聚羥基丁酸酯

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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。

聚(-「R」)-3-羥基丁酸酯(P3HB),一種「聚羥基鏈烷酸酯」
P3HB,PHV及其共聚物PHBV的化學結構

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英語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.[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莫里斯·勒穆瓦涅英語Maurice Lemoigne(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]

  1. ^ 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. 
  2. ^ 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. Template:INIST. 
  3. ^ 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). 

外部連結[編輯]