聚乳酸(PLA)薄膜全生物降解
生物降解型塑料-聚乳酸(PLA)
生物降解型塑料-聚乳酸(PLA)清华大学美术学院 贺书俊 学号2012013080摘要： 近年来世界各国都高度重视源于可再生资源的可降解高分子材料的研究开发，聚乳酸因可生物降解、性能优异、应用广泛而深受青睐。
本文主要介绍了聚乳酸的降解机理、作为可降解塑料的应用现状、改进方法以及未来的发展趋势。
1、 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。
[1]2、 聚乳酸降解机理聚乳酸是典型的“绿色塑料”，因其良好的生物相容性、完全可降解性及生物可吸收性，是生物降解材料领域中最受重视的材料之一，下面就聚乳酸的降解机理进行介绍。
聚乳酸是一种合成的脂肪族聚酯，其降解可分为简单水解（酸碱催化）降解和酶催化水解降解。
从物理角度看，有均相和非均相降解。
非均相降解指降解反应发生在聚合物表面，而均相降解则是降解发生在聚合物内部。
从化学角度看，主要有三种方式降解：①主链降解生成低聚体和单体；②侧链水解生成可溶性主链高分子；③交链点裂解生成可溶性线性高分子。
本体侵蚀机理认为聚乳酸降解的主要方式为本体侵蚀，根本原因是聚乳酸分子链上酯键的水解。
聚乳酸类聚合物的端羧基（由聚合引入及降解产生）对其水解起催化作用，随着降解的进行，端羧基量增加，降解速率加快，从而产生自催化现象。
[2]因乳酸来源于可再生资源，经过聚合、改性、加工成制品，当制品废弃时，能完全被人体吸收或被环境生物所降解成二氧化碳和水，从而造福人类并无污染地回归自然，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PLA、PolylacticAcid完全分解绿色高分子材料
聚乳酸PLA、PolylacticAcid完全分解绿⾊⾼分⼦材料PLA是 Poly lactic Acid 的缩写。
中⽂名称为聚乳酸PLA 的⽣命周期是从植物种植光合作⽤吸收⼆氧化碳释放出氧⽓开始，到植物收割后经过加⼯提取出葡萄糖，到发酵成为乳酸（PLA),之后再⽤聚乳酸原料经过各种⼀般塑料的加⼯⼯艺，如吸塑成型、注塑成型、挤出成型。
等制成格式各样的产品。
产品最终的处理⽅式包或堆肥（最终分解成⼆氧化碳跟⽔，也是植物⽣长的要素）以及透过传统的回收，经特殊技术分离出乳酸后再制成聚乳酸，有别于⼀般的⽯化塑料产品，PLA的循环可以是⽣⽣不息的,因此是理想的绿⾊⾼分⼦材料。
1.由100％可再⽣资源制成的纯PLA⽆毒性、可完全分解。
不同于⼀般所使⽤的塑胶以⽯油为基质，不可再⽣、密度⾼、⽆法⾃然分解。
2.PLA制品适⽤各种废弃物处理⽅式：⾃然分解、堆肥、焚化处理。
产⽣的热量较传统塑胶低，借由光合作⽤可放出吸收后的CO2⽽达成碳中和的效果，减少⼤⽓温室效应。
3.玻璃转化温度Tg 约58～60,在⽣物分解材料中较⾼，但因为是线形结构聚合物，在耐热性和材料强度上的不⾜，因此应⽤端受到限制。
4.可利⽤化合的⽅式结合其他⾼分⼦塑胶原料，以提⾼其性能达到部分产品所需要的机械特性，但是依不同添加物的成分相对会产⽣环保、回收等问题，失去了原来使⽤不具破坏环境材料的⽬的。
5.虽是可以完全分解的聚合物，但在⼀般的⼤⽓环境与储存仓库中并不会进⾏分解，仅在下列皆具备之环境下才会快速进⾏分解反应：充⾜的⽔汽（相对湿度90%以上）充⾜的氧⽓（⾮密闭环境中）适当的温度（58~70）产品应⽤范围有：热成形如冷饮杯盘，双轴延伸薄膜如糖果、花束包材、⾷品包装膜/盒、化妆品包装、及PLA淋膜纸、PLA吸塑包装产品、瓶⼦杯⼦、个⼈卫⽣⽤品、酒店⽤品⼀次性⽛刷杯⼦、化妆品包装、卡⽚⽤板材、PLA 3D打印耗材制作、PLA3D打印丝、⾐物纤维、农业⽣态覆膜，家庭装饰⽤布如沙发、窗帘、寝具，填充物如枕头、棉被、发泡物、⾼净度溶剂。
