钢柱加固材料的生物降解性研究(特种钢钢的熔炼与表征)
钢柱加固材料的生物降解性研究
引言
在建筑行业中,钢柱加固材料的选择对于结构的安全性和耐久性至关重要。随着环保意识的增强和可持续发展理念的推广,研究钢柱加固材料的生物降解性变得尤为重要。生物降解性是指材料在自然环境中能够通过生物作用逐渐分解为无害物质的过程。这种特性不仅有助于减少环境污染,还能促进资源的循环利用。以下是关于钢柱加固材料生物降解性研究的相关信息。
生物降解性的重要性
生物降解性是衡量材料环境友好性的一个重要指标。对于钢柱加固材料而言,具备良好的生物降解性意味着在使用寿命结束后,这些材料能够在自然环境中被微生物分解,最终转化为对环境无害的物质。这不仅有助于减少建筑废弃物的产生,还能降低对环境的污染。
生物降解材料的研究现状
目前,生物降解材料的研究主要集中在高分子聚合物和某些陶瓷材料上。例如,聚乳酸(PLA)等高分子材料因其良好的生物降解性和可塑性而在生物材料研究中受到关注。然而,这些高分子材料在强度和弹性模量方面存在不足,限制了它们在承重结构中的应用。
钢柱加固材料的生物降解性挑战
尽管生物降解材料在其他领域取得了进展,但在钢柱加固材料的应用中仍面临一些挑战。首先,钢柱加固材料需要具备高强度和良好的耐腐蚀性,以确保建筑物的安全性和稳定性。其次,生物降解材料在实际应用中的降解速率需要得到精确控制,以免在建筑物使用期间过早失去效力。
结论
总的来说,钢柱加固材料的生物降解性研究是一个新兴且具有重要意义的领域。虽然目前的研究主要集中在高分子聚合物和陶瓷材料上,但这些材料在钢柱加固领域的应用仍需克服一些技术和性能上的挑战。未来的研究应致力于开发兼具高强度、耐腐蚀性和良好生物降解性的新型材料,以推动建筑行业的可持续发展。
钢柱加固材料的环保替代品
生物降解材料在建筑中的应用案例
钢柱加固材料降解速率控制技术
高强度生物降解材料研发进展





生物可降解特种钢的熔炼与表征
生物可降解特种钢的熔炼与表征 首页专题库PPT模板库文档定制热门检索牛人榜 5、,对于生物可降解特种钢至关重要,因为它们与人体组织直接接触。 2.活细胞毒性试验、组织相容性试验和动物模型研究等生物相容性测试方法可用于评估材料是否对细胞和组织有害。 3.良好的生物相容性对于确保植入物在体内植入后不会引起炎症或其他不良反应至关重要。 【生物降解性评估】:*1.生物降解性评估对于生物可降解特种钢至关重要,因为它们旨在随着时间的推移在体内降解成无害的成分。 2.体外降解测试、体内植入试验和生物降解产物分析等技术可用于评估材料的生物降解性。 生物可降解特种钢耐腐蚀性研究生物可降解特种生物可降解特种钢钢的熔的熔炼炼与表征与表征生物可降解特种钢耐腐蚀性研究主题名称:生物可降解特种钢耐腐蚀机理1.生物可降解特种钢中的合金元素与基体材料之间形成保护性氧化物层,阻碍了腐蚀介质的渗透。 2.氧化物层的稳定性取决于合金元素的种类、含量和协同效应,以及基体材料的microstructure。 3.腐蚀产物的形成和溶解速率影响氧化物层的稳定性,从而影响耐腐蚀性能。 主题名称:电化学测试评价耐腐蚀性1.电位极化曲线和阻抗谱分析可以表征生物可降解特种钢的腐蚀电化学行为。 2.阳极极化曲线的腐蚀电流密度反映了腐蚀速 《生物可降解特种钢的熔炼与表征》由会员ji***81分享,可在线阅读,更多相关《生物可降解特种钢的熔炼与表征》请在金锄头文库上搜索。
可降解金属材料生物学性能及其在骨折内固定中的应用进展_研究
