天然PHA材料，既能應用于熱塑性塑料、熱固性塑料、彈性體、潤滑劑、膠、粘合劑等傳統(tǒng)的塑料應用，也能應用于一些非傳統(tǒng)的聚合物應用，如動物飼料、人類和動物的細胞再生、反硝化和化妝品等。

我們認為，天然PHA材料展現(xiàn)其巨大的應用多功能性，勝過其他任何現(xiàn)有材料所能達到的。原因是，自然界許多地方都存在天然的PHA材料，甚至出現(xiàn)的時間遠超人類。PHA代表聚羥基脂肪酸酯，它可以有無數(shù)個不同的基團。因而我們直言PHA的性質(zhì)是無意義的，因為不同的分子具有不同的性質(zhì)。

然而，許多PHA材料是天然存在的，如PHB及其一些共聚物，如PHBV、PHBHHx、P3HB4HB、PHBO和PHBD。這些材料不是合成塑料，而是在自然界中發(fā)現(xiàn)的天然材料，就像纖維素或淀粉。

這些天然大分子并不是通過化學聚合產(chǎn)生的，而是由天然的營養(yǎng)物質(zhì)（糖、植物油、淀粉等）通過酶控的生化反應轉(zhuǎn)化而成的。

這些天然的PHAs是自地球上的生命開始以來，所有生物體（包括植物、動物和人類）新陳代謝的一部分。它們是營養(yǎng)和能量儲存物質(zhì)。自然我們可以認為是生物降解材料，也可以認為是各種環(huán)境中的生物機體飼料。此外，與大多數(shù)其他材料不同，它們可以完全滿足于各種形式的末端處理。

如今，這些生物良性材料即便由工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，不過也只是模仿自然合成途徑。有許多產(chǎn)能擴張正在計劃或在建，特別是在亞太地區(qū)和北美地區(qū)。這些材料既能應用于熱塑性塑料、熱固性塑料、彈性體、潤滑劑、膠、粘合劑，也能應用于一些非傳統(tǒng)的聚合物應用，如動物飼料、人類和動物的細胞再生、反硝化和化妝品。

傳統(tǒng)的塑料應用：

在過去的十年里，許多公司已經(jīng)投資了數(shù)十億美元用于開發(fā)和建設，利用工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)天然PHA材料。同時，許多應用得到開發(fā)，主要集中在注重生物降解性和高附加值的應用。

事實上，天然的PHA物質(zhì)是各種環(huán)境中生物的飼料，因此它們能在各種環(huán)境下實現(xiàn)生物降解(即碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳氣體)，盡管生物降解的速率取決于幾何形狀和外部條件，如溫度、濕度和其他。應德國聯(lián)邦食品和農(nóng)業(yè)部的要求，BioSinn項目的結果描述了25種市場產(chǎn)品組合，其中生物降解是一種可行的處理結果。

例如，當很難甚至不可能從用于家庭或工業(yè)堆肥的有機材料中分離出塑料時，當為了避免塑料碎片進入開放環(huán)境，又或者清除它們十分困難或代價昂貴時，生物降解性體現(xiàn)出它的優(yōu)勢。

目前，市場上天然PHA材料的產(chǎn)品包括咖啡膠囊、垃圾袋、夾子、無紡布、食品包裝薄膜、化妝品中的微塑料和咖啡杯中的涂層紙。其中涂層紙還可被造紙業(yè)回收利用。除此之外BioSinn報告還提到了許多應用的可能?？偠灾壳白畲蟮奶魬?zhàn)是全球天然PHA的總生產(chǎn)力，而許多新工廠也正在建設中。

當然生物降解性并不是PHA唯一的獨特賣點(USP)，一家聯(lián)合企業(yè)已經(jīng)明確表示，他們顯著提升了公司的科研水平以研發(fā)天然的PHA材料。他們開發(fā)出新的PHA化合物，由100%生物基構成，耐高溫，易于加工，并可訂做成為各種耐用的產(chǎn)品。這家復合公司已經(jīng)開發(fā)了500多種不同的天然PHA基配方，從剛性到極柔韌，耐高溫高達130°C，耐氣候和紫外線，熔融快速成核，以及改善的阻隔性能， 證明天然PHA材料可以轉(zhuǎn)化為一系列新的生物聚合物，其加工速度可以與當前行業(yè)中使用的所有轉(zhuǎn)化技術的聚合物一樣快，甚至更快。  

不僅如此，PHA已可作為薄膜或3D打印中的主體成分，而幾年前，它們經(jīng)常與PBAT或PLA一起作為添加劑使用。高分子量非結晶或低結晶度PHA等級(如P3HB4HB的50% 4HB或PHBHHx的30% Hx)的可調(diào)性讓我們得以改變高分子的性能、屬性。這些例子不僅僅是理論，已經(jīng)用于眼鏡盒(取代ABS或PP滑石)、鋼筆(取代ABS)、設計椅子(取代GFR-PP)、燈具、電燈開關(取代PC/ABS)等產(chǎn)品。

此外，一些低E-模量的天然PHA材料已經(jīng)被開發(fā)出來用于熱熔粘合劑、壓敏粘合劑、層壓粘合劑和密封劑。到目前為止，由于產(chǎn)量較低，使用范圍較小，但這也只是一個時間問題。有幾種材料被用于涂層中的抹灰劑，以取代二氧化硅，從而獲得更好的透明度和觸覺性能（軟感覺）。

這些觸覺特性是這些材料的獨特賣點之一。最后，由于每年都有大量的塑料進入我們的海洋，很多人積極參與到用PHA制作紡織布與無紡布纖維的開發(fā)中。雖然首批應用已經(jīng)出現(xiàn)在市場，但規(guī)模依然很小，應用的發(fā)展還處于早期階段，特別是紡織應用。目前該市場上用于紡織的纖維，除了含有天然PHA材料外，還含有其他聚合物。

非傳統(tǒng)的塑料應用：

鑒于天然PHA材料在自然環(huán)境中的作用和其外觀，一些非傳統(tǒng)的塑料應用也得到開發(fā)并實現(xiàn)商業(yè)化。包括動物飼料、醫(yī)療保?。òㄈ祟惡蛣游铮?、反硝化作用、人造草皮和化妝品等方面的應用。在特定環(huán)境（廢水處理、水族館、蝦、魚、龜養(yǎng)殖場等）中，當氨過多時，需要反硝化處理。

氨通過氧化變成硝酸鹽和亞硝酸鹽。而天然的PHA則是硝酸鹽和亞硝酸鹽還原為氮的優(yōu)良碳源。因為它通過生物降解為反硝化過程提供了碳。如今，這些應用的材料已經(jīng)在市場銷售。另一個完全不同的應用則是將天然PHA用于醫(yī)療。

在人體內(nèi)，人們可以使用由PHA構成的微球來容納并培養(yǎng)干細胞。微球的降解時間約為一年，而降解產(chǎn)物被細胞利用并幫助細胞的生長。除此之外PHA還可用于骨再生、皮膚損傷修復（傷口閉合）、神經(jīng)引導導管等。

基于天然PHA材料平臺的合成和應用實例，我們認為這種新型材料平臺好比一個沉睡的巨人，具有很好的前景。

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