ICS 83.080.01 Y 28
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T302932013
生物制造聚羟基烷酸酯
Polyhydroxyalkanoates(PHA)by biomanufacturing
2013-12-31发布
2014-08-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 30293-2013
前 言
本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。 本标准由国家标准化管理委员会提出。 本标准由全国生物基材料及降解制品标准化技术委员会（SAC/TC380)归口。 本标准起草单位：宁波天安生物材料有限公司、北京工商大学、天津国韵生物材料有限公司、国家塑
料制品质量监督检验中心（北京）。
本标准主要起草人：张敏、沈华、陈学军、张谦、侯哲、李字义。
一 GB/T 30293—2013
引 言
以天然植物原料为主要原料，利用生物发酵工.程技术生产的聚羟基烷酸酯（polyhydroxyalkanoatcs，简称PHA），通过改变菌种、碳源和对培养过程中的条件控制，可制备不同结构的PHA.满足各种功能需要。
PHA是一类材料的总称，其结构通式可表达为：
R
O
*+O--CH(CH,C+*
其中：m=1，2或3，大多数情况下，n=1，即3-羟基烷酸酯（3-HA）；当R=甲基时，PHA为聚-3-羟基丁酸酯（PHB)；当R=乙基时，为聚-3-羟基戊酸酯（PHV)；当R-内基时，为聚-3-羟基已酸酯 (PHH)...。已发现的最大的R基为T:基，即单体为3-羟基十二酸。m二2，无支链，PHA为聚-4-羟基丁酸酯(P-4HB)，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聚 3-羟基-丁酸-戊酸酯（PHBV）、聚-3-羟基丁酸-已酸酯（PHBH）、聚-3-羟基丁酸-4-羟基丁酸酯EP（3， 4HB)、PHBVH(聚-3-羟基丁酸-3-羟基戊酸-3-羟基已酸酯)等。
II GB/T30293-2013
生物制造聚羟基烷酸酯
1范围
本标准规定了聚羟基烷酸酯（polyhydroxyalkanoatcs，PHA)产品的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和购存。
本标准适用于采用微生物发酵法生产的PHA家族中的聚-3-羟基丁酸酯（PHB）、聚-3-羟基-丁酸戊酸酯（PHBV)（HV≤12%）、聚-3羟基丁酸-已酸酯（PHBH)（HH≤15%）、聚-3-羟基丁酸-4-羟基丁酸酯[P(3,4HB)J（4HB≤15%）
2规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仪注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 601 化学试剂 标准滴定溶液的制备 GB/T1033.3--2010 塑料 非泡沫塑料密度的测定 第3部分：气体比重瓶法 GB/T1632.1--2008 塑料 使用毛细管黏度计测定聚合物稀溶液黏度第1部分：通则 GB/T3682—2000 热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定 GB/T 8885-2008 食用玉米淀粉 GB/T 9345.1- -2008 塑料 灰分的测定第1部分：通用方法 GB/T 14190 2008 纤维级聚酯切片(PET)试验方法 GB/T 19276.1- --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
GB/T 19276.2- ·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
GB/T 19277.1 2011 受控堆肥条件下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 第1部分：通用方法
GB/T19277.2.--2013 受控堆肥条件下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 第2部分：用重量分析法测定实验室条件下二氧化碳的释放量
