生物降解材料——聚乳酸PLA
已有人閱讀此文 - -聚乳酸PLA 的原料為乳酸,主要由玉米淀粉等生物質資源合成,是生物基生物降解塑料的代表之一。PLA的熔點較低(一般為160~ 165 °C),加工溫度低,機械強度高,透明度好,有良好的抗溶劑性和耐油性,同時還具有良好的生物降解性和生物相容性,從而被廣泛用于一次性餐具、 包裝、農業以及醫療等領域。在目前所有的生物降解塑料中,PLA以其產量大、價格低、機械強度高、降解速率快、加工和成型容易、品種較多、研究較為成熟,以及“生物基(Bio-based) '降解性,成為一種競爭力最強的生物降解材料。
不足之處:1、脆性較大。PLA本身很脆,韌性較差,使其在應用過程中受到一定的限制;
2、熱變形溫度較低。PLA的玻璃化轉變溫度(Tg) 較低,熱變形溫度(HDT)較低(一般為55。C左右),從而使其在餐具、包裝等領域中的應用受到極大的制約;
3、熱穩定性較差。PLA在熔融加工過程中對水份、剪切力、溫度以及滯留時間等因素都比較敏感。因此微量水份的存在,或是螺桿的剪切力較強,或是料筒溫度較高,或是在料筒中的滯留時間較長時,都會造成PLA發生嚴重的熱分解,從而使其性能直線下降。
最近的一些研究發現了原料來源更為廣泛的合成辦法,例如用木薯、甜菜甚至是農作物的秸稈纖維素等制備乳酸后合成PLA。PLA的合成主要有3 種途徑:一是乳酸直接縮合;二是將乳酸合成丙交酯,再催化開環聚合;三是固相聚合。國內PLA 的合成路線大多以第二種途徑為主。
中國科學院長春應用化學研究所與浙江海正生物材料股份有限公司從2000 年開始合作,于2008 年建成了國內第一條PLA 中試生產線,目前,浙江海正已是國內產業化規模最大的PLA 企業,覆蓋了擠片、注塑、吸塑、紡絲、雙向拉伸膜、吹膜等不同加工用途的產品。
全球PLA 產能約為 280 kt/年,表觀消費量約為160 kt/年。國外PLA 產能約為230 kt/年,消費量約為130 kt/年,主要生產企業為美國Nature Works 公司和荷蘭Total Corbion 公司。目前,PLA在國內的產能約為50 kt/年,表觀消費量超過 30 kt/年。浙江海正生物材料股份有限公司現有15 kt/年PLA生產能力,且有一條年產60 kt的生產線正在建設中。此外,國內外還有多家PLA原料生產企業及正在建設或計劃建設PLA生產線的企業。