聚乳酸简介
pla 材料
pla 材料PLA 材料,又称聚乳酸(Polylactic Acid),是一种可生物降解的塑料材料。
它是由可再生资源,如玉米淀粉、木薯淀粉等经过发酵制得的聚乳酸单体聚合而成。
PLA 作为一种绿色环保材料,具有很多优点。
在本文中,我将介绍 PLA 材料的特点、应用领域以及未来发展方向。
首先,PLA 材料具有良好的可降解性,不会对环境造成污染。
它可以在自然环境中迅速降解为二氧化碳和水,不会对土壤和水源造成长期污染。
与传统的石油基塑料相比,PLA 材料能够减少对地球资源的依赖,降低碳排放量,对环境更加友好。
其次,PLA 材料具有较好的物理性能。
它具有良好的机械性能和透明度,可以制成透明的包装材料和容器。
同时,PLA材料还具有良好的耐热性和抗水性,使其能够应用于各种高温和潮湿的环境中。
另外,PLA 材料还具有良好的加工性能,可以通过注塑、吹塑等工艺制作成各种形状的制品。
PLA 材料在许多领域都有广泛的应用。
首先,它可以用于食品包装材料。
由于PLA 材料是可食用的,因此可以用于制作餐具、包装膜等食品接触材料。
其次,PLA 材料还可以用于医疗器械领域。
由于其良好的耐热性和生物相容性,可以用于制作生物降解的一次性医疗器械,减少对化石能源的依赖。
此外,PLA 材料还可以用于纺织品领域,制作环保的纺织品和纺织品用品。
未来,PLA 材料还有很大的发展空间。
目前,虽然PLA 材料已经有了广泛的应用,但是其制造成本相对较高,生产技术还有待改进。
未来,可以通过提高生产工艺和降低原材料成本来降低PLA 材料的制造成本,使其更加普及。
另外,PLA 材料的性能也可以进一步改进,以满足更多领域的需求。
例如,可以通过改变PLA 材料的结构或添加其他添加剂,提高其耐热性和抗水性等功能。
综上所述,PLA 材料作为一种绿色环保的塑料材料,具有良好的可降解性和物理性能,在食品包装、医疗器械、纺织品等领域有广泛的应用。
未来,PLA 材料有望进一步发展,降低制造成本,改进性能,实现更广泛的应用。
聚乳酸简介
单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基,多个乳酸分子在一起,-OH与别的分子的-COOH脱水缩合,-COOH与别的分子的-OH脱水缩合,就这样,它们手拉手形成了聚合物,叫做聚乳酸. 聚乳酸也称为聚丙交酯,属于聚酯家族。
聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,原料来源充分而且可以再生。
聚乳酸的生产过程无污染,而且产品可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是理想的绿色高分子材料。
聚乳酸的热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸,注射吹塑。
由聚乳酸制成的产品除能生物降解外,生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好,还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性,因此用途十分广泛,可用作包装材料、纤维和非织造物等,目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。
聚乳酸的优点主要有以下几方面:(1)聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料,使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。
淀粉原料经由发酵过程制成乳酸,再通过化学合成转换成聚乳酸。
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,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,这对保护环境非常有利,是公认的环境友好材料。
关爱地球,你我有责。
世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60℃,普通塑料的处理方法依然是焚烧火化,造成大量温室气体排入空气中,而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解,产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收,不会排入空气中,不会造成温室效应。
(2)机械性能及物理性能良好。
聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法,加工方便,应用十分广泛。
可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。
进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等,市场前景十分看好。
(3)相容性与可降解性良好。
聚乳酸
环保纤维或环境友好纤维体现了可持续发展的时代 要求。从一个纤维产品的全循环过程即从原材料、 加工过程、消费使用、遗弃处理等面考虑 环保纤维 至少应具备以下特征中的一项或多项Ι 4纤维产品的 原材料无污染或少污染或尽可能是可持续发展的绿 色资源 合成纤维产品的合成过程节能、降耗、减污 符合环保和可持续发展的要求纤维产品的加工过程 特别是印染、整理等加工过程∋ 尽可能使用无毒、
纺织品与人们的生活密切相关,作为与人类紧 密接触的一大类产品被视为人的第二皮肤和第 一生存环境直接影响到人们的健康和安全。因 此对来自纺织品的污染更加引起广泛的关注和 警惕。一些发达国家有关绿色纺织品环保要求 的法规越来越多其检验手段和标准要求也越来 越高。例如欧盟有关国家通过的纺OekeTexStandard100织品环保标准和美国国家 标准ANSI, 对进口服装的甲醛、重金属、防 腐剂等4 6 6 多种有害物质进行控制。
纺织品与人们的生活密切相关,作为与人类紧密接触的一 大类产品被视为人的第二皮肤和第一生存环境直接影响 到人们的健康和安全。因此对来自纺织品的污染更加引 起广泛的关注和警惕。一些发达国家有关绿色纺织品环 保要求的法规越来越多其检验手段和标准要求也越来越 高。例如欧盟有关国家通过的纺OekeTexStandard100织品环保标准和美国国家标准ANSI, 对进口服装的甲醛、重金属、防腐剂等4 6 6 多种有害 物质 进行控制。