GB/T 19466.3- 2004 塑料差示扫描量热法（DSC）第3部分：熔融和结晶温度及热焰的测定 GB/T 20197 降解塑料的定义、分类、标志和降解性能要求 SN/T3003·2011塑料聚合物的热重分析法(TG) 一般原则
3要求 3.1感官
PHA为白色粉末，无明显异味。 3.2理化指标
PHA的理化指标应符合表1中规定。
- GB/T30293-2013
称取PHA的质量，单位为克（g)；
m m} -- --- 烘于后已恒重PHA和称量皿的共同质量，单位为克（g）； m2 已恒重称量皿的质量，单位为克（g）。
4.2 三氟甲烷不溶物 4.2.1 试剂及仪器
试剂及仪器包括： a) 三氯甲烷（氯仿）（AR）； b) 具塞磨口三角瓶：100mL；
3号砂芯漏斗：60mL； d) 球形玻璃冷凝管； c) 抽滤瓶：1000mL； f) 恒温水浴锅：64℃土0.5℃； g) 真空泵：（最大真空度0.98MPa）； h) 电热鼓风干燥箱：90℃士1℃； i) 分析天平：0.0001g； j) 容量瓶：50mL。
c)
4.2.2 测定方法
按以下步骤进行： a) 把3号砂芯漏斗放人90℃电热鼓风干燥箱内烘干至恒重，记下为m3；
称取4.1.2中的烘干样PHA约0.3g（精确至0.0001g），记为m。，放人磨口三角瓶中，再加人 50mL三氯甲烷，连接好球形玻璃冷凝管，在64℃水浴锅中回流2h，撤下球形玻璃冷凝管（必要时，可采用100mL耐压瓶，代替磨口三角瓶，在90℃水浴锅加热2h）；将上述溶解好的溶液倒入a)中的3号砂芯漏斗中，用真空泵抽滤，用少量三氯甲烷将磨口三
b)
c）
角瓶冲洗2次，并倒人砂芯漏斗中抽滤至干； d）把抽滤过的砂芯漏斗放人90℃干燥箱内烘2h，放人干燥器中，冷却后称重，记下质量为m4。
4.2.3 结果计算
结果按式(2)计算：
Xz=[(m4-ms)]/m×(1-X,)×100
..(2)
式中： X2不溶物含量，%； X.-----水分及挥发物，%； m4.- 抽滤过的砂芯漏斗烘干的质量，单位为克（g）； m3 砂心漏斗的质量，单位为克（g）； m. 称取干燥的PHA质量，单位为克（g）。
4.3 含氮量
按GB/T8885 52008中4.5方法测定。选用0.025mol/L硫酸标准溶液（按GB/T601配制与标定）。 4.4灰分
按GB/T9345.1---2008方法测定。所取的试样量为10g～15g，灼烧温度为750℃±25℃，在灼
3 GB/T30293—2013
烧前需进行顶灰化，即把放在电热板上小心加热（注意不能产生明火），直至样品完全碳化。 4.5特性黏度 4.5.1三氯甲烷溶剂
按GB/T1632.12008方法测定。使用PHA=氯甲烷不溶物测定方法中的抽滤液10mL，使用毛细管内径为0.1mm~0.5mm的乌氏黏度计，测试温度为30℃士0.1℃。 4.5.2混合溶剂
按GB/T141902008方法测定。使用苯酚/1，1，2，2-四氯乙烷（质量比50：50）混合溶剂，在 95℃水浴中溶解20min～40min，使用毛细管内径为0.8mm～0.9mm乌氏黏度计，测试温度为 25℃±0.1℃. 4.6有机溶剂含量（主要有机溶剂种类参见附录A） 4.6.1仪器 4.6.1.1毛细管气相色谱仪（程序升温），配有氢火焰离子化检测器（FID）。 4.6.1.2顶空瓶、顶空进样器。 4.6.2试验条件
采用毛细管气相色谱（程序升温）、氢火焰离子化检测器（FID)测定。取2g～3gPHA粉料在110℃ 加热30min，可挥发组分经气相色谱检测.样品中应不含有附录A中的有机溶剂。
顶空进样器条件：顶空瓶加热温度：100℃；进样温度：120℃；传输线温度：120℃；样品预热平衡时间：30min；顶空加压时间：0.2min；进样时间：1min。
色谱条件：色谱柱，建议选择极性柱。操作程序建议采用以下的条件： a） 载气：高纯氮气，流速（1.0mL/min）~（2.0mL/min）； b） 进样口温度：220℃； c) 检测器温度：250℃； d) 进样量：1mL c) 分流进样,分流比10：1、5：1、1：1； f) 升温程序：初始温度45℃保持6min，以20℃/min速度升温至60℃，保持4min，再以20℃/
min速度升温至200℃，保持2min。
4.6.3标准曲线的绘制 4.6.3.1标准溶剂样品的配制
