聚(ju)乳(ru)酸(suan)是一種(zhong)新型的(de)(de)生(sheng)物基(ji)可(ke)降解(jie)材料,以(yi)可(ke)再生(sheng)植物資源(如:玉米,秸稈)為原(yuan)料,經糖(tang)化(hua)、發酵(jiao)(jiao)、聚(ju)合而成的(de)(de)高分(fen)子聚(ju)合物。農作物中的(de)(de)淀粉(fen)、纖維素、半(ban)纖維素等(deng)多糖(tang)經各種(zhong)生(sheng)物酶的(de)(de)作用(yong)分(fen)解(jie)為葡萄糖(tang)等(deng)單糖(tang);然后通過生(sheng)物發酵(jiao)(jiao)技術,利用(yong)微生(sheng)物(例如乳(ru)酸(suan)菌)發酵(jiao)(jiao),代謝出乳(ru)酸(suan),經提純(chun)處(chu)理后,制(zhi)得高純(chun)度L-乳(ru)酸(suan);再利用(yong)化(hua)工合成技術,將高純(chun)度L-乳(ru)酸(suan)聚(ju)合成高分(fen)子量聚(ju)乳(ru)酸(suan)。

2020年(nian),國家發(fa)展改(gai)革委、生態(tai)環境部聯合發(fa)布,《關于進一步加強塑料(liao)污染(ran)治理的意見》,引爆生物降解(jie)材料(liao)市場,PLA才逐漸為公眾所知。
近年(nian)來(lai),隨著人(ren)們環保意識的(de)(de)(de)不斷(duan)提高和各地限塑、禁塑政(zheng)策的(de)(de)(de)推行(xing)(xing),生(sheng)物基(ji)可(ke)降(jiang)解材(cai)料行(xing)(xing)業也在(zai)不斷(duan)地發展(zhan),其中聚(ju)乳酸(PLA)的(de)(de)(de)研(yan)究以及下游應(ying)(ying)用(yong)的(de)(de)(de)擴(kuo)展(zhan)也備受矚目,日益(yi)成(cheng)為應(ying)(ying)用(yong)開發最全,使用(yong)性能最好,最具應(ying)(ying)用(yong)前景(jing)的(de)(de)(de)生(sheng)物基(ji)可(ke)降(jiang)解材(cai)料之(zhi)一。我們總(zong)結了聚(ju)乳酸以下幾點(dian)優(you)勢:
1.良好的加工性能
聚乳酸具有良好的加(jia)工(gong)(gong)性能,應用(yong)范(fan)圍廣,可以與傳統(tong)石油基塑(su)料一樣,經擠(ji)出、拉伸、吹(chui)塑(su)、吸塑(su)、吹(chui)膜、淋膜、發泡、紡絲(si)等各種工(gong)(gong)藝(yi)處(chu)理制備成(cheng)不同的制品,加(jia)工(gong)(gong)溫度較低,且在加(jia)工(gong)(gong)過(guo)程中(zhong)不需要(yao)添加(jia)任何助劑,生產成(cheng)本(ben)低。
2.優秀的可降解性
PLA在常溫(wen)下(xia)較穩(wen)定,但在稍高的溫(wen)度環(huan)(huan)境(jing)、酸堿環(huan)(huan)境(jing)、微生物(wu)環(huan)(huan)境(jing)中容易迅速(su)降解成CO2和水。因此(ci)可(ke)以通過(guo)控制(zhi)環(huan)(huan)境(jing)和填料使PLA制(zhi)品在有效期(qi)內能(neng)夠安全(quan)使用,廢棄后(hou)又能(neng)及時(shi)降解。
3.安全的生物相容性
PLA的(de)合成單體(ti)(ti)L-乳(ru)酸是生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(包括人)代(dai)謝途徑中常(chang)見的(de)一種化學物(wu)(wu)(wu)質,生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)內也含有能夠(gou)代(dai)謝L-乳(ru)酸的(de)酶(mei),因此PLA具有極高的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)安全性(xing),也有研究人員(yuan)做(zuo)過PLA動物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)植入試驗(yan),研究表明,PLA對動物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)無毒(du)性(xing)作(zuo)用,且能夠(gou)在生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)內完成降解。
4.環保的綠色低碳材料
PLA的原(yuan)(yuan)料來自光合(he)作(zuo)用(yong)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的可(ke)(ke)再生(sheng)(sheng)淀粉類原(yuan)(yuan)料(玉米、木薯、甘蔗等),可(ke)(ke)以實現“種(zhong)植(zhi)固碳-發酵排(pai)(pai)碳-生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)排(pai)(pai)碳-分解排(pai)(pai)碳”的自閉環系(xi)統,能夠大幅減少當前石油路線生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)塑料的碳排(pai)(pai)放。因此,在全球“碳戰略”的背景下(xia),PLA相對于以傳統石化原(yuan)(yuan)料生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的樹脂(zhi)具(ju)有“碳優(you)勢”。