生物降解产品介绍
• 100%接触安全，满足各国禁塑限塑政策实施后，日常生活中对购物袋的需求。 • 增强使用者的绿色环保形象。
Hale Waihona Puke 生活包装用品连卷保鲜袋
• 采用全生物降解材料，通过欧洲EN13432、美国ASTM-D6400、通过欧洲TUV 的OK COMPOST 认证。
全生物降解产品介绍
禁塑政策
国家发展改革委、生态环境部《关于进一步加强塑料污染治理的意见》要求，到2020年，率先在部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用。 到2022年，一次性塑料制品消费量明显减少，替代产品得到推广，塑料废弃物资源化能源化利用比例大幅提升；在塑料污染问题突出领域和电商、快递、外卖等新兴 领域，形成一批可复制、可推广的塑料减量和绿色物流模式。 到2025年，塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节的管理制度基本建立，多元共治体系基本形成，替代产品开发应用水平进一步提升，重点城市塑料垃圾填埋 量大幅降低，塑料污染得到有效控制。
• 堆肥条件下，可在90天-180天内完全降解为水和二氧化碳，无有毒有害物质残留，有效防 止白色污染产生，对生态环境友好。
PBAT 材料
PBAT属于热塑性生物降解塑料， 是己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸 丁二醇酯的共聚物，兼具PBA和 PBT的特性，既有较好的延展性 和断裂伸长率，也有较好的耐热 性和冲击性能；此外，还具有优 良的生物降解性，是生物降解塑 料研究中非常活跃和市场应用最 好降解材料之一。
全降解改性母粒
改性母粒-BIO-201
国内政策 国际政策
• 2020年1月财政部 生态环境部 农业农村部 自然资源部 住房城乡建设部 林草局联合关于印发《土壤污染防治基金管理办法》的通知 • 2019年1月国务院办公厅关于印发“无废城市”建设试点工作方案 • 2020年4月10日黑龙江省城镇生活垃圾分类标准开始征求意见 • 2020年4月10日，国家发展改革委官网发布了《禁止、限制生产、销售和使用的塑料制品目录(征求意见稿)》，向社会公开征求意见。 • 海南省将从今年12月1日起正式全面禁止销售和使用一次性不可降解塑料袋、塑料餐具等塑料制品。 • 2020年5月1日起，北京商超、集贸市场不得免费提供塑料袋
生物降解材料
生物降解材料聚乳酸及其共聚物的降解研究塑料、橡胶和合成纤维虽然与人类的生活密切相关，但大多数不能自然分解，其废弃物会造成大量的白色污染。
随着非降解塑料所引起的白色污染问题变得越来越严重，寻找可降解的替代材料已经成为必然的趋势。
自20世纪60年代以来，人们开始研究与开发生物可降解聚合物及其制品，以保护环境，实现资源的可循环利用。
20世纪90年代末，生物降解性材料的研究日渐活跃，已经涉及到食品包装、农用薄膜和医用材料等领域。
刚刚工业化的聚乳酸(PLA)就是其中最有发展前景的一种材料，它是新型绿色高分子材料，也是目前综合性能最出色的环保材料之一。
PLA以谷物发酵得到的乳酸(LA)为原料聚合而得，废弃后它能在自然界的微生物、酸、水、碱等介质的作用下完全分解，最终产物是CO2和H2O，不会对环境产生污染。
它具有良好的生物相容性、力学性能和耐水性。
因此，在已经开发的生物材料中，PLA由于来源于天然，完全生物降解，对环境无污染等优点，成为最具有前途的可生物降解高分子材料。
相信随着合成技术的不断提高及应用范围的逐渐扩大，价格问题将不再是阻碍PLA使用的主要因素。