按生产实际使用溶剂的种类配制标准溶剂样品，为提高溶剂标准曲线的精密度，选用二甲基甲酰胺 (DMF)作为稀释剂.制成混合标样。用微升注射器分别取0.5μL、1μL、2μL、3μL和4μL样品，换算成各标准溶剂的质量。 4.6.3.2标准曲线的测定
将混合标样分别注入顶空瓶中，恒温加热30min后，用5ml注射器取1mL瓶中气体，迅速注入色谱柱中测定。以其出峰面积分别与对应的样品质量作出标准曲线，
带有项空装置的仪器，参照以上条件对样品进行处理及进样。可根据顶空瓶的容量混合标样的浓
1 GB/T 30293—2013
度适当选择混合标样的进样量。 4.6.3.3 待测样品的制备
取2g~3g待测样品.放入顶空瓶中，顶空瓶在110℃加热30min。 4.6.3.4样品残留溶剂的测试
用5mL注射器取1mL瓶中气体，迅速注入色谱中测定。根据样品的出峰而积在标准曲线上套出对应量。 4.7 密度
按GB/T1033.3 2010方法测定。 4.8 熔体质量流动速率
按GB/T36822000方法测定。具体测试条件见表2。
表 2 熔体质量流动速率测试条件测试温度/℃
材 料
负荷/kg 2.16 2.16 2.16 2.16
[I模直径/mm 2.095±0.005 2.095 ±0.005 2.095±0.005 2.095±0.005
PHB PHBV(HV≤12%) P(3.4HB)(4HB≤15%) PHBH(HH≤15%)
190 190 17C 170
4.9 相对生物分解率
按GB/T19277.1-2011或GB/T19277.2--2013或GB/T19276.1---2003或GB/T19276.2- 2003规定的方法进行测定。产品在仲裁检验时，采用GB/T19277.1 2011。 4.10 熔融温度
按GB/T19466.3 2004方法测定。升温速率为10℃/min。 4.11热分解温度
按SN/T3003 2011方法测定。 称取大约1mg试样，选择氮气为保护气体，气流速度为50mL/ min，按20℃/min升温速率程序升温，以质量损失为5%的温度为指标。
5 检验规则
5.1 组批
一次投料生产的产品为一批次。
5.2 样本量
按表3抽取样品。
5 ICS 83.080.01 Y 28
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中华人民共和国国家标准
GB/T302932013
生物制造聚羟基烷酸酯
Polyhydroxyalkanoates(PHA)by biomanufacturing
2013-12-31发布
2014-08-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 30293-2013
前 言
本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。 本标准由国家标准化管理委员会提出。 本标准由全国生物基材料及降解制品标准化技术委员会（SAC/TC380)归口。 本标准起草单位：宁波天安生物材料有限公司、北京工商大学、天津国韵生物材料有限公司、国家塑
料制品质量监督检验中心（北京）。
本标准主要起草人：张敏、沈华、陈学军、张谦、侯哲、李字义。
一 GB/T 30293—2013
引 言
以天然植物原料为主要原料，利用生物发酵工.程技术生产的聚羟基烷酸酯（polyhydroxyalkanoatcs，简称PHA），通过改变菌种、碳源和对培养过程中的条件控制，可制备不同结构的PHA.满足各种功能需要。
PHA是一类材料的总称，其结构通式可表达为：
R
O
*+O--CH(CH,C+*
其中：m=1，2或3，大多数情况下，n=1，即3-羟基烷酸酯（3-HA）；当R=甲基时，PHA为聚-3-羟基丁酸酯（PHB)；当R=乙基时，为聚-3-羟基戊酸酯（PHV)；当R-内基时，为聚-3-羟基已酸酯 (PHH)...。已发现的最大的R基为T:基，即单体为3-羟基十二酸。m二2，无支链，PHA为聚-4-羟基丁酸酯(P-4HB)，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聚 3-羟基-丁酸-戊酸酯（PHBV）、聚-3-羟基丁酸-已酸酯（PHBH）、聚-3-羟基丁酸-4-羟基丁酸酯EP（3， 4HB)、PHBVH(聚-3-羟基丁酸-3-羟基戊酸-3-羟基已酸酯)等。
II GB/T30293-2013
生物制造聚羟基烷酸酯
1范围
