现在大家对生物降解塑料的分类都有较为清楚的认识，生物降解塑料按来源分为生物基和石化基，生物基大家比较熟知的是PLA，前期给大家介绍过很多次，没有看过的朋友可以查阅之前文章：
今天给大家介绍另外一种生物基生物降解塑料聚羟基烷酸酯(PHA)，如有错误欢迎加群指正。
基本介绍
聚羟基烷酸酯( polyhydroxyalkanoates 简称PHA) ，PHA是由微生物通过各种碳源发酵而合成的不同结构的脂肪族共聚聚酯，其基本结构如下图。PHA具有不同的单体结构，因此种类繁多。既有由短链单体组成的PHA，也有由中长链单体组成的PHA，还有由不同种类单体组成的共聚物。其中最常见的有聚3-羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)及PHB和PHV的共聚物(PHBV)。由于 PHA单体种类繁多，彼此之间链长差别很大，造成不同 PHA的材料学性质也大不相同（如下图）。 
不同种类PHA和通用塑料的物理性能对比
PHA的发展史
PHA的研究，从1925年被一个叫Lemoigne的法国人发现而开始，他首次在巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）中发现了一种后来被命名为聚3-羟基丁酸（缩写为PHB，为PHA家族中的一员）的天然高分子。PHB是PHA家族中拥有“最”头衔最多的成员，如最早被发现（1926年被发现）、结构最简单、最常见（大部分天然的PHA都含有PHB的成分）等等。
1958年williamson用微生物巨大芽孢杆菌，通过葡萄糖发酵，高效合成了聚-β-羟基丁酸酯。
1980年英国帝国化学公司（ICI）（后改为Zeneca）公司从戊酮和葡萄糖出发，用微生物产碱杆菌发酵合成了以β-羟基丁酯和β-羟基戊酯为聚合单元的共聚物—聚（β-羟基丁酯/β-羟基戊酯）共聚物[P（β-HB-co-β-HV），P（3-HB-co-3-HV）]。国内对PHA 的研究开始较早，并得到了科技部重大科技项目以及国家自然基金委、国家发改委等的研究支持，经过多年的投入，技术已处于世界领先水平，曾利用现代基因工程技术，在世界上首次实现了基因工程菌生产聚β‑羟基丁酸（PHB）和3‑羟 基丁酸与3‑羟基己酸的共聚酯（PHBHHx）。
PHA的生物合成路线
微生物代谢的多样性决定了合成PHA的路线也不尽相同，基质的变化也会使其合成路线出现差异，下图为一些微生物利用不同基质合成PHA的主要途径。 
在不同微生物中从不同基质合成PHA的主要途径
⑤铜绿假单胞菌等从糖质碳源(如葡萄糖酸)合成PHA；
PHA的降解机理
PHA的降解机理可以间接地指明产品的应用方向和最终处理方法，下面以PHB为例简述其降解机理，PHB的降解分为两种，一种是胞内分解，一种是胞外分解。
PHB在细胞内的分解是一个以营养条件为变化依据的循环过程，当营养失衡又有碳源存在时，细胞就会大量积累PHB，而当营养重新平衡时, PHB又会被分解，PHB的代谢途径如下图所示。PHB分子链的分解是从外端即羟基端开始的，在PHB代谢中，最关键的酶是3-酮硫酯酶，它是一个双向调控酶，既参与合成有参与分解。
PHB的水解(不排除其植入人体后诱导其产生物分解酶酶解的可能性)对其作为生物医用材料的应用(如手术缝线、骨针、骨板、药物缓释载体等)非常重要。
与聚乳酸的水解完全不同, PHBV的水解是从表面开始逐渐往内进入,而聚乳酸却是内外同时水解。
PHB在环境中的分解主要为酶分解。通常情况下, PHB出现在环境中后,经过一定的迟滞期,微生物生成的PHB解聚酶会逐渐增多,活力升高,分解速率也会明显加快。
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厌气活性污泥
| 6
| 170
| 0.5
| 100
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河口堆积物
| 40
| 25
| 5
| 10
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土壤（25℃）
| 75
| 13
| 10
| 5
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海水（℃）
| 350
| 2.5
| 50
| 1
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好气活性污泥
| 60
| 17
| 7
| 7
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PHA的性能
作为一种天然的高分子材料，PHA当然具有常见高分子的基本特征，如热可塑性或可热加工性。同时，PHA还具有一些特殊的材料学特征，如：非线性光学活性、压电性、气体阻隔性等，其基本性能与聚丙烯相似。
最重要的是，PHA作为一种生物材料，还具有非常重要的两大属性：
PHA的应用
正因为PHA有千奇百怪的支链，所以这一家族也汇集了众多的优良性能，其潜在的应用领域也是五花八门。目前已知的PHA可用于医疗、药物、化妆品等高附加值领域，也在环保包装材料、喷涂材料、衣料服装、器具类材料、电子通信、快速消费品、农业产品、自动化产品、化学介质等领域有广泛的应用前景。随着PHA多样性的日益拓宽, PHA的应用领域也必然越来越广。然而PHA的大规模产业化和商业化一直受到生产成本的制约,特别是新型PHA的生产成本大大高于传统PHA,在一定程度上限制了对其应用研究的开展。
通过合成与系统生物学、蓝水生物技术等手段整合各种PHA的合成,实现一种底盘菌、多个代谢途径、按需合成某一种的PHA低成本生产平台,最终将有可能降低所有种类PHA的生产成本,从而促进不同类型PHA应用于不同领域。
生物工程学报，聚羟基脂肪酸酯的应用展望，车雪梅, 司徒卫, 余柳松, 等生物分解塑料与生物基塑料（第二版），翁云宣、付烨等漫谈PHA（1）“小小”的出身，大大的前途，北华扬天
在环保政策的驱动下，PLA、PBAT、PHA、PCL、PBS等生物降解塑料，在一次性餐具、包装、农业、汽车、医疗、纺织等领域的应用正迎来市场发展新机遇。生物降解塑料的改性材料，以及相关助剂，如扩链接，抗水解剂，增韧剂，成核剂，抗菌剂也会有新一轮的创新。
此外，对现有通用塑料如LDPE薄膜、PP注塑制品的替代，由于生物降解材料本身的特性，对片材，注塑，薄膜，吹塑，热成型设备有不同的要求，也会有更新换代的机会。为此艾邦建有生物降解塑料微信交流群，金发、海正生物、吉林中粮、蓝山屯河、中石化、九江科院、光华伟业，禾尔斯、科碧恩等企业已加入，欢迎加入一起交流探讨！
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