可降解材料是生物材料研究的一个重要趋势,目前临床上常用的可降解材料有高分子聚合物和某些陶瓷材料。 但高分子材料存在强度不足,弹性模量低,不能作为骨折内固定材料作用于承力部位,不能在骨折块之间加压,不能在X线下显影,局部酸性产物,产生无菌性炎症等问题[1]。 其他的聚合物或陶瓷制成的可生物降解的植入物机械强度较弱,所以临床上应用较少[2]。 因此,针对上述缺点,研究生物可降解的金属生物材料具有重要的意义,本文就目前研究热门的可降解金属生物材料进行综述。 1可降解镁基合金在过去几年中,对可生物降解金属镁(Mg)的研究相当密集。 镁是一种广泛研究元素,特别是用于心血管支架和骨骼固定装置。 镁在人体中表现出较高的生物相容性,在生物降解过程中,镁与镁合金元素降解在体液中,没有毒性,且镁具有良好的成骨性能。 镁基金属作为一类新型可生物降解的医用植入材料,其较常用的生物材料,具有很多独到之处[3]。 镁是密度最低的金属之一[4]。 镁是人类新陈代谢所必需的,而且在骨组织中天然存在[5]。 镁是许多酶的辅因子,稳定了DNA和RNA的结构。 同时镁在代谢过程中是必不可少的,其可以维持适当的血管壁张力,参与肌肉收缩的调节,参与形成抗体,影响组织钙化和许多其他过程[6-7]。 2013年,德国的Syntellix公司生产的MAGNEZIX镁合金空心加压螺钉首次取得欧洲CE认证,正式应用于临床。 2015年,韩国UI公司生产的K-MET螺钉(Mg-Ca合金)取得韩国药监局(KFDA)认证,批准应用于临床[8]。 但是镁作为可生物降解的植入物,一个主要的缺点是过快的腐蚀速率[9]。 在骨骼还没有完全愈合重建时,植入物即发生明显的降解,机械性能也随之降低,不能保证骨折断端的稳定性,影响骨折的有效愈合。 骨折治疗中,有效的稳定是骨折端正确增长和损伤骨骼修复的重要条件。 内固定物需要在骨组织愈合的3~4个月的时间内保持机械完整性。 一些研究发现,纯镁在生理pH(7.4~7.6)的生理系统下和在高氯化物环境中腐蚀过快,在组织充分愈合之前就会丧失机械完整性,并在腐蚀过程中产生氢气,氢气产生的速率太快,不能被宿主组织处理。 未保护的镁将缓慢地腐蚀为氢氧化镁的灰色氧化膜。 这些氢氧化镁的薄膜微溶于水,然而由于氢氧化镁与Cl反应,在水合生物环境中存在严重的腐蚀,形成高度可溶的氯化镁和氢气[10]。 目前,合金化和表面修饰是镁基生物材料降低的腐蚀速率的主要方法[5,11]。 近年来临床开发了一些新的镁合金用于医疗,主要是Mg-Ca,Mg-Zn,Mg-Mn,Mg-RE合金等[3-4]。 保护涂层旨在提高植入物的生物相容性/生物活性。 碱热处理是一种简单但有效的选择,其可以诱导植入物表面磷酸钙仿生物的沉淀。 对照组未经处理或仅进行了碱性处理,结果发现对照组完全降解。 2可降解铁合金铁是用作可生物降解植入的另一种材料。 研究和开发了Fe-Mn14,Fe-Pd15,Fe-W16,Fe-CNT16和Fe-C17合金[13]。 铁的体内研究已经显示出铁的可降解性,以及未来在医学应用上的潜力。 铁具有的优点包括:(1)铁离子(Fe2+)是身体的重要元素,是各种酶的重要组成部分。 (2)铁还表现出中度和均匀的降解,这是可生物降解的支架所必需的,以避免器械在血管中的机械力不足[13]。 (3)铁的机械性能也与316LSS和其他支架材料的机械性能相当。 (4)良好的可视性[14]。 (5)良好的核磁共振(MRI)兼容性[15]。 然而,生理环境中纯铁的降解速度非常低。 预计完全吸收需要3~4年,甚至更长时间[16]。 为了提高Fe基材料的吸收速率,Hermawan等[15]开发一种Fe-Mn合金(Fe-35Mn),其相对于纯铁的降解速率增加。 