目前,商业化的生物降解塑料有聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸-己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)等,其中,PLA目前应用最为广泛,PBAT应用前景最为突出。
聚乳酸(PLA)行业发展情况分析:
聚乳酸系乳酸单体经脱水缩聚所形成的高分子聚合物,是一种典型的合成类可完全生物降解材料,由于其具有可靠的生物安全性、生物可降解性、环境友好性、良好的力学性能及易于加工成形等优点,在生物医用高分子、纺织行业、农用地膜和包装等行业具有广阔的应用前景。
聚乳酸(PLA)又称聚丙交酯,是以乳酸为单体脱水聚合生成,目前是产业化最成熟、产量最大、应用最广泛、价格最低的生物基和生物降解塑料。乳酸可以用玉米、木薯、秸秆等可再生生物质作为原料,来源广泛且可再生。PLA使用后可以堆肥降解成CO2和水,实现在自然界中的循环。
聚乳酸生物降解塑料特点:
原料来源丰富,安全性强
玉米、木薯、高粱等都可以生产聚乳酸,而这些农作物均可人工大面积种植,此外秸秆、稻草等农作物或植物根茎叶也可以作为原料。焚烧时不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体,安全性强。
具有良好的生物相容性和生物可降解性
聚乳酸具有生物活性,降解产物可被生物体吸收,是理想的生物医用材料。聚乳酸埋在土壤中在大自然微生物的作用下6~12个月就可以发生降解,变成乳酸最终成为二氧化碳和水,可谓真正的环境友好材料。具有优异的抗菌性能聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物降解塑料。
机械性能,透明性,透气透氧性优异
聚乳酸塑料还有可直接采用通用塑料设备进行挤出、注射、拉伸、纺丝、吹塑等加工成型,如制成的纤维物理性能接近锦纶和涤纶,透气性和手感却好于涤纶。生产能耗低聚乳酸的生产能耗只相当于传统石化产品的20%~50%,产生的二氧化碳气体则只为50%。
目前,聚乳酸合成主要有2种方法。
一步法:乳酸直接脱水缩聚。该法优点在于单体转化率较高,工艺简单,不需要经过中间体的纯化,因而成本较低,主要问题是产物的分子量及其分布难以控制,不易得到高分子量的聚合物。目前,国内仅使用同济大学技术的同杰良公司采用一步法制聚乳酸。
两步法:乳酸生成丙交酯,再开环聚合制得聚乳酸。该方法可以得到分子量和微观结构均可调的聚乳酸,但丙交酯开环聚合法要经过丙交酯纯化的步骤,生产流程长,成本较高。目前聚乳酸的生产主要采用丙交酯开环聚合工艺。
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