当前对PLA的合成研究较为广泛，而对其降解的探讨则相对较少。
为此，笔者对PLA的降解进行了系统讨论。
对于拓展PLA类高分子材料在工业、药物、农业等方面的应用具有指导意义。
1 PLA的基本性质与降解性能1.1 PLA的基本性质由于乳酸分子中具有一个手性碳原子，根据其光学活性不同可将其分为L-乳酸和D-乳酸，因此乳酸二聚体丙交酯以及其聚合物也存在不同的立体构型。
由它得到的PLA也就具有三种基本立体异构体:聚右旋乳酸(PDLA)、聚左旋乳酸(PLLA)、聚消旋乳酸(PDLLA)。
由于PLA的光学活性不同，使其在聚集态的微观结构上业存在显著的差异，从而导致其力学强度、降解速率、加工性能、硬度等方面存在着很大的差异。
其中，PDLA与PLLA具有结晶性，PDLA为结晶结构，PLLA为半结晶性结构，熔点可高达170～180℃，因此其力学强度好且降解吸收时间也比较长，是制作内植骨固定装置的理想材料。
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。
完全分解生物环保材料改性聚乳酸(PLA)介绍
完全分解生物环保材料改性聚乳酸（PLA）介绍
一、特点：
1、以PLA为主体的，但不单只是PLA的产品。
2、是将PLA彻底改性后的新发明，有国家发明专利为证。
3、不是降解性环保材料而是100%完全生物分解的环保新型材料。
二、改性PLA材料的工艺流程
淀粉乳酸聚合物生产原材料源（聚乳酸PLA）
加工形成的产品的原料实际物料复合物
（客户）（成品）改性
三、原PLA原料物理性能及优缺点
原PLA优点：可分解、可堆肥、天然无毒、透气性高
原PLA缺点：耐热性差（一般的50℃~65℃），结晶速度慢，质脆，采用特殊设备才能生产，因此成本昂贵。
四、我公司改性PL产品A的特点：
1、改善结晶
2、改善其脆度和韧度
3、提高耐热温度
4、加上我公司独家专利研发的植物纤维填充料和有机结晶体改性配方技术，使产品的分解时间可控和调整
5、同时保持原PLA原料的优良特质。
聚乳酸(PLA)生物可降解材料资料
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聚乳酸降解概述
❖ 由于乳酸具有旋光性,因此对应的聚乳酸有三种:PDLA、 PLLA、PDLLA(消旋) 。
聚乳酸降解因素
(4)立构规整性的影响：
在碱性条件下， 降解速率为PDLA (PLLA)<P (LDL)A<PDLLA PDLLA 由于甲基处于间同立构或无规立构状态， 对水的吸收
速度较快， 因此降解较快； 而对PLLA及PDLA来说水解分为2个阶 段：第一阶段，水分子扩散进入无定型区，然后发生水解；第二阶段 是晶区的水解，相对来说较为缓慢。 （5)酶
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聚乳酸生物可降解材料
目录
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2021/4/21
1 生物可降解材料概况
2021/4/21
生物降解材料是20世纪80年代后随着环境、能源等矛盾的凸 显而发展起来的新型材料，作为一种可自然降解的材料，在环 保方面起到了独特的作用，其研究和开发已得到迅速发展，作 为解决“白色污染”最为有效的途径，已引起环境专家、材料 学家及更多领域人士的关注。
聚乳酸的端羧基(由聚合引入及降解产生)对其水解起催化作用， 随着降解的进行， 端羧基量增加， 降解速率加快， 从而产生自 催化现象 。
内部降解快于表面降解， 这归因于具端羧基的降解产物滞留于 样品内，产生自加速效应 。