1991 年美国卡吉尔( Cargill) 公司以玉米为原料发 酵生产乳酸,然后在真空条件下采用溶剂脱水技术, 生产高分子质量PLA。2001 年11 月,美国陶氏化 学( Dow Chemical) 与Cargill 合作成立的 CargillDow Polymers( 简称CDP) 公司,投资3 亿美元,采用两步法聚合技术,在美国内布拉斯加 州Blair 投产兴建了一套14 万t /a 的PLA 生产装置, 这是目前世界上最大的聚乳酸生产工厂。2005 年, CDP 公司更名为Nature Works 公司;2008 年末, Nature Work 公司开发出PLA 树脂IngeoTM的新 技术,成为全球PLA 生产的引领者。2009年, IngeoTM的产能达到14 万t /a。NatureWork 公 司还推出了IngeoTM6252D 和6201D 2 种新产品, 适用于低成本熔喷非织造布,产品可用作揩布和滤 材,若与木浆或黏胶纤维混合,还可增强其吸液性
生物降解性材料聚乳酸
生物降解性材料聚乳酸乳酸是一种优良的可生物降解聚合物,属于最容易生物降解的热塑性材料---脂肪族聚酯类化合物中的一种,也是国内外近年来开发研究最活跃的降解材料之一,是世界公认的环保、可持续发展材料。
聚乳酸通过改性,其相应的性能会得到很大的改善,其应用领域会更加广阔。
对聚乳酸的改性研究进展进行了介绍,其改性方法有物理改性、化学改性和复合改性等。
物理改性又分为共混改性和增塑改性等;化学改性可分为共聚改性和交联改性等;复合改性包括与各种纤维复合改性和与无机纳米材料复合改性等。
聚乳酸是以淀粉,糖蜜,等为原料,发酵制的乳酸,在通过化学方法合成的高分子材料,是生物降解性材料中最有发展前途的品种。
聚乳酸生产的工艺:原料(玉米高粱等)--生产淀粉—液化—糖化作用生产葡萄糖—酵母培养—发酵—分离—纯化(净化)--乳酸聚合—树脂—纤维聚乳酸也称为聚丙交酯,其分子结构式为:聚乳酸属于聚酯家族,是乳酸(α-羟基内酯)的缩聚物,一般无毒性,人体内可降解,有较好的生物相容性。
制作方法:间接法间接法是指丙交酯的开环聚合,一般采用此法。
首先将2个乳酸分子经脱水缩聚生成环状丙交酯,然后以丙交酯作为原料,在常压下加入催化剂开环聚合。
开环聚合可采用本体或溶液聚合,一般多采用丙交酯的本体开环聚合。
该法不仅能得到较高分子量的聚乳酸产品,而且还应用于共聚物,目前共聚物的合成主要采用丙交酯的开环聚合,所以工业上生产也主要采用2步法。
其中开环聚合法是目前聚乳酸工业生产的主要工艺,和直接法相比较容易获得高分子量的聚乳酸。
面对日益枯竭的石油资源,符合潮流的生物降解材料作为高科技产品和环保产品正成为一个研发热点。
生物降解材料是指在一定的自然环境条件下,能够被微生物(如细菌、真菌和藻类等)完全分解变成低分子化合物的材料。
在众多的可生物降解聚合物中,刚进入工业化的聚乳酸(polylactic acid,简称PLA)受到了人们的广泛关注。
PLA 来源于可再生农作物,具有良好的生物降解性,且在许多性能上与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等通用塑料相似,具有广阔的市场前景,被全球公认为新世纪最有前途的生物医用材料和新型包装材料,有望成为通用塑料的替代产品,是世界公认的环保、可持续发展材料。
PLA简介
聚乳酸的简称(PLA)PLA是生物降解塑料聚乳酸的英文简写,全写为:polylactice acid聚乳酸也称为聚丙交酯(polylactide),属于聚酯家族。
聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,原料来源充分而且可以再生,主要以玉米、木薯等为原料。
聚乳酸的生产过程无污染,而且产品可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是理想的绿色高分子材料。
聚乳酸的热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸,注射吹塑。
由聚乳酸制成的产品除能生物降解外,生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好,还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性,因此用途十分广泛,可用作包装材料、纤维和非织造物等,目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。
PLA最大的制造商是美国NatureWorks公司,其次是中国的海正生物,他们目前的产量分别是7万吨和5千吨。
PLA有很多的应用,可以在挤出、注塑、拉膜、纺丝等多领域应用。
聚乳酸的制备1.1.合成方法总的来说,聚乳酸(PLA)的制备是以乳酸为原材料进行合成的。
目前合成方法有很多种,较为成熟的是乳酸直接缩聚法,另一种是先由乳酸合成丙交酯,再在催化剂的作用下开环聚合。
另外还有一种固相聚合法。
1)乳酸直接聚合法直接聚合法早在20世界30~40年代就已经开始研究,但是由于涉及反应中的水脱除等关键技术还不能得到很好的解决,所以其产物的分子量较低(均在4000以下),强度极低,易分解,没有实用性。
日本昭和高分子公司采用将乳酸在惰性气体中慢慢加热升温并缓慢减压,使乳酸直接脱水缩合,并使反应物在220~260℃,133Pa 下进一步缩聚,得到相对分子质量在4000以上的聚乳酸。
但是该方法反应时间长,产物在后期的高温下会老化分解,变色,且不均匀。
日本三井压化学公司采用溶液聚合法使乳酸直接聚合得到聚乳酸。
直接法的主要特点是合成的聚乳酸不含催化剂,因此缩聚反应进行到一定程度时体系会出现平衡态,需要升温加压打破反应平衡,反应条件相对苛刻。
PLA-聚乳酸简介
PLA-聚乳酸简介聚乳酸,英文名称Polylactic acid 或者Polylactide,简称PLA,由生物发酵生产的乳酸经人工化学合成而得的热塑性聚合物,但仍保持着良好的生物相容性和生物可降解性。
不象其他的树脂必须来源于石油,聚乳酸来源于可再生的象玉米、小麦、甘蔗等天然农作物,是一种完全绿色材料,近年来越来越受到全世界的关注。
聚乳酸是由生物发酵生产的乳酸经人工化学合成而得的聚合物,但仍保持着良好的生物相容性和生物可降解性。
具有与聚酯相似的防渗透性,同时具有与聚苯乙烯相似的光泽度、清晰度和加工性。
并提供了比聚烯烃更低温度的可热合性,可采用熔融加工技术,包括纺纱技术进行加工。
因此聚乳酸可以被加工成各种包装用材料,像农业、建筑业用的塑料型材、薄膜,以及化工、纺织业用的无纺布、聚酯纤维等。
