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七种生物可降解材料-PHBV(聚羟基 丁酸戊酸共聚酯)

PHBV(聚羟基 丁酸戊酸共聚酯)

PHBV即新型生物高分子3-羟基 丁酸酯和3-羟基戊酸酯的共聚物。它是一种用淀粉为原料,运用发酵工程技术生产出的生物材料。PHBV是一种生物聚酯,由细菌生产,能被细菌消化,具有与聚丙烯相似的性质,这种材料在废弃后,即使在潮湿的环境下也是稳定的,但在有微生物的情况下,它将降解为二氧化和水。

PHBV的应用

PHBV具有完全的生物相容性和对水、气的高阻隔性等,因此在医用材料(缝线、骨钉)、薄膜材料(地膜、购物袋、堆肥袋)、一次性用品(笔、餐具)、包装材料(特别是食品包装)等方面有着广泛的应用前景。

以PHBV为基体,以淀粉等各类无机物纤维素纤维为增强体或填充物,可以制得性能各异的生物可降解的复合材料,以满足不同场合的使用要求。例如生物自毁塑料在医疗上用途颇广,在骨折手术中它可以充当骨骼间的承托物。随着骨骼的愈合,它也会逐渐自行分解。医治破碎性骨折,医生通常使用不锈钢制作的螺母、螺钉。夹板和钻孔器,把碎骨固定起来。这种方法的缺点是要做两次手术,一次是植入这些不锈钢材料,一次是再把它们取出来。荷兰科学家发明一种塑料,植入体内大约两年便自行分解,变成二氧化碳和水。还有一种线状生物自毁塑料,可以代替传统的医用外科手术线缝合伤口。这种塑料手术线,可被身体逐渐吸收,免除拆线之苦恼。此外,用生物自毁塑料制成的药用胶囊,在体内会慢慢溶解,并且可控制药物进入血管的速度。


PHBV有如此好的性能和应用场景得益于PHBV是PHA材料的一种,之前“政策加码的千亿市场5”里面详细介绍了PHA这种材料,其中提到PHA的生产经历了第一代PHA—聚羟基 丁酸酯PHB,第二代PHA—聚羟基 丁酸戊酸共聚酯PHBV和第三代PHA—羟基 丁酸已酸共聚酯PGBHHx的生产,随着PHA研究的进一步发展,目前PHA已经进入了第四代产品P3HB4HB。

PHBV作为PHA的二代产品,性能和应用肯定不如PHA,那么为什么在已有PHA的情况下,PHBV仍被大量的投入运用呢?

主要还是因为PHA并未大规模生产和投入使用。虽然PHA在抗冲击性和拉伸性能上在可降解塑料中表现良好,但也成为了可降解塑料中价格最贵的品种,考虑到市场价格是市场接受度的关键因素之一,PHA过高的生产成本阻碍了大规模生产。PHA供应产能很少,产品售价高昂,目前PHA材料的单体售价大概在6万元/吨左右,高于PHBV的售价5万元左右,也远高于PLA的售价4万元左右,这使得下游用户对该商产品的接受度受到了限制。根据新思界发布的《2019-2023年中国聚羟基脂肪酸酯(PHA)产品市场分析可行性研究报告 》显示,目前全球范围内能够规模生产PHA的企业主要是日本Kaneka公司、巴西 Biocycle 公司和德国 Biomers 公司和我国的三家公司等。从产能来看,受限于核心技术的门槛,全球PHA的总产能也才几万吨,再加上PHA高昂的价格,因此目前PHA的主要应用场景还是集中在医疗或高附加值行业。

PBHV的生产原料是玉米,我国是农业大国,玉米资源丰富,所以PHBV材料相比PHA的来源丰富,产能更大。PBHV材料的推广也能减轻对石油资源的依赖、遏制白色污染、控制温室效应以及推动社会经济的可持续发展。



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