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PLA的体内降解
❖ 随着降解进行，材料内部会有越来越多的羧基加速内部材 料的降解，进一步增大内外差异。当内部材料完全转变成 可溶性齐聚物并溶解在水性介质中时，就会形成表面由没 有完全降解的高聚物组成的中空结构。进一步降解才使低 聚物水解为小分子，最后溶解在水性介质中。整个溶蚀过 程是由不溶于水的固体变成水溶性物质。
可降解聚乳酸纤维(PLA)开发生产方案(二)
可降解聚乳酸纤维（PLA）开发生产方案一、实施背景随着全球对环境保护的关注日益提高，绿色、可持续的产业发展成为了主流趋势。
聚乳酸纤维，作为一种生物可降解材料，具有优良的环保性能和广阔的市场前景。
然而，其生产成本高、技术难度大等问题成为了制约其广泛应用的主要障碍。
因此，从产业结构改革的角度出发，探讨聚乳酸纤维（PLA）的开发和生产方案具有重要意义。
二、工作原理聚乳酸纤维（PLA）是以乳酸为原料聚合得到的聚合物。
其工作原理主要包括以下步骤：1.乳酸聚合：通过催化剂的作用，将纯度较高的乳酸分子聚合形成长链，得到聚乳酸。
2.熔融纺丝：将聚乳酸熔融，通过纺丝机喷丝，形成纤维。
3.冷却拉伸：纤维经过冷却装置后进行拉伸，强化纤维结构。
4.卷绕成型：经过卷绕装置，使纤维卷绕成卷，完成PLA纤维的生产。
三、实施计划步骤1.资源整合：整合相关乳酸原料资源，确保原料的稳定供应。
2.技术研发：研发高效、环保的PLA生产技术，降低生产成本。
3.生产线建设：根据PLA纤维生产工艺要求，建设或改造生产线。
4.试生产与调试：进行试生产，对生产过程进行监测和调试。
5.批量生产：经过试生产验证成功后，开始批量生产。
6.市场推广：对PLA纤维进行市场推广，扩大销售渠道。
四、适用范围1.纺织服装：PLA纤维具有优良的生物相容性和可降解性，适用于制作医疗用品、运动服、内衣等。
2.包装材料：PLA纤维制成的包装材料可替代传统塑料，应用于食品、药品等领域。
3.生物医用：PLA纤维可用于制作手术缝合线、人工韧带等医疗用品。
4.环境治理：PLA纤维可用于制作生物降解塑料，有助于减少白色污染。
五、创新要点1.开发高效、环保的PLA生产技术，降低生产成本。
2.探索新的生产工艺，提高产品质量和性能。
3.结合市场需求，开发多样化的PLA制品，满足不同领域的需求。
4.加强产业链上下游合作，实现资源共享和优势互补。
六、预期效果1.提高PLA纤维的生产效率和产品质量。
聚乳酸的性能、合成方法及应用
聚乳酸的性能、合成方法及应用一、本文概述聚乳酸（Polylactic Acid，简称PLA）是一种由可再生植物资源（例如玉米）提取淀粉原料制成的生物降解材料，具有良好的生物相容性和生物降解性。
随着全球环保意识的日益增强和可持续发展理念的深入人心，聚乳酸作为一种环保型高分子材料，其研究和应用受到了广泛的关注。
本文将全面介绍聚乳酸的性能特点、合成方法以及在实际应用中的广泛用途，旨在为读者提供关于聚乳酸的深入理解，推动其在各个领域的应用和发展。
本文首先将对聚乳酸的基本性能进行概述，包括其物理性能、化学性能以及生物相容性和降解性等方面的特点。
接着，将详细介绍聚乳酸的合成方法，包括开环聚合和缩聚法等，并分析不同合成方法的优缺点。
在此基础上，文章还将深入探讨聚乳酸在各个领域的应用情况，如包装材料、医疗领域、汽车制造、农业等。
文章还将对聚乳酸的未来发展趋势进行展望，以期为读者提供全面的聚乳酸知识，并为其在实际应用中的创新和发展提供参考。
二、聚乳酸的性能聚乳酸（PLA）作为一种生物降解塑料，具有一系列独特的性能，使其在众多领域中具有广泛的应用前景。
聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性。