然而,与镁相比,Fe-35Mn的速率还是非常的低,甚至不在一个层次上。 对于许多临时植入应用来说,其降解速度太慢。 理想的降解速率在Mg合金和Fe-35Mn合金之间[13]。 目前,对铁的改进,主要寻求加速降解速率的途径,包括添加锰,磷和贵金属[17]。 然而,在内固定材料方面,目前Fe元素研究较少。 本课题组研发的一种人体可降解的耐蚀高强韧Zn-Fe-X系锌合金及其应用[18],其合金材料中加入了Fe元素,可以明显提高合金的强度,经过动物实验发现,由其制备的内固定系统可对犬下颌骨骨折提供稳固的固定,具有良好的降解性能,血液中锌离子未见明显异常升高,对心、肝、肾及植入物周围软组织无毒性作用[19]。 3可降解锌合金最近锌被认为是一种新型的生物降解金属。 锌是人体必需的微量元素。 已经确定锌在生长中起重要作用,在刺激骨形成,矿化,并在保存骨量方面发挥着作用。 锌被报道是一种高效和选择性的破骨细胞骨吸收抑制剂。
建筑材料的生物降解性研究
建筑材料的生物降解性研究第一部分生物降解性的定义与评价指标2第二部分建筑材料生物降解的机理与影响因素4第三部分建筑材料生物降解性的测试方法与标准7第四部分建筑材料生物降解性的应用领域与前景10第五部分建筑材料生物降解过程中产生的环境影响14
可降解金属材料生物学性能及其在骨折内固定中的应用进展
可降解金属材料生物学性能及其在骨折内固定中的应用进展 生物可降解材料是目前生物材料研究的前沿。 在内固定领域,应用较多的是聚乳酸(PLA)等高分子材料。 但这些高分子材料具有强度不足、不能作用于承力部位、局部酸性产物、产生无菌性炎症等问题。 鉴于上述问题,近年来,可降解的金属材料因为其强度高、具有降解性而成为新的研究热门。 本文分析镁合金、铁合金和锌合金的生物学性能及作为可降解内固定植入物的研究进展。 骨折的恢复往往需要内固定的辅助。 传统的不可降解内固定的弹性模量与天然骨组织的密度及弹性模量不尽相同,导致应力屏蔽效应、异物反应等,常需要二次手术取出。 可降解材料是生物材料研究的一个重要趋势,目前临床上常用的可降解材料有高分子聚合物和某些陶瓷材料。 比如聚乳酸、磷酸钙等。 其他的聚合物或陶瓷制成的可生物降解的植入物机械强度较弱,所以临床上应用较少[2]。 因此,针对上述缺点,研究生物可降解的金属生物材料具有重要的意义,本文就目前研究热门的可降解金属生物材料进行综述。 1可降解镁基合金 在过去几年中,对可生物降解金属镁(Mg)的研究相当密集。 镁是一种广泛研究元素,特别是用于心血管支架和骨骼固定装置。 镁的生物学特性和机械性能类似于骨。 镁基金属作为一类新型可生物降解的医用植入材料,其较常用的生物材料,具有很多独到之处[3]。 镁是密度最低的金属之一[4]。 镁是人类新陈代谢所必需的,而且在骨组织中天然存在[5]。 镁是许多酶的辅因子,稳定了DNA和RNA的结构。 同时镁在代谢过程中是必不可少的,其可以维持适当的血管壁张力,参与肌肉收缩的调节,参与形成抗体,影响组织钙化和许多其他过程[6-7]。 2013年,德国的Syntellix公司生产的MAGNEZIX镁合金空心加压螺钉首次取得欧洲CE认证,正式应用于临床。 2015年,韩国UI公司生产的K-MET螺钉(Mg-Ca合金)取得韩国药监局(KFDA)认证,批准应用于临床[8]。 但是镁作为可生物降解的植入物,一个主要的缺点是过快的腐蚀速率[9]。 在骨骼还没有完全愈合重建时,植入物即发生明显的降解,机械性能也随之降低,不能保证骨折断端的稳定性,影响骨折的有效愈合。 