而PLA的生产耗能只相当于传统石油化工产品的20%—50%,产生的二氧化碳气体则只为相应的50%。
聚乳酸有良好的机械性能及物理性能,适用于吹塑、热塑等各种加工方法,加工方便,应用十分广泛。
可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。
进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地面垫等等,市场前景十分看好。
聚乳酸有良好的相溶性和可降解性,在医药领域应用也非常广泛,如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等,低分子量聚乳酸作药物缓释包装剂等。
聚乳酸是一种全新形态的塑料,它来源于自然循环再生的概念,一个和现今传统塑料正好相反的概念,它不是由有限的石化资源(石油)所制成,而是使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。
淀粉原料可经由发酵过程制成乳酸,再通过化学合成转换成聚乳酸。
90年代由葡萄糖转成乳酸的制造技术已有重大的突破,聚乳酸生产技术的改进降低了聚乳酸的生产成本。
PLA的合成和分子结构式:聚乳酸的分解:聚乳酸的分解有两个阶段:经水解反应分解之后再靠微生物分解。
聚乳酸结构简式
聚乳酸结构简式
(原创版)
目录
1.聚乳酸的概述
2.聚乳酸的结构特点
3.聚乳酸的应用领域
4.聚乳酸的发展前景
正文
1.聚乳酸的概述
聚乳酸(Polylactic acid,简称 PLA)是一种生物降解塑料,由乳酸单体经过聚合而成。
乳酸是一种有机酸,可通过玉米、木薯等生物质资源发酵制得。
聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性,被广泛应用于医疗、环保、包装等领域。
2.聚乳酸的结构特点
聚乳酸的结构简式为 [-OCOCH(CH3)COOCH2CH3-]n,其中 n 表示聚合度。
聚乳酸分子链上的酯键使得它具有较好的柔韧性和延展性。
另外,聚乳酸分子中含有大量的亲水性基团,这使得它在水中容易吸水膨胀,从而具有较好的生物降解性。
3.聚乳酸的应用领域
(1)医疗领域:聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性,被广泛应用于医疗领域,如制作生物医用材料、药物缓释系统等。
(2)环保领域:聚乳酸在环境中容易降解,可用于制作一次性用品,如餐具、杯子等,以减少“白色污染”。
(3)包装领域:聚乳酸可用于制作食品包装材料,具有良好的保鲜
性能,同时可降解,避免环境污染。
(4)其他领域:聚乳酸还可应用于纺织、汽车、电子等产业,如制作生物降解纤维、汽车内饰材料等。
4.聚乳酸的发展前景
随着人们对环境保护意识的不断提高,生物降解材料聚乳酸受到了越来越多的关注。
未来,聚乳酸在医疗、环保、包装等领域的应用将得到更广泛的推广。
同时,随着科学技术的进步,聚乳酸的生产成本有望进一步降低,这将有利于聚乳酸在各个领域的应用。
聚乳酸简介
单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基,多个乳酸分子在一起,-OH与别的分子的-COOH脱水缩合,-COOH与别的分子的-OH脱水缩合,就这样,它们手拉手形成了聚合物,叫做聚乳酸. 聚乳酸也称为聚丙交酯,属于聚酯家族。
聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,原料来源充分而且可以再生。
聚乳酸的生产过程无污染,而且产品可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是理想的绿色高分子材料。
简介聚乳酸的热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸,注射吹塑。
由聚乳酸制成的产品除能生物降解外,生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好,还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性,因此用途十分广泛,可用作包装材料、纤维和非织造物等,目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。
一、聚乳酸的优点聚乳酸的优点主要有以下几方面:(1)聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料,使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。
淀粉原料经由发酵过程制成乳酸,再通过化学合成转换成聚乳酸。
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,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,这对保护环境非常有利,是公认的环境友好材料。
关爱地球,你我有责。
世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60℃,普通塑料的处理方法依然是焚烧火化,造成大量温室气体排入空气中,而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解,产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收,不会排入空气中,不会造成温室效应。
(2)机械性能及物理性能良好。
聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法,加工方便,应用十分广泛。
可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。
进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等,市场前景十分看好。
聚乳酸
PLA亲水性改性
目前改善PLA亲水性的方法主要是对PLA进行共聚、接枝、 功能化等化学改性,通过改变PLA的组成来改善其亲水性、 脆性(结晶性)、柔韧性以及体内降解速度等,从而拓展了 PLA 的应用范围。由于聚乙二醇(PEG)具有良好的生物相 容性和亲水性,PLA与低相对分子质量端羟基PEG共聚可改 善PLA 的亲水性。Dorati等制备了(PEG—D,L—PLA)多嵌 段共聚物微球,其表面由亲水的PEG组成,这种结构更有 利于水和小分子扩散。Peng等通过开环聚合合成了乙二醇 和乳酸的共聚物,并将其制成纤维,结果表明,在体外降 解过程中,与相对分子质量和单体配比两个因素相比,纤 维直径和孔隙率对降解的影响更为明显。
