ICS 83.080 QB 分类号：G32 备案号：22137-2007 中华人民共和国轻工行业标准 QB/T 2891-2007 3-羟基丁酸/戊酸酯共聚物（PHBV） Poly-3-hydroxy butyrate-co-valerate (PHBV) 2007-10-08发布 2008-03-01实施 中华人民共和国国家发展和改革委员会 发布 QB/T 2891-2007 前 言 本标准的附录A～K为资料性附录。 本标准由轻工业联合会提出。 本标准由全国塑料制品标准化技术委员会归口。 本标准由宁波天安生物材料有限公司负责起草。 本标准主要起草人：陈学军、张之芳、刘辉。 本标准首次发布。 QB/T2891-2007 引 言 日益枯竭的石油资源和废弃塑料对地球环境污染的日趋严重，迫使科学界探索采用可再生的资源， 生产可完全生物分解的材料来替代石油化工树脂的可能性，而对采用天然植物原料一 一淀粉，利用生物 发酵工程技术生产的聚-β-羟基烷酸酯或聚-3-羟基烷酸酯（poly-β-hydroxyalkanoates或 poly-3-hydroxyalkanoates，简称PHAs）的研究是其中的一个热点。PHAs既具有完全生物分解性、生物 相容性、疏水性、良好的阻隔性、压电性、非线性光学活性等独特的性质，又具有石油化工树脂的热加 工性，可运用注塑、吹塑、压膜、吹膜等工艺进行加工，其应用遍及高档包装材料、可被人体吸收的药 物缓释材料、植入型生物材料等领域。与石油化工树脂的合成相比，微生物发酵合成生物聚酯PHAs具 有以下优点：合成工艺简单，微生物在生长过程中积累PHAs而无须再次聚合，生产过程中几乎没有污 染（废水已能处理并达到国家规定的排放标准）；通过改变碳源和培养过程中的控制条件，可制备不同 结构的PHAs，满足各种功能需要。 PHAs是一类材料的总称，其结构通式可表达为： R 0 O-CH(CH2)mC 其中：m=1，2或3，大多数情况下，m=1，即3-羟基烷酸酯（3-HAs）；当R=甲基时，PHAs为聚 -3-羟丁酸酯（PHB）；当R=乙基时，为聚-3-羟基戊酸酯（PHV）；当R=丙基时，为聚-β-羟基已酸酯 （PHC）..。已发现的最大的R基为基，即单体为3-羟基十二酸。同时，控制培养条件和碳源，细 菌还能产生两种或两种以上单体形成的共聚物如PHBV、PHBHHX、P（3HB-CO-3HH）等等。目前，PHAs 类材料中研究得最多并已实现产业化生产的是聚-3-羟基丁酸酯（poly-3-hydroxybutyrate）和3-羟基丁酸 -3-羟基戊酸共聚酯（poly-3-hydroxybutyrate-co-valerate）。 QB/T 28912007 3-羟基丁酸/戊酸酯共聚物（PHBV） 范围 本标准规定了3-羟基丁酸/戊酸酯共聚物（poly-3-hydroxybutyrate-co-valerate，以下缩写"PHBV”） 产品的要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。 本标准适用于采用生物发酵法生产的PHBV树脂原料，其中HV在PHBV中的含量为0<HV含量≤ 12%。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的 修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB1033一1986塑料密度和相对密度试验方法 GB/T1040-1992塑料拉伸性能试验方法 GB/T1843-1996塑料悬臂梁冲击试验方法 GB/T2918一1998塑料试样状态调节和试验的标准环境 GB/T19276.1-2003水性培养液中材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定密闭呼吸计中 需氧量的方法（IDTISO14851:1999） GB/T19276.2一2003水性培养液中材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定释放的二氧化 碳的方法（IDTISO14852:1999） GB/T19277一2003受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解和崩解能力的测定采用测定释放的 二氧化碳的方法（IDTISO14855:1999） ISO294:1995热塑性塑料注塑试样制备方法 3要求 3.1感观 PHBV为白色粉末，无异味。 3.2性能要求 PHBV质量标准应符合表1的规定。 3.3卫生要求 产品如有卫生要求时，PHBV原料还应符合表2的规定，PHBV制品卫生标准应符合表3的规定。 