骨折治疗中,有效的稳定是骨折端正确增长和损伤骨骼修复的重要条件。 内固定物需要在骨组织愈合的3~4个月的时间内保持机械完整性。 一些研究发现,纯镁在生理pH(7.4~7.6)的生理系统下和在高氯化物环境中腐蚀过快,在组织充分愈合之前就会丧失机械完整性,并在腐蚀过程中产生氢气,氢气产生的速率太快,不能被宿主组织处理。 未保护的镁将缓慢地腐蚀为氢氧化镁的灰色氧化膜。 目前,合金化和表面修饰是镁基生物材料降低的腐蚀速率的主要方法[5,11]。 合适的合金组合可以改善镁基合金材料,是提高镁的机械性能和耐腐蚀性的关键步骤。 近年来临床开发了一些新的镁合金用于医疗,主要是Mg-Ca,Mg-Zn,Mg-Mn,Mg-RE合金等[3-4]。 保护涂层旨在提高植入物的生物相容性/生物活性。 Li等[12]已经证明在pH9.3的NaHCO3-MgCO3碱性溶液中温育99.9%的纯镁24h,随后进行773K10h的热处理,最后放在模拟体液(SBF)中14d,检测发现处理后的材料没有明显的质量损失。 对照组未经处理或仅进行了碱性处理,结果发现对照组完全降解。 2可降解铁合金 铁是用作可生物降解植入的另一种材料。 研究和开发了Fe-Mn14,Fe-Pd15,Fe-W16,Fe-CNT16和Fe-C17合金[13]。 铁的体内研究已经显示出铁的可降解性,以及未来在医学应用上的潜力。 铁具有的优点包括:(1)铁离子(Fe2+)是身体的重要元素,是各种酶的重要组成部分。 (2)铁还表现出中度和均匀的降解,这是可生物降解的支架所必需的,以避免器械在血管中的机械力不足[13]。 (3)铁的机械性能也与316LSS和其他支架材料的机械性能相当。 (4)良好的可视性[14]。 (5)良好的核磁共振(MRI)兼容性[15]。 然而,生理环境中纯铁的降解速度非常低。 预计完全吸收需要3~4年,甚至更长时间[16]。 然而,与镁相比,Fe-35Mn的速率还是非常的低,甚至不在一个层次上。 对于许多临时植入应用来说,其降解速度太慢。 理想的降解速率在Mg合金和Fe-35Mn合金之间[13]。 铁在体液中腐蚀过慢,部分原因是氧化铁产物的体积较大,可抵抗生物降解。 目前,对铁的改进,主要寻求加速降解速率的途径,包括添加锰,磷和贵金属[17]。 然而,在内固定材料方面,目前Fe元素研究较少。

生物降解性复华材料的开发 首页专题库PPT模板库文档定制热门检索牛人榜 7、较快。 3.PCL的生物降解可以通过调节其分子量、形貌和添加助剂来控制。 合成聚酯类的生物降解性聚羟基丁酸酯(PHB)的生物降解性1.PHB是一种由细菌发酵生产的天然聚酯,具有良好的机械性能和生物相容性。 2.PHB在厌氧和好氧条件下都能被降解,其降解速率受环境条件和共聚物的含量影响。 3.PHB的生物降解性使其成为生物医学和包装材料的潜在候选者。 聚乙烯醇(PVA)的生物降解性1.PVA是一种水溶性聚合物,具有良好的可加工性和黏合特性。 2.PVA在好氧条件下可以通过微生物作用降解,其降解速率受其结晶度和分子量影响。 3.PVA常用于水溶性包装材料、生物医药和个人护理产品。 合成聚酯类的生物降解性聚己内酰胺(Nylon6)的生物降解性1.Nylon6是一种合成聚酰胺,具有很高的强度和韧性。 2.Nylon6在特殊条件下,例如在含有特定酶的环境中,可以被生物降解。 3.目前正在研究开发可通过微生物作用降解的Nylon6,以解决其环境持久性的问题。 共聚物和改性材料的生物降解性1.通过共聚或改性,可以改善聚酯类材料的生物降解性。 2.共聚物可以降低材料的结晶度,从而提高生物降解速率。 3.改性剂可以引入可生物降解 《生物降解性复华材料的开发》由会员ji***81分享,可在线阅读,更多相关《生物降解性复华材料的开发》请在金锄头文库上搜索。
