Connaissance de base du PHA

Le polyhydroxyalcanoate (PHA), un polyester intracellulaire synthétisé par de nombreux micro-organismes, est un biomatériau polymère naturel.

Dans les cellules microbiennes, notamment bactériennes, il existe un grand nombre de polyesters polymères – les polyhydroxyalcanoates (PHA).Il s'agit d'un biomatériau polymère naturel.Il ne fait pas spécifiquement référence à un certain polymère, maisun terme général désignant une classe de polymères avec des structures similaires et des propriétés différentes.

PHA a connu à peu prèsquatre étapes de développement.

La première génération de PHA, le polyhydroxybutyrate (PHB), a été produite en masse par Chemie Linz AG en Autriche dans les années 1980 (production annuelle de 100 tonnes).En tant que matériau de la série PHA découvert le plus tôt, le PHB est également la structure la plus simple et la plus courante de la famille PHA.Il a une régularité structurelle élevée, des propriétés dures et cassantes, et ses propriétés mécaniques et son point de fusion sont similaires à ceux du polypropylène (PP) ;mais l'allongement à la rupture est faible, grande fragilité.Par conséquent, le PHB ne peut généralement pas être utilisé comme matériau unique et doit être modifié pour atteindre les performances applicables.

La deuxième génération de PHA, copolyester d'acide polyhydroxybutyrique (PHBV), a été commercialisée par ICI dans les années 1980.Le PHBV est un copolymère PHA d'un poids moléculaire supérieur à 300 000.Le PHBV, en tant qu'amélioration du produit PHB de première génération, a considérablement amélioré son élasticité après l'ajout du monomère 3-hydroxyvalérate (3HV).Parce qu'il peut être complètement décomposé dans le compost, le sol, l'eau de mer et d'autres environnements, il présente également une bonne biocompatibilité et des performances de barrière élevées contre les liquides et les gaz, faisant du PHBV un matériau d'ingénierie tissulaire humain idéal pour la fabrication de sutures médicales.fil, clous en os, etc., et peut également être utilisé comme paillis agricole,sacs à provisions, vaisselle et matériaux d'emballage alimentaire.À l'heure actuelle, le processus de production des produits PHBV a été développé et a été appliqué aux plateaux de golf,vaisselle jetable, films, plaques, emballages et autres domaines.

La troisième génération de PHA—poly 3-hydroxybutyrate-3-hydroxyhexanoate (PHBHHx), depuis 1998, le laboratoire de microbiologie de l'université de Tsinghua et le centre de développement de biotechnologie de Guangdong Jiangmen ont développé avec succès l'acide hydroxybutyrique pour la première fois au monde. La technologie de production industrialisée du copolymère PHBHHx avec de l'acide hydroxycaproïque et réalise une production à grande échelle.Comparé au PHBV, le PHBHHx a une cristallinité plus faible et une ductilité plus élevée, et ses performances sont comparables à celles des plastiques polyéthylène (PE).

Le PHA de quatrième génération, copolymère de poly-3-hydroxybutyrate et de 4-hydroxybutyrate (P3HB4HB ou P34HB), présente de bonnes propriétés filmogènes et physiques, mais une faible hydrophilie.Le PHA de quatrième génération a montré de bonnes perspectives d'application dans le domaine de la recherche en ingénierie tissulaire, comme les matériaux d'échafaudage dans l'ingénierie des tissus osseux pour charger les cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse humaine, etc.

Parce que le PHA présente à la fois de bonnes performances de biocompatibilité, de biodégradabilité et de traitement thermique des plastiques.Par conséquent, il peut être utilisé comme matériau biomédical etmatériaux d'emballage biodégradablesen même temps, qui est devenu ces dernières années le pôle de recherche le plus actif dans le domaine des biomatériaux.Le PHA possède également de nombreuses propriétés à forte valeur ajoutée telles que l’optique non linéaire, la piézoélectricité et les propriétés de barrière aux gaz.

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