塑料的发明与应用极大改变了我们的生产生活方式。为此,禁塑限塑和全面治理“白色污染”已成为全球共识,世界各国积极推动实施限塑、禁塑等强制性法律法规,着力开发和使用生物可降解塑料等替代品。
聚乳酸(以下简称PLA)被誉为最具商业前景的生物降解材料,也被誉为“降解材料之王”。
聚乳酸,又称聚丙交酯或PLA,是以乳酸为主要原料聚合得到的聚酯类聚合物,是一种新型的生物降解材料。
PLA是一种热塑性脂肪族聚酯,由于乳酸分子中有一个手性碳原子、两个光学异构体。因此,PLA又可分为聚左旋乳酸(PLLA)、聚右旋乳酸(PDLA)和聚消旋乳酸(PDLLA)。其中,PLLA为部分结晶性聚合物,质地较硬;而PDLLA因分子链中两种异构体无法排列成有序的结晶结构,属非晶形透明聚合物。
PLA的热稳定性好,加工温度170~230℃。
1)、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、吹塑等。
2)、由PLA制成的产品除能生物降解外,机械性能良好、生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好。
3)、当焚化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PLA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。
PLA降解原理和降解全过程:
降解是一系列的复杂过程,首先为聚合物材料在外界环境下碎裂成较小尺寸形状(崩解和生物破碎)。然后是解聚,即聚合物大分子被分解成较低分子量的低聚物、二聚体和单体。
解聚产物被微生物作为碳源用来生产能源、生物量和各种初级和次级代谢物等。最后为矿化阶段,这一阶段这些代谢物被完全氧化并转化为二氧化碳、氮气、甲烷、水和不同盐类。
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