聚羥基丁酸酯
聚羥基丁酸酯（英語：polyhydroxybutyrate, PHB）是一種聚羥基烷酸酯（Polyhydroxyalkanoates, PHA），一種聚酯類聚合物，是感興趣的生物衍生的和可生物降解塑料的聚合物[1] 。PHB的聚-3-羥基丁酸酯（P3HB）形式可能是最常見的聚羥基脂肪酸酯類型，但是這種類型的其它聚合物是由多種生物體所產生的：包括聚-4-羥基丁酸酯（P4HB），聚羥基戊酸酯（PHV） ，聚羥基己酸酯（PHH），聚羥基辛酸酯（PHO）及其共聚物。
熱塑性塑料聚合物[編輯]
現在，塑料和人工合成聚合物主要由烴為原料製得，難以降解而導致環境污染，它們被貯存、燃燒或回收再利用。PHB則可被用於製造可生物降解塑料。
然而，可以通過酵解(fermentation)PHB以生產塑料生產所需的乙醇，儘管這種可再生能源相對昂貴而很少被商業化利用。
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商業價值[編輯]
1980年代，英國ICI公司開發了一種pilot plant階段的材料。但當這種材料的成本(cost)明顯過高時和性能不如聚丙烯時，ICI對其的興趣便消退了。
2005年6月，一家美國公司Metabolix因開發並商業化了一種有成本效益的包括聚羥基丁酸酯（PHB）在內的聚羥基烷酸酯（PHA）通用製法，而獲得了美國總統綠色化學挑戰獎（小型企業類）。
Micromidas Inc.[永久失效連結]的研究小組的研究小組已開始利用城市污水中的細菌生產PHB。這項嘗試顯示了人類廢棄物處理和可生物降解塑料生產的未來願景。
Biopol正被作為體內縫合材料應用於醫療行業，這種材料無毒且可生物降解，所以當傷口癒合後無需被移除其製品。
PHB的性質[編輯]
- 不溶於水，相對耐水解降解。 這使PHB與目前大多數其他生物可分解塑膠（水溶性或濕度敏感）區分開來。
- 良好的透氧性。
- 良好的紫外線抵抗能力，但對酸和鹼的抵抗力差。
- 溶於氯仿和其他氯代烴[2].
- 生物相容性，因此適用於醫療應用。
- 熔點175℃，玻璃化轉變溫度2℃。
- 拉伸強度40 MPa，接近聚丙烯。
- 沉在水中（而聚丙烯上浮），促進其在沉積物中的厭氧生物降解。
- 無毒性
- 熔化時比較不「粘」
歷史[編輯]
1925年，法國巴斯德研究所的微生物學家莫里斯·勒穆瓦涅(Maurice Lemoigne)在巨大芽孢桿菌中首次分離取得，並描述其特性[3]。
生物降解[編輯]
厚壁菌和變形菌可降解PHB。 芽孢桿菌屬，假單胞菌屬和鏈黴菌屬可降解PHB。
參考文獻[編輯]
- ^ Lichtenthaler, Frieder W. Carbohydrates as Organic Raw Materials. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. 2010. ISBN 978-3-527-30673-2. doi:10.1002/14356007.n05_n07.
- ^ Jacquel, Nicolas; Lo, Chi-Wei; Wu, Ho-Shing; Wei, Yu-Hong; Wang, Shaw S. Solubility of polyhydroxyalkanoates by experiment and thermodynamic correlations. AIChE Journal. 2007, 53 (10): 2704–14. doi:10.1002/aic.11274. INIST:19110437.
- ^ Lemoigne, M. Produits de dehydration et de polymerisation de l’acide ß-oxobutyrique [Dehydration and polymerization product of β-oxy butyric acid]. Bull. Soc. Chim. Biol. 1926, 8: 770–82 （法語）.