聚乳酸(PLA)是一種新型的生物基及可再生生物降解材料,使用可再生的植物資源(如玉米、木薯等)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料經(jīng)由糖化得到葡萄糖,再由葡萄糖及一定的菌種發(fā)酵制成高純度的乳酸,再通過化學(xué)合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中微生物在特定條件下完全降解,最終生成二氧化碳和水,不污染環(huán)境,這對(duì)保護(hù)環(huán)境非常有利,是公認(rèn)的環(huán)境友好材料。
PLA是聚乳酸的英文簡寫,全寫為:polylactic acid
聚乳酸也稱為聚丙交酯(polylactide),屬于聚酯家族。聚乳酸是以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物,原料來源充分而且可以再生,主要以玉米、木薯等為原料。聚乳酸的生產(chǎn)過程無污染,而且產(chǎn)品可以生物降解,實(shí)現(xiàn)在自然界中的循環(huán),因此是理想的綠色高分子材料。
聚乳酸的熱穩(wěn)定性好,加工溫度170~230℃,有好的抗溶劑性,可用多種方式進(jìn)行加工,如擠壓、紡絲、雙軸拉伸,注射吹塑。由聚乳酸制成的產(chǎn)品除能生物降解外,生物相容性、光澤度、透明性、手感和耐熱性好,還具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性,因此用途十分廣泛,可用作包裝材料、纖維和非織造物等,目前主要用于服裝(內(nèi)衣、外衣)、產(chǎn)業(yè)(建筑、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、造紙)和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。
PLA在規(guī)模產(chǎn)業(yè)化之前的價(jià)格為1000美元/公斤。后來經(jīng)密歇根州立大學(xué)Ramani Narayan教授課題組的產(chǎn)業(yè)化研究,實(shí)現(xiàn)了規(guī)?;a(chǎn)。該技術(shù)現(xiàn)由Natureworks公司產(chǎn)業(yè)化。
PLA最da的制造商是美國NatureWorks公司,其次是中國的海正生物,他們目前的產(chǎn)量分別是10萬噸和1萬5千噸。PLA有很多的應(yīng)用,可以在擠出、注塑、拉膜、紡絲等多領(lǐng)域應(yīng)用。
聚乳酸的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾方面:
⑴聚乳酸(PLA)是一種新型的生物降解材料,使用可再生的植物資源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料經(jīng)由糖化得到葡萄糖,再由葡萄糖及一定的菌種發(fā)酵制成高純度的乳酸,再通過化學(xué)合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中微生物完全降解,最終生成二氧化碳和水,不污染環(huán)境,這對(duì)保護(hù)環(huán)境非常有利,是公認(rèn)的環(huán)境友好材料。關(guān)愛地球,你我有責(zé)。世界二氧化碳排放量據(jù)新聞報(bào)道在2030年全球溫度將升至60℃,普通塑料的處理方法依然是焚燒火化,造成大量溫室氣體排入空氣中,而聚乳酸塑料則是掩埋在土壤里降解,產(chǎn)生的二氧化碳直接進(jìn)入土壤有機(jī)質(zhì)或被植物吸收,不會(huì)排入空氣中,不會(huì)造成溫室效應(yīng)。
⑵機(jī)械性能及物理性能良好。聚乳酸適用于吹塑、熱塑等各種加工方法,加工方便,應(yīng)用十分廣泛。可用于加工從工業(yè)到民用的各種塑料制品、包裝食品、快餐飯盒、無紡布、工業(yè)及民用布。進(jìn)而加工成農(nóng)用織物、bao健織物、抹布、衛(wèi)生用品、室外防紫外線織物、帳篷布、地墊面等等,市場前景十分看好。
⑶相容性與可降解性良好。聚乳酸在醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛,如可生產(chǎn)一次性輸液用具、免拆型手術(shù)縫合線等,低分子聚乳酸作yao物緩釋包裝劑等。
⑷聚乳酸(PLA)除了有生物可降解塑料的基本的特性外,還具備有自己獨(dú)特的特性。傳統(tǒng)生物可降解塑料的強(qiáng)度、透明度及對(duì)氣候變化的抵抗能力皆不如一般的塑料。
⑸ 聚乳酸(PLA)和石化合成塑料的基本物性類似,也就是說,它可以廣泛地用來制造各種應(yīng)用產(chǎn)品。聚乳酸也擁有良好的光澤性和透明度,和利用聚苯乙烯所制的薄膜相當(dāng),是其它生物可降解產(chǎn)品無法提供的。
⑹聚乳酸(PLA)具有最良好的抗拉強(qiáng)度及延展度,聚乳酸也可以各種普通加工方式生產(chǎn),例如:熔化擠出成型,射出成型,吹膜成型,發(fā)泡成型及真空成型,與廣泛使用的聚合物有類似的成形條件,此外它也具有與傳統(tǒng)薄膜相同的印刷性能。如此,聚乳酸就可以應(yīng)各不同業(yè)界的需求,制成各式各樣的應(yīng)用產(chǎn)品。
⑺聚乳酸(PLA)薄膜具有良好的透氣性、透氧性及透二氧二碳性,它也具有隔離氣味的特性。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面,故有安全及衛(wèi)生的疑慮,然而,聚乳酸具有優(yōu)良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。
⑻當(dāng)焚化聚乳酸(PLA)時(shí),其燃燒熱值與焚化紙類相同,是焚化傳統(tǒng)塑料(如聚乙烯)的一半,而且焚化聚乳酸絕對(duì)不會(huì)釋放出氮化物、硫化物等有毒氣體。人體也含有以單體形態(tài)存在的乳酸,這就表示了這種分解性產(chǎn)品具有的安全性。
聚乳酸(H-[OCHCH3CO]n-OH)的熱穩(wěn)定性好,加工溫度170~230℃,有好的抗溶劑性,可用多種方式進(jìn)行加工,如擠壓、紡絲、雙軸拉伸,注射吹塑。由聚乳酸制成的產(chǎn)品除能生物降解外,生物相容性、光澤度、透明性、手感和耐熱性好,聚乳酸(PLA)還具有一定的抗菌性、阻燃性和抗紫外性,因此用途十分廣泛,可用作包裝材料、纖維和非織造物等,主要用于餐具(杯、碗,砧板)服裝(內(nèi)衣、外衣)、產(chǎn)業(yè)(建筑、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、造紙)和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。