由于其来源于可再生生物质，聚乳酸在自然界中能够被微生物分解为二氧化碳和水，不会对环境造成污染。
这使得聚乳酸在医疗、包装、农业等领域具有广阔的应用空间。
聚乳酸具有较高的机械性能。
通过调整合成方法和工艺条件，可以得到具有优异拉伸强度、模量和断裂伸长率的聚乳酸材料。
这些特性使得聚乳酸在制造包装材料、纤维、薄膜等方面具有显著优势。
聚乳酸还具有良好的加工性能。
它可以在熔融状态下进行热塑性加工，如挤出、注塑、吹塑等，从而制成各种形状和尺寸的制品。
同时，聚乳酸的表面光泽度高，易于印刷和染色，为其在装饰、包装等领域的应用提供了便利。
另外，聚乳酸还具有较好的阻隔性能。
它可以有效地阻止氧气、水分和其他气体的渗透，从而保护包装物品免受外界环境的影响。
聚乳酸生物降解的研究进展
聚乳酸生物降解的研究进展一、本文概述随着全球环境问题的日益严峻，特别是塑料废弃物对环境的污染问题，生物降解材料的研究与应用越来越受到人们的关注。
聚乳酸（PLA）作为一种重要的生物降解材料，因其良好的生物相容性、可加工性和环保性，在包装、医疗、农业等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在综述聚乳酸生物降解的研究进展，包括其生物降解机制、影响因素、改性方法以及应用现状，以期为聚乳酸的进一步研究和应用提供参考。
本文首先介绍了聚乳酸的基本性质，包括其分子结构、合成方法以及主要性能。
接着，重点分析了聚乳酸的生物降解机制，包括酶解、微生物降解和动物体降解等过程，并探讨了影响聚乳酸生物降解的主要因素，如结晶度、分子量、添加剂等。
在此基础上，本文综述了聚乳酸的改性方法，包括共聚、共混、填充和表面改性等，以提高其生物降解性能和机械性能。
本文总结了聚乳酸在包装、医疗、农业等领域的应用现状，并展望了其未来的发展趋势。
通过本文的综述，旨在为聚乳酸生物降解的研究与应用提供有益的参考，同时为推动生物降解材料的发展贡献一份力量。
二、聚乳酸的生物降解机理聚乳酸（PLA）的生物降解主要依赖于微生物的作用，这些微生物包括细菌和真菌，它们能够分泌特定的酶来降解PLA。
生物降解过程通常包括两个主要步骤：首先是微生物对PLA表面的附着和酶的产生，然后是酶对PLA的催化水解。
在降解过程中，微生物首先通过其细胞壁上的特定受体识别并附着在PLA表面。
随后，微生物开始分泌能够降解PLA的酶，这些酶主要包括聚乳酸解聚酶和酯酶。
聚乳酸解聚酶能够直接作用于PLA的酯键，将其水解为乳酸单体；而酯酶则能够水解PLA链末端的乳酸单体。
水解产生的乳酸单体可以被微生物进一步利用，通过三羧酸循环等途径转化为二氧化碳和水，或者用于微生物自身的生长和代谢。
这个过程中，微生物扮演了关键的角色，它们不仅能够降解PLA，还能够将降解产生的乳酸完全矿化为无害的物质。
值得注意的是，PLA的生物降解速率受到多种因素的影响，包括PLA的分子量、结晶度、形态、微生物的种类和活性、环境温度和湿度等。
可降解聚乳酸纤维(PLA)开发生产方案(一)
可降解聚乳酸纤维（PLA）开发生产方案一、实施背景随着人们对环境保护意识的提高，绿色生产和生活方式越来越受到重视。
传统纺织纤维的生产过程中，大量排放的二氧化碳和其他污染物对环境造成了严重影响。
因此，开发可降解、环保的纺织纤维成为了当务之急。
聚乳酸（PLA）作为一种生物可降解材料，具有良好的生物相容性和降解性，受到广泛关注。
本方案旨在从产业结构改革的角度，探讨可降解聚乳酸纤维（PLA）的开发生产。
二、工作原理聚乳酸（PLA）是一种由可再生植物资源（例如玉米）提取淀粉原料制成的生物降解材料。
