可降解聚合物

聚乳酸

聚乳酸全名為Poly Lactic Acid (PLA)，學名為Polylactide ，单个的单个的乳酸乳酸乳酸分分

子中有一个子中有一个羟基羟基羟基和一个羧基和一个羧基,多个乳酸分子在一起,-OH 与别的与别的分子分子分子的的-COOH 脱水缩合,-COOH 与别的分子的-OH 脱水缩合,就这样,它们受拉手形成了它们受拉手形成了聚合物聚合物,叫做叫做聚乳酸聚乳酸聚乳酸。。聚乳酸也称为聚乳酸也称为聚丙交酯聚丙交酯聚丙交酯，，属于聚酯家族属于聚酯家族。。聚乳酸是以乳酸为主要原料原料聚合得到的聚合物聚合得到的聚合物聚合得到的聚合物，，原料来源充分而且可以再生原料来源充分而且可以再生。。聚乳酸的生产过程无污染污染，，而且产品可以生物降解而且产品可以生物降解，，实现在实现在自然自然自然界中的循环界中的循环界中的循环，，因此是理想的绿色高分子材料分子材料。。

材料特性

由100％可再生資源可再生資源製成的純製成的純PLA 無毒性無毒性、、可完全分解可完全分解。。不同於一般所使用的塑膠以不同於一般所使用的塑膠以石石油為基質為基質，，不可再生不可再生、、密度高密度高、、無法自然分解無法自然分解。。PLA 製品適用各種廢棄物處理方式製品適用各種廢棄物處理方式：：自然分解自然分解、、堆肥堆肥、、回收重複還原再利用回收重複還原再利用、、焚化焚化處理處理處理。。產生的熱量較傳統塑膠低產生的熱量較傳統塑膠低，，藉由光合作用可放出吸收後的CO2而達成碳中和的效果而達成碳中和的效果，，減少大氣減少大氣溫室效應溫室效應溫室效應。。

玻璃玻璃轉化溫度轉化溫度Tg 約58～60℃,在生物分解材料中较高在生物分解材料中较高，，但因為是線形結構聚合物但因為是線形結構聚合物，，在耐熱性耐熱性和材料強度上的不足和材料強度上的不足和材料強度上的不足，，因此應用端受到限制因此應用端受到限制。。可利用化合的方式結合其他高分子塑膠原料子塑膠原料，，以提高其性能達到部分產品所需要的機械特性以提高其性能達到部分產品所需要的機械特性，，但必須知道但必須知道，，依不同添加物的成分相對會產生加物的成分相對會產生環保環保環保、、回收等問題回收等問題，，失去了原來使用不具破壞環境材料的目的。雖是可以完全分解的聚合物雖是可以完全分解的聚合物，，但在一般的大氣環境與儲存倉庫中並不會進行分解，僅在下列皆具備之環境下才會快速進行僅在下列皆具備之環境下才會快速進行分解反應分解反應分解反應：：

a.充足的充足的水氣水氣水氣（（相對濕度90%以上以上））

b.充足的充足的氧氣氧氣氧氣（（非密閉環境中非密閉環境中））

c.適當的溫度適當的溫度（（58~70℃）

適合的加工方式有適合的加工方式有：：真空成型真空成型、、射出成型射出成型、、吹瓶吹瓶、、押出押出、、發泡發泡、、透明膜透明膜、、貼合膜貼合膜、、保鮮膜鮮膜、、紙淋膜等紙淋膜等。。

聚乳酸-优点

聚乳酸的优点主要有以下几方面：

（1）生物可降解性良好。聚乳酸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，对保护环境非常有利。

（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。

聚乳酸-制备方法

聚乳酸生产是以乳酸为原料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生产乳酸，，进而生产聚乳酸而生产聚乳酸。。由乳酸制聚乳酸生产工艺有：

（1）直接缩聚法缩聚法，，在真空下使用溶剂使脱水缩聚使脱水缩聚。。

（2）非溶剂法，使乳酸生成环状二聚体丙交酯丙交酯，，在开环缩聚成聚乳酸环缩聚成聚乳酸。。

美国LLC 公司生产聚乳酸工艺为：玉米淀粉经水解为葡萄糖，再用乳酸杆菌厌氧发酵，发酵过程用液碱中和生成乳酸中和生成乳酸，，发酵液经净化后，用电渗析工艺，制成纯度达99.5%的L-乳酸乳酸。。美国一家研究所则是将制乳酪后的废弃土豆转化为葡萄糖糖浆，再用细菌发酵成含乳酸酵液，经电渗析分离、加热使水分蒸发，得到可制薄膜与涂层的聚乳酸的聚乳酸，，可作保鲜袋及代替有聚乙烯和防水蜡的包装材料材料。。

法国埃尔斯坦糖厂与一所大学研制出用甜菜为原料为原料，，先分解成单糖，发酵生产生产乳酸乳酸乳酸，，再用化学方法将乳酸聚合为聚乳酸乳酸聚合为聚乳酸，，也可利用工业制糖工序的下脚料贫糖液来生产聚乳酸，生产成本低。

日本钟纺公司以玉米为原料发酵生产聚乳酸生产聚乳酸，，利用聚乳酸制成生物降解性发泡材料泡材料。。其过程是在聚乳酸中混入一种特殊添加剂，对其分子结构进行控制，使之变为易发泡的微粒，再加入用碳水化合物制成有机化合物发泡剂，在成型机中成型中成型、、经高压水蒸气加热成发泡材料泡材料。。该材料的强度压缩应力、缓冲性、耐药性等聚苯乙烯塑料相同塑料相同，，经焚烧后不污染环境不污染环境，，还可肥出可肥出。。

聚乳酸纤维

聚乳酸纤维是一种新型的可完全生物降解的合成纤维聚乳酸纤维是一种新型的可完全生物降解的合成纤维，，系从谷物中取得系从谷物中取得，，其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，，燃烧时不会散发毒气会散发毒气，，不会造成污染不会造成污染。。目前目前，，学术界对聚乳酸纤维的研究很多学术界对聚乳酸纤维的研究很多，，主要以日本钟纺公司为代表以日本钟纺公司为代表。。由玉米由玉米、、甘蔗或甜菜通过发酵和蒸馏的方法提取乳酸，聚合成聚乳酸聚合成聚乳酸，，通过溶液纺丝方法得到聚乳酸纤维通过溶液纺丝方法得到聚乳酸纤维，，日本钟纺公司的聚乳酸纤维的商品名为Lactron 。聚乳酸纤维具有与聚酯几乎同等强度和伸长，杨氏模量较低杨氏模量较低，，其织物比较柔软其织物比较柔软，，是一种优良的是一种优良的面料面料面料原料原料原料。。Lactron 可以加工成短纤维以加工成短纤维、、复丝和单丝形式复丝和单丝形式，，与棉与棉、、羊毛或粘胶等可分解性纤维混纺，可制得类似丝的织物可制得类似丝的织物，，制成内衣和衬衫等服装制成内衣和衬衫等服装，，不但耐用不但耐用、、吸湿性好吸湿性好，，而且通过加工形成优良的形态稳定性和抗皱性能而且通过加工形成优良的形态稳定性和抗皱性能。。

聚乳酸纤维