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德国利用废弃油脂制成可一年内降解的新塑料适用于汽车等行业

文章来源：新材料在线更新时间：2020-11-13 14:29:49

据外媒报道，德国弗劳恩霍夫协会生产设备和设计技术研究所（Fraunhofer Institute for Production Systems and Design Technology IPK）与合作伙伴研发了一种新工艺，大规模生产了一种创新材料。此种材料是一种由回收垃圾制成的新型塑料，可以在一年之内降解。此种材料名为聚羟基丁酸酯，很快将可用环保的方式生产和分解一次性产品。

塑料在包装和消费品中占有重要地位，也是汽车和医疗等工业应用中不可或缺的材料。从化石资源中回收再利用塑料并不是常见的做法，而且此类方法制成的塑料降解速度非常缓慢，会在很长一段时间内污染环境。

考虑到这一现状，德国联邦教育与研究部（BMBF）与弗劳恩霍夫协会生产设备和设计技术研究所、柏林工业大学生物处理技术学院、地区工业伙伴以及马来西亚、哥伦比亚和美国的国际研究伙伴合作，启动了Bioökonomie International（国际生物经济）研究项目。这些研究人员正在研发一种不用矿物、棕榈油和菜籽油等优质资源制造聚合物的方法，因为生产此类优质资源对环境有害。

该项新工艺将废弃油脂等含有大量矿物残留物的工业残余物转化为聚羟基丁酸盐（PHB）。可以采用微生物在特殊的发酵过程中，将此类残余物进行代谢，让其在细胞中沉积PHB以存储能量。研究人员表示：“一旦塑料从该细胞中溶解出来，还是不能立即用于工业用途，因为硬化过程需要花费很久的时间。”因此，在生产后期下游阶段，此类原材料必须与化学添加剂混合。例如，该研究小组调整了塑化和加工参数，以调整原材料的结晶时间，从而适应工业加工时间。最终得到的聚合物的性能与聚丙烯（PP）类似，但是与PP不同，该塑料能够在6至12个月内完全降解。

在生产此种塑料的过程中，研究人员利用微生物通过生物技术合成了整个聚合物。研究人员表示：“为实现目标，我们将废弃油脂等生物残留物转化为用作技术用途的聚酯。”该研究小组选择利用分子进行基因改造的微生物作为生物催化剂，在化学净化工艺和优化材料的帮助下，最终研发出一种全新的材料，以满足工业塑料的需求。

该项新工艺不仅完全不需要石油合成成分，也可以成为绿色塑料替代品。自然产生的微生物又可以分解此类新研发的塑料，所以无需经受工业堆肥厂降解物质的特殊条件。此外，该工艺提供了一种生产和降解一次性产品的替代方法。

与此同时，该工艺也有助于为特定技术应用生产高质量的塑料部件。此类产品的规格要求较高，可能需要明确几何公差和表面质量或者高精度的可再造性能，而研究人员研发的高度专业可再造工艺可以满足此类需求。

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