渔用可降解材料的研究进展与展望
杨飞;张敏;石建高;余雯雯;邹晓荣;周文博
【摘要】可降解渔具材料的研发与应用是减轻“幽灵捕捞”、保护海洋渔业资源
和生态环境、实现可持续发展的有效途径之一.淀粉基材料、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等材料具有可完全生物降解、可加工、可再生等特点,作为不可降解渔用合成纤维材料的替代品,可为生物降解高分子材料在渔业领
域的应用开辟新的途径.主要综述了近年来国内外有关淀粉基材料、PCL、PLA、PBS 4种渔用可降解高分子材料的性能、生物降解机理及其与天然高分子共混、合成高分子共混改性的研究进展,介绍了加工工艺、表面处理、添加剂等对复合体系
性能的影响,并分析了可降解材料在渔业上的应用及发展前景,以期为研发价格低廉、综合性能优越的可降解渔用材料提供参考.
【期刊名称】《海洋渔业》
【年(卷),期】2019(041)004
【总页数】10页(P503-512)
【关键词】可生物降解;降解机理;渔用材料;改性方法
【作者】杨飞;张敏;石建高;余雯雯;邹晓荣;周文博
【作者单位】上海海洋大学海洋科学学院,上海201306;上海海洋大学海洋科学学院,上海201306;中国水产科学研究院东海水产研究所,上海200090;中国水产科学
研究院东海水产研究所,上海200090;上海海洋大学海洋科学学院,上海201306;上海海洋大学海洋科学学院,上海201306;中国水产科学研究院东海水产研究所,上海200090
【正文语种】中文
【中图分类】S971.1
随着渔业产业的持续发展，渔具材料从生物降解相对较快的自然类材料，如木材和棉花等，转变为难以降解的合成纤维材料，如聚乙烯、聚丙烯、尼龙、涤纶等
［1-3］。合成材料具有高强度、耐磨损、耐腐蚀等优点，由聚乙烯、尼龙等合成纤维制成的渔网在海水环境中几十年后仍然无法降解［4-7］，一旦它们在海上被遗失或遗弃，会成为“幽灵”渔具，可能导致鱼类和其他海洋生物被困在遗弃的渔网中而死亡并成为诱饵引诱其他生物，形成恶性循环。渔业生产中被遗失或遗弃的渔具种类是多样化的，有流刺网、笼网、笼壶、拖网、延绳钓等。大型流刺网碎片、破断的藻类设施用绳索以及丢弃的养殖网衣等很容易缠住船舶螺旋桨，危及船舶航行安全。长时间废弃的渔网由于光降解以及其他气候原因，会被分解成细小的微塑料颗粒，而微塑料对海洋的污染已成为全球性环境问题［8-11］。在全球海洋渔
业生态环境保护日益受到重视的情况下，可降解渔具材料的研发与应用越来越受到研究人员的关注［12-14］。生物降解高分子材料在医药［15-17］、农业［18-19］、食品包装［20-22］等方面应用较多，但因成本较高、机械性能较差等原因，在渔业上应用较少［13，23-24］。本文主要介绍了几种现有的渔用可降解材料的性能与降解机理及其在捕捞渔具与设施渔业中的应用研究进展，旨在为渔用可降解材料的创新研发与产业化应用提供参考。
1 几种常用渔用可降解材料
1.1 淀粉基材料
淀粉是一种多糖类化合物，广泛存在于玉米、小麦和马铃薯等植物中，具有来源广、成本低和可生物降解等优点，既可作为制备降解复合材料的一种填料，又可以通过
一定改性处理制备降解材料。淀粉基生物降解材料分为破坏性生物降解材料和完全生物降解材料：前者主要是指将淀粉与不可降解树脂共混；后者则包括淀粉与可降解聚酯共混材料和全淀粉材料两种，这两种材料在使用后均能实现彻底降解。
破坏性生物降解材料主要是指淀粉填充型降解材料，将淀粉或改性淀粉作为填料，与聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等热塑性材料共混并加入一定添加剂制备的部分降解材料［25］。制品在使用后，淀粉部分首先降解，制品崩裂为碎片，因此又称为崩溃性生物降解材料。但与淀粉共混的聚烯烃无法生物降解，仍会长期残留，对环境造成污染。
淀粉/可降解聚酯共混材料是将淀粉与可降解聚酯如聚己内酯（PCL）、聚乳酸（PLA）、聚-β-羟基丁酸（PHB）等共混制备，由于聚酯类化合物本身具有生物降解性，因此产品可以完全降解。作为可降解材料，聚酯类化合物如PLA等已经广泛应用于医学、农业、食品包装等领域。然而因其力学性能差、成本高，限制了其进一步应用。研究发现，在聚酯中添加一定量的淀粉，不仅可以降低降解材料的成本，而且在一定程度上改善了聚酯的机械性能［26］。但是淀粉和聚酯类化合物都是极性化合物，具有很强的亲水性，长时间暴露会导致其机械性能的下降。另外淀粉与聚酯之间存在相容性的问题，因此在共混之前添加改性剂进行处理是十分必要的。王伟［27］用4种改性方法对淀粉/PLA共混材料进行改性，结果发现，通过对淀粉进行交联来改善PLA和淀粉之间的相容性，随着交联度的提高，相容性变好；甘油对淀粉进行塑化后与PLA共混，可以改变淀粉的分布形态、提高共混材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度；在过氧化苯甲酸叔丁酯存在的条件下，将马来酸酐接枝到PLA上，能极大改善共混材料性能；将橡胶加入其中，能极大改善材料韧性。高俊等［28］研究发现，采用氯化镁/甘油复配改性剂可制备出具有良好性能的淀粉/PBS共混材料，改性后的淀粉/PBS共混材料的相容性、断裂伸长率和拉伸强度均得到提高。YEW等［29］添加环氧化的天然橡胶（ENR）到淀
粉/PLA（20/80）的共混体系中，结果显示，当ENR用量为5%时，共混物的拉
伸强度与断裂伸长率同时达到最大值，且ENR的弹性体行为减小了熔体流动速率
及共混物的拉伸模量，酶降解实验证明ENR的降解能力可使共混物的生物降解能
力提高。杨召杰等［30］用氯化镁/氯化 1-丁基-3-甲基咪唑（Cl）复合增塑剂改
性淀粉/PBS共混材料，增强淀粉与PBS的界面结合力，提高共混体系的相容性，使淀粉/PBS的熔融焓、结晶度及结晶温度降低，冷结晶温度升高，提高了共混体
系的力学强度和断裂伸长率，制备出具有良好力学性能的淀粉/PBS共混材料。石
建高等［31-32］开展了淀粉生物降解捕捞网具新材料研究及应用示范，采用特种技术对淀粉生物降解基材进行了物理改性及化学合成，在特种工艺条件下，增大熔融原料的分子量和黏度、扩大和控制其分子量分布的宽度曲线，开发出高强、高韧、耐老化且具有良好适配性的可降解纤维绳网新材料。
全淀粉材料是指以淀粉作为材料的基体，改变其分子结构制成淀粉树脂再添加少量的助剂制备而成的可降解材料产品。淀粉是一种高分子聚合物，分子以顺式排列，结晶度高，难以直接加工成型。因此必须在淀粉中加入一些增塑剂等助剂，使其物理性质和化学性质产生一定改变，破坏淀粉原有的分子结构。郭斌等［33］为增
强热塑性淀粉（TPS）的力学及耐水性能，通过挤出注塑工艺制备了聚乳酸纤维（PLAF）增强的TPS复合材料（PLAF/TPS），并采用万能试验机、扫描电镜（SEM）、接触角测定仪、热重分析仪（TG）和转矩流变仪对PLAF/TPS复合材
料的性能进行了表征，结果表明：适量的PLAF能够较好地分散在TPS基体中，
并与淀粉分子形成氢键，从而显著增强TPS的力学及耐水性能。薛灿等［34］将
六偏磷酸钠（SHMP）直接与淀粉和甘油混合，通过挤出注塑工艺制备了SHMP
交联改性的TPS，研究了SHMP添加量对TPS拉伸强度、耐水性能及转矩流变性能的影响，结果表明：当SHMP含量为6%时，淀粉材料的拉伸强度最高，断裂
伸长率为190%，冲击强度比TPS略有下降，耐水性明显改善；转矩流变曲线表
明，此时峰值转矩适中，有利于加工成型。