QB/T2891-2007 表1PHBV质量标准 测试项目 合格品 水分/（%） ≤ 1.0 有机溶剂含量（以含卤素的有机化合物、醛类和 不应检出 二甲基甲酰胺含量计）（mg/kg） 不溶物/（%） ≤ 3.0 拉伸屈服强度/MPa ≥ 25 断裂伸长率（%) 10 悬臂梁冲击强度/（kJ/m²） 6 密度/（g/cm²) 1.25 生物分解率/（%) ≥ 60 结晶熔融温度Tmp1/Tmp2/℃ 150/160 热分解温度/℃ 260 黏均分子量/万 ≥ 22 表2PHBV原料卫生标准 指标名称 指 标 灼烧残渣/（%） 0.30 正己烷提取物/（%） 2.00 表3 PHBV制品卫生标准 项 目 指 标 蒸发残渣/（mg/L） 4%乙酸，60℃，2h ≤ 15 65%乙醇，20℃.2h > 15 正已烷，20℃，2h 30 高锰酸钾消耗量（mg/L） ≤ 10 水，60℃，2h 重金属（以Pb计）／（mg/L） 1 4%乙酸，60℃，2h 脱色试验 载Z 阴性 冷餐油或无色油脂 阴性 浸泡液 阴性 4试验方法 4.1试样制备 4.1.1力学试样制备 参考ISO294制备试样，条件如下： 熔体温度：（170±5）℃； 2 QB/T2891-2007 注塑压力为：30MPa～50MPa； 模具温度：30℃～50℃。 4.1.2试样的状态调节 试样的状态调节和试验环境按GB/T2918一1998进行，并采用如下条件： 温度（23±2）℃；相对湿度45%~55%。 试样状态调节时间在24h以上。 4.2水分 4.2.1实验仪器 a）称量瓶； b）电热鼓风干燥箱。 4.2.2测定方法 称取1gPHBV粉料样品（精确至0.0001g），放入90℃烘干至恒重的称量瓶内，在75℃电热鼓风干 燥箱内烘4h，放入干燥器中冷却至室温后称重，；再放入热鼓风干燥箱内烘0.5h，冷却后称重，直至前后 两次称量之差≤0.0003g，即为恒重，记下称量结果。 4.2.3结果计算 按公式(1)计算结果。 [m-(m -m,)] X, 100 (1) m 式中： X, —水分，%; 称取PHBV的质量，单位为克（g）； m 烘干后PHBV和称量瓶的共同质量，单位为克（g）； 一称量瓶质量，单位为克（g）。 m 4.3有机溶剂含量（以含卤素的有机化合物、醛类和二甲基甲酰胺含量计） 采用气相色谱-质谱联用仪测定。取4g～5gPHBV粉料在110℃加热2.5h，可挥发组分经气相色谱-质 谱联用仪检测，样品中应不含有含卤素的有机化合物、醛类和二甲基甲酰胺。 4.4不溶物 4.4.1试剂及仪器 a）三氯甲烷： b）具塞磨口三角瓶，150mL； c）3号砂芯漏斗，60mL； d）冷凝回流装置； e）抽滤瓶； f）水浴锅：控温在（63+1）℃； g）真空泵； h）电热鼓风干燥箱。 4.4.2测定方法 4.4.2.1把3号砂芯漏斗放入90℃电热鼓风干燥箱内烘干至恒重，记下质量为m3。 4.4.2.2称取烘干样品PHBV约0.5g（精确至0.0001g），记为mo，放入磨口三角瓶中，再加入40mL三 氯甲烷，连接好冷凝回流装置，在63℃的水浴锅中回流2h，撤下冷凝回流装置。 4.4.2.3将上述溶解好的溶液倒入4.4.2.1中的3号砂芯漏斗中，用真空泵抽滤，把三角瓶用少量三氯甲 烷冲洗2次，并倒入砂芯漏斗中抽滤至干。 3 QB/T2891—2007 4.4.2.4把抽滤过的砂芯漏斗放入90℃干燥箱内烘2h，放入干燥器中，冷却后称重，记下质量为m4。 4.4.3结果计算 按公式（2）计算结果。 m, （2) mo 式中： - - X, 杂质含量，%； 抽滤过的砂芯漏斗烘干的质量，单位为克（g）： m4 砂心漏斗的质量，单位为克（g）； m3 称取干燥的PHBV质量，单位为克（g）。 m 4.5 拉伸屈服强度和断裂伸长率 按GB斤1040-1992进行测试，并采用如下条件： a）试样为ⅢI型。 : b）拉伸试验速率：2mm/min。 4.6悬臂梁冲击强度 按GB/1843-1996进行试验。 4.7密度 PHBV树脂密度的测定按GBi033一1986的规定进行。 4.8生物分解率 按GB/-19277一2003或GB/T19276.1一2003或GB/T19276.22003执行。产品在仲裁检验时，采用 GB/T19277-2003。 4.9结晶熔融温度 用DSC测定结晶熔融温度，方法见附录A。 4.10热分解温度 用TGA测定热分解温度，方法见附录B。 4.11PHBV黏均分子量 PHBV的黏均分子量用黏度法测定，方法见附录C。 4.12卫生性能 PHBV原料卫生性能的试验方法见附录D，PHBV制品卫生性能试验方法见附录E。 5检验规则 5.1，组批 一次投料生产的产品为一批。 5.2样本量 按表4抽取样品。将取样针插入样本3/4处，抽取不少于100g样品，每批抽取总样本量不少于1kg，将 抽取的样品迅速混匀，用四分法缩分后，分别装入两个干燥、洁净的广