本标准规定了聚羟基烷酸酯（polyhydroxyalkanoatcs，PHA)产品的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和购存。
本标准适用于采用微生物发酵法生产的PHA家族中的聚-3-羟基丁酸酯（PHB）、聚-3-羟基-丁酸戊酸酯（PHBV)（HV≤12%）、聚-3羟基丁酸-已酸酯（PHBH)（HH≤15%）、聚-3-羟基丁酸-4-羟基丁酸酯[P(3,4HB)J（4HB≤15%）
2规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仪注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 601 化学试剂 标准滴定溶液的制备 GB/T1033.3--2010 塑料 非泡沫塑料密度的测定 第3部分：气体比重瓶法 GB/T1632.1--2008 塑料 使用毛细管黏度计测定聚合物稀溶液黏度第1部分：通则 GB/T3682—2000 热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定 GB/T 8885-2008 食用玉米淀粉 GB/T 9345.1- -2008 塑料 灰分的测定第1部分：通用方法 GB/T 14190 2008 纤维级聚酯切片(PET)试验方法 GB/T 19276.1- --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
GB/T 19276.2- ·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
GB/T 19277.1 2011 受控堆肥条件下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 第1部分：通用方法
GB/T19277.2.--2013 受控堆肥条件下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 第2部分：用重量分析法测定实验室条件下二氧化碳的释放量
GB/T 19466.3- 2004 塑料差示扫描量热法（DSC）第3部分：熔融和结晶温度及热焰的测定 GB/T 20197 降解塑料的定义、分类、标志和降解性能要求 SN/T3003·2011塑料聚合物的热重分析法(TG) 一般原则
3要求 3.1感官
PHA为白色粉末，无明显异味。 3.2理化指标
PHA的理化指标应符合表1中规定。
- GB/T30293-2013
称取PHA的质量，单位为克（g)；
m m} -- --- 烘于后已恒重PHA和称量皿的共同质量，单位为克（g）； m2 已恒重称量皿的质量，单位为克（g）。
4.2 三氟甲烷不溶物 4.2.1 试剂及仪器
试剂及仪器包括： a) 三氯甲烷（氯仿）（AR）； b) 具塞磨口三角瓶：100mL；
3号砂芯漏斗：60mL； d) 球形玻璃冷凝管； c) 抽滤瓶：1000mL； f) 恒温水浴锅：64℃土0.5℃； g) 真空泵：（最大真空度0.98MPa）； h) 电热鼓风干燥箱：90℃士1℃； i) 分析天平：0.0001g； j) 容量瓶：50mL。
c)
4.2.2 测定方法
按以下步骤进行： a) 把3号砂芯漏斗放人90℃电热鼓风干燥箱内烘干至恒重，记下为m3；
称取4.1.2中的烘干样PHA约0.3g（精确至0.0001g），记为m。，放人磨口三角瓶中，再加人 50mL三氯甲烷，连接好球形玻璃冷凝管，在64℃水浴锅中回流2h，撤下球形玻璃冷凝管（必要时，可采用100mL耐压瓶，代替磨口三角瓶，在90℃水浴锅加热2h）；将上述溶解好的溶液倒入a)中的3号砂芯漏斗中，用真空泵抽滤，用少量三氯甲烷将磨口三
b)
c）
角瓶冲洗2次，并倒人砂芯漏斗中抽滤至干； d）把抽滤过的砂芯漏斗放人90℃干燥箱内烘2h，放人干燥器中，冷却后称重，记下质量为m4。
4.2.3 结果计算
结果按式(2)计算：
Xz=[(m4-ms)]/m×(1-X,)×100
..(2)
式中： X2不溶物含量，%； X.-----水分及挥发物，%； m4.- 抽滤过的砂芯漏斗烘干的质量，单位为克（g）； m3 砂心漏斗的质量，单位为克（g）； m. 称取干燥的PHA质量，单位为克（g）。
4.3 含氮量