淀粉来源广泛，价格低廉，无论是作为填充材料用于改性其它高分子或者本身作为高分子材料制备可降解材料，相关研究都受到广泛关注。淀粉和PCL、PLA、PBS 等可降解高分子共混制备可完全降解的聚合物，已经广泛应用于包装、医药和农业等领域，但在渔业上应用还较少。今后应加强对淀粉基材料成本的降低、性能的优化、功能的多样化、降解时间的控制等方面的研究，以拓展淀粉基材料的应用，研发性能优越的淀粉基可降解渔用材料。
1.2 聚乳酸（PLA）
聚乳酸（PLA）是一种新型的高分子可降解材料，是由乳酸缩聚或丙交酯开环聚合而成的热塑性脂肪族聚酯，在常见的可生物降解聚合物中，其性能最为优越：原料来源广、耐热性能良好、结晶度高、强度高、透明、可热塑成型、具有完全生物可降解性，因此 PLA被广泛应用于医药［35-37］、农业［38-39］、食品包装［40-41］等领域。但PLA生产成本高、脆性高、抗冲击性能差、亲水性差、降
解周期难以控制，因而限制了PLA的应用领域。通过PLA共混、无机填料共混、增塑改性、共聚改性、交联改性等方法对PLA改性，可获得功能性PLA材料。三菱人造丝申请了PLA纤维制备方法专利，重均分子量在10万～50万的PLA切片经熔融纺丝并拉伸4～l0倍后得到断裂强度高于7.2cN/dtex、断裂伸长率大于30%的生物降解PLA缝合线或 PLA钓鱼线。闵明华等［42-43］以双官能团有机化改性纳米蒙脱土（nano-MMT）为改性添加剂，采用熔融纺丝工艺制备渔用nano-MMT改性PLA纤维，研究了渔用改性PLA纤维的形态结构、力学性能、热稳定性和耐磨性能，并研究了nano-MMT改性PLA单丝在海水环境中的降解特性，
结果表明，改性PLA单丝在海水中降解9个月后进入加速降解阶段，且nano-MMT的引入促进了改性PLA单丝的降解。陈晓蕾等［44］分析了PLA/淀粉复合材料在海水环境中随着浸泡时间的增加各项性能的变化情况：随着在海水中浸泡时
间的增加，PLA/淀粉复合材料的分子量下降，说明其在海水环境中具有良好的降
解性能，为制备满足不同需求（例如不同强度、不同降解时间）的可降解材料提供了有力的理论基础和科学依据。刘叶等［45］公开了一种渔用可降解纤维材料的
制备方法，以稻壳为原料，生成改性PLA，随后将改性PLA与中空稻壳纤维加热
熔融混合后挤出造粒，再经纺丝和热牵伸，制得兼具优良的力学性能和热稳定性、同时具有优良的耐磨擦性能的渔用可降解纤维材料。闵明华等［46-47］公开了一种渔用可降解PLA单丝和一种渔用淀粉改性PLA单丝的制备方法，分别通过聚羟基丁酸羟基戊酸共聚酯、聚乙二醇、纳米碳酸钙和抗氧剂1010和淀粉、纳米白炭黑和抗氧剂1010对PLA基体进行增强增韧改性，均可有效地提高单丝的断裂强
度和结节强度。
1.3 聚己内酯（PCL）
聚己内酯（PCL）是脂肪族聚酯中应用较为广泛的一种可降解高分子材料，可注塑、模压、吹塑、纺丝等，具有良好的柔韧性和加工性，且制品具有形状记忆性。通过一定改性加工，PCL可以获得完全生物降解性能。
PCL的结构特点使得它可以和许多聚合物进行共聚和共混，赋予材料特殊的物理
力学性能，从而提高PCL的应用价值。近年来，美、日等国纷纷开展PCL性能优化研究，现已工业化生产的有美国UCC公司的“Tonepofymer”，日本化学工
业公司的“Placcel-H”。除了优化生产工艺外，还可通过将PCL与其它材料改性或共混以提高其性能。如三菱煤气化学公司将PCL和聚β-羟基丁酸（PBS）共混
熔纺，然后冷却拉伸，得到的纤维可以生物降解，能够用于服装和渔网等领域。陈晓蕾等［23］研究了PCL样条在海水中历经10个月的可降解性能，结果显示，
纯 PCL由于具有较高的结晶度，在海水中需要很多年才能够完全降解，需通过改
性（共混、接枝等）才能提高其在海水中的降解性能。还有研究发现，将PLA与PCL共混可以很好地发挥二者各自的优势，同时还能保持生物降解性能，得到韧
性好、强度高的PLA/PCL可生物降解共混材料［48］。YEH等［49］发现
PLA/PCL共混物的拉伸强度和断裂伸长率随着PCL质量分数的增加而分别下降和增加，随着PCL的添加，PLA从脆性变为韧性。杨静泽等［50］也研究了PCL的质量分数对PLA力学性能的影响，发现了与上述研究类似的结果。
1.4 聚丁二酸丁二醇酯（PBS）
聚丁二酸丁二醇酯（PBS）是一种脂肪族聚合物，它通常通过环境中的大肠杆菌和细菌等进行生物降解、转化为水等剩余产品。这些残留的产品是环保材料，因此，PBS经常用于农业、渔业和医疗应用等领域。特别是在捕捞业，生物可降解的PBS最近被用来缓解由刺网和陷阱渔业造成的“幽灵捕捞”。此外，为保护海洋
生态系统，采用单丝和复丝的PBS绳索，开发出了可生物降解的绳网及其网具生
产工艺。
KIM等［51］开发了一种可生物降解的渔网材料，混合了82%的PBS和18%的
聚丁烯二烯二聚丁二烯（PBAT），研究了可生物降解的单丝的物理性质和降解性，并比较了传统尼龙和该生物降解材料的渔获性能：在干燥的时候，传统的尼龙单丝比相同直径的可生物降解的单丝具有更大的断裂强度和伸长率；在湿润的时候，可生物降解的单丝比尼龙单丝的硬度要高出1.5倍。上述研究结果表明，由该可生物降解的单丝制成的可生物降解渔网的捕捞效率理论上应该比传统的渔网要低，但研究同时又表明该可生物降解单丝制成的渔网和传统尼龙网对小黄鱼具有相似的捕获率。该可生物降解的单丝在海水中24个月后开始降解。因此可生物降解的流网可能成为传统尼龙网的可行替代品，并有助于减少“幽灵捕捞”的持续时间。AN等［52］分析了PA刺网和PBS可生物降解刺网的物理特性和对太平洋鲱（Clupea pallasii）的捕获率，结果表明PA刺网和PBS可生物降解刺网渔获量无差别，表
明PBS可生物降解刺网的实用化是可能的。朴性昱等［53］提供了一种用于渔网
的生物可降解树脂组合物及通过使用生物可降解树脂组合物制造渔网的方法，该生
物可降解树脂组合物由PBS树脂和PBAT树脂的混合树脂形成，制成的可生物降
解渔网与传统尼龙渔网有相同的捕捞能力，由于其在海水中能自然分解，所以对海岸带的污染和“幽灵捕捞”产生的损害最小化，并且同时又可确保渔具的强度、柔性和弹性恢复性。
2 可生物降解材料的降解机理
可生物降解高分子材料在一定的条件下、一定的时间内能被细菌、霉菌、藻类等微生物降解，在有水存在的环境下，能被酶或微生物水解，高分子主链断裂，分子量逐渐变小，最终成为单体或代谢成二氧化碳和水［54］。一般可生物降解材料的
生物降解过程主要包括3个阶段［55］：1）微生物粘附于高分子材料表面，产生一些水溶性的中间降解产物。2）微生物分泌特定的酶类吸附于高分子材料表面并消解聚合物链，将高分子聚合物分解为低分子量的单体。3）微生物将穿过其细胞膜的低分子量单体吸收利用，最终转化为二氧化碳、水、甲烷等释放出来。不同高分子材料具体降解过程与生物可降解材料的组分、分子量、结晶度、微生物种类、环境（pH值、温度、水）等均有关［56-57］。
淀粉基材料的降解过程与一般可生物降解材料相似，在微生物的作用下先分解为麦芽糖、葡萄糖等低聚物，最后分解为二氧化碳、水和其他低分子化合物。能作用于淀粉的酶统称淀粉酶，包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和脱支酶等，都
属于水解酶，能水解淀粉分子及其水解产物，最终生成麦芽糖和葡萄糖。枯草芽孢杆菌和米曲霉中含有α-淀粉酶，通过内切水解α-1，4糖苷键将淀粉水解为糊精
和少量麦芽糖及葡萄糖。黑曲霉、根酶、拟内孢酶能分泌葡萄糖淀粉酶，从淀粉分子的非还原性末端依次水解α-1，4糖苷键，最终产物只有葡萄糖。pH值、温度、钙离子浓度等都对酶水解淀粉有影响。
