今日科普丨生物基复合材料浅析

生物基复合材料是近年来兴起的一种新型材料，主要原料取材于农作物秸秆短纤维、竹子短纤维、麻短纤维等。通过与生物基树脂如改性淀粉、大豆蛋白胶、聚乳酸等复合，进行模塑、注塑、3D打印可制成一次性餐饮容器具、可控降解容器、工艺品、日用品、建筑板材、工业包装等物品。今天程诚小编就给大家简单科普下生物基复合材料的相关小知识。

　　为适应新材料的迅速发展，我国在2020年新发布了《GB/T39514-2020生物基材料术语、定义和标识》国家标准，规定了生物基材料的术语和定义、标识要求。该标准适用于以下各类生物基材料，包括生物基化学品、聚合物、塑料、生物基化学纤维、生物基橡胶、生物基涂料、生物基材料助剂、生物基复合材料及其各类生物基材料制得的制品。下面我们一起学习一下国家标准中对于生物基材料的一些相关术语及定义，以便我们更好地理解与掌握生物基材料的知识。

　　有机材料：含有碳基化合物的材料，其中碳元素附着在其他碳原子、氢、氧或其他元素上，形成链、环或三维结构。
　　聚合物：参见GBT2035。以共价键连接的一种或一种以上的原子或原子团（结构单元）多次重复为特征的链节所组成的物质，其分子量达到足以使整体性能不随加入或除去一个或几个结构单元而明显改变。
　　塑料：以高聚物为主要成分，并在加工为成品的某阶段可流动成型的材料。（注：弹性材料也可流动成型，但不认为是塑料。）
　　生物质：生物源性材料，主要由动物、植物及微生物等生命体衍生得到的材料，在化学成分上主要由碳、氢和氧三种元素组成，不包括嵌入地质构造或石化的材料。
　　可再生资源：由自然过程以与其利用率相当的速度补充的资源。
　　生物基：基于生物质、生物源、生物成因、来自于可再生资源及生物质。
　　生物基碳含量：样品中来自于近代碳的含量，由其所含碳十四同位素含量来证明。（注：材料或产品中的生物基碳含量通常表示为其占产品总有机碳重量的百分比。）
　　生物碳：近代的有机碳元素。
　　生物质含量：样品中生物基材料的质量分数。（注：由于缺乏标准，生物质含量的声称难以核实。）
　　生物复合材料：至少一种成分来源于生物质的复合材料。
　　生物聚合物：由生物质衍生得到的，或以可再生材料为初始原材料得到的聚合物。聚合物可以天然形成的如天然高分子，也可以是人工合成的。有时生物聚合物是指那些用于生物降解产品的聚合物。
　　生物基聚合物：组成单位全部或部分来自生物质来源的聚合物。
　　生物塑料：由生物质衍生得到的，或以可再生材料为初始原材料得到的塑料。有时生物塑料是指那些用于生物降解产品的塑料。
　　生物基塑料：组成单位全部或部分来自生物质来源的塑料。
　　生物基材料：是利用谷物、豆科、秸杆、竹木粉等可再生生物质为原料制造的新型材料和化学品等，包括生物合成、生物加工、生物炼制过程获得的生物醇、有机酸、烷烃、烯烃等基础生物基化学品，也包括生物基塑料、生物基纤维、糖工程产品、生物基橡胶以及生物质热塑性加工得到塑料材料等。
　　生物医用高分子：此处“生物”前缀主要表明与活细胞和组织的生物相容性。在替代医学中，术语生物聚合物被用作生物相容性或生物可吸收聚合物的同义词。
　　植物纤维：广泛分布在种子植物中的一种厚壁组织。它的细胞细长，两端尖锐，具有较厚的次生壁，壁上常有单纹孔，成熟时一般没有活的原生质体。植物纤维在植物体中主要起机械支持作用。
　　纤维素：由葡萄糖组成的大分子多糖，是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。
　　半纤维素：是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体，这些糖是五碳糖和六碳糖，包括木糖、阿拉伯糖和半乳糖等。半纤维素木聚糖在木质组织中占总量的50%，它结合在纤维素微纤维的表面，并且相互连接，这些纤维构成了坚硬的细胞相互连接的网络。
　　木质素：是一种广泛存在于植物体中的无定形的、分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物。
　　生物基化学纤维：是指以生物质为原料所制备的化学纤维。除天然动植物纤维外，特指生物基可再生纤维、生物基合成纤维及海洋生物基纤维。生物基化学纤维原料是以天然动植物为来源，用生物法或化学法生产的应用于生产生物基化学纤维的“四醇、四酸、一胺”。
　　生物基增塑剂：以生物质为原料制得的增塑剂。
　　生物基胶黏剂：以生物质为主要原料生产得到的胶黏剂,如蛋白质胶黏剂、淀粉胶黏剂、木质素胶黏剂和热解生物油胶黏剂等。
　　生物基润滑剂：以生物质为主要原料制得的润滑油，例如蓖麻油、大豆油、菜籽油、玉米油等，其可生物降解，对环境毒性低。
　　生物基清洁剂：以生物质为原料制得的清洁剂。
　　生物基表面活性剂：以生物质为原料制得的表面活性剂。
　　生物基橡胶：将可再生的生物质资源发酵直接生成橡胶类材料，如某些弹性的PHA大分子材料，或将生物质资源发酵得到衣康酸等生物基单体，再经化学合成得到的一类新的弹性体，或者将生物质发酵得到的生物基单体如异丁醇等进一步转化为传统单体如异丁烯等，再经过化学合成得到传统的弹性体；以及通过植物体内的生物合成过程直接获得的天然橡胶如三叶橡胶、葡公英橡胶以及杜仲橡胶等。
　　程诚小编结语：近年来随着相关概念的兴起，越来越多的工业能源企业或者农业企业投入到了生物基材料的研发及生产当中，大家感兴趣的话可以进一步了解一下哟！