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尋覓新型纖維素消融系統也是促進纖維素纖維成長的主要環節。至今已開辟多種纖維素溶劑：保守出產膠粘和銅氨纖維用的NaOH/CS
。今朝國外已開辟出多種以淀粉為代表的填充型降解資料（見表1），固然這種填充型降解資料手藝幼稚，出產工藝復雜，且對現有加工裝備稍加改良即可出產，但填充型淀粉塑料含淀粉量只要7%~30%，淀粉降解后的塑料組分紅為碎片留在泥土或水域中，形成對的二次凈化
。除了這種淀粉間接加工制成纖維外，也能夠直接。最具代表性的是淀粉生物聚乳酸纖維，即操縱生物酶將淀粉為乳酸單體，再聚合制成纖維，用這種方式獲得的纖維機能優秀。鐘紡公司操縱該手藝線將玉米淀粉制成纖維，其拉伸強度可與聚醋纖維相媲美
1.1可降解塑料
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意大利Ferruzzi公司、美國國際莊明公司和日本住友商事公司等已頒布發表研制勝利全淀粉塑料，淀粉含量在90%以上，其助劑也可降解，因而可做到100%降解。日本四國工業嘗試室將纖維素衍生物和脫乙?；嗵墙涍^物理的方式共混，并流延成薄膜，其強度接近聚乙烯膜，2個月后就能降解完整
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。為改善其加工成型機能，研發的重點集合于以下幾個方面，一是經過物理增塑或化學改性（酯化、醚化、交聯、共聚）的方式改善生精神資料的熱塑性，進步成型加工機能；二是經過共混的方式進步生精神作為基體資料的諸多本質（加強、增溶、增韌）；三是經過微纖手藝制備生精神微納尺寸的資料，改善生精神復合資料界面連系才能，進步力學機能和熱機能。今朝已有部門生精神高資料完成了工業化出產，范疇觸及塑料、橡膠和纖維等大性資料。
?。ㄟ|寧石油化工大學化學與資料迷信學院，遼寧113001）
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淀粉纖維成長遠不及纖維素纖維，這是由于淀粉和纖維素在布局和構成有很大分歧。日本有報道將淀粉溶于DMSO，在十二烷基硫醇和過硫酸銨存鄙人與丙烯睛接枝共聚反映，所得聚合物紡絲拉伸后在滾水中處置幾分鐘可獲得較高強度的纖維（1.59cN/dtex），手感柔嫩，并有衣料質感，無望成為服裝用纖維
?。?）手藝與工藝尚不幼稚。我國在生物基或生物分化原資料分解方面曾經走在國際前沿，但使用加工手藝遠遠掉隊于國際先輩程度如美國、歐洲和日本。降解資料精確的降解時控性，用后疾速降解性、完全降解性以及邊角料的收受接管操縱手藝等急需改良和完美。
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，形成了嚴峻的凈化。操縱可再生的生精神資本制取高資料，既是處理動力替代的主要路子，也是改善生態的無效手腕。美國動力部猜測到2020年，來自動物生精神資本的高新資料要添加到10%，而到2050年要到達50%
。離子液體因為具有溶劑機能好、熱不變性高、易收受接管操縱等特性已成為纖維素消融系統開辟的重點，如1-丁基-3-甲基咪唑氯代和1-烯丙基-3-甲基咪唑氯代。比來開辟了以NaOH/尿素為代表的新一類溶劑可以或許在高溫下消融纖維素（重均量低于1.2×10
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今朝生精神可降解塑料依照降解機制可分為填充性降解塑料和完整降解塑料。填充性降解塑料源于英國L.Griffin的淀粉塑料專利手藝
1.2橡膠
。完整降解塑料產品平安無毒性，是降解塑料成長的次要標的目的。美國Warner-Lambert公司開辟了一種含有支鏈淀粉（70%）和直鏈淀粉（30%）的新型樹脂，具有優良的生物降解性，可用于替代現有農業范疇中的可降解資料
?。┇@得通明的溶液，其次要是經過纖維素在高溫下經過氫鍵或靜電力驅動發作與溶劑小敏捷自拆卸構成包合物，招致纖維素消融。這也為纖維素的高溫紡絲的成長供給了成長契機。今朝操縱這些新溶劑系統（NaOH/尿素、NaOH/硫脲、LiOH/尿素）已勝利在中試裝備獲得了機能優秀的新型再生纖維素絲