5.廣泛的應用領域
基于以(yi)上優勢,聚乳酸在多(duo)個領(ling)域中展現了其(qi)獨特的(de)特色(se)應(ying)用,且這一趨勢仍在不斷被挖掘(jue)中。
注塑方面:注(zhu)塑類(lei)餐具多用(yong)于耐用(yong)性消費品,PLA通過改性后產(chan)品耐溫能達到100℃以上,因此(ci)聚(ju)乳酸(suan)可以通過注(zhu)塑生產(chan)各類(lei)塑料(liao)制品,比較常見(jian)的像兒童餐具等。
片材吸塑方面:高透明片材類制品(pin),原料(liao)以(yi)聚乳酸(suan)為主,耐溫一(yi)般(ban)在(zai)55℃左右;非透明片材類制品(pin),原料(liao)需通過改性,實現高耐溫性,一(yi)般(ban)在(zai)100℃以(yi)上。
纖維方面:聚(ju)乳(ru)酸(suan)(suan)是新型的(de)(de)聚(ju)酯類材(cai)料,具(ju)有環保、無(wu)毒、可(ke)降(jiang)解;抑菌、抗(kang)螨、防(fang)過敏;親膚(fu)、難燃(ran)、不回潮,以及(ji)抗(kang)紫外線(xian)等(deng)優(you)越性(xing)(xing)能。聚(ju)乳(ru)酸(suan)(suan)織物尺(chi)寸穩定性(xing)(xing)好,有棉的(de)(de)舒適、粘膠的(de)(de)懸(xuan)垂、滌綸的(de)(de)強度和真絲的(de)(de)手感(gan),廣泛應用于服(fu)飾、家紡、衛材(cai)等(deng)領域,是目前非常有發展前景的(de)(de)“綠色纖維” 。
發泡方面:PLA發泡(pao)分(fen)為(wei)擠出(chu)發泡(pao)和珠粒發泡(pao):餐(can)飲包裝(餐(can)盒、隔熱杯(bei)、泡(pao)面(mian)碗,其產(chan)(chan)品(pin)(pin)具有保(bao)(bao)溫、隔熱的(de)特點)、冷(leng)鏈保(bao)(bao)溫包裝(用(yong)于(yu)冷(leng)鏈運輸(shu)、外賣保(bao)(bao)溫配送(song)等(deng)(deng),能生產(chan)(chan)可(ke)(ke)折疊紙箱,保(bao)(bao)溫效果(guo)好(hao)(hao))、奢侈(chi)品(pin)(pin)、酒類(lei)等(deng)(deng)的(de)內部緩(huan)沖(chong)包裝(產(chan)(chan)品(pin)(pin)支撐性(xing)好(hao)(hao),比一般(ban)PET吸(xi)塑、卡紙、植物(wu)纖維(wei)模壓的(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin)緩(huan)沖(chong)防護(hu)效果(guo)好(hao)(hao),而且包裝更輕,可(ke)(ke)以(yi)整體降低(di)產(chan)(chan)品(pin)(pin)重量(liang),從而節(jie)約成(cheng)本)、商超包裝(聚(ju)乳酸發泡(pao)產(chan)(chan)品(pin)(pin)在商超生鮮包裝方面(mian)用(yong)途也比較廣泛(fan),比如做肉類(lei)托盤(pan),可(ke)(ke)以(yi)急凍、微波解凍、能吸(xi)水等(deng)(deng);對于(yu)易碎產(chan)(chan)品(pin)(pin)還(huan)有很好(hao)(hao)的(de)保(bao)(bao)護(hu)性(xing)能)。
膜類方面:膜(mo)袋(dai)(dai)料(liao)與PBAT共混(購物袋(dai)(dai)、垃圾袋(dai)(dai)等)添加比例越(yue)高的話,機械(xie)加工(gong)性能越(yue)穩定;膜(mo)袋(dai)(dai)克重越(yue)低,成本越(yue)低;膜(mo)袋(dai)(dai)光(guang)澤(ze)度(du)、手感越(yue)好,強(qiang)度(du)更強(qiang);產品貨架期更長。
雙向拉伸模:通(tong)過原料(liao)及工藝的(de)調整和控(kong)制,實現單向或(huo)雙向拉(la)伸,以及熱切封合(he)功能,產品有優(you)(you)異的(de)透明性(xing),具有極佳的(de)展示性(xing),廣泛應用于飲(yin)料(liao)瓶標、食(shi)品包(bao)裝、罐體包(bao)裝及電子產品等;同時也是可(ke)降解膠(jiao)帶,煙膜的(de)優(you)(you)質原料(liao)。此外,聚乳酸(suan)還可(ke)以開發(fa)生(sheng)產聚乳酸(suan)多元醇,作為(wei)聚氨(an)酯的(de)原料(liao)。
總之,聚乳(ru)酸(suan)(suan)PLA的(de)環保(bao)(bao)(bao)屬性(xing)與當今(jin)的(de)環保(bao)(bao)(bao)意識相(xiang)得益彰,未(wei)來,隨著技術的(de)進一步(bu)革新和環保(bao)(bao)(bao)意識的(de)不斷(duan)提高,聚乳(ru)酸(suan)(suan)PLA前景無(wu)限。