PLA、PCL、PBS都是脂肪族聚酯，在自然环境中首先发生水解反应，主链上不稳定的酯键水解形成低聚物；水解后再被微生物分解成二氧化碳和水。镰刀酶念珠菌、
青霉菌、腐殖菌等多种微生物都能降解PLA［58-59］。不同细菌对不同构型的PLA降解情况不同。由于PLA中有一个手性碳原子，其光学活性不同，分为L乳
酸和D乳酸。镰刀酶念珠菌、青霉菌都能完全吸收L乳酸和D乳酸。碱性或酸性环境都能促进PLA的降解，碱性条件下的PLA降解速率最大。PLA结晶区分子链堆积紧密，不易水解，所以先水解无定型区，导致酯键断裂，当大部分无定型区降解后，才由边缘向结晶区中心降解［60-61］。PLA的分子量与降解速率成反比。分子量越大、聚合物结构越紧密，酯键越不易断裂。大多数PCL降解真菌属于青
霉菌属和曲霉菌属，而大部分PCL降解细菌属于梭状芽孢杆菌属［62-63］。细菌、固氮菌、分解纤维素菌、放线菌、霉菌等微生物均具有降解PCL的能力，其
中放线菌的降解能力较强。PBS及其共聚酯的化学结构、分子构成、分子量、结
晶度及聚酯的形态等均对其生物降解性能有较大的影响［64］。此外，酸、碱和
金属离子等外在因素均对PBS水解反应有促进作用。
3 结语
全球每年废弃渔具数量惊人，由PE、PA等不可降解合成纤维制成的渔网在海水环境中几十年后仍然无法降解，成为“幽灵渔具”，对渔业资源和生态环境危害巨大。如遗失或遗弃在海上的刺网、笼具（如蟹笼），会“幽灵捕捞”鱼类和其它海洋生物、妨碍船舶航行、破坏海洋生态环境。为了防止或减轻“幽灵捕捞”、保护海洋渔业资源和生态环境、实现可持续发展，可降解渔具用材料的研发与应用尤为重要。近年来 PCL、PLA、PBS的出现为生物降解高分子材料在渔业领域的应用开辟了新的途径，可作为不可降解渔用合成纤维材料的替代品［65-66］。在海洋环境中使用渔用可降解材料，绳网废弃后能在微生物分泌的酶的作用下，降解成为低分子化合物，该化合物最终参与微生物的新陈代谢，成为二氧化碳和水。但目前国内外对渔用可降解高分子材料的研究都很少，这主要是因为，一方面，已开发的可降解高分子材料主要是针对土壤和空气环境中的降解，其降解环境与在海水中大不相同；
另一方面，大多数可降解高分子材料在海水中使用时力学性能下降，且成本较高，这都使其应用受到限制。随着有关研究的进一步深入、生产技术的进一步提高，生物可降解高分子材料必将在捕捞渔具与设施渔业等领域得到广泛应用。为适应国家绿色渔业的战略发展需要，开发价格低廉、综合性能优越的渔用可降解高分子材料将是未来渔业科技工作的重点之一。
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渔用可降解材料的研究进展与展望 杨飞;张敏;石建高;余雯雯;邹晓荣;周文博 【摘要】可降解渔具材料的研发与应用是减轻“幽灵捕捞”、保护海洋渔业资源 和生态环境、实现可持续发展的有效途径之一.淀粉基材料、聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等材料具有可完全生物降解、可加工、可再生等特点,作为不可降解渔用合成纤维材料的替代品,可为生物降解高分子材料在渔业领 域的应用开辟新的途径.主要综述了近年来国内外有关淀粉基材料、PCL、PLA、PBS 4种渔用可降解高分子材料的性能、生物降解机理及其与天然高分子共混、合成高分子共混改性的研究进展,介绍了加工工艺、表面处理、添加剂等对复合体系 性能的影响,并分析了可降解材料在渔业上的应用及发展前景,以期为研发价格低廉、综合性能优越的可降解渔用材料提供参考. 【期刊名称】《海洋渔业》 【年(卷),期】2019(041)004 【总页数】10页(P503-512) 【关键词】可生物降解;降解机理;渔用材料;改性方法 【作者】杨飞;张敏;石建高;余雯雯;邹晓荣;周文博 【作者单位】上海海洋大学海洋科学学院,上海201306;上海海洋大学海洋科学学院,上海201306;中国水产科学研究院东海水产研究所,上海200090;中国水产科学 研究院东海水产研究所,上海200090;上海海洋大学海洋科学学院,上海201306;上海海洋大学海洋科学学院,上海201306;中国水产科学研究院东海水产研究所,上海200090
【正文语种】中文 【中图分类】S971.1 随着渔业产业的持续发展，渔具材料从生物降解相对较快的自然类材料，如木材和棉花等，转变为难以降解的合成纤维材料，如聚乙烯、聚丙烯、尼龙、涤纶等 ［1-3］。合成材料具有高强度、耐磨损、耐腐蚀等优点，由聚乙烯、尼龙等合成纤维制成的渔网在海水环境中几十年后仍然无法降解［4-7］，一旦它们在海上被遗失或遗弃，会成为“幽灵”渔具，可能导致鱼类和其他海洋生物被困在遗弃的渔网中而死亡并成为诱饵引诱其他生物，形成恶性循环。渔业生产中被遗失或遗弃的渔具种类是多样化的，有流刺网、笼网、笼壶、拖网、延绳钓等。大型流刺网碎片、破断的藻类设施用绳索以及丢弃的养殖网衣等很容易缠住船舶螺旋桨，危及船舶航行安全。长时间废弃的渔网由于光降解以及其他气候原因，会被分解成细小的微塑料颗粒，而微塑料对海洋的污染已成为全球性环境问题［8-11］。在全球海洋渔 业生态环境保护日益受到重视的情况下，可降解渔具材料的研发与应用越来越受到研究人员的关注［12-14］。生物降解高分子材料在医药［15-17］、农业［18-19］、食品包装［20-22］等方面应用较多，但因成本较高、机械性能较差等原因，在渔业上应用较少［13，23-24］。本文主要介绍了几种现有的渔用可降解材料的性能与降解机理及其在捕捞渔具与设施渔业中的应用研究进展，旨在为渔用可降解材料的创新研发与产业化应用提供参考。 1 几种常用渔用可降解材料 1.1 淀粉基材料 淀粉是一种多糖类化合物，广泛存在于玉米、小麦和马铃薯等植物中，具有来源广、成本低和可生物降解等优点，既可作为制备降解复合材料的一种填料，又可以通过
我国水产饲料的研究进展与展望 水产动物营养与饲料研究的目的就是解决水产养殖动物对营养物质与饲料原料的合理利用问题，并提供优质、安全水产品。饲料质量是影响生态系统、养殖动物抗病力和产品质量的关键因素之一。20世纪80年代初，国家把水产动物营养学与饲料配方等研究列入国家饲料开发项目，开始了水产动物营养与饲料的研究。水产动物营养研究与饲料技术的开发是水产饲料工业的基础。因此, 我国对水产动物营养的研究和开发十分迫切。相关专家对这一课题展开的研究，取得了一系列的成就。阅读了十余篇文献，从以下几个方面阐述这个课题。 （一）我国水产饲料的现状 伴随水产养殖业的发展，我国水产饲料业获得迅速发展，并成为世界上水产饲料市场容量最大的国家。我国水产饲料业经历了20世纪80年代的萌芽阶段、90年代初步发展阶段、2000年至今的规模化发展阶段，近年来一直保持良好发展势头。2005年我国的水产饲料产量为 984 万吨、增长率为 20.02%，2006年为1280万吨、增长率为30.08%。2007年以来受多种因素影响，水产饲料增长率一直低于 10%，2006年至2010年水产饲料占全国商品饲料总量比例一直维持在9%～11%(详见表1)。根据我国目前海洋和江河捕捞产量零增长的政策，水产品总量增长将基本由水产养殖产量来提供，水产饲料的市场需求量将进一步得到增加。根据我国发布的“全国渔业发展第十二个五年计划(2011－2015年)”推算，到2015年，我国鱼虾蟹的养殖产量为3000万吨以上，水产饲料使用量在2000万吨以上。 (二)水产动物营养研究进展 从“六五”至今,国家和地方通过立项攻关,已基本摸清了我国主要水产养殖品种的生存、生产和健康所需要的营养元素。