聚乳酸(PLA)是一种以可再生植物资源(如玉米、秸秆)为原料,经糖化、发酵、聚合而成的新型生物基可降解材料。作物中的淀粉、纤维素、半纤维素等多糖通过各种生物酶的作用分解为葡萄糖等单糖。然后,通过生物发酵技术,利用微生物(如乳酸菌)发酵,代谢乳酸,经过净化处理后制成高纯度L-乳酸;利用化学合成技术,将高纯度L-乳酸聚合成高分子量聚乳酸。
聚乳酸(PLA)的起源可以追溯到1932年,当时杜邦(Dupont)的科学家WallaceCarothers试图在真空中聚合乳酸,但是由于产品分子量小,成本高,这项技术没有商业化。
直到1987年,食品公司Cargill开始探索聚乳酸(PLA)的新生产方法,并于2001年与陶氏合资成立NatureWorks,进行聚乳酸商业化生产,聚乳酸(PLA)开始逐渐进入我们生活的方方面面。
近年来,随着人们环保意识的不断提高和各地限塑禁塑政策的实施,生物基可降解材料行业也在不断发展,其中,聚乳酸(PLA)的研究和下游应用的扩展也越来越引人注目,越来越成为应用开发最全面、性能最好、应用前景最广阔的生物基可降解材料之一。
在环保政策不断加强、各种生物基可降解材料层出不穷、竞争激烈的背景下,可能有五个原因导致聚乳酸(PLA)频繁出圈。
良好的加工性能:
聚乳酸具有良好的加工性能和广泛的应用。与传统石油基塑料一样,聚乳酸可以通过挤出、拉伸、吹塑、吸塑、吹膜、淋膜、发泡、纺丝等工艺制成不同的产品。加工温度低,加工过程中不需要添加任何添加剂,生产成本低。
优良的可降解性能:
聚乳酸(PLA)在常温下相对稳定,但在稍高的温度环境、酸碱环境和微生物环境中很容易迅速降解为CO2和水。因此,聚乳酸(PLA)产品可以在有效期内安全使用,废弃后可以及时降解。
安全的生物相容性:
在生物体(包括人)代谢途径中,聚乳酸(PLA)合成单体L-乳酸是一种常见的化学物质,其中还含有能代谢L-乳酸的酶,因此,聚乳酸(PLA)具有很高的生物安全性,也有研究人员对聚乳酸(PLA)动物进行了植入试验,研究表明,聚乳酸(PLA)对动物体无毒,并能在生物体内完成降解。
环保型绿色低碳材料:
聚乳酸(PLA)的原料来源于光合作用产生的可再生淀粉原料(玉米、木薯、甘蔗等)。),可以实现“种植固碳一发酵排碳一分解排碳”的自闭环系统,可以大大减少目前石油路线生产塑料的碳排放。因此,在全球“碳战略”的背景下,聚乳酸(PLA)与传统石化原料生产的树脂相比具有“碳优势”。
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