生物基材料与可降解材料研究.pptx
生物基材料与可降解材料研究生物基材料研究背景与发展历史生物基材料概念与分类生物基材料的特点及应用范围可降解材料研究的目的和意义可降解材料类型及降解机理可降解材料的环境应用生物基材料与可降解材料研究的挑战生物基材料与可降解材料研究的未来发展方向ContentsPage目录页生物基材料研究背景与发展历史生物基材料与可降解材料研究生物基材料研究背景与发展历史生物基材料研究现状1.近些年来,随着全球对环境保护和资源利用的日益重视,生物基材料的研究取得了蓬勃发展。 2.生物基材料因其可再生、可降解和环境友好的特性,逐渐成为石油基材料的替代品,在包装、农业、医疗、电子等领域得到了广泛应用。 3.目前,生物基材料的研究主要集中在聚乳酸、淀粉、纤维素、木质素等领域,这些材料具有良好的生物相容性和可降解性,且来源丰富,成本低廉,具有广阔的应用前景。 生物基材料研究面临的挑战1.目前,生物基材料的研究还面临着一些挑战,主要包括:2.生物基材料的性能和稳定性还不能完全满足实际应用的要求,需要进一步提高其耐热性、耐候性、耐水解性等性能;3.生物基材料的生产成本还较高,需要进一步降低生产成本,使其能够与石油基材料相竞争;4.生物基材料的回收和再利用技术还不够成熟,需要进一步完善回收体系,提高回收率,实现生物基材料的可持续利用。 生物基材料研究背景与发展历史生物基材料研究的发展趋势1.未来,生物基材料的研究将朝着以下几个方向发展:2.研发新型生物基材料,如纳米生物基材料、生物基复合材料等,以提高生物基材料的性能和扩大其应用范围;3.优化生物基材料的生产工艺,降低生产成本,提高生产效率,使生物基材料更具经济竞争力;4.加强生物基材料的可降解性研究,开发出更加环保、无污染的生物基材料,促进生物基材料的可持续发展。 生物基材料概念与分类生物基材料与可降解材料研究生物基材料概念与分类生物基材料定义1.生物基材料是以可再生的生物质为原料制备而成的材料。 2.生物质是指来源于植物、动物和微生物的生物资源,包括农作物、林业和渔业产品、农业和林业废弃物、动物粪便和城市固体废物等。 3.生物基材料与传统的化石基材料不同,后者是由石油、天然气和煤等不可再生的化石资源制成。 生物基材料的分类1.根据来源,生物基材料可分为植物基材料、动物基材料和微生物基材料。 2.根据用途,生物基材料可分为生物基纤维、生物基塑料、生物基复合材料、生物基涂料、生物基粘合剂和生物基油墨等。 3.根据降解性能,生物基材料可分为可降解生物基材料和不可降解生物基材料。 生物基材料概念与分类生物基材料的优点1.可再生性:生物基材料原料取自可再生的生物质,有助于保护环境,减少对石化资源的依赖。 2.生物降解性:许多生物基材料可以被微生物降解,不会对环境造成持久污染。 3.无毒性:生物基材料通常无毒或低毒,对人体健康影响较小。 4.轻质性和强度:生物基材料通常具有良好的轻质性和强度,被用于汽车、航空航天和建筑等领域。 5.低碳排放:生物基材料的生产和使用过程往往会产生较少的温室气体排放,有助于减少碳足迹。 生物基材料的应用领域1.包装材料:生物基材料可用于制造可降解包装材料,如可降解塑料袋、纸张和纸板。 2.纺织材料:生物基材料可用于制造生物基纤维和生物基面料,如棉花、麻、丝绸和粘胶纤维。 3.建筑材料:生物基材料可用于制造生物基复合材料和生物基涂料,如木质复合材料、稻壳复合材料和竹纤维复合材料。 