相继开展了“我国主要养殖鱼类的营养需求和鱼饲料配方的研究”、“主要水生动物饲料标准及检测技术的研究”、“鱼类营养及饲料配制技术的研究”等项目研究,取得了一些成果[1]:(1)取得了主要水产养殖动物,如草鱼、青鱼、团头鲂、鲤鱼、罗非鱼、鳗鲡和对虾等不同生长阶段的营养需求和配合饲料的主要营养参数,为实用饲料的配制提供了理论依据。(2)制订了水产饲料的质量检测技术和饲料生物学综合评定技术标准,建立了一批国家、省部级渔用饲料检测机构,使渔用饲料工业生产走上正规化。(3)查清了我国水产养殖饲料源,对常用饲料源进行了营养价值评定,为高效使用人工配合饲料的开发提供了依据。(4)研制了主要养殖品种的人工配合饲料,如鳗鲡、中国对虾、鲤鱼等饲料已达 到或接近国际水平;开发了一些名贵品种如鳜鱼、长吻兢、大口鲶、斑鳢、中华鳖、鲟科鱼类等的沉性或浮性人工饲料。(5)开发了一批渔用饲料添加剂及预混料。研制了草鱼、鲤鱼、中国对虾等品种的高效优质复合预混料配方;开发了具有中国特色的中草药添加剂,对水中稳定型维生素C衍生物、氨基酸微量元素螯合物、各种酶制剂和活菌制剂等也做了很好的研制、开发与应用工作。(6)颁布了草鱼(SC/T1024-2002)、鲤鱼(SC/T 1026-2002)、鳗鲡(SC/T 1004-1992)、虹鳟(SC/T1030-1999)、罗氏沼虾(SC/T1066-2003)、中华鳖(SC/T 1047-2001)、真鲷(SC/T2007-2001)、牙鲆(SC/T2006-2001)、中国对虾(SC/T 2002-2002)和大黄鱼(SC/T 2012-2002)的饲料标准;目前一些主要养殖鱼类的饲料 （三）鱼类营养与饲料研究存在的问题 目前, 国产鲤鱼、草鱼、罗非鱼、鳗鲡、对虾、罗氏沼虾和鳖的商品饲料的质量已接近或达到国际平均水平。但由于我国水产动物营养研究起步晚, 人力和物力的投入也相对较少, 在鱼虾类营养生理和营养参数等应用基础研究方面与国外先进水平的差距仍然较大。 1.基础研究不足, 缺乏系统性 2.水产专用添加剂的开发不足
生物降解材料的研究现状及前景生物降解材料是指通过微生物作用、光、热等能量激发下降解 为水、二氧化碳、有机肥等可循环的物质的材料，其降解产品无 毒无害、可以被环境接受，因而被广泛应用于包装、农业、环保 等领域。然而，目前市场上的生物降解材料质量参差不齐，降解 时间不确定，所以如何提升生物降解材料的品质和性能，是当前 的一个热点问题。本文从生物降解材料的定义、发展、现状、问 题以及前景等方面进行深入探讨。 一、生物降解材料的定义和发展 生物降解材料是一种生物资源进行再生利用的材料，以生物为 基础，经过高科技能力的加工，制成符合人们对材料性能和功能 要求的降解材料。其研发是对生态环境可持续发展的主动响应和 主动探索，是以人为本、以环保为原则的绿色科技。生物降解材 料主要来源于植物、动物和微生物等生物资源，与传统材料相比，拥有更广阔的应用前景。 生物降解材料的发展始于20世纪70年代，最早的应用场景为 农业、林业等领域，用于绿化土壤、废弃物处理等方面。20世纪 80年代末，随着环保意识的不断提高，在工业、包装等领域的应
用逐渐增加，在当时的工业界，竞相推出环保型产品的壮观景象 随处可见。“生物可降解”“环保型”成为了那个时期商家竞相传播的标语。随着生物技术的快速发展，生物降解材料的研究迅速快速 增加，纸张、食品包装、医疗用品、农膜等不同种类的生物降解 材料得到广泛的研究和应用。 二、生物降解材料的现状及问题 当前市场上的生物降解材料虽然数量庞大，但品质和性能参差 不齐，主要表现为降解速度过慢、性质不稳定、易分解、易老化、强度不足等问题。降解速度过慢是影响生物降解材料大规模应用 的关键问题之一，其核心原因是高分子量和分子不充分互相联系。生物降解材料中的淀粉、菜籽酸、壳聚糖等物质虽具有良好的生 物可降解性，但其分子量过大、分子间的络合结构过牢固，导致 降解速度缓慢。部分生物降解材料虽然具有一定的稳定性，但使 用环境的不同依旧会导致材料性质的不同水平变化，从而影响其 使用寿命。例如，一些生物降解塑料，在温度高、湿度大、氧气 等气体的存在下往往会迅速分解。 三、生物降解材料的前景
光热材料在海水淡化领域的近期研究进 展与展望 摘要：随着全球淡水资源的紧缺和海水淡化技术的迅猛发展，光热材料作为 一种新兴的研究领域，在海水淡化过程中具有巨大的潜力。本文综述了光热材料 在海水淡化领域的近期研究进展与展望。首先介绍了光热材料的基本原理和特性，探讨了其在海水淡化中的应用前景。其次，系统地总结了光热材料在海水淡化领 域的应用案例，包括太阳能蒸馏、多级效应蒸发、光热薄膜等方面。然后，分析 了当前面临的挑战和问题，并对未来的研究方向和发展趋势进行了展望。最后， 提出了进一步开展光热材料在海水淡化中的研究的建议，以推动这一领域的发展。 关键词：光热材料；海水淡化；太阳能蒸馏；多级效应蒸发；展望 引言 随着全球人口的增长和工业化的发展，淡水资源短缺的问题日益突出。海水 淡化技术作为解决淡水资源问题的重要手段，受到了广泛关注。然而，传统的淡 化方法存在能源消耗大、成本高等问题。光热材料的出现为海水淡化提供了新的 解决方案。 1.光热材料的原理 1.光吸收：光热材料具有优异的光吸收特性，能够高效地吸收入射的光辐射 能量。这是实现光热转换的基础。2.热导：光热材料具有良好的热导特性，能够 快速将吸收的光能转化为热能，并迅速传导到材料的其他部分。3.辐射：光热材 料在吸收了光能并转化为热能后，会以热辐射的形式向周围环境散发热能。辐射 是光热材料释放热能的重要途径之一。 2.光热材料的特性
1.高吸收率：光热材料对入射光的吸收率较高，能够最大程度地利用光能。 2.宽波长范围：光热材料能够在较宽的波长范围内吸收光能，从可见光到红外光。 3.稳定性：光热材料需要具备良好的稳定性，可以经受长期光照和高温环境下的 使用。4.可控性：光热材料可以通过调整其物理、化学性质来改变其光热特性， 以满足特定需求。5.可加工性：光热材料应具备良好的可加工性，方便制备成不 同形状和尺寸的器件，满足不同应用场景的要求。 3.光热材料在海水淡化中的应用 3.1太阳能蒸馏 对于太阳能蒸馏系统中的光热材料，其主要功能是将太阳能转化为热能，并 将该热能传递给海水以使其蒸发产生纯净水。光热材料在太阳辐射的作用下能够 高效地吸收光能。这些材料通常具有较高的光吸收率，能够将大部分的太阳辐射 能量转化为热能。光热材料通过吸收的光能将其转化为热能，并将热能传输给紧 邻的海水。光热材料可以通过导热或辐射传导的方式将热能传递给海水。接收到 热能的海水会因为热而蒸发为水蒸汽。蒸发的过程中，水的纯净分子与盐分等杂 质分子分离开来。水蒸汽在上升过程中会逐渐冷却凝结成为液态水。冷凝产生的 纯净水可以通过收集装置进行收集，并得到淡水。太阳能蒸馏系统中的光热材料 需要具备高吸收率、高热传导性和良好的耐久性，以实现高效的能量转换和长期 稳定的运行。此外，系统中还需要考虑热量损失、保温等因素，以提高淡化效率 和节约能源。 3.2多级效应蒸发 多级效应蒸发系统由多个蒸发单元构成，每个蒸发单元包括一个加热器和一 个冷凝器。这些单元级联排列，形成一个层级结构。光热材料通常位于蒸发器中，吸收太阳能并将其转化为热能。光热材料在接收到太阳能后会升温，并将热能传 递给海水。接收到热能的海水会随之升温，部分水分会蒸发成水蒸汽。这些水蒸 汽会向上升起，经过冷凝器冷却后凝结为液态水。在每个蒸发单元中，冷凝器会 冷却水蒸汽使其凝结成纯净的液态水。这样产生的纯净水可以通过收集装置进行 收集，并得到淡水。多级效应蒸发系统中的光热材料负责将太阳能转化为热能，
