探索PHA材料的奇妙世界，代替?zhèn)鹘y(tǒng)塑料的創(chuàng)新材料

PHA的英文名為：PolyHydroxyAlkanoates，中文名稱叫聚羥基脂肪酸，是一種高分子生物材料，大量的存在微生物細(xì)胞特別是細(xì)菌細(xì)胞中。

其中，R是烷基、烴基等，m為3～14的任意數(shù)字。因此PHA種類繁多，結(jié)構(gòu)具有多樣性。

根據(jù)PHA單體中碳原子數(shù)目的不同將PHA分為3類：短鏈PHA(scl—PHA)，含3～5個碳原子；中鏈PHA(mcl．PHA)，含6-14個碳原子；長鏈PHA(1cl—PHA)，多于14個碳原子。

PHA的分子量為1000～1000000，玻璃態(tài)溫度為-60℃～+60℃，熔點為+40℃～190℃，它對水蒸氣和空氣中大多數(shù)氣體的阻隔性能類似于PET。

PHA有一些特殊的性能，包括生物可降解性、生物相容性、環(huán)境友好性等。正是由于這些特殊性能的存在，使得PHA擁有許多潛在的應(yīng)用前景，各國科學(xué)家對PHA進(jìn)行了很多工藝流程開發(fā)和具體性能探索。

PHA在淡水中穩(wěn)定，但可以在海水或者土壤中完全生物降解，并且降解速度較其他生物材料較快，對環(huán)境也沒有二次污染，可以代替諸多一次性產(chǎn)品的石油塑料作為大多數(shù)物品的包裝材料。

PHA的最大的特點是，在堆肥、土壤、海水等幾乎所有環(huán)境中都可以被微生物分解，并且分解后的產(chǎn)物大多都是水和碳基，也不會污染環(huán)境。

這個發(fā)現(xiàn)在禁塑背景下使PHA在一次性塑料產(chǎn)品領(lǐng)域的呼聲漸起，也為一次性塑料替代產(chǎn)品提供了一種綠色可持續(xù)發(fā)展的思維。

PHA降解條件：

注：此處用的生物基降解材料PHA：100%

①、環(huán)境中含有能降解PHA的微生物，這些微生物一般在土壤、海水、池塘中都有存在，但是在不同的環(huán)境所擁有的微生物活性及其群落數(shù)量有所不同，因此PHA的降解速度也有所區(qū)別。

②、環(huán)境里擁有足夠多的水分、氧氣、礦物質(zhì)和葡萄糖等微生物存活所需要的養(yǎng)分，PHA可以作為微生物的碳源，被微生物攝取利用。微生物在分解消耗PHA時需要進(jìn)行呼吸運動，因此需要氧氣、水分和葡萄糖等提供呼吸運動的原料。

③、對于不同類型的微生物及聚合物體系，需要提供一定的溫度條件（20℃～60℃）和一定pH值（5～8）。

一般認(rèn)為PHA的降解首先是在一定的條件下，各種附在培養(yǎng)基表面增殖的微生物釋放出特定的降解酶。在降解酶的催化作用下，聚合物分解成很小的分子段，當(dāng)聚合物分子量降到500g/mol以下時，就很容易被微生物吸收消化。

它的降解速度取決于酶的種類，數(shù)量和加入的添加劑等因素。如果不滿足上述的條件如在常規(guī)的環(huán)境下或在淡水中PHA是不會被降解的。

PHA的生物合成主要分為三部分：主要微生物、主要基質(zhì)、PHA的代謝途徑與調(diào)控。主要的微生物有產(chǎn)堿桿菌、假單胞菌、甲基營養(yǎng)菌、固氮菌、紅螺菌等；主要基質(zhì)有糖質(zhì)碳源（葡萄糖、蔗糖、糖蜜、淀粉等）、甲烷、氣體H2/CO2/O2、烷烴及其衍生物等。

目前，我國擁有完整的PHA生產(chǎn)鏈的企業(yè)只有為數(shù)不多的幾家，PHA的產(chǎn)量還略有不足，生產(chǎn)成本也較塑料等材料較高，因此，到現(xiàn)在PHA還沒有得到廣泛的應(yīng)用，只是在醫(yī)用方面有些許應(yīng)用。

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