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聚羟基丁酸酯

聚羟基丁酸酯（英语：polyhydroxybutyrate, PHB）是一种聚羟基烷酸酯（Polyhydroxyalkanoates, PHA），一种聚酯类聚合物，是感兴趣的生物衍生的和可生物降解塑料的聚合物[1] 。PHB的聚-3-羟基丁酸酯（P3HB）形式可能是最常见的聚羟基脂肪酸酯类型，但是这种类型的其它聚合物是由多种生物体所产生的：包括聚-4-羟基丁酸酯（P4HB），聚羟基戊酸酯（PHV） ，聚羟基己酸酯（PHH），聚羟基辛酸酯（PHO）及其共聚物。

热塑性塑料聚合物

现在，塑料和人工合成聚合物主要由烃为原料制得，难以降解而导致环境污染，它们被贮存、燃烧或回收再利用。PHB则可被用于制造可生物降解塑料。

然而，可以通过酵解(fermentation)PHB以生产塑料生产所需的乙醇，尽管这种可再生能源相对昂贵而很少被商业化利用。

 
聚（-“R”）-3-羟基丁酸酯（P3HB），一种“聚羟基链烷酸酯”
 
P3HB，PHV及其共聚物PHBV的化学结构

商业价值

1980年代，英国ICI公司开发了一种pilot plant阶段的材料。但当这种材料的成本(cost)明显过高时和性能不如聚丙烯时，ICI对其的兴趣便消退了。

2005年6月，一家美国公司Metabolix（英语：Metabolix）因开发并商业化了一种有成本效益的包括聚羟基丁酸酯（PHB）在内的聚羟基烷酸酯（PHA）通用制法，而获得了美国总统绿色化学挑战奖（小型企业类）。

Micromidas Inc.[永久失效链接]的研究小组的研究小组已开始利用城市污水中的细菌生产PHB。这项尝试显示了人类废弃物处理和可生物降解塑料生产的未来愿景。

Biopol正被作为体内缝合材料应用于医疗行业，这种材料无毒且可生物降解，所以当伤口愈合后无需被移除其制品。

PHB的性质

  • 不溶于水，相对耐水解降解。 这使PHB与目前大多数其他生物可分解塑胶（水溶性或湿度敏感）区分开来。
  • 良好的透氧性。
  • 良好的紫外线抵抗能力，但对酸和碱的抵抗力差。
  • 溶于氯仿和其他氯代烃[2].
  • 生物相容性，因此适用于医疗应用。
  • 熔点175℃，玻璃化转变温度2℃。
  • 拉伸强度40 MPa，接近聚丙烯。
  • 沉在水中（而聚丙烯上浮），促进其在沉积物中的厌氧生物降解。
  • 无毒性
  • 熔化时比较不“粘”

历史

1925年，法国巴斯德研究所的微生物学家莫里斯·勒穆瓦涅（英语：Maurice Lemoigne）(Maurice Lemoigne)在巨大芽孢杆菌中首次分离取得，并描述其特性[3]。

生物降解

厚壁菌和变形菌可降解PHB。 芽孢杆菌属，假单胞菌属和链霉菌属可降解PHB。

参考文献

  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. INIST（法语：Institut de l'information scientifique et technique）:19110437. 
  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 （法语）. 

外部链接

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