01
生物降解材料概述
定义、分类(PLA、PHA、PBS、PBAT、淀粉基)、降解机理、应用领域
包装农业医疗
02
降解周期影响因素 (上)
化学结构、分子量、结晶度、共聚组成;温度、湿度、pH、微生物
环境因素结构
03
降解周期影响因素 (下)
材料形态、加工工艺、添加剂(增塑剂、成核剂、促降解剂)
薄膜注塑3D打印
04
降解周期表征方法
失重法、GPC、力学测试、SEM、DSC/TGA、微生物呼吸法
分析热性能
05
降解周期调控策略 (上)
分子结构设计:共聚、嵌段、接枝、立构复合;分子量调控
共聚嵌段
06
降解周期调控策略 (中)
共混改性(天然高分子、合成高分子、无机填料);多层复合结构
共混复合
07
降解周期调控策略 (下)
添加剂调控(促降解剂、光敏剂、酶制剂);加工工艺优化
添加剂工艺
08
PLA降解周期调控
PLA结构与水解机理;加速/延缓方法(共聚、封端、结晶度)
PLA水解
09
PHA降解周期调控
胞外/胞内降解;单体组成、分子量、结晶度、表面处理
PHA生物基
10
PBS降解周期调控
PBS结构与降解特性;共聚、共混、扩链、水解酶调控
PBS聚酯
11
PBAT降解周期调控
PBAT降解特性;与PLA/淀粉共混、促降解剂调控
PBAT共混
12
淀粉基材料降解周期调控
淀粉塑化、TPS制备、与可降解聚酯共混、降解特性
淀粉TPS
13
降解周期精准调控模型 (上)
降解动力学(零级、一级、二级、Avrami);Arrhenius方程
动力学模型
14
降解周期精准调控模型 (下)
机器学习预测、多因素耦合模型、降解周期设计空间
AI预测
15
降解周期调控测试标准
ISO 14855、ISO 17556、ISO 19679、ASTM D6400、GB/T 19277
标准堆肥
16
堆肥降解环境调控
工业/家庭堆肥条件(温度58℃、湿度、C/N比);周期预测
堆肥好氧
17
土壤降解环境调控
土壤类型(砂土、粘土、壤土);微生物、湿度、温度预测
土壤微生物
18
海水降解环境调控
海水温度、盐度、微生物;深海与近海差异、周期预测
海水海洋
19
包装领域降解周期设计
一次性餐具、购物袋、快递包装、食品包装要求与调控
包装餐具
20
农业领域降解周期设计
地膜、育苗钵、农药缓释、农用绳索周期调控
地膜农业
21
医疗领域降解周期设计
手术缝合线、骨钉、药物缓释、组织工程支架
医疗缝合线
22
纺织领域降解周期设计
非织造布、纤维、服装辅料降解要求与调控
纺织非织造
23
工程案例 (上)
PLA吸管降解调控(6个月→2年);PBS地膜(3个月→1年)
案例PLA
24
工程案例 (下)
PBAT/淀粉购物袋(1→6个月);PHA缝合线(2周→6个月)
案例PBAT
25
常见问题与解决方案
降解过快/过慢、不均匀、产物毒性、加工-降解平衡
问题优化
26
先进技术调控降解
纳米材料(黏土、纤维素、ZnO);微胶囊;3D打印梯度结构
纳米微胶囊
27
生命周期评估 (LCA)
全生命周期评价、碳足迹、环境影响评估
LCA碳足迹
28
政策与法规
EU 2019/904、中国禁塑令、ASTM、日本生物降解塑料协会
法规禁塑
29
未来趋势
智能降解(pH/温度/酶响应);自修复;AI辅助设计
智能自修复
30
课程总结与综合设计项目
设计6个月降解草莓地膜:材料选择、配方、工艺、测试方案
项目地膜