4.汽车材料:生物基材料可用于制造生物基塑料和生物基复合材料,如生物基聚乙烯、生物基聚丙烯和生物基聚酯。 5.航空航天材料:生物基材料可用于制造生物基复合材料和生物基粘合剂,如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料和蜂窝芯复合材料。 生物基材料概念与分类生物基材料研究的热点与趋势1.生物基材料的可降解性:研究开发新型生物基材料,提高其可降解性和生物相容性。 2.生物基材料的性能提升:研究开发具有更高强度、韧性、阻燃性等性能的生物基材料。 3.生物基材料的复合改性:研究开发生物基材料与其他材料的复合改性技术,提高生物基材料的性能和应用范围。 4.生物基材料的规模化生产:研究开发生物基材料的大规模生产技术,降低成本,提高生物基材料的市场竞争力。 5.生物基材料的应用研究:研究开发生物基材料在各个领域的应用技术,如包装、纺织、建筑、汽车、航空航天等领域。 生物基材料的特点及应用范围生物基材料与可降解材料研究生物基材料的特点及应用范围生物基材料的绿色环保性1.生物基材料以可再生资源为原料,生产过程中不产生有害物质,不会造成环境污染,符合绿色化学的原则。 2.生物基材料可以减少对石油基材料的依赖,减少温室气体的排放,缓解全球变暖问题。 3.生物基材料有助于实现循环经济,将生物质资源循环利用,减少废物产生。
生物降解率
与"生物降解率"相关的文献前10条 1.化学品的快速生物降解性直接影响其在环境中的迁移、转化和归宿,是鉴别其环境危害性和持久性的基本指标,是政府管理部门对化学品进行风险管理的重要科学依据,在生态毒理测试中具有非常重要的地2018年01期 2.为评价卷烟内衬材料在自然界中的降解情况及其环保性能,用平皿培养法和液体培养法测定了4种国产卷烟内衬材料在规定的菌种和周期内受真菌侵蚀而导致的样品质量损失率,并进行了真菌生长分级目测 3.基于现行的材料降解率测定标准及特定微生物的降解性能,设计了4种材料降解率的检测方法,即两种标准方法(接种物:腐熟堆肥、蛭石+腐熟堆肥浸提液)和两种实验方法(接种物:蛭石+芽孢杆菌、 4.以碱性藏红T溶液作为指示剂,在pH8.6的硼酸-硼砂缓冲溶液中,三氯甲烷为萃取剂,采用紫外可见分光光度法对醇醚羧酸盐(AEC)进行了研究。 结果表明:无表面活性的磷酸盐、乙酸盐以及常2010年12期 5.为了了解苎麻骨纤维餐具的降解规律,为其规模化生产提供依据,采用活性污泥法对其生物降解性能进行了研究。 以生物降解率为考察指标,分析活性污泥对于聚丙烯(PP)、滤纸、苎麻骨纤维餐具、纸2014年12期 6.采用蒽酮法和CO2气体溢出法分别测定AEG的初级和最终生物降解性能。 结果表明:当AEG起始浓度为30mg/L时,初级和最终生物降解率分别为85%、63%,可达到欧盟关于洗涤剂(E 7.以黄土高原区刺槐、小叶杨、沙棘、沙柳、苜蓿和长芒草等6种植物凋落物为研究对象,利用2种浸提剂(水和0.01mol.L-1CaCl2)浸提了不同大小(2mm粉碎样和1cm长)植物2011年04期 8.以水溶性聚天冬氨酸壳聚糖共聚物为研究对象,初步建立了一套以聚合物降解3组瓶即样品瓶、毒性瓶和中性瓶培养为核心内容,包括样品预处理、检测方法选择、结果分析处理等的水溶性高聚物生物降解2009年03期 9.参照ASTMD6139标准,将营养组分、菌液、润滑剂依次加入到带碱液收集器的锥形瓶中,通入无CO2的空气,密闭,在遮光条件下连续震荡28d。
先进制造2024|国家政策大力支持生物降解材料发展,可降解材料前景...