其工作原理主要是通过微生物发酵方法，将淀粉原料转化为乳酸，再经过聚合反应生成PLA树脂。
最后，通过纺丝工艺将PLA树脂加工成为纤维。
这种纤维在一定的条件下可完全降解，对环境友好，且具有良好的生物相容性和力学性能。
三、实施计划步骤1.原料准备：首先需要准备足够的可再生植物资源，如玉米淀粉或其他淀粉类原料。
2.微生物发酵：利用特定的微生物将淀粉原料转化为乳酸。
3.聚合反应：将得到的乳酸进行聚合反应，生成PLA树脂。
4.纺丝工艺：将得到的PLA树脂进行纺丝，加工成为纤维。
5.后处理：对得到的纤维进行后处理，如拉伸、定型等，以获得所需的物理性能。
6.品质检测与评估：对生产的PLA纤维进行品质检测和评估，确保其满足相关标准。
7.市场推广与销售：将产品推向市场并进行销售。
四、适用范围1.服装纺织品：PLA纤维可用于制作各种服装，如运动服、内衣、外衣等。
2.家居纺织品：如床单、窗帘、地毯等。
3.医疗纺织品：由于其良好的生物相容性，PLA纤维可用于制作医疗用品，如手术服、口罩等。
4.包装材料：PLA纤维可用于制作环保包装材料，如购物袋、食品包装等。
五、创新要点1.生物可降解性：与传统纺织纤维相比，PLA纤维具有生物可降解性，对环境友好。
2.可再生资源：PLA纤维的生产原料来源于可再生植物资源，如玉米淀粉，有利于资源的可持续利用。
聚乳酸生物分解性纤维(PLA)
聚乳酸生物分解性纖維(PLA)謝紹銓近來，不少刊物報導日本、美國研製生物分解性聚乳酸纖維的消息，今年二月，美國中部Cagill Dow合資公司宣佈，要投資三億美元在偏遠的Blair，Nebraska建一座大型年產14萬噸的聚乳酸PLA(Polylactic Acid)工廠，預定2001年完成，此一新廠比該公司現有的4千噸小型工廠或日本鐘紡(Kanebo)公司的試驗工廠大很多。
由於聚乳酸具有環保、易分解等一系列的優點，可開發成聚乳酸纖維、不織布和薄膜等產品。
現有的四大項合成纖維，聚酯(PET)、尼龍(Nylon)、亞克力(Acrylics)、聚丙烯(PP)等都是以石油化工產品為基本原料所合成的，其物理、化學性質穩定，但存在著使用後廢棄物無法分解的問題，棉、毛、麻、絲等天然纖維又缺乏上述合纖特有的性能。
聚乳酸纖維兼具兩者纖維的優點，其原料乳酸可以玉米之類的植物中取得，其成品聚乳酸可在一定的溫度、PH值和水份的條件下，會被分解成水和二氧化碳。
聚乳酸融點約為175 度C，比PET、Nylon低，與PP相近，具備實用的耐熱性，所抽成絲的纖維強度等物性，具有與聚酯纖維一般相近的性能。
聚乳酸可以採用融熔紡絲裝置抽絲，即先將它以融點以上的溫度熔化，由紡嘴中壓出，經冷卻、固化、牽伸成絲。
可先生產POY絲，捲繞之後再在另外設備上加工成成品絲，也可以直接經熱牽伸一步完成。
若生產短纖維產品，需經捲曲，捲曲數為10-15個/20毫米。
乳酸本身有不同的光學異構体，即L体(左旋)和D体(右旋)，原料中不同的D和L体含量，可使聚乳酸的融點不同。
因此，原料光學異構体的純化是以生物技術天然方法最關鍵的技術，也是Cargill專利技術及商標權”NatureWorks”technology的重點。
調整聚乳酸纖維表層和芯層的DL体含量比例，使皮比芯層的融點低，利用這般不同的融點，可容易地生產出熱粘著型的不織布產品，且產品十分柔軟。
聚乳酸纖維具有優良的耐氣候性。
医用聚乳酸体内降解机理
缩聚法制得的通常是低分子 量PLA，高分子量PLA主要 通过开环聚合制得。不同的 合成方法会改变聚合物的分 子特征，如分子量，分子量 分布，端基性质，PLA的构 型及主链结构。
方法二：先由乳酸合成丙交酯,再在 催化剂作用下开环聚合
自加速效应机理：酸性环境中末端基的自催化效应