可降解材料在环保领域的发展现状与未来趋 势 随着全球环境问题的日益严峻，人们对可持续发展和环保意识的关注也越来越高。在环保领域中，可降解材料的应用正逐渐成为一个重要的发展方向。可降解材料能够在自然环境中迅速分解，减少对环境产生的负面影响，因此其在日常生活用品、包装材料、医疗领域等多个领域都有广泛的应用。 一、可降解材料种类和属性 可降解材料按来源可以分为天然可降解材料和合成可降解材料两大类。其中， 天然可降解材料包括淀粉、纤维素等，合成可降解材料包括聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）等。这些材料具有生物可降解、可埋地、可生物降解等特性，同时还具备良好的物理力学性能和加工性能。 二、可降解材料在日常生活中的应用 可降解材料在日常生活中的应用十分广泛。最常见的应用领域之一是塑料袋的 替代品。传统塑料袋在环境中分解需要数百年的时间，而可降解的生物塑料袋经过一段时间后即可自然分解，不会对土壤和水源造成污染。此外，可降解材料还应用于一次性餐具、咖啡杯、纸巾等生活用品，可以大量减少塑料垃圾的产生，并降低对环境的污染。 三、可降解材料在包装领域的应用 包装材料在现代社会发展中起着重要的作用。然而，传统的包装材料如泡沫塑 料等对环境造成了严重的污染。而可降解的包装材料则成为解决问题的有效途径。可降解包装材料具有良好的耐热性、耐水性、耐油性等性能，并且可以通过改变降解速度和降解方式，适应不同的包装需求。使用可降解的包装材料不仅可以减少环境污染，还可以大大降低包装废料的回收和处理成本。
四、可降解材料在医疗领域的应用 医疗领域对材料的要求非常高，可降解材料的应用也给医疗领域带来了许多新的机遇。以聚乳酸（PLA）为代表的可降解材料在医疗领域具有广泛的应用前景。它可以制备成缝合线、骨钉、支架等医疗器械，在人体内承担特定功能的同时，随着时间的推移自然降解。这种特性不仅减少了二次手术的风险，还能减轻患者的痛苦。 五、可降解材料未来的发展趋势 随着可降解材料的不断发展，未来其应用领域将进一步拓展。一方面，人们在环保意识的推动下，对可降解材料的需求将持续增加。另一方面，科技的发展将推动可降解材料更加智能化和功能化。例如，通过纳米技术将可降解材料制备成具有特定功能的材料，如抗菌、缓释等，以满足不同领域的需求。同时，多学科的交叉和合作也将推动可降解材料在环保领域的发展，为构建可持续发展的社会做出更大的贡献。 总结起来，可降解材料在环保领域的应用前景广阔。通过对可降解材料的研究和应用推广，可以减少塑料垃圾的产生，降低对环境的污染，实现可持续发展。未来，随着人们环保意识的提高和科技的进步，可降解材料将在更多领域得到应用，为我们创造更美好的未来。
生物可降解材料的研发进展近年来，生物可降解材料作为一种新兴的材料，受到了越来越多人的关注和青睐。它不仅具有良好的可降解性和生物相容性，而且还能够有效地减少对环境的污染，逐渐成为人们研究的热点之一。本文将从生物可降解材料的定义、分类、性质以及研发进展等方面进行详细的论述。 1. 生物可降解材料的定义 生物可降解材料，又称可降解聚合物，是一种可以被微生物在自然界中分解成小分子化合物、无毒有害物质和二氧化碳的聚合物材料。它主要由可生物降解高分子材料构成，如淀粉类、聚乳酸类、聚羟基烷酸酯类、聚己内酰胺类等。 2. 生物可降解材料的分类 生物可降解材料可以按来源进行分类，如植物、动物和微生物等。它也可以按降解方式分类，如生物降解和光降解等。此外，生物可降解材料还可以按聚合物类型进行分类，如酯类、酰胺类和酰亚胺类等。
3. 生物可降解材料的性质 不同类型的生物可降解材料具有不同的物理化学性质。一般来说，生物可降解材料具有以下优越性质： （1）良好的可降解性：生物可降解材料能够在自然界中被微生物迅速分解成小分子化合物，降解速率较快。 （2）良好的生物相容性：生物可降解材料对人体和动物无毒无害，不会对健康造成危害。 （3）良好的环境友好性：生物可降解材料的降解产物对环境影响小，对环境污染少。 4. 生物可降解材料的研发进展 随着人们环保意识的增强和生物科技的不断发展，生物可降解材料的研发也得到了极大的关注和投入。近年来，国内外的研究
人员在生物可降解材料方面做出了许多积极的尝试和实验，取得 了一定的研究进展。 （1）淀粉类生物可降解材料 淀粉类生物可降解材料是目前研究较为成熟的一种生物可降解 材料。它是以淀粉为原料，经过一系列物理或化学处理后制成的，具有良好的可降解性、生物相容性和环境友好性。同时，淀粉类 生物可降解材料的成本较低，制备工艺简单，具有广阔的应用前景。 （2）聚乳酸类生物可降解材料 聚乳酸类生物可降解材料是一种新兴的生物可降解材料。它是 以乳酸作为单体，通过聚合制备而成，具有良好的可降解性和生 物相容性，对人体和环境无害。同时，聚乳酸类生物可降解材料 还具有其它优越性能，如良好的可加工性和抗菌性等。 （3）聚羟基烷酸酯类生物可降解材料
2023年生物可降解材料行业市场研究报告 生物可降解材料是指能被微生物、热分解或光线等自然条件分解的材料，不会对环境造成污染。近年来，生物可降解材料的需求越来越高，与传统塑料相比具有更好的环保性能和可循环利用的特点。本文将从市场规模、发展趋势和前景展望等方面对生物可降解材料行业进行市场研究。 一、市场规模 生物可降解材料行业作为新兴产业，其市场规模逐年增长。据市场研究机构的报告显示，2019年全球生物可降解材料市场规模达到50亿美元，预计到2025年将达到100亿美元，年均增长率约为13%。其中，包装材料和消费品行业对生物可降解材料的需求最为迫切，占据了市场份额的30%以上。随着环保意识的逐渐加强，生物可降解材料市场在未来几年将保持较高的增长势头。 二、发展趋势 1. 技术进步推动行业发展。随着科学技术的进步，生物可降解材料的研发技术不断提升，创新性产品不断涌现。特别是在材料性能和加工工艺方面的改进，使得生物可降解材料能够更好地满足市场需求。 2. 政策支持推动行业发展。各国政府纷纷出台了一系列鼓励和支持生物可降解材料产业发展的政策，如减少传统塑料使用、推动可降解塑料的替代等。政策的引导有助于推动生物可降解材料行业向更加规范化和可持续发展的方向前进。
3. 市场需求的增长推动行业发展。随着全球人口的增长和环境意识的提高，对环保材料的需求越来越大。生物可降解材料具有较好的环保性能和可再生利用的特点，受到了广大消费者的青睐。因此，生物可降解材料行业市场需求将持续增长。 三、前景展望 生物可降解材料行业前景广阔。首先，生物可降解材料的开发和应用可以有效减少塑料污染对环境造成的危害，符合可持续发展的原则。其次，生物可降解材料的应用领域广泛，包括包装材料、农业膜、医疗器械等多个领域，市场潜力巨大。最后，生物可降解材料的技术不断创新，新产品不断涌现，为行业的发展提供了不竭动力。 总之，生物可降解材料行业市场规模正在快速扩大，市场需求和政策支持将推动行业的进一步发展。未来几年，生物可降解材料行业将持续稳定增长，为环保产业发展做出更大的贡献。
可降解金属材料的研究与应用 可降解金属材料是一种具有重要应用前景的新型材料，它在解决传统金属材料对环境造成的污染问题上具有重要意义。本文将探讨可降解金属材料的研究现状以及其在医学领域和环境保护中的应用。 一、可降解金属材料的研究现状 近年来，随着可降解材料的需求增加，可降解金属材料的研究也得到了快速发展。目前已经研究出多种可降解金属材料，其中包括镁、铁、锌等。这些材料在特定条件下可以发生腐蚀，最终被生物体代谢排出。 研究者们在寻找可降解金属材料的同时，也致力于改进其性能。例如，通过调整合金成分、添加稳定剂等方式来提高材料的力学性能和腐蚀性能。此外，还有一些研究者探索了采用复合材料的方式来提高可降解金属材料的性能，如与聚合物复合等。 二、可降解金属材料在医学领域的应用 可降解金属材料在医学领域中具有广阔的应用前景。例如，在骨科领域，可降解金属材料可以用于制作骨修复植入物。这些材料在植入体内逐渐被降解，同时促进骨组织的再生修复，避免了传统金属材料长期存留时可能引发的并发症。 此外，可降解金属材料还可以应用于心血管介入治疗。心血管支架是一种常见的治疗冠心病的植入物，传统的心血管支架一般由不可降解的金属材料制成。而采用可降解金属材料制作的心血管支架可以在起到支撑作用的同时，逐渐降解并释放药物，有效减少血管再狭窄的风险。 三、可降解金属材料在环境保护中的应用
