有关生物降解材料的新论点及发展动向(2)

        一些天然聚合物在活体组织中体现出许多活性功能，引起人们高度重视。从自然界可再生资源直接取得天然聚合物是材料制备的一个有价值的捷径。因此需要从生物质中进行分离，而且要解决其因为加工性不好而影响应用的限制。因此，近年来，人们关注的焦点转向其它可生物降解热塑性塑料，如从微生物或化学合成制取各种聚酯上。

        3．微生物结合成聚酯

        聚β-羟基丁酸酯(PHB)是由不同的细菌将碳水化合物在可控的营养条件下发酵生成的，类似于其它有机体中的淀粉和糊精的功能，它是一种能源贮存库，它以约0．5μm粒子状存于细胞质之中。在适当条件下，90％左右的聚合物可以积聚成细菌干体。要分离出PHB，就需要用机械剪力或通过酶的消化作用来破碎细胞壁，随后再将聚合物萃取出来，萃取可在离心机中洗涤，或用有机溶剂(如二氯甲烷)。

        在60年代早期，PHB只能按kg级规模生产，由于它是从可再生资源制备的塑料又具有可生物降解性，显现出商业应用的潜势。1973年能源危机中，提高了对PHB的兴趣。用发酵工艺成功地从葡萄糖和丙酸制备PHBV(3-羟基丁酸酯与3-羟基戊酸酯共聚体)，PHB熔点为180℃，而PHBV可降低到137℃(含20mol％3-羟基戊酸酯单元)，从而显著改善了热塑加工性，同时提高了机械力学稳定性(冲击强度)一个数量级。总体性能可与聚丙烯相比。油价稳定后，PHB类商业应用的兴趣下降了。然而80年代后期，ICI却将PHBV工业化了，牌号为Biopolo，在德国吹塑法制备的洗发液瓶上市；另一个未来的商业应用是作渔网，当它沉到海洋底部就可以降解。1996年Biopol技术出售给孟山都公司，该公司加强了在转基因植物中直接合成聚羟基烷基酸酯的研究，1998年停止生产。该公司在慕尼黑的Biomer公司自1994年就用自行培殖的细菌株生产PHB，现在年产数t，价格为15~20欧元／kg，主要用作焰火火箭，它可在环境中降解。

        碳水化合物的直接合成也是一条有效的捷径。现在聚羟基烷基酸酯的合成的不利之处在于要用较贵的葡萄糖作基质，它转换成PHBV的收率不高(40％)，而且所得聚合物需要分离。设计对基质要求较低的细菌，或在基因改性植物中直接生产聚多羟基烷基酸酯都为未来的发展提供了可能。（朱曾惠  编译） (责任编辑：泉水)

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