PLA的增塑改性
PLA一般为线性分子,相对分子质量一般较小,且相对分 子质量分布较宽,这就决定了PLA只是一种强度中等的材 料,韧性较差,缺乏柔性和弹性,极易弯曲变形。 把生物相容性增塑剂加入到PLA基体中,经增塑后的PLA的 玻璃化温度、结晶温度、熔点、结晶度、弹性模量、断裂 延伸率有明显变化,增塑剂的加入使PLA大分子链的柔性 提高,玻璃化温度降低非常明显,其弹性模量下降,断裂 伸长率提高,即在一定程度上韧性增加。
PLA增韧改性
室温下,PLA属于硬而脆的材料,断裂伸长率极低。 张伟等将超支化聚酰胺酯(HBP)和PLA共混制备出高韧性的 PLA 复合材料,并对HBP含量不同的共混物的性能进行了 测试和分析。红外光谱测试表明,HBP和PLA间存在氢键作 用,而氢键作用和HBP的稀释作用导致了PLA 的结晶度从 3O.99 降低到18.58 。当HBP质量分数增加到1O时,PLA共 混物的拉伸强度略有提高,且断裂伸长达到43.O6 ,HBP 的加入对PLA起到了很好的增韧作用。
先进高分子材料——聚乳酸
L/O/G/O
发展历史
Pelouze 首先发现了聚酸线性二聚体——乳酰乳酸的形成; Nef证实乳酸在低压和高温下发生脱水反应可形成3-7聚合度的低聚物
Carothers等提出使用乳酸二聚物聚合的二步法,合成高分子量的PLA
20世纪60年代后期,研究者开始研究PLA及其共聚物在生物医学方面的 运用,如手术缝合线
Ee Santis等分析了等规的PLLA(聚L-乳酸)和它们的共聚物在制药学 上的运用,如作为药物释放系统的基材等
1986,Battelle公司和杜邦公司各自开始了把PLA作为日用塑料应用的 生产和加工技术的研究
2005年1月,目前世界上最大的PLA生产公司Natureworks LLC,拥有 11-12种不同等级的PLA,适用于吹膜、双轴取向膜、热膜、注塑成型、 瓶子及纤维等不同用途
抗菌性
聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生 物可降解塑料。 一般的生物降解性塑料,细菌和霉菌等微生 物处于容易附生的倾向。 聚乳酸中含有极微量的乳酸或低聚物,这些 物质在材料表面浸出一部分,将材料表面与人 的肌肤同样保持弱碱性,防止了细菌和霉菌等 微生物的附着和繁殖。
安全性:
聚乳酸是由脂肪族聚酯构成的疏水性结晶性聚 合物,只要不在高温· 高湿环境下长时间放置,就 几乎不产生加水分解。作为发酵食品容器也有在 一定时间能够安全使用的质地。 焚化聚乳酸的燃烧热值是焚化传统塑料(如聚 乙烯)的一半,而且焚化聚乳酸绝对不会释放出 氮化物、硫化物等有毒气体。
由于聚乳酸复合材料的生物降解性 和利于回收,不对环境产生压力,可广 泛的用于生产一次性餐饮用具。例如 :塑料容器,杯子、盘子、食品容器(盒 )、液体容器(瓶、桶)、饮料用瓶、餐 具(刀、勺叉)、快餐盒、方便面碗、 开水冲泡餐具、电子微波炉加热餐具 等。也可用于休闲用品,如钓鱼、野 外旅行用具等。故其市场前景非常广 阔。
聚乳酸原理
聚乳酸(Polylactic acid,PLA)是一种生物可降解的聚合物,由乳酸单体通过聚合反应形成。
其原理如下:
1.乳酸合成:乳酸是一种有机酸,可以通过发酵或化学合成等方法制备。
常用的方法是将
植物糖或淀粉经过酶解、发酵等步骤转化为乳酸。
2.聚合反应:乳酸分子中含有羧酸基和羟基,这使得乳酸分子能够进行缩合反应,生成长
链的聚乳酸。
聚合反应通常通过酯化反应进行,将乳酸分子的羧酸基与其他乳酸分子的羟基结合,形成聚合物链。
3.分子结构:聚乳酸的分子结构中包含乳酸单体的重复单元。
乳酸分子中的两个对映异构
体(L-乳酸和D-乳酸)可以形成不同的聚合物结构,如PLLA(聚L-乳酸)和PDLA(聚D-乳酸),以及其共聚物PLA。
4.特性和降解:聚乳酸具有良好的生物相容性和可降解性。
由于其分子结构中含有酯键,
聚乳酸在适当条件下可以被水解,最终分解为二氧化碳和水,不会对环境造成污染。
聚乳酸的原理使其成为一种可持续发展材料,具有广泛的应用潜力,如医疗领域的缝合线、骨修复材料,以及塑料制品、包装材料等领域的替代品。
随着技术的不断进步,聚乳酸的性能和应用范围将得到进一步拓展。
PLA简介
聚乳酸的简称(PLA)PLA是生物降解塑料聚乳酸的英文简写,全写为:polylactice acid聚乳酸也称为聚丙交酯(polylactide),属于聚酯家族。
聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,原料来源充分而且可以再生,主要以玉米、木薯等为原料。
聚乳酸的生产过程无污染,而且产品可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是理想的绿色高分子材料。
聚乳酸的热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸,注射吹塑。
由聚乳酸制成的产品除能生物降解外,生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好,还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性,因此用途十分广泛,可用作包装材料、纤维和非织造物等,目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。
PLA最大的制造商是美国NatureWorks公司,其次是中国的海正生物,他们目前的产量分别是7万吨和5千吨。
PLA有很多的应用,可以在挤出、注塑、拉膜、纺丝等多领域应用。
聚乳酸的制备1.1.合成方法总的来说,聚乳酸(PLA)的制备是以乳酸为原材料进行合成的。
目前合成方法有很多种,较为成熟的是乳酸直接缩聚法,另一种是先由乳酸合成丙交酯,再在催化剂的作用下开环聚合。
另外还有一种固相聚合法。
1)乳酸直接聚合法直接聚合法早在20世界30~40年代就已经开始研究,但是由于涉及反应中的水脱除等关键技术还不能得到很好的解决,所以其产物的分子量较低(均在4000以下),强度极低,易分解,没有实用性。
日本昭和高分子公司采用将乳酸在惰性气体中慢慢加热升温并缓慢减压,使乳酸直接脱水缩合,并使反应物在220~260℃,133Pa 下进一步缩聚,得到相对分子质量在4000以上的聚乳酸。
但是该方法反应时间长,产物在后期的高温下会老化分解,变色,且不均匀。