可降解金属材料在环境保护领域也有着广泛的应用。例如，可降解金属材料可以用于替代传统的塑料产品，减少对环境的污染。此外，可降解金属材料在海洋工程、土地修复、垃圾处理等方面也有着重要作用。 在海洋工程中，可降解金属材料可以用于制作海洋结构物，如海洋平台、管道等。这些结构物在使用寿命结束后可以自然降解，降低了废弃物的排放量。 在土地修复方面，可降解金属材料可以用于制作土壤修复材料。这些材料可以降解并释放植物生长所需的养分，促进土壤改良和植被恢复。 在垃圾处理方面，可降解金属材料可以用于制作可降解塑料袋等产品，替代传统的一次性塑料制品。这些可降解塑料制品可以在被丢弃后自然降解，减少塑料垃圾对环境的污染。 总之，可降解金属材料的研究与应用涉及医学领域和环境保护领域，具有广阔的前景与意义。通过不断的研究和创新，相信可降解金属材料会在未来的发展中发挥更重要的作用，为人类的生活和环境保护带来更大的贡献。
可降解聚合物的研究进展 近年来，随着环保意识的逐渐普及，使用可降解聚合物已成为一种趋势，以减少塑料垃圾的污染和对环境的影响。可降解聚合物是一种能够在合适的环境下被自然降解或通过生物降解的高分子材料，这种材料具有良好的机械性能和生物相容性。本文将从可降解聚合物的种类、研究进展和应用前景三个方面，深入探讨可降解聚合物的研究进展。 一、可降解聚合物的种类 目前市面上的可降解聚合物主要分为两类：一类是传统聚合物的改性，另一类是全新的聚合物分子结构。常见的改性聚合物有聚乳酸、聚丙烯酸和聚己内酰胺等，新型可降解聚合物有PHA、PBS等。 聚乳酸（PLA）是一种生物可降解聚合物，是由可再生植物资源如玉米淀粉为原料，经过化学反应、聚合而制成的。聚乳酸材料有较好的加工性能和力学性能，还有较好的生物相容性，是目前最为广泛应用的可降解聚合物之一。
PHA是由微生物通过发酵合成的生物高分子材料，具有良好的生物可降解性、生物相容性。它的可塑性、硬度等物理性质可通过调整发酵工艺和原料来改变。PHB是主要组成的PHA之一，具有与常规石油基聚合物相似的性能，可应用于塑料、纤维和包装等领域。 二、可降解聚合物的研究进展 可降解聚合物的研究始于上世纪50年代，目前在制备方法、改性方法、降解过程等方面已取得了一定的进展。下面从这三方面分别展开讲述。 1.制备方法 可降解聚合物的制备方法主要有以下几种：聚合法、酯化法、共聚法、发酵法等。 酯化法是制备聚乳酸的重要方法之一，其原理是将乳酸分子通过酯化反应连成聚合物链，在催化剂的作用下制得聚乳酸。
共聚法是一种常用的合成方法，适用于合成不同化学结构的聚合物，可通过合适的化学反应形成不同化学结构的共聚物。如将乳酸和乙二醇合成PLGA。 2.改性方法 可降解聚合物的改性方法主要包括无规共聚法、共混法、掺杂法、交联法等。 共混法是采用共混剂将两种或多种聚合物混合，在混合物中形成夹杂物或相分离的结构。掺杂法则是通过向聚合物基质中添加其他的化合物，并使之成为均匀的分散相来改变材料或者性能。 3.降解过程 可降解聚合物的降解过程可以分为生物降解和自然降解两种。 自然降解是指在某些条件下，聚合物通过氧化、水解等过程降解成小分子有机物和无机物。有机物和无机物可以被大量存在的微生物和微生物群体直接利用。
材料科学实验室简介研究可降解材料的开发 与应用 材料科学实验室简介及可降解材料的开发与应用 材料科学实验室是一个专注于材料研究和开发的科研机构。本实验 室致力于开发可降解材料，并研究其在各个领域的应用。本文将为您 详细介绍材料科学实验室的背景、研究方向以及可降解材料的开发与 应用。 一、实验室背景 材料科学实验室成立于20XX年，是一家具有国际影响力的材料科 学研究机构。实验室拥有一支专业且经验丰富的科研团队，由一批杰 出的科学家和工程师组成。实验室设有先进的实验室设备和技术支持，以促进材料研究的创新和发展。 二、研究方向 本实验室的主要研究方向是开发可降解材料及其应用。可降解材料 是一类能够在特定条件下被分解为无害物质的材料。它们相对于传统 材料具有环境友好、可持续发展等优势，因此在医疗、食品包装、环 境保护等领域具有广阔的应用前景。 三、可降解材料的开发 实验室利用先进的材料科学技术和工艺，对可降解材料进行开发。 我们从原材料的选择和设计开始，通过合成、改性和处理等方法，制
备出具有理想降解性能的材料。同时，我们注重研究材料的生物降解机制，以确保其在特定环境下能够稳定地分解为无毒无害的物质。 四、可降解材料在医疗领域的应用 可降解材料在医疗领域有着广泛的应用。本实验室的研究人员致力于开发用于医疗器械和医药制剂的可降解材料。这些材料可以用于制造可吸收缝线、骨修复材料和缓释药物等，为医疗行业带来了革命性的进展。可降解材料的使用不仅可以减少手术次数和患者痛苦，还可以避免植入物引起的二次手术。 五、可降解材料在环境领域的应用 可降解材料在环境保护领域具有重要意义。实验室的研究人员致力于开发可降解材料，以替代传统的塑料制品。这些材料可以应用于食品包装、日常用品等领域，取代一次性塑料制品，从根本上减少对环境的污染和资源的消耗。 六、可降解材料在其他领域的应用 除医疗和环境领域外，可降解材料还有许多其他应用。例如，它们可以用于农业领域，制作土壤保护膜，帮助减少化学农药的使用。此外，它们还可以在建筑、电子、纺织等领域中发挥作用，为这些领域带来更加环保和可持续的解决方案。 总结： 材料科学实验室是一家专注于研究可降解材料的机构。通过先进的研究方法和技术，实验室的科研团队致力于开发和应用可降解材料。
生物可降解材料技术的优势与发展前景 随着环境保护意识的不断提升，生物可降解材料技术逐渐成为了全球研究的热点。相较于传统的塑料材料，生物可降解材料不仅可以减少环境污染，还具有易于生物降解的优点，被越来越多的产业领域所应用。本文将从生物可降解材料的定义、优势以及发展前景三个方面对该领域进行探讨。 一、生物可降解材料的定义 生物可降解材料是指可以通过微生物代谢或其他自然降解的方式，在一定时间内转化为二氧化碳、水和天然物质的材料。这种材料通常由天然高分子材料如淀粉、纤维素、胶原蛋白、天然橡胶等以及合成高分子材料如聚乳酸、聚己内酯等构成。生物可降解材料广泛应用于塑料制品、医疗器械、食品包装等领域。 二、生物可降解材料的优势 1、环保性
传统塑料材料在生产和使用过程中会产生大量的有害废弃物，并且由于难以降解，污染环境的危害性极大。而生物可降解材料的生产和降解过程都相对环保，不会产生过多的污染物，使得其具有更广阔的应用前景。 2、易于降解 生物可降解材料通常是以天然高分子材料为基础制成，具有非常好的生物降解性能。其可以在自然环境下通过微生物代谢或其他自然降解的方式进行分解，转化为二氧化碳、水和其他天然物质。这种材料的降解速度比传统的塑料材料要快得多，有效缓解了环境污染问题。 3、可塑性强 生物可降解材料的可塑性强，可以根据需要进行定制化生产。其在生产过程中可以根据不同工艺技术来制定不同的生产规范，使得其在应用过程中更加符合实际需要。 4、健康安全
