什么是聚乳酸？

　　聚乳酸改性塑料（polylatic acid),簡稱PLA，也稱為聚丙交酯。是由生物發(fā)酵生產(chǎn)的乳酸經(jīng)人工化學(xué)合成而得到的熱塑性聚合物，具有良好的生物相容性和生物可降解性。

　　中文別名：聚丙交酯

　　英文名稱：polylactide, polylactic acid, PLA

　　英文別名：polytrimethylenecarbonate;1,3-Dioxan-2-one homopolymer

　　分子式：(C3H6O3)n

　　單個的乳酸分子中有一個羥基和一個羧基，多個乳酸分子在一起，-OH與別的分子的-COOH脫水縮合，-COOH與別的分子的-OH脫水縮合，就這樣，它們手拉手形成了聚合物，叫做聚乳酸。聚乳酸也稱為聚丙交酯，屬于聚酯家族。聚乳酸改性塑料是以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物，原料來源充分而且可以再生。聚乳酸的生產(chǎn)過程無污染，而且產(chǎn)品可以生物降解，實現(xiàn)在自然界中的循環(huán)，因此是理想的綠色高分子材料。

　　二

　　基本性能

　　聚乳酸改性塑料（H-[OCHCH3CO]n-OH）的熱穩(wěn)定性好，加工溫度170～230℃，有好的抗溶劑性，可用多種方式進行加工，如擠壓、紡絲、雙軸拉伸，注射吹塑。由聚乳酸制成的產(chǎn)品除能生物降解外，生物相容性、光澤度、透明性、手感和耐熱性好，可用作包裝材料、纖維和非織造物等，主要用于服裝（內(nèi)衣、外衣）、產(chǎn)業(yè)（建筑、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、造紙）和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。

　　1、物化性質(zhì)

　　物理性能：

　　力學(xué)性能：

　　2、優(yōu)點

　?。?）聚乳酸改性塑料是一種新型的生物降解材料，其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，這對保護環(huán)境非常有利，是公認的環(huán)境友好材料。

　　（2）機械性能及物理性能良好。聚乳酸適用于吹塑、熱塑等各種加工方法，加工方便，應(yīng)用十分廣泛。

　?。?）相容性與可降解性良好。聚乳酸在醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛，如可生產(chǎn)一次性輸液用具、免拆型手術(shù)縫合線等，低分子聚乳酸作藥物緩釋包裝劑等。

　?。?）聚乳酸改性塑料除了有生物可降解塑料的基本的特性外，還具備有自己獨特的特性。傳統(tǒng)生物可降解塑料的強度、透明度及對氣候變化的抵抗能力皆不如一般的塑料。

　?。?）聚乳酸改性塑料和石化合成塑料的基本物性類似，也就是說，它可以廣泛地用來制造各種應(yīng)用產(chǎn)品。聚乳酸也擁有良好的光澤性和透明度，和利用聚苯乙烯所制的薄膜相當(dāng)，是其它生物可降解產(chǎn)品無法提供的。

　?。?）聚乳酸改性塑料具有最良好的抗拉強度及延展度，聚乳酸也可以各種普通加工方式生產(chǎn)。

　?。?）聚乳酸薄膜具有良好的透氣性、透氧性及透二氧二碳性，它也具有隔離氣味的特性。

　?。?）當(dāng)焚化聚乳酸時，其燃燒熱值與焚化紙類相同，是焚化傳統(tǒng)塑料（如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸絕對不會釋放出氮化物、硫化物等有毒氣體。人體也含有以單體形態(tài)存在的乳酸，這就表示了這種分解性產(chǎn)品具有的安全性。

　　3、缺點

　　(1)聚乳酸中有大量的酯鍵,親水性差,降低了它與其它物質(zhì)的生物相容性;

　　(2)聚合所得產(chǎn)物的相對分子量分布過寬,聚乳酸本身為線型聚合物,這都使聚乳酸材料的強度往往不能滿足要求,脆性高,熱變形溫度低(0146MPa負荷下為54℃),抗沖擊性差;

　　(3)降解周期難以控制;

　　(4)價格太貴,乳酸價格以及聚合工藝決定了PLA的成本較高。

　　三、應(yīng)用領(lǐng)域

　　1、包裝

　　主要應(yīng)用于包裝袋、包裝用膜、醫(yī)用薄膜、泡沫塑料、餐具等等。

聚乳酸應(yīng)用于包裝與薄膜（圖片來源于科碧恩）

　　PLA改性塑料具有光潔的表面和高度的透明度,因此可以在某些應(yīng)用領(lǐng)域同聚苯乙烯和PET競爭。PLA已經(jīng)應(yīng)用于如水果蔬菜、雞蛋、熟食和烘烤食品的硬包裝。

聚乳酸應(yīng)用于食品包裝（圖片來源于科碧恩）

　　目前大部分農(nóng)用薄膜是由PE制成的，但若用PLA等可降解聚合物代替，既可降低環(huán)境問題，又可減少塑料薄膜損耗。

聚乳酸應(yīng)用于農(nóng)用膜（圖片來源于巴斯夫）

　　2

　　紡織

聚乳酸應(yīng)用于紡織領(lǐng)域（圖片來源于科碧恩）

　　3

　　醫(yī)療

　　藥物控制釋放體系、骨科固定、組織吸附材料、手術(shù)縫合線、口腔固定材料、眼科材料

　　4

　　3D打印

用于3D打印的PLA線材（圖片來源于科碧恩）

PLA應(yīng)用于3D打印（圖片來源于科碧恩）

　　5

　　其他耐用品（電子領(lǐng)域、汽車配件等）

　　經(jīng)過改性后的聚乳酸PLA，可改善PLA的耐沖性、耐熱性、剛性和阻燃性等性能。已廣泛用于制造電腦部件、手提筆記本外殼、手機零部件、影碟機殼體、光盤及家電零部件、汽車配件等，PLA與其他樹脂、無機材料等材料可進行多元共混復(fù)合，生產(chǎn)成具有物理性能優(yōu)異的新的塑料“合金”，這些材料的特性在抗靜電、尺寸穩(wěn)定性、撕裂強度、壓縮強度、拉伸強度、抗沖擊強度等方面都具有優(yōu)良的特性，是較為理想的新型環(huán)保合成材料。

聚乳酸應(yīng)用于耐用品（圖片來源于科碧恩）

聚乳酸/天然纖維復(fù)合材料在汽車配件領(lǐng)域的應(yīng)用（圖片來源于科碧恩）

聚乳酸泡沫材料應(yīng)用在高端運動器材領(lǐng)域（圖片來源于科碧恩）