日本三井压化学公司采用溶液聚合法使乳酸直接聚合得到聚乳酸。
直接法的主要特点是合成的聚乳酸不含催化剂,因此缩聚反应进行到一定程度时体系会出现平衡态,需要升温加压打破反应平衡,反应条件相对苛刻。
聚乳酸
新型包装材料——聚乳酸一、简介聚乳酸(polylactic acid, 简称PLA)是以乳酸为单体化学合成的,也称聚丙交酯,是具有可生物降解的高分子聚酯材料,其分子式为(C3H4O2)n。
聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,原料来源充分而且可以再生。
聚乳酸的生产过程无污染,而且产品可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是理想的绿色高分子材料。
聚乳酸的热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸,注射吹塑。
由聚乳酸制成的产品除能生物降解外,生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好,还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性,还具有聚苯乙烯(PS)相似的光泽度和加工性能,因此具有广阔的市场前景,用途十分广泛,可用作包装材料、纤维和非织造物等,目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。
美国和日本已开始工业化生产PLA。
意大利一公司使用美国生产的天然聚交酯(PLA)设计和制造新鲜农产品包装材料,这种新的包装材料将在欧洲的零售商店使用。
天然的PLA 是一种生物基的聚合物,由100%来自玉米淀粉的细菌发酵而成。
PLA不仅具有较高的强度和透明度,而且为零售商提供了包装天然产品使用天然基包装材料的机会。
二、PLA材料性能聚乳酸的优点主要有以下几方面:(1)聚乳酸(PLA)使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。
淀粉原料经由发酵过程制成乳酸,再通过化学合成转换成聚乳酸。
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,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,是公认的环境友好材料。
(2)机械性能及物理性能良好。
聚乳酸(PLA)含有有序排列的光学活性中心,其结晶性和刚性较高,制成的薄膜抗张强度是聚乙烯薄膜的数倍。
PLA还具有最良好的抗拉强度及延展度,适用于吹塑、热塑等各种加工方法,加工方便。
也可以采用各种普通加工方式生产,与目前广泛所使用的聚合物有类似的成形条件,此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。
聚乳酸(PLA)生物可降解材料
良好的透明性和光泽度
PLA具有与传统的石油基塑料相似的 透明性和光泽度,可用于制造需要透 明度的产品。
PLA材料的用途
包装材料
PLA可制成一次性餐具、塑料袋等包装材料, 替代传统的石油基塑料。
3D打印材料
PLA是3D打印领域常用的材料之一,可用于 制造各种定制产品。
医疗领域
PLA可用于制造医疗用品,如手术缝合线、 药物载体等。
水解反应使PLA分子链断裂成较小的分子片段, 氧化反应则使PLA分子链上的碳碳键断裂。
随后,微生物如细菌、真菌等开始利用这些小 分子片段进行生长和繁殖,进一步降解PLA材 料。
影响PLA材料生物降解的因素
环境温度和湿度
较高的温度和湿度有利于PLA材料的生物降 解。
PLA材料的结构和性质
PLA材料的分子量、结晶度、添加剂等都会 影响其生物降解性能。
PLA是一种热塑性聚合物,具有与传 统的石油基塑料相似的加工性能和物 理性质。
PLA材料的特性
可完全生物降解
PLA在自然环境中可被微生物分解为 水和二氧化碳,具有良好的环保特性。
良好的加工性能
PLA具有良好的热塑性,可采用传统 的塑料加工技术进行成型加工,如注 塑、吹塑、挤出等。
良好的机械性能
PLA具有较高的拉伸强度、弯曲模量 和冲击强度,可满足各种应用需求。
PLA的降解速度过快,导致其性能不稳定,容易在正常使 用过程中出现损坏。
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降解速度过慢
PLA的降解速度过慢,导致其难以在短 时间内完全分解,对环境造成一定的负 担。
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降解条件控制
需要控制PLA的降解条件,以确保其在 适当的条件下进行分解,同时保持良 好的性能和稳定性。
聚乳酸材料
聚乳酸材料聚乳酸(Polylactic acid,PLA)是一种可生物降解聚合物,其由乳酸分子通过聚合反应生成。
与传统的石油基塑料相比,聚乳酸具有许多优点,如可降解性、可再生性和生物相容性,因此被广泛应用于各个领域。
首先,聚乳酸具有良好的可降解性。
在自然环境中,聚乳酸可以被微生物分解为二氧化碳和水,从而实现循环利用。
由于可降解性的特点,聚乳酸在替代传统塑料领域具有巨大潜力。
例如,聚乳酸制成的一次性餐具可以有效减少对环境的污染问题。
其次,聚乳酸是可再生资源的产物。
乳酸可以通过多种途径产生,其中包括玉米、甘蔗、木薯等植物的发酵过程。
相比之下,传统塑料主要由石油提炼而来,石油资源日益枯竭,而聚乳酸可以通过可持续发展的方式获得,对环境的影响更小。
此外,聚乳酸具有良好的生物相容性。
这使得它在医疗领域广泛应用。
聚乳酸可以用于制作缝合线、外科缝线、骨内固定材料等。
由于其可降解性,不需要二次手术取出材料。
此外,聚乳酸还可以用于制备缓释药物输送系统,以实现长期、可控的药物释放。
另外,聚乳酸还具有一些特殊性质,使其在某些领域具有独特的应用价值。
聚乳酸可以通过控制聚合反应的条件和添加其他添加剂来调节其材料性能,如硬度、透明度、热稳定性等。
这使得聚乳酸在包装材料、纺织品、电子材料等领域找到了广泛的应用。
然而,聚乳酸作为一种新型材料,也存在一些挑战。
首先,其价格相对较高,与传统塑料相比,生产成本更高。
其次,聚乳酸的稳定性较差,易受到光、氧气等外界条件的影响,从而降低了其应用范围和使用寿命。
此外,聚乳酸的降解速度也需要进一步研究和改进,以实现更好的利用和循环利用。
综上所述,聚乳酸作为一种可生物降解聚合物,在替代传统塑料等领域具有广阔的应用前景。