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，但這類資料熔融溫度還很高，并且與分化溫度相差較小，所以加工進程中需求利用少量的增塑劑，但材猜中具有的少量增塑劑會發作遷徙和析出的成績，招致產物利用機能降低。針對上述成績，研討的重點起頭轉移到纖維素的內塑化研討，就是經過接枝或化學潤色將長鏈柔性基團引入到纖維素側鏈，不具有增塑劑遷徙（喪失）成績，有益于改善資料的加工和利用機能。今朝纖維素接枝改性次要包羅乙烯單體接枝纖維素、環狀單體接枝纖維素、脂肪醇（包羅醚醇）接枝纖維素、硅接枝纖維素等（見表2）。比擬于乙烯單體接枝纖維素，環狀單體接枝纖維素可以或許完成本體熔融聚合，防止了溶劑收受接管等成績，已惹起更多的關心。Natoco公司利用己內酯接枝部門代替的纖維素醋酸酯或纖維素醋酸丁酸酯，再停止甲硅烷基化改性，獲得具有優良的耐候性資料。Rhodia公司開辟了一種可用于熔融紡絲的纖維素改性資料，就是先將己內酯接枝纖維素醋酸酯，然后與雙羥基封端的己內酯低聚體停止反映，所得產品熔點可降至180℃。東麗公司研制了一種由55%~70%纖維素醋酸醋和30%~45%的可生物降解聚醋多元醇構成的纖維素醋酸纖維，熔融紡絲獲得的纖維產物在泥土中有優良的生物可降解性。
3生精神高資料的成長趨向
和銅氨溶液，因為出產工藝繁雜以及會對形成較嚴峻的凈化，已逐步裁減。氨氧化合物是另一類無效的纖維素溶劑，如N-甲基嗎啉-N-氧化物（NMMO）、氯化鋰/二甲基乙酰胺等，此中利用NMMO消融纖維素出產的絲稱為天絲，具有優秀機能
?。?）高質量原資料獲取手藝。今朝淀粉、纖維素、木質素為代表的生精神大的改性手藝大多以大鏈段，降低聚合度為目標，這就形成生精神某些自然機能的，如用于淀粉塑化多為直鏈淀粉，而支鏈淀粉凡是之前需斷鏈；用于纖維用的淀粉更是對淀粉中直鏈含量的請求更為嚴酷；纖維素的共混改性多利用的是短鏈纖維素或許微晶纖維素；木質素的橡膠加強感化更多是以降低木質素量來到達構成的互容性。固然上述原料的制備和利用已可以或許表現生精神高資料特有的機能，但并沒有充實闡揚這類資料應有的潛力。若何開辟生精神的高質量原料獲取手藝是完成機能優秀且價錢昂貴的生物基高資料周全財產化的路子之一。操縱微生物工程手腕制備的細菌纖維素比由動物獲得的纖維素具有更高的量、結晶度、纖維簇和纖維素含量，并且奇特納米布局付與了諸多優秀機能，無望在造紙、仿生、電子以及生物醫藥等多個范疇獲得使用。
?。?）出產本錢高于產物定位。今朝商品化的生精神可降解資料大多用于包裝袋、餐飲盒、復雜日化等低端產物，但其出產本錢是通俗塑料的1到3倍。以使用最為遍及的餐盒為例，聚苯乙烯資料制造的餐盒根基到達了0.08元到0.1元，而今朝全生物降解的淀粉基餐盒本錢在0.18元到0.2元，出格好的在0.2元到0.3元
?。?）可降解生精神復合資料的開辟。繁多構成的生精神高資料均無法知足現實使用的需求，必需操縱高改性及復合手藝，才可開辟出機能優秀且價錢昂貴的生物降解高資料，這也是以后完成生物降解資料財產化較為現實的路子。今朝普遍使用的木塑復合資料是操縱燒毀的林產物和農業殘剩物、燒毀塑料等復合而成的兼具木材和塑料的優秀機能的新型生精神資料?？山到馍駨秃腺Y料的開辟要基于兩點：一是操縱物性互補分解新聚合物，按照聚合單體生物降解性、熔點、硬度、水解機能等的分歧，停止恰當配聚。淀粉可生物降解，消毒袋但不宜加工、耐水性差；相同，聚烯烴、聚酯力學機能好，抗水性強，但生物降解性差。將兩者分解，可改善共聚物的機能。二是經過節制聚合物相態和分離態改動其物性和降解性，將非生物降解性的通用塑料很細地分離于具有生物降解性的生精神中，可制得具有生物降解性的共混物。例如在丙烯酸接枝PLA和淀粉混融中，淀粉作為持續相，丙烯酸接枝PLA為分離相，復合物相容性好，拉伸強度和斷裂伸長率獲得了明顯提拔。
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按照經合組織國統計，化學工業占石油自然氣耗損的12%，次要使用是轉換成高資料。2010年我國用于出產塑料的高資料高達5830萬t，約耗損1.65億t石油資本