生物可降解材料大多数是由天然物质构成制成，因此具有很好的健康安全性。理论上，生物可降解材料的任何部分都可以被人体所吸收，从而避免了传统塑料材料在医疗、食品等领域带来的安全风险。 三、生物可降解材料的发展前景 生物可降解材料技术的不断改进和完善，为其未来的发展提供了强有力的支持。生物可降解材料在塑料制品、医疗器械、食品包装等领域都已经有了初步应用，但仍有一定的技术瓶颈需要克服。 首先，需要解决生产技术和生产成本的问题。当前，大部分生物可降解材料的成本相对较高，限制了其大规模应用。因此，在未来的发展中，需要研发出更加高效、低成本的生产技术，不断优化生产工艺和流程。 其次，需要加大生物可降解材料的研发和创新力度。生物可降解材料的应用领域随着技术的不断发展而不断扩大，此时需要我
浅谈生物可降解高分子材料的研究与发展 生物可降解高分子材料是一种具有良好环境友好性的新型材料，随着人们对环境保护 意识的增强和对传统塑料污染问题的认识，生物可降解高分子材料的研究与发展备受关注。本文将就生物可降解高分子材料的研究现状、发展趋势以及应用前景等方面进行探讨。 生物可降解高分子材料是指在自然环境中，通过微生物、酶的作用，可以迅速分解为 二氧化碳和水等无害物质的高分子材料。目前，在生物可降解高分子材料的研究领域，主 要有以下几个方面的成果和进展。 （一）生物可降解高分子材料的种类和特点 生物可降解高分子材料的种类繁多，主要包括聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）、淀 粉基生物降解材料、纤维素基生物降解材料等。这些材料具有良好的可降解性和可再生性，是取代传统塑料的理想选择。与传统塑料相比，生物可降解高分子材料具有较低的制备成 本和更好的环境适应性，因此在包装、医疗、农业、环保等领域具有广阔的应用前景。 随着人们对环境保护意识的增强，生物可降解高分子材料的研究重点逐渐由材料本身 的性能优化转向了可降解材料的加工技术和应用性能等方面。在材料的可降解性能方面， 研究人员通过改变材料的分子结构和添加特定的生物降解助剂等手段，提高了材料的降解 速率和完全降解时间。在材料的加工技术方面，研究人员通过改进生产工艺、提高材料的 加工性能，使生物可降解高分子材料能够更好地适应工业化生产的需求。在应用性能方面，研究人员通过改进材料的力学性能、耐热性能和耐水性能等方面的性能，拓展了生物可降 解高分子材料在不同领域的应用范围。 当前，生物可降解高分子材料的研究和发展呈现出以下几个明显的趋势。 （一）多元化发展 随着科技的不断进步和生物可降解高分子材料应用领域的不断拓展，生物可降解高分 子材料的种类和性能需求也在不断增加。未来，生物可降解高分子材料的研究和开发将呈 现出多元化的发展趋势，包括种类更加丰富、性能更加优良等。 功能化生物可降解高分子材料是未来的发展方向之一。通过引入功能化单体或添加特 定的功能性物质，使生物可降解高分子材料具有抗菌、抗氧化、阻燃等特殊性能，满足不 同领域中对材料性能的需求。 生物可降解高分子材料与传统材料的结合是未来的发展方向之一。通过改进材料的组 合工艺和添加特殊的结合剂，将生物可降解高分子材料与传统塑料、橡胶等材料进行结合，形成具有综合性能的新型材料。
海洋生物材料研究与应用技术设计 海洋生物材料研究与应用技术设计 引言： 海洋生物拥有丰富的生物资源，其中包括了许多独特的材料。近年来，人们逐渐意识到海洋生物材料在科学研究和工程应用中的巨大潜力。 海洋生物材料具有独特的化学组成和物理特性，具备许多传统材料所 不具备的优良性能，例如高强度、低密度、自愈合能力等。本文旨在 探讨海洋生物材料的研究和应用技术设计，并展望其未来的发展前景。 一、海洋生物材料的研究进展： 1. 海洋生物材料的分类和特点: 海洋生物材料可以根据来源和化学组分进行分类。根据来源，海洋 生物材料主要包括海藻、珊瑚、贝壳、海绵等。根据化学组分，海洋 生物材料可以分为蛋白质、多糖、无机盐等。 海洋生物材料的特点是硬度、韧性和弹性的独特组合，这使得它们 在应对海洋环境的挑战方面具有很强的优势。此外，海洋生物材料还 具有生物相容性和生物可降解性，这使得它们在医学领域的应用前景 广阔。 2. 典型海洋生物材料的研究进展： (1) 生物陶瓷材料： 贝壳是一种典型的海洋生物陶瓷材料，它由无机盐和有机物相 互作用形成。研究人员对贝壳的微结构和力学性能进行了深入研究， 并成功合成了仿生贝壳材料，具备相似的结构和性能。 (2) 多糖材料： 海藻多糖是一种具有广泛应用前景的海洋生物材料。研究人员 通过提取和改性海藻多糖，成功合成了多种功能材料，如药物缓释材料、可生物降解电解质材料等。 (3) 蛋白质材料： 海洋生物中富含蛋白质，其中一些蛋白质具有独特的物理和化
学性质。研究人员对这些蛋白质进行了深入研究，并成功开发出一系 列功能材料，如可抗菌材料、柔性电子材料等。 二、海洋生物材料的应用技术设计： 1. 医学应用： 海洋生物材料在医学领域具有广阔的应用前景。例如，海藻多糖可 用于制备药物缓释材料，用于治疗肿瘤、心脑血管疾病等。海洋蛋白 质可用于制备生物医用材料，如可降解的缝合线、人工血管等。 2. 环境保护： 海洋生物材料在环境保护方面也具有潜在的应用价值。例如，海洋 藻类可以用于水质净化，将其应用于废水处理、水体修复等方面。此外，海藻多糖也可用作植物生长调节剂，用于提高农作物的生产力和 抗逆性。 3. 工程材料： 海洋生物材料在工程领域中的应用也逐渐受到重视。例如，仿生贝 壳材料可用于制备轻质高强度的结构材料，如船舶、飞机等。海藻多 糖也可用于制备环保的可降解包装材料，替代传统的塑料材料。 三、展望及未来发展前景： 随着海洋生物材料研究的不断深入，人们对海洋生物材料的应用前景 抱有更高的期望。未来的发展方向包括： (1) 开发新型海洋生物材料：研究人员将进一步开发具有新型化学组 分和独特性能的海洋生物材料，以满足不同领域的需求。 (2) 建立相关标准和规范：制定一系列海洋生物材料的标准和规范， 以确保其在应用中的安全性和可靠性。 (3) 加强跨学科合作：海洋生物材料的研究和应用需要不同领域的专 家共同合作，促进交流与创新。 总结： 海洋生物材料的研究和应用技术设计具有广泛的应用前景。通过深入 研究海洋生物材料，可以开发出具有独特性能和广泛应用的新型材料。海洋生物材料在医学、环境保护和工程领域中的应用也将为人类创造 更好的生活和工作环境。我们对海洋生物材料的研究和应用前景充满
可降解塑料包装材料的研究现状及展望 摘要：我国的现代社会农业科学能得到一定发展，主要是因为薄膜的诞生。 薄膜的诞生让农业生产的各个领域当中的农作物产率得到了有效的上升，但是薄 膜的优势随着我国整体社会的不断的发展，以及我国对节能环保理念的深入贯彻，已经变成了劣势。薄膜给我国的自然环境当中造成了极大的污染，甚至导致我国 的农用土地的土壤也受到了一定的损害，农作物的产率也大幅度地降低，而这一 情况也正在逐渐的加重。这是因为薄膜当中的成分是许多的化学成分组成的，没 有办法进行降解，造成整体土壤的结构受损，营养成分也不足，这一问题逐渐受 到我国的广大人民群众的关注，现在已经引起了一个热门的话题，在此背景下， 可降解塑料包装也就成为了薄膜塑料的未来发展趋势。 关键词：可降解塑料；塑料包装；研究以及讨论；未来发展趋势 1可降解材料的类别以及特性 可降解的材料类别一共有三种，每种都有其特定的优势和缺点，要根据不同 的情况来进行具体的使用，并且在成分上也有细微的区别。 1.1 生物降解塑料包装材料 生物降解材料组成的部分是从自然界当中的微生物提取出来的，让这些提取 出来的微生物能够相互起到一定的作用，使得材料能够进行降解。这些材料的基 本组成部分都能在自然环境当中，被完全地分解掉，不留下一点的痕迹，被分解 之后它会演变成为一些二氧化碳以及水等各种生物，在自然环境当中可以形成一 种碳氧的循环。从各种情况进行分析，得出生物降解塑料包装材料在使用过程中 极少可能会产生污染，对生态环境也不会造成影响，是一种非常好的材料。 1.2 光降解塑料包装材料 光降解塑料包装材料是一种比较特殊的材料，它只有在某种物质的作用下才 会进行自动降解的材料。使它自动降解的主要材料是光的作用，可降解塑料包装