通过不断改进其性能和降低其成本,聚乳酸将能更好地满足人们对环境友好、可持续性材料的需求。
同时,相应的政策和标准也需要制定和完善,以推动聚乳酸及其他可生物降解材料的应用与发展。
聚乳酸材料介绍
聚乳酸材料介绍聚乳酸是一种生物可降解的高分子材料,其化学名称为聚乳酸酯(PLA),是由乳酸分子经过聚合反应而成。
它具有优异的物理、化学和机械性能,同时还具有良好的生物相容性和可降解性,被广泛应用于医疗、食品包装、纺织等领域。
聚乳酸材料的物理性质聚乳酸是一种无色透明的高分子材料,在常温下为固体。
它的密度约为1.25 g/cm³,熔点在165-175℃之间。
聚乳酸具有良好的耐热性和耐候性,在高温下也不易变形或变色。
此外,它还具有一定的透光性和柔软性。
聚乳酸材料的化学性质聚乳酸是一种相对稳定的高分子材料,在常规条件下不会发生明显的化学反应。
但在强碱或强酸环境下,聚乳酸会发生水解反应,并最终分解成二氧化碳和水。
这使得它成为一种非常环保的材料,可以有效地减少对环境的污染。
聚乳酸材料的机械性能聚乳酸具有较高的强度和硬度,可以用于制造各种机械零件和工业用品。
它还具有良好的抗拉伸性、弯曲性和冲击性能,在一定程度上可以代替一些传统材料。
此外,聚乳酸还具有较好的耐磨性和耐腐蚀性,可用于制造化学容器、医疗器械等。
聚乳酸材料的生物相容性由于聚乳酸是一种天然产物,因此它具有良好的生物相容性。
在人体内分解时,它会被分解成二氧化碳和水,并被人体代谢掉。
这使得聚乳酸成为一种理想的医疗材料,在制造缝合线、支架、修复组织等方面应用广泛。
聚乳酸材料的可降解性聚乳酸是一种生物可降解的高分子材料,在自然界中会被微生物分解成二氧化碳和水。
这使得它成为一种环保的材料,可以有效地减少对环境的污染。
此外,聚乳酸还可以通过物理方法(如加热)或化学方法(如水解)来分解,从而实现回收再利用。
聚乳酸材料的应用由于聚乳酸具有良好的物理、化学和机械性能,以及优异的生物相容性和可降解性,因此被广泛应用于医疗、食品包装、纺织等领域。
在医疗领域中,聚乳酸被广泛用于制造缝合线、支架、修复组织等医疗器械。
它具有良好的生物相容性和可降解性,在人体内不会产生任何不良反应。
聚乳酸——精选推荐
聚乳酸⼀、聚乳酸( Polylactic Acid , PLA) 是以⽟⽶等农作物为原料, 经微⽣物发酵获得乳酸单体, 再通过聚合得到的⽣物降解⾼分⼦材料。
它是⼀种热塑性聚酯,具有很好的⽣物降解性, ⽣物相容性和⽣物可吸收性, 降解后不会遗留任何环保问题, ⼜兼具胜于现有塑料聚⼄烯、聚丙烯、聚苯⼄烯等材料的优点, 被产业界定为新世纪最有发展前途的新型包装材料。
⼆、聚乳酸的合成⽅法有两种:直接缩聚法和开环聚合法。
1.直接缩聚法的主要特点是合成的聚乳酸可以不含催化剂,聚合⼯艺短,易分解且分⼦量⼩,但反应条件相对苛刻,对聚合单体的要求与普通缩聚单体的要求⼀致, 其所得聚乳酸产品性能差, 实⽤价值⼩。
2.开环聚合法因为是环状⼆聚体的开环聚合,不同于⼀般的缩聚, 没有⼩分⼦⽔⽣成, 聚合设备简单。
此法所得聚乳酸分⼦量⾼,且机械强度也⾼。
三、聚乳酸的原料来源都是农作物。
四、聚乳酸的优点:1.具有良好的⽣物降解性。
在常温下, 聚乳酸树脂可保持稳定的性能。
在堆肥条件下( 56—60℃, 湿度⼤于80—90%) 可在2—3 个⽉内经由微⽣物完全分解, 最终⽣成⽔和⼆氧化碳, 不污染环境。
⽣产过程⽆污染。
聚乳酸具有良好的⽣物相容性和⽣物可吸收性是因为聚乳酸的基本原料乳酸是⼈体固有的⽣理物质之⼀,对⼈体⽆毒⽆害⽆刺激性。
2.聚乳酸树脂是热塑性树脂, 具有良好的⼒学性质、机械性能、热塑性及成纤性,耐油、⽓味阻隔⽅⾯也较好, 具有与聚酯相似的防渗透性, 与聚苯⼄烯相似的光泽度、清晰度和加⼯性, 提供了⽐聚烯烃更低温度的可热合性。
3.可以采⽤通⽤塑料的通⽤设备进⾏挤出、注射、吹塑、拉伸、纺丝等加⼯成型, 且加⼯⽅便。
4.聚乳酸是⼀种低能耗产品, ⽐以⽯油产品为原料⽣产的聚合物低30%—50%。
5.原料来⾃可再⽣的植物资源, 所有富含淀粉的农作物都能⽣成聚乳酸, 不消耗不可再⽣的矿物资源, 也不增加⼆氧化碳的排放,符合循环经济原则, 利于社会可持续发展。
聚乳酸结构简式
聚乳酸(Polylactic Acid,简称PLA)是一种由可再生资源如玉米、甘蔗聚乳酸(Polylactic Acid,简称PLA)是一种由可再生资源如玉米、甘蔗等植物中提取的糖类,通过微生物发酵和聚合技术制得的生物降解性聚酯。
其结构简式为(-O-CH2-C(OH)-CO-),其中n代表聚合度,即链的长度。
聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性,在医学、农业、食品包装等领域具有广泛的应用前景。
与传统的石油基塑料相比,聚乳酸具有以下优点:
1. 可降解性:聚乳酸在自然环境中可以被微生物分解为二氧化碳和水,不会对环境造成污染。
2. 生物相容性:聚乳酸具有良好的生物相容性,可以与人体组织和器官相互作用,不会产生排异反应。
3. 可再生资源:聚乳酸的原料来源于可再生资源,如玉米、甘蔗等植物,有利于资源的可持续利用。
4. 节能减排:聚乳酸的生产过程中,无需使用化石燃料,可以减少温室气体排放,有利于环境保护。
然而,聚乳酸也存在一些不足之处,如耐热性和机械性能较差,限制了其在高温和高强度领域的应用。
为了改善聚乳酸的性能,研究者通过共聚、交联、填充等方法对其进行改性,以提高其耐热性、强度和韧性等性能。
总之,聚乳酸作为一种生物降解性聚酯,具有良好的生物相容性和环保性能,在许多领域具有广泛的应用前景。
随着科学技术的发展,聚乳酸的性能将得到进一步优化,为人类的可持续发展做出更大的贡献。
聚乳酸沸点
聚乳酸沸点【原创实用版】目录1.聚乳酸的概述2.聚乳酸的性质3.聚乳酸的沸点4.聚乳酸的应用领域正文【聚乳酸的概述】聚乳酸(Polylactic acid,简称 PLA)是一种生物降解塑料,由乳酸单体经聚合而成。
乳酸是一种有机酸,可以通过发酵玉米、木薯等生物质原料来制备。
聚乳酸具有良好的生物相容性、生物降解性和环保性能,广泛应用于医疗、食品包装、纺织等领域。
【聚乳酸的性质】聚乳酸具有以下性质:1.透明度高:聚乳酸具有良好的透明度,可用于制作各种透明包装材料。
2.耐热性好:聚乳酸的耐热性较好,其熔点在 150-180 摄氏度之间,可在一定温度范围内长期使用。
3.生物降解性:聚乳酸可在自然环境中被微生物分解,最终生成二氧化碳和水,具有较好的环保性能。
【聚乳酸的沸点】聚乳酸的沸点在 150-180 摄氏度之间,这一范围内聚乳酸具有一定的热稳定性。
需要注意的是,聚乳酸在高温下会发生降解,降解产物可能对环境产生影响。
