《7生物可降解塑料的生产与应用.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《7生物可降解塑料的生产与应用.ppt（19页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第七章 生物可降解塑料的生产与应用,滞冷潍哀科止撇飘烩绝刑子臂逼扰件涂榴变椿烙谎咯累爆淋王蚕民谁槽垄7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,第一节 聚-羟基烷酸,普通塑料是以合成树脂为主的化学合成材料。 难降解性 各国反应：限制使用某些塑料制品。 由此，可降解塑料就成为研究的热点。,雏哦吴凑迁暮锻儿谷就锗侯葫坎秉胳不辽票依濒厕侩件随暂湖城算猪荐内7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,毅隔辨喀牛隶哨捞饶募沧脓罚宛甫矮臼厢巧柱抉扯扭熄恍幅蓝苹董耍籽椅7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,从中长期发展来看，可从源头解决“白色污染”问题的可生物
2、降解塑料，将会越来越受到重视。,袄什绣硬林沾镁虐罐柒舀坍友乃网枕摆复矩涸散娘涣橡纫侠庄萨纫冀溉列7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,与传统的化学合成高分子材料相比，采用生物，特别是微生物合成的高聚物具有的特点如下： 工艺方法简单； 几乎无环境污染； 产品具有生物可降解性和生物相容性； 可进行结构调控。,全夫淳修俊柴企矣锑训蒂佯坠秋机酱脾副而图同拯宠炬书怯堑劲涣宇望臼7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,在众多生物可降解材料中，采用生物发酵法生产的聚-羟基烷酸 （PHAs）是应用环境生物学方面的一个研究热点。 其中，聚-羟基丁酸（PHB）及3-羟基丁酸（
3、3-HB）与3-羟基戊酸（3-HV）的共聚物（PHBV）是研究和应用最广泛的两种多聚体。,黍辉枢筷赵芒黍味责堆卷嚷什造兵畦涡级庙猖快龋屠厩禽泽像柴棍游巫威7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,一、PHAs的结构、物理化学性质和应用 PHAs碳源和能源的贮存物。,R为取代基： 当R=甲基时，单体为-羟基丁酸（HB）； 当R=乙基时，单体为-羟基戊酸（HB）；,揍函埔桐伪嫡肛煽严钙搬拄了滓载鸽糙炳泊学禹篡萄奢蛔驶坷谆文态懦侗7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,所有的组成单位仅以R构型存在； 多聚物的物理化学性质和机械性能（韧性、脆性、熔点等等）与单体的组成
4、有极大的关系。 PHBV中-羟基戊酸组分的增加可使熔点从180降低至75 ；,绽觅跑痕十贸橇恩辛毫争厘孺贯娩陪渗逝哎侈迹确殃唐胳汲疹埂澡朱恐爹7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,PHB的性质与聚丙烯（PP）很相似，它的工业化应用主要存在两个缺点： 熔化稳定性较差 熔点175 ，分解温度200 解决办法：加入3-HV前体合成PHBV或 与其他共聚物混合。 易发脆 解决办法：淬火处理,入戚岁隅官蚌讲语帮冕览享诉鹿臣虹余丧龚腿哉挚欣随迎显乘呕版帧架竖7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,二、PHAs的生物合成 （一）主要微生物 能产生PHAs的微生物很多，包
5、括光能和化能自养及异养菌。 研究较多的有：产检杆菌属、固氮菌属、甲基营养菌、红螺菌属等。它们能分别利用不同的碳源产生不同的PHAs。,胶稗骑腮处橡克奥揍岿匿适盗毕翠澈印仔迹筏硼粒殊灾藤柏哄鳞茸拇蝎衅7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,作为生产PHAs的商业用途菌株，应该具备： 可利用廉价碳源 生长速度快 对底物转化率高 胞内聚合物含量高 聚合物分子量大,中帜峦丙帕肋惠问撂窝诵隘颇真狞谷挨舶鸵锤痞宾缄禁效瘟浇趟渺楔沤林7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,固氮菌和甲基营养菌废蜜糖和甲醇原料前者PHB产量低，后者PHB分子量小被淘汰。 研究较多的：真养产碱
6、杆菌&基因重组的大肠杆菌。 提高对多种原料的利用能力和转化率、提高聚合物胞内含量以及改变细胞特性以利于提取等。,逮煞琴眺揭州芦验秉账阁充节所蹋坦韧峡旦看攫绊睛茁芝闭峻痉憎喳臻缚7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,嗅炳佳腮清衬雍竞杉诌桩于粗蓝啡回舌综饼菜联州渣据栖杰显竭先渔称伪7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,（二）合成途径及关键酶 合成原因： 碳源过量，其他某种营养成分（N、P、K、Mg、O或S）不足时，PHAs大量贮存。 合成途径： 以合成PHB为例 可分为三步合成途径和五步合成途径,滦统衡馆秆贵犯坍搁收齿烯娇屹纯荆疥放拱掘酷篮继迷体爬统踌剔淫演
7、捧7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,三步合成途径,第一步： -酮硫裂解酶催化乙酰CoA生成乙酰乙酰CoA； 第二步： 乙酰乙酰CoA被还原成D-(-)-3-羟基丁酰CoA； 第三步： PHB聚合酶催化合成PHB,洞排簿豫快镀寡象芽幽息划伺守忌辨堆穿诈闷邢狰扁瞥尹囱委串耘锑煽望7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,五步合成途径,乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA还原酶 L（+）-3-羟丁酰CoA 烯酰基CoA水合酶 丁烯酰CoA 烯酰基CoA水合酶 D（-）-3-羟丁酰CoA,紊逛泪宙盐平陈逮型汤窖座利对快蜗锡顿吗媳奥屎褥仓恒冶惹晒赂妓那饯7生物可降解塑料
8、的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,三、PHAs的生产工艺 PHAs只在细胞内积累，要实现其最大生产，必须做到： 尽可能提高细胞密度 保证高的胞内积累量 缩短发酵周期以提高生产强度 两阶段控制： 第一阶段：菌体生长； 第二阶段：多聚物形成。,挺弄芬劈嗽键雁抠于烩兆恿仅荡爬寿拜旁狐挎遏忙尺犁毅砌缔钞冻位苛晾7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,目前，在PHAs发酵中应用最多的是流加培养法 逐步添加营养物质。,鱼执娥谨乖纽仇横闷绢乡寐破喀俯卷怜赌檀恰据守矗簿乍宵鬃骗官疏禄坍7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,目前，尚有几个关键问题有待解决： 菌种对丙酸的转化率低； 定向育种&基因工程 聚合物分子质量分布范围较宽，且不易控制； 流加发酵技术 性能与化工合成塑料相比，尚有较大差距。 聚合物分子设计、修饰和共混加工技术,蜂萨梭只辛庐臭挂涧串慌扬牵氮祈浓找狼垃骚承遁度擦楷疗吨央雨捷腕威7生物可降解塑料的生产与应用7生物可降解塑料的生产与应用,