新材料产业研究中心 可降解材料定义及分类 传统塑料制品在生产及回收环节对环境影响极为严重,是亟待解决的环境污染问题之一,可降解材料不仅环保,还可推动资源循环和可持续利用,已成为全球应对塑料污染的重要解决方案。 可降解材料是指在自然条件如土壤、水环境、光照或特定条件如堆肥化条件或厌氧消化条件下,由微生物或光照等自然因素作用,降解为二氧化碳、水等小分子的材料。 可降解材料分类 可降解材料可按照降解方式或者材料成分分类: 按照降解方式,可以分为光降解材料、生物降解材料及其他降解材料等。 可降解材料重点应用领域 食品及包装领域 主要应用于可降解吸管、一次性餐具、纸塑复合纸杯等食品领域及快递包装、一次性购物袋、化妆品包装等包装材料领域。 农业领域 主要应用于农用地膜、堆肥袋、农药的缓释载体等农业领域。 医用材料及器械领域 主要应用于手术缝合线、人造骨、人造皮肤、医用支架、骨科针、支架、伤口敷料等医用材料及植入器械等领域。 发展历程及政策环境 可降解材料发展历程 第一代可降解材料 兴起于20世纪50年代,为解决白色污染问题,研究者从塑料光照老化角度研究可降解材料,但这类材料受光照等因素影响较大,降解时间难以控制,同时存在伪降解的问题,易对环境造成潜在危害。 第二代可降解材料 在20世纪80年代中期,研究者开始研究破坏性生物降解材料,通过在传统塑料中加入淀粉、小麦等生物材料,提升其生物降解性能,但这类材料的生物降解速度不理想,强度、韧性等性能受到生物材料影响有所降低,同时在降解过程中可能存在中间产物,使降解过程变得难以控制。 第三代可降解材料 近年来,以PLA为代表的生物降解材料得到进一步发展,这类材料可在细菌、真菌等微生物作用下完全分解成二氧化碳、水、甲烷或无机盐。 第三代可降解材料实现了完全降解过程,是解决白色污染等环境问题的有效途径,应用广泛。 国家政策大力支持生物降解材料发展 可降解材料是中国制造业绿色低碳发展的有效途径,是十四五时期重点发展的材料领域之一。 2020年,国家发改委、生态环境部《关于进一步加强塑料污染治理的意见》发布,进一步禁止、限制塑料制品的生产、销售和使用,推广可降解塑料袋等替代产品,可降解材料迎来发展新机遇。 近几年,《十四五工业绿色发展规划》《十四五原材料工业发展规划》《加快非粮生物基材料创新发展三年行动方案》等相关政策频出,大力支持生物降解材料高质量发展。 表1:2020-2023年中国可降解材料相关政策 生物降解材料发展现状 生物降解材料是最主要的可降解材料 目前,光降解材料、光/生物双降解材料、水降解材料等技术尚不完全成熟,相关应用产品较少,而生物降解材料降解性能优异,是目前可降解材料应用的主流产品。 2023年,中国生物降解材料产业规模达到156.1亿元,同比增长25.7%,相较2022年增长率有所下降。 从细分产品结构看,中国生物降解材料以PBS系列(包括PBATPBAPBSA等)为主,产业规模占比达到70%,其次是聚乳酸(PLA),占比为8%。 由于聚乳酸(PLA)具有优异的生物降解性及生物相容性,目前正迅速产业化,未来市场前景广阔。 图1:2021-2023年生物降解材料产业规模及产品结构 食品及包装领域为生物降解材料主要应用领域 在2020年《国家发改委、生态环境部关于进一步加强塑料污染治理的意见》发布后,中国生物降解材料产业规模大幅增加,其中快递包装、一次性餐具、一次性购物袋等食品及包装领域应用渗透率提升迅速,目前食品及包装领域在中国生物降解材料应用结构占比超过90%,是生物降解材料最主要的应用领域。 其次为农用地膜等农业领域应用,受生产技术影响,目前生物降解材料很难满足全国各地不同自然条件对地膜的要求,同时因价格较高,农业领域渗透率提升较慢。 医用材料及器械领域是生物降解材料的高价值应用领域,随着植入器械等产品的生产及应用技术逐渐突破,未来市场有望大幅提升。 图2:2023年中国生物降解材料应用结构 可降解材料发展趋势 2027年生物降解材料产业规模预计将超300亿元 随着环保意识的提高,人们对可降解材料的需求将不断增加。 特别是在医疗、包装、农业和纺织等领域,可降解材料的应用将越来越广泛。 得益于环境保护意识的提高和可持续发展的需求增加,可降解材料产业规模将呈现显著增长趋势,2027年,中国的可降解材料产业规模预计将达到324.1亿元,同比增长19.5%。 图3:2023-2027年生物降解材料产业规模及产品结构预测 材料制备技术不断提升,降本增效赋能多元化应用 随着材料合成技术的持续改进和优化,新的可降解材料如聚乳酸、聚3-羟基烷酸酯(PHA)等不断涌现,为市场提供了更多选择。 可降解材料的性能稳定性和使用寿命未来将持续提升,降解速率将不断加快。

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