可降解包装材料现状研究与展望 随着人们对环境保护的重视日益加深，可降解包装材料成为了热门研究领域。这种材料不仅可以降低环境污染，还能有效地缓解传统包装材料带来的资源浪费问题。本文将详细介绍可降解包装材料的现状、关键技术及其未来发展。 可降解包装材料是一种能够被微生物分解或被物理化学方法降解的 材料。在选择可降解包装材料时，需要考虑到其降解性、生物相容性、可回收性和成本效益等因素。可降解包装材料主要应用于食品、药品和日用品等领域，用于替代传统的一次性包装材料。 目前，可降解包装材料的市场前景十分广阔。随着政府对环保的严格监管，越来越多的企业开始重视可降解包装材料的研发和应用。同时，消费者对环保包装材料的需求也在不断增长，进一步推动了可降解包装材料市场的发展。 可降解包装材料的关键技术主要包括制备方法、材料性能和降解性能。制备方法主要包括生物发酵法、化学合成法和物理加工法等。这些方法需要结合材料的具体性能和应用领域进行选择。材料性能则包括力学性能、透气性、防水性、降解性能等，这些性能对包装材料的整体性能有着重要影响。降解性能是可降解包装材料的关键指标之一，需
要重点和研究。 展望未来，可降解包装材料将迎来更多的发展机遇和挑战。随着科技的不断进步，新的可降解材料和技术将不断涌现，为可降解包装材料的研发和应用提供更多的可能性。同时，随着环保意识的普及，消费者对环保包装材料的需求将进一步增长，推动可降解包装材料市场规模的不断扩大。但是，要实现可降解包装材料的广泛应用，还需要解决成本、性能和生产工艺等方面的挑战。 未来可降解包装材料的发展方向主要有以下几个方面： 研发更高效、环保的生物降解材料：通过基因工程等生物技术手段，研发能够高效降解的全新生物降解材料，以替代传统的塑料包装材料。提升可降解材料的性能：通过科研创新和技术突破，提高可降解包装材料的力学性能、防水性能等，以满足各类包装需求。 优化生产工艺：探索更环保、高效的制备方法和生产工艺，降低可降解包装材料的生产成本，提高市场竞争力。 推进政策支持和市场监管：通过政策支持和市场监管，鼓励企业和消费者使用可降解包装材料，推动环保包装材料的广泛应用。
生物可降解高分子材料的研究现状及发展前景 张鹏 高材1102 摘要：本文论述了生物可降解高分子材料的研究现状，并对生物降解高分子材料的降解机理、影响因素及其在医学、农业和其他领域的应用前景进行了探讨。 关键词：生物可降解高分子材料、降解机理、影响因素、应用前景、研究现状 1.前言 随着大量高分子材料在各个领域的使用，废弃高分子材料对环境的污染有着日益加剧的趋势。塑料是应用最广泛的高分子材料,按体积计算已居世界首位，由于其难以降解，随着用量的与日俱增，废塑料所造成的白色污染已成为世界性的公害.目前,处理高分子材料的一些老套方法如焚烧、掩埋、熔融共混挤出法、回收利用等都存在缺陷并有一定的局限性,给环境带来严重的负荷,因此开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。生物降解高分子是指通过自然界或添加的微生物的化学作用,将高分子物质分解成小分子化合物，再进入自然的循环过程，这种方法简洁有效，而且对环境的保护有积极的作用。同时,随着高新技术的发展,生物降解高分子材料也满足了医学和农业及其他方面的需求，成为近年来研究的热点。 2．高分子生物降解机理 理想的生物降解高分子材料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完 全分解、最终被无机化而成为自然界中碳元素循环的一个组成部分的高分子材料。跟据高分子的性质和所处的环境条件，高分子生物降解有两种不同的机理。第一种是生物或非生物水解而后发生生物同化吸收,称为水解-生物降解。这是杂链高分子如纤维素、淀粉及脂肪族聚酯生物降解的主要过程。通常过氧化反应对这类高分子降解发挥辅助作用，光氧化反应可加速水解-生物降解。水解-生物降解高分子适用于生物医用材料、化妆品及个人卫生用品的处理而不适用于农用薄膜或包装薄膜的降解。第二种机理是过氧化反应而后伴随小分子产物的生物同化吸收，称为氧化—生物降解，这种机理尤其适用于碳链高分子。非生物过氧化反应及随后的生物降解反应可通过所用的合适抗氧剂得到严格控制. 3。影响生物降解的因素 1)单体的组成、结构和化学性质，即化学键的稳定性； 2)物理性质，如亲水性、结晶度,可以通过单体的化学组成和加工条件控制; 3）聚合物的分子量； 4)聚合物器件的几何因素,如大小、形状、表面积； 5)添加剂及环境因素，如PH条件、离子强度。 聚合物器件或药物递送系统的生物降解通常经历四个步骤:水合、力学强度损失、形态变化、质量损失。其中水合是最为关键的一步，由材料的亲水、疏水特性及结晶度大小决定。 显然，亲水性高分子容易发生水合。水合后,高分子链可能成为水溶性，或者水分子渗透到高分子骨架。高分子材料的力学强度降低的原因是由于主链的断裂、交联键或高分子侧链被化学或酶水解。随着高分子力学强度的降低，进 一步发生水合和材料的表面变形,高分子链继续降解，最终变成水溶性分子而发生质量损失。
2022年中国可降解材料市场研究报告 可降解材料丨研究报告 核心摘要： 背景：新材料是现代科技发展之本，可降解塑料是新兴的塑料新材料。随着全球对改善环境的诉求越来越强烈，使用生物降解塑料被认为是根治一次性塑料“白色污染”最有效的解决方案。着眼于中国的双碳战略目标，生物基生物降解塑料全生命周期排放的温室气体总量较低。在此背景下，本报告深入研究可降解塑料行业现状。 现状：从性能上看，PLA、PBAT、PHA等生物降解塑料性能接近普通塑料，为替代不可降解塑料创造了条件；从技术上看，PLA生产的中间原料丙交酯技术难以完全突破，限制产能释放，而PBAT国内生产工艺不受限于国外，产能快速扩张；从应用上看，可降解塑料主要应用在餐饮、医疗和农业等领域。根据艾瑞测算，至2025年，外卖包装、农膜和医疗领域将会释放可降解塑料需求494.8亿元、72.7亿元和0.172亿元。 深思：长远来看，可降解塑料产业发展面临不确定性：一，可降解塑料的成本高于传统塑料，靠政策驱动的市场可持续性存在风险，产品的推广最终取决于产业降本提效的空间；二，国内掌握生物降解塑料技术的企业不多，而且在关键环节与国外企业相比仍有较大差异，若后续技术无法突破，存在产能无法按时释放的风险；三，多数可降解塑料的降解基于工业堆肥集中处理或特定的温度、湿度、菌类等条件，而实际在使用后，能否有效地收集可降解塑料并满足降解的环境条件还有待验证。 现代科技的三大支柱
新材料 / 新能源 / 信息化 环保全生命周期评价体系 从全生命周期从“流入”到“流出”看材料的循环 评价环保材料并不仅在材料的使用阶段，应该涉及材料本身的全生命周期中。包括从原料开采、生产制造、运输物流、使用维护、回收利用及废物处理全流程中是否能够尽量减少对于大环境的污染，减少能源使用等。 原料的来源和使用真正符合合理、绿色的资源消耗；制造环节中可以利用技术生产出友好于环境、人类的无污染产品；运输和使用的过程中材料符合生态健康、人类健康，以及最后环节的回收再利用和废物