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。

6.聚乳酸抑菌是因为聚乳酸薄膜在使用过程中表面可形成弱酸性环境，具有抑菌作

用。

五、聚乳酸弱点：

1.耐热温度太低，纯的聚乳酸软化点只有55℃, 这样低耐温的制品很容易发生变形或粘连,

这就严重限制了产品的应用。

2.聚乳酸中有大量的酯键,亲水性差,降低了它与其它物质的生物相容性。

3.降解周期难以控制。

4.聚合所得产物的相对分子量分布过宽,聚乳酸本身为线型聚合物,这都使聚乳酸材料的

强度往往不能满足要求,抗冲击性差。

5.性能脆，缺乏柔性和弹性,极易弯曲变形。

6.乳酸价格以及聚合工艺决定了PLA 的成本较高。

六、近年来,为了提高材料力学性能、改善降解性能、降低成本等科研人员做了大量PLA 改

性研究。PLA 改性方法有化学改性和物理改性,化学改性主要通过改变PLA 大分子或表面结构来改善其脆性、疏水性及降解速度等;物理改性主要是通过物理方法降低其成本、增加材料的塑性等。

七、包装方面的应用

1.PLA 属热塑性塑料,可以用熔融挤出,注射,吹塑,发泡及真空成型等加工成各种结构形状,因此PLA 可制成托盘、瓶及薄膜等可生物降解包装材料。在欧洲和北美PLA 包装材料已经用于超市产品包装,而且 PLA 包装容器因符合德国欧洲食品级要求而用于食品包装如:瓶装水、瓶装果汁、酸奶酪等的包装。

2.PLA 经美国食品与药品管理局批准可以直接接触食品,并且有与PET 和定向拉伸PS 相类

似的物理机械性能 ,具有良好的光泽性和透明度,可以制作双向拉伸薄膜、热塑性容器和吹塑瓶等。

3.PLA 具有良好的透气性、透氧性及透二氧化碳性,可以作保鲜包装材料,PLA 包装盒因既

可以延长水果保存期又可降低包装废弃物而用于小浆果的包装。PLA 具有隔离气味的特性,也是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。PLA 具有生物可降解塑料的基本特性,在使用过后可以被安全处置,不会产生任何有害物质,此外PLA 还具有与传统薄膜相同的印

刷性能,因此PLA 在包装材料领域具有广阔的应用前景。

八、结语：PLA 是一种新型可循环再生材料,符合现代环保要求,在农业、医疗、日常包装领域具有广阔的应用前景。对PLA 进行改性已成为国内外广大科研工作者研究的热点并取得了一定的成果,但要进一步广泛应用PLA 材料,今后需在以下几方面下工夫: (1) 提高PLA 的

热稳定性; (2) 提高材料的力学性能;(3) 开发降解速率可控的产品; (4) 降低材料的脆性;

(5) 降低成本等。