起初酯键的水解在整个基体中是均一的。 随着降解的进行,内部PH低于表面。 水溶性低分子量降解产物在表层和基体内部的扩散速度是不同的,位 于表层的可溶降解产物易于扩散到外部介质中,羧基末端基和外部缓 冲溶液也发生中和,从而降低了PLA表层的酸度;而基体内部的降解产 物受扩散的影响无法从基体逸出,浓度不断增加,使内部pH值较低。 酸性条件下水解加速：这是由羧基末端基自催化的过程。 H+
Fischer等人发现,采用退火制备的部 分结晶PLA在水性介质中水解首先发 生在非结晶区，然后从结晶部分的周 向中心逐渐进行。
PLA降解性能的影响因素——降解介质
PLA降解性能的影响因素——几何形状，合成方式
几何形状
Grizzi等人发现薄膜，粉末和微球与大型试样相比降解速度慢得多。
合成方式
方法一：乳酸直接图
PLA降解性能的影响因素之一——分子量 小分子量降解速度快！
可以通过调节分子量来控制降解时间。
PLA降解性能的影响因素之二——构型/结晶形态
左 旋 聚 乳 酸 （ PLLA， 粘 均 分 子 量 为 23 300） 和 内消旋聚乳酸（PDLLA，粘 均 分 子 量 为 23 900） 两 种 薄 膜 在 模 拟 体 液 中 进 行 降 解
聚乳酸(polylactic acid)
体内降解机理
简介
聚乳酸(PLA)是一类可完全降解、对环境友好 的脂肪族聚酯类高分子材料,具有优良的生物 相容性。同时具有较好的机械强度、弹性模 量和热成型性,可在治疗牙周骨组织损伤，引 导骨再生（GBR）等组织工程中起重要的支架 作用。
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(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。
01
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。
02
03
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。
聚乳酸的分类及用途
聚乳酸的分类及用途
聚乳酸（PLA）是一种生物降解性的高分子材料，具有良好的生物相容性和性能稳定性。
从化学结构上来看，聚乳酸是一种聚酯，可分为L、D和DL型，其中L型聚乳酸最为常用。
聚乳酸可以根据其旋光异构体进行分类，主要有左旋聚乳酸（PLLA）、右旋聚乳酸（PDLA）、外消旋聚乳酸（PDLLA）及内消旋聚乳酸（meso-PLA）。
具有不同比例手性基团的聚乳酸，其玻璃化转变温度、熔融温度、模量、结晶行为和降解性能等有所不同。
聚乳酸的用途广泛，主要包括以下几个方面：
1.医学领域：聚乳酸在医学领域中具有广泛的应用，可以用于制造缝合线、拟合板等医疗器械。
相较于传统的合成材料，聚乳酸具有更好的生物相容性和生物降解性，能够减少对人体的伤害和环境的污染。
此外，聚乳酸还可以作为药物运输材料、组织工程支架材料、骨修复材料等。
2.纤维制品：聚乳酸纤维具有很好的特性，如柔软、透气、吸湿、防静电、纤维强度高等。
可以制造成不同用途的纤维制品，如无纺布、过滤材料、服装、手套等。
3.环保领域：聚乳酸具有优异的环保性能，是一种可生物降解的高分子材料。
可以制造成塑料薄膜、玩具、包装材料等物品，节约资源、减少对环境的影响。
此外，聚乳酸还可以用于制造农用地膜，用来弥补传统地膜易碎且不可降解的缺陷。
4.其他用途：聚乳酸还可用于制造慢释肥料，实现农业领域的可持续发展。
此外，聚乳酸还可用于汽车行业的配件工程材料、建筑用绳索等领域。
总之，聚乳酸是一种重要的生物降解性材料，具有广泛的应用前景。
随着人们对环保和可持续发展的日益重视，聚乳酸的应用范围将不断扩大，为人类生活带来更多便捷和舒适。