因此,在实际应用中,应根据聚乳酸的耐热性能来选择合适的加工和使用温度。
【聚乳酸的应用领域】聚乳酸作为一种生物降解塑料,在环保要求日益严格的今天,其应用领域不断扩大。
以下是聚乳酸的一些应用领域:1.医疗领域:聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性,可用于制作一次性医疗用品,如输液袋、注射器等。
2.食品包装领域:聚乳酸可用于制作食品包装材料,具有良好的保鲜性能和环保性能。
3.纺织领域:聚乳酸可用于制作纺织纤维,具有良好的亲肤性能和吸湿排汗性能。
4.建筑领域:聚乳酸可用于制作建筑材料,具有良好的保温性能和环保性能。
综上所述,聚乳酸作为一种生物降解塑料,具有广泛的应用前景。
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单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基,多个乳酸分子在一起,-OH与别的分子的-COOH脱水缩合,-COOH与别的分子的-OH脱水缩合,就这样,它们手拉手形成了聚合物,叫做聚乳酸. 聚乳酸也称为聚丙交酯,属于聚酯家族。
聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,原料来源充分而且可以再生。
聚乳酸的生产过程无污染,而且产品可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是理想的绿色高分子材料。
简介聚乳酸的热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸,注射吹塑。
由聚乳酸制成的产品除能生物降解外,生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好,还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性,因此用途十分广泛,可用作包装材料、纤维和非织造物等,目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。
一、聚乳酸的优点聚乳酸的优点主要有以下几方面:(1)聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料,使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。
淀粉原料经由发酵过程制成乳酸,再通过化学合成转换成聚乳酸。
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,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,这对保护环境非常有利,是公认的环境友好材料。
关爱地球,你我有责。
世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60℃,普通塑料的处理方法依然是焚烧火化,造成大量温室气体排入空气中,而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解,产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收,不会排入空气中,不会造成温室效应。
(2)机械性能及物理性能良好。
聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法,加工方便,应用十分广泛。
可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。
进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等,市场前景十分看好。
(3)相容性与可降解性良好。
聚乳酸在医药领域应用也非常广泛,如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等,低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。
(4)聚乳酸(PLA)除了有生物可降解塑料的基本的特性外,还具备有自己独特的特性。
传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。
(5)聚乳酸(PLA)和石化合成塑料的基本物性类似,也就是说,它可以广泛地用来制造各种应用产品。
聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明度,和利用聚苯乙烯所制的薄膜相当,是其它生物可降解产品无法提供的。
(6)聚乳酸(PLA)具有最良好的抗拉强度及延展度,聚乳酸也可以各种普通加工方式生产,例如:熔化挤出成型,射出成型,吹膜成型,发泡成型及真空成型,与目前广泛所使用的聚合物有类似的成形条件,此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。
如此,聚乳酸就可以应各不同业界的需求,制成各式各样的应用产品。
(7)聚乳酸(PLA)薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧二碳性,它也具有隔离气味的特性。
病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面,故有安全及卫生的疑虑,然而,聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。
(8)当焚化聚乳酸(PLA)时,其燃烧热值与焚化纸类相同,是焚化传统塑料(如聚乙烯)的一半,而且焚化聚乳酸绝对不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体。
人体也含有以单体形态存在的乳酸,这就表示了这种分解性产品具有的安全性。
二、聚乳酸的制备方法聚乳酸生产是以乳酸为原料,传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料,目前美、法、日等国、家已开发利用农副产品为原料发酵生产乳酸,进而生产聚乳酸。
由乳酸制聚乳酸生产工艺有:(1)直接缩聚法在真空下使用溶剂使脱水缩聚。
日本在这方面做了大量的研究,但最终没有成功实现产业化。
(2)二步法使乳酸生成环状二聚体丙交酯,在开环缩聚成聚乳酸。
这一技术较为成熟,美国NatureWorks公司生产聚乳酸工艺的工艺即为该工艺。
