降解過(guò)程，是解決白色污染等環(huán)境問(wèn)題的有效途徑，應(yīng)用廣泛。 國(guó)家政策大力支持生物降解材料發(fā)展 可降解材料是中國(guó)制造業(yè)綠色低碳發(fā)展的有效途徑，是十四五時(shí)期重點(diǎn)發(fā)展的材料領(lǐng)域之一。 2020年，國(guó)家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見(jiàn)》發(fā)布，進(jìn)一步禁止、限制塑料制品的生產(chǎn)、銷售和使用，推廣可降解塑料袋等替代產(chǎn)品，可降解材料迎來(lái)發(fā)展新機(jī)遇。 近幾年，《十四五工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》《十四五原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《加快非糧生物基材料創(chuàng)新發(fā)展三年行動(dòng)方案》等相關(guān)政策頻出，大力支持生物降解材料高質(zhì)量發(fā)展。 表1:2020-2023年中國(guó)可降解材料相關(guān)政策 生物降解材料發(fā)展現(xiàn)狀 生物降解材料是最主要的可降解材料 目前，光降解材料、光/生物雙降解材料、水降解材料等技術(shù)尚不完全成熟，相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)品較少，而生物降解材料降解性能優(yōu)異，是目前可降解材料應(yīng)用的主流產(chǎn)品。 2023年，中國(guó)生物降解材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到156.1億元，同比增長(zhǎng)25.7%，相較2022年增長(zhǎng)率有所下降。 從細(xì)分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，中國(guó)生物降解材料以PBS系列(包括PBATPBAPBSA等)為主，產(chǎn)業(yè)規(guī)模占比達(dá)到70%，其次是聚乳酸(PLA)，占比為8%。 由于聚乳酸(PLA)具有優(yōu)異的生物降解性及生物相容性，目前正迅速產(chǎn)業(yè)化，未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊。 圖1:2021-2023年生物降解材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模及產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 食品及包裝領(lǐng)域?yàn)樯锝到獠牧现饕獞?yīng)用領(lǐng)域 在2020年《國(guó)家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見(jiàn)》發(fā)布后，中國(guó)生物降解材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模大幅增加，其中快遞包裝、一次性餐具、一次性購(gòu)物袋等食品及包裝領(lǐng)域應(yīng)用滲透率提升迅速，目前食品及包裝領(lǐng)域在中國(guó)生物降解材料應(yīng)用結(jié)構(gòu)占比超過(guò)90%，是生物降解材料最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。 其次為農(nóng)用地膜等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，受生產(chǎn)技術(shù)影響，目前生物降解材料很難滿足全國(guó)各地不同自然條件對(duì)地膜的要求，同時(shí)因價(jià)格較高，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域滲透率提升較慢。 醫(yī)用材料及器械領(lǐng)域是生物降解材料的高價(jià)值應(yīng)用領(lǐng)域，隨著植入器械等產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)逐漸突破，未來(lái)市場(chǎng)有望大幅提升。 圖2:2023年中國(guó)生物降解材料應(yīng)用結(jié)構(gòu) 可降解材料發(fā)展趨勢(shì) 2027年生物降解材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)計(jì)將超300億元 隨著環(huán)保意識(shí)的提高，人們對(duì)可降解材料的需求將不斷增加。 特別是在醫(yī)療、包裝、農(nóng)業(yè)和紡織等領(lǐng)域，可降解材料的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。 得益于環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高和可持續(xù)發(fā)展的需求增加，可降解材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模將呈現(xiàn)顯著增長(zhǎng)趨勢(shì)，2027年，中國(guó)的可降解材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到324.1億元，同比增長(zhǎng)19.5%。 圖3:2023-2027年生物降解材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè) 材料制備技術(shù)不斷提升，降本增效賦能多元化應(yīng)用 隨著材料合成技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化，新的可降解材料如聚乳酸、聚3-羥基烷酸酯(PHA)等不斷涌現(xiàn)，為市場(chǎng)提供了更多選擇。 可降解材料的性能穩(wěn)定性和使用壽命未來(lái)將持續(xù)提升，降解速率將不斷加快。
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