。
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?。?）利用機能不高。今朝商品化的生精神資料只是某一方面有凸起特征，分析機能還具有如許或那樣的缺乏。一些生物降解資料做成的餐飲具在耐熱、耐水及機械強度方面與保守塑料成品相差較遠，從而了生物降解聚合物的使用范疇
?。?）以降解完整的生精神塑料的研發。從生態的角度來看，展開完整生物降解塑料已成為不克不及繞開的課題，出格是開辟分解工藝復雜、加工手藝幼稚、本錢昂貴的完整生物降解塑料火燒眉毛。如在醫用范疇利用的縫針、縫線、針筒、輸液袋，在小我護理方面利用的化裝品容器，尿布、婦女用衛生巾，在工農業利用的包裝盒、渣滓袋、堆肥袋，農藥瓶等諸多一次性塑料成品都該當利用低本錢的完整生物降解資料來取代。全淀粉塑料是今朝國表里以為最具有經濟性的完整生物降解資料。Battelle研討所開辟了一種基于改進的高直鏈青豌豆淀粉的可降解塑料，在濕潤的中可完整降解。
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?。?）開辟特定的加工成型手藝。今朝改性后的生精神資料大多可采用擠出、注塑等加工成型，但工藝繁雜，并且加工進程有降解發生。開辟具有特征的加工、注塑手藝，不只能減低聚合物的本錢，并且能改良聚合物的相關機能。采納剪切控擬定位注塑手藝制備的淀粉/乙二醉和凡是制膜法制成的膜比擬具有好的機械機能，其生物降解性較未經剪切控擬定位注塑的夾雜物要好。光散射手藝能從平行、垂直等標的目的調整剪切強度和剪切率，從而有目標地改善聚合單體間的相融性，進步加工機能。真空熱處置過的聚乳酸-淀粉/纖維素復合資料具有更高的機械機能和降解本質。使用酶工程等生物手藝開辟環保型綠色纖維素資料，將使生物資料的綠色加工操縱成為能夠。
淀粉和木質素具有剛性收集布局并含有浩繁活性基團，既能經過羥基與橡膠軛雙鍵發作感化，也能與橡膠發作接枝、交聯等反映，因而可填充于橡膠中停止加強和改性。木質素填充橡膠與炭黑填充橡膠的機能比照發覺木質素可完成更高含量的填充而且填充資料的比重較小、光澤度更好、耐磨性和耐屈撓性加強、耐溶劑性進步?？墒?，在現實使用中起首需求處理的成績是若何進步生精神與橡膠的相容性，經過化學潤色的方式可處理生精神在橡膠基質中的分離成績，并可進一步設想構成生精神、生精神-橡膠及橡膠交聯的多重收集布局
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，并且纖維素類共混資料屬于非熱塑性資料，不克不及用熔融擠出法成型，普通采用溶液流延法，因而出產效率較低。我國在這方面也做了不少的研討任務。武漢富麗環?？萍紵o限公司完成了淀粉三改性：親水性改為疏水性，熱敏性改為耐溫性，硬脆性改為可塑性，開辟出系列PSM資料及成品
?。?）以降解速度節制的生精神塑料的研發。由于分歧的范疇對資料的降解速度有分歧的請求，所以要處理降解資料的降解節制成績。例如，生物醫學上請求降解比力快，而包裝資料則請求有必然的利用時候。在我國今朝開辟的降解塑猜中，除完整生物降解塑料外，均屬短期內不克不及完整降解塑料?？煽氐慕到馑芰险埱笤诶弥芷趦瓤梢曰蛟S連結不變的機能，而在利用完后可以或許敏捷分化。今朝在節制降解時候方面，更多研討集合于進步降解速度，已構成較幼稚的手藝；但在若何無效節制利用時候方面仍處于摸索階段。經過設想研討和邃密分解手藝，不竭改良配方，可產物在必然時候內的利用機能，但同時又能按照分歧的需求節制產物的利用周期。農用薄膜是這方面最典型的使用，抱負的農膜在施行農作物的籠蓋、保溫等功用時，該當是不變無效的，而施行竣事后，應能當即分化。
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摘要：淀粉、纖維素、木質素等生精神是一類自然高資料，具有原料來歷普遍、價錢昂貴、易生物降解的長處，在高資料范疇具有主要的位置。綜述了生精神高資料在可降解塑料、橡膠和纖維方面的使用環境以及具有成績并闡發了成長趨向。
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