中国的海正与中科院共同研制的聚乳酸生产技术也与此相似,主要过程是原料经微生物发酵制得乳酸后,再经过精制、脱水低聚、高温裂解,最后聚合成聚乳酸。
(3)反应挤出制备高分子量聚乳酸用间歇式搅拌反应器和双螺杆挤出机组合,进行连续的熔融聚合实验,可获得由乳酸通过连续熔融缩聚制得的分子量达150000的聚乳酸。
利用双螺杆挤出机将低摩尔质量的乳酸预聚物在挤出机上进一步缩聚,制备出较高摩尔质量的聚乳酸。
在反应温度为150℃、催化剂用量为0.5%、螺杆转速为75 r/min时可通过双螺杆反应挤出缩聚法快速有效地提高聚乳酸的摩尔质量,而且反应挤出产物分散系数减小,均匀性变好。
通过DSC曲线的比较发现,通过反应挤出缩聚法制得的聚乳酸的结晶度有所降低,这对改善聚乳酸材料在使用过程中表现出较大的脆性是有益的。
三、聚乳酸制备的最新专利公开BRUSSELS BIOTECH (BE)2004年2月13日公开的世界专利WO2004014889,报道了聚乳酸的制备,其独立权项包括如下内容:(1)按以下方法制备乳酸:(a)蒸发乳酸或乳酸衍生物溶液制备分子量为400-2000、总乳酸等价酸度119-124.5%、光学纯度相当于90-100%L-聚乳酸的低聚体;(b)将低聚体和解聚催化剂加入到解聚反应器,制备得到一富含乳酸的气相和富含低聚体的液相;(c)冷凝气相得到液态粗乳酸;(d)将粗乳酸抽取结晶;(e)分离和排出晶体得到一富含乳酸晶体的湿饼;(f)干燥湿饼,得到预纯化乳酸;和(g)结晶预纯化乳酸得到残留酸度低于10meq/kg、水含量低于200ppm 和meso-乳酸含量低于1%的纯化乳酸;(2)聚合以上得到的乳酸制得聚乳酸。
BOTELHO T 等2004年公开的专利WO2004057008-A1,报道了一种可用于糖果包装材料的聚乳酸的制备方法,主要是通过发酵法得到,其实施例报道的具体方法为:将培养液(451)(包括乳清,牛奶蛋白和其它营养成分如无机盐和半光胺酸)加热到70℃并保持45分钟,再冷却到45℃。
加入乳酸菌helveticus (9克)和Flavourzyme(RTM)(A) (26.5克)。
批式发酵9小时,补加含乳清、乳糖和Flavourzyme (RTM)的新鲜肉汤。
用氨气调节pH为5.75,生物密度控制于7-8%,发酵过程中连续通气,通气量为1升/分钟。
在34天的发酵期内稀释率为0.15-0.3/小时。
流出液中的乳酸盐为4%,稀释速度为0.3/小时下产率为12克/升.小时。
乳酸流出液采用离子交换树脂和螯合剂分离,再经过两次连续电渗析,回收率为85-90%。
HANZSCH BERND等2003年8月21日公开的美国专利US2003158360,报道了一种聚乳酸的制备方法,步骤如下:发酵淀粉类农产品得到乳酸,通过超滤,纳米滤和/或电渗析超纯化乳酸,浓缩乳酸,制备预聚物,环化解聚为双乳酸,纯化双乳酸,开环双乳酸聚合物和脱单体化聚乳酸得到。
SHIMADZU CORP 2002年10月15日公开的JP2002300898,报道了一种生产乳酸和聚乳酸的方法。
具体方法为:(1)利用乳酸铵合成乳酸酯;(2)在除丁基锡外的催化剂存在下,缩聚乳酸酯,合成平均分子量小于15000mol.wt聚乳酸(乳酸预聚体);(3)解聚聚乳酸得到乳酸;该方法进一步包括开环乳酸聚合物制备聚乳酸。
SHIMADZU CORP、OHARA H、TOYOTA JIDOSHA KK、ITO M和SAWA S 2002年8月8日公开的专利WO200260891-A ,报道了用于生产生物可降解塑料的乳酸和聚乳酸的制备方法,该专利的实施例之一报道的方法如下:发酵得到的L-乳酸铵在90-100℃下与乙醇反应,分离、收集乙醇;120℃下脱去反应中的水;通过蒸馏提纯得到的乳酸乙酯,在辛基锡存在下于160℃缩聚乳酸乙酯,并脱去乙醇。
将得到的反应液于200℃下蒸馏得到乳酸,产率为99.2%。
在辛基锡存在下聚合乳酸制得乳酸。
NATL INST OF ADVANCED INDUSTRIAL SCIENCE TECHNOLOGY METI、KONAN KAKO KK和TOKIWA YUTAKA2001年8月21日公开的日本专利JP2001224392,报道了采用水解酶代替有机金属催化剂制备聚乳酸。
四、聚乳酸的市场应用PLA最大的制造商是美国NatureWorks公司,其次是中国的海正,他们目前的产量分别是7万吨和5千吨。
PLA有很多的应用,可以在挤出、注塑、拉膜、纺丝等多领域应用,具体如下:(1)挤出级树脂的市场应用挤出级树脂是PLA的主要用途,主要用于大型超市里新鲜蔬果包装,该类包装已成为欧洲市场链中的重要一员;其次用于一些宣扬安全、节能、环保的电子产品包装上。
在这些用途中PLA高透明度、高光泽度、高钢性等优点体现得淋漓尽致,目前已经是PLA应用的主导方向。
另外,挤出级树脂在园艺上的应用也开始获得重视,目前在斜坡绿化、沙尘暴治理等领域已有所应用。
然而,PLA的挤出加工却并非易事,仅适合在一些先进的PET挤出成型机上进行加工,且挤出片材的厚度一般只在0.2-1.0mm范围。
加工过程对水份含量及加工温度尤其敏感,挤出加工时,一般要求其水份含量要小于50PPM,这对设备的干燥系统和温控系统又提出了新的要求。
加工过程中,如果没有适宜的结晶设备,边料的回收也是一大难题,这也正是市场上有大量PLA边角料在流通的原因。
(2)注塑级树脂的市场应用在PLA的注塑应用中,较为广泛的是改性后的树脂。
尽管纯PLA有着高透明度、高光泽度等优点,但是其硬而脆、加工难度大且不耐热等缺点影响了它在注塑方面的应用。
当然,化学、塑料工业界都一直致力解决这些问题。
例如,利用BPM-500这种添加剂可以提高PLA的冲击强度;加入少量一种名为Biomax Strong的乙烯基共聚物可以改进PLA的韧性;与另一种生物降解树脂PHA共混可以改善PLA的一些性能;另外,日本的科学家们则开发出了一种添加纸浆的耐热PLA树脂。
通过以上一些方式改性后的聚乳酸制品牺牲了透明性,但是却改进了聚乳酸在耐热性、柔韧性、抗冲性等方面的缺陷,提高了其加工难易程度,因此应用范围也得到了拓展。
在海正的注塑级树脂销售中大约有70%为改性聚乳酸。
而整体上,相对高昂的成本是阻碍PLA在注塑市场上广泛应用的最大原因。
虽然纯树脂通过填充改性可以降低一些成本,但是在保证其性能的前提下,这一措施的作用也有限,如果需要在全生物降解这一前提之下改善PLA性能上的缺陷,比如耐热性能,成本则更高。
(3)其他牌号树脂的市场应用双向拉伸膜是目前为止应用最成功的PLA膜,经过双向拉伸并热定型的PLA膜耐热温度可提高到90℃,正好弥补了PLA不耐高温这一缺陷。