聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料,它是由可再生植物资源(如玉米)提取的淀粉原料经过糖化得到葡萄糖,再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸,最后通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。
与传统塑料和其他可降解塑料相比,PLA性能优异体现为以下几点:
01、生物降解性
聚乳酸因其主链上有大量酯键-COOR,是有机物中最容易断裂的化学键,故易于降解。PLA 在堆肥条件下8~25周即可降解,即使在自然条件下3~5年也会完全降解,而传统塑料降解的时间在百年以上;
02、安全性
PLA来源于植物,主要是玉米、蔗糖等制成乳酸,而乳酸本就是人体内的单体,故食物安全性很高;
03、原油替代性
降低对石油资源的依赖,是资源优化的方向;
04、减碳特性
减碳特性,2021年工信部《“十四五”工业绿色发展规划》中明确提出将聚乳酸作为绿色低碳材料推广。同时,与其他可降解材料相比,PLA 本身材料性能优异,具有硬度高、力学性能好、透明度高、成本低等特点。
PLA制备方法对比:
目前,PLA的合成路线主要有两种:一种是直接缩聚法(“一步法”/“直接法”),即将乳酸在高温低压下直接脱水缩聚。该工艺生产工艺简单、成本低,但制成的PLA分子量较低,不能满足下游产品对PLA材料机械性能、耐久性等方面的需求。
另一种是丙交酯开环聚合法(“两步法”/“间接法”),第一步是将乳酸进行脱水酯化,制得乳酸低聚物,再将乳酸低聚物环化制得丙交酯,并对丙交酯进行提纯得到高纯度丙交酯;第二步是将丙交酯进行开环聚合,即可得到纯聚乳酸。该工艺是目前PLA生产主流工艺路线。
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