按GB/T8885 52008中4.5方法测定。选用0.025mol/L硫酸标准溶液（按GB/T601配制与标定）。 4.4灰分
按GB/T9345.1---2008方法测定。所取的试样量为10g～15g，灼烧温度为750℃±25℃，在灼
3 GB/T30293—2013
烧前需进行顶灰化，即把放在电热板上小心加热（注意不能产生明火），直至样品完全碳化。 4.5特性黏度 4.5.1三氯甲烷溶剂
按GB/T1632.12008方法测定。使用PHA=氯甲烷不溶物测定方法中的抽滤液10mL，使用毛细管内径为0.1mm~0.5mm的乌氏黏度计，测试温度为30℃士0.1℃。 4.5.2混合溶剂
按GB/T141902008方法测定。使用苯酚/1，1，2，2-四氯乙烷（质量比50：50）混合溶剂，在 95℃水浴中溶解20min～40min，使用毛细管内径为0.8mm～0.9mm乌氏黏度计，测试温度为 25℃±0.1℃. 4.6有机溶剂含量（主要有机溶剂种类参见附录A） 4.6.1仪器 4.6.1.1毛细管气相色谱仪（程序升温），配有氢火焰离子化检测器（FID）。 4.6.1.2顶空瓶、顶空进样器。 4.6.2试验条件
采用毛细管气相色谱（程序升温）、氢火焰离子化检测器（FID)测定。取2g～3gPHA粉料在110℃ 加热30min，可挥发组分经气相色谱检测.样品中应不含有附录A中的有机溶剂。
顶空进样器条件：顶空瓶加热温度：100℃；进样温度：120℃；传输线温度：120℃；样品预热平衡时间：30min；顶空加压时间：0.2min；进样时间：1min。
色谱条件：色谱柱，建议选择极性柱。操作程序建议采用以下的条件： a） 载气：高纯氮气，流速（1.0mL/min）~（2.0mL/min）； b） 进样口温度：220℃； c) 检测器温度：250℃； d) 进样量：1mL c) 分流进样,分流比10：1、5：1、1：1； f) 升温程序：初始温度45℃保持6min，以20℃/min速度升温至60℃，保持4min，再以20℃/
min速度升温至200℃，保持2min。
4.6.3标准曲线的绘制 4.6.3.1标准溶剂样品的配制
按生产实际使用溶剂的种类配制标准溶剂样品，为提高溶剂标准曲线的精密度，选用二甲基甲酰胺 (DMF)作为稀释剂.制成混合标样。用微升注射器分别取0.5μL、1μL、2μL、3μL和4μL样品，换算成各标准溶剂的质量。 4.6.3.2标准曲线的测定
将混合标样分别注入顶空瓶中，恒温加热30min后，用5ml注射器取1mL瓶中气体，迅速注入色谱柱中测定。以其出峰面积分别与对应的样品质量作出标准曲线，
带有项空装置的仪器，参照以上条件对样品进行处理及进样。可根据顶空瓶的容量混合标样的浓
1 GB/T 30293—2013
度适当选择混合标样的进样量。 4.6.3.3 待测样品的制备
取2g~3g待测样品.放入顶空瓶中，顶空瓶在110℃加热30min。 4.6.3.4样品残留溶剂的测试
用5mL注射器取1mL瓶中气体，迅速注入色谱中测定。根据样品的出峰而积在标准曲线上套出对应量。 4.7 密度
按GB/T1033.3 2010方法测定。 4.8 熔体质量流动速率
按GB/T36822000方法测定。具体测试条件见表2。
表 2 熔体质量流动速率测试条件测试温度/℃
材 料
负荷/kg 2.16 2.16 2.16 2.16
[I模直径/mm 2.095±0.005 2.095 ±0.005 2.095±0.005 2.095±0.005
PHB PHBV(HV≤12%) P(3.4HB)(4HB≤15%) PHBH(HH≤15%)
190 190 17C 170
4.9 相对生物分解率
按GB/T19277.1-2011或GB/T19277.2--2013或GB/T19276.1---2003或GB/T19276.2- 2003规定的方法进行测定。产品在仲裁检验时，采用GB/T19277.1 2011。 4.10 熔融温度
按GB/T19466.3 2004方法测定。升温速率为10℃/min。 4.11热分解温度
按SN/T3003 2011方法测定。 称取大约1mg试样，选择氮气为保护气体，气流速度为50mL/ min，按20℃/min升温速率程序升温，以质量损失为5%的温度为指标。
5 检验规则
5.1 组批
一次投料生产的产品为一批次。
5.2 样本量
按表3抽取样品。
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