绿色可降解塑料——聚乳酸的研究进展

酯 在 同 向旋 转 的双螺 杆挤 出机 中完成 开环 聚合 的过
程 ，大 大 简化 了工艺 过 程 。国 内 的张 科 等 在 无惰 性 气 体保 护 和 常 压条 件 下 ，以辛 酸 亚锡 为 催 化 剂 ， 采 用微波 辐射丙 交酯 开环 聚合 １ ｉ 到相对 分子 ｍｎ得 ８
质量 在 ２ ０ ５０ ０左右 的 Ｐ Ａ，大 大缩 减开环 聚合 的时 Ｌ 间
１２１ 溶液 聚合 ＿＿
溶液 聚 合就是 在反 应 中 采用 一种 不参 与 聚合 反
・
ｌ ２・
重 点 关
太 原 科 技 ２ ０ ０ ８年 第 １ ｏ期 ０ 凰 岛ｅ 匣 嗍 ＠ ＠
应 ．能 够溶 解 聚合 物 的高 沸点 有 机溶 剂 ，与 单体 乳 酸 、水 进行 共沸 回流除 水 ，从 而获 得 较高 相对 分 子 质量的 Ｐ Ａ Ｌ 。该 方法 虽 然 能合成 较 高 相对 分 子质 量 的 Ｐ Ａ，但 后处 理相 对 复杂 ，反 应 时 问较 长 ，成本 Ｌ 较高 ，且最 终 产物 中残 留 的溶 剂 难 以除尽 。 Ａｉｋ ｊ ａ等采 用 二 苯醚 做 溶剂 ，锡粉 催 化 ，连 续 ｏ 共 沸 除水 ４ ， 接合 成 出相 对分 子 质量 为 ３ ０ ０ ０ｈ直 ０ ０ ０
产 物分离 。其 中 ，Ｙ０ 的催 化性能 比其他 稀土 氧化
物 的效果更 好
收 稿 日期 ｉ０ ８ ０ — １修 回 日期 ：０ ８ ０ 一 １ ２０—８ １； ２０ — ９ ｌ 作者简介 ： 海滨 （９ ｌ ， ， 吴 １ ８ 一） 男 宁夏 中 宁人 。２０ ０ ５年 ７月 毕 业 于 山西 大 学 ， 理 工程 师 助
机
乳酸或乳酸酯为原料 ，经二聚合成丙交酯 ，丙交酯
开环 聚 合两 步 制 得 Ｐ ＡＩ Ｌ 。这 种方 法 工 艺成 熟 ，易 Ｉ
于控制 ，可 以获 得 相对 分子 质量 上 百万 的 Ｐ Ａ。但 Ｌ
该 方法 的 缺点 是反 应 中间体 丙 交酯 必须使 用有 机溶 剂反 复结 晶提纯 、干燥 ，导致 工艺流 程 长 、操 作 复 杂 、生 产成本 高 。
中图分 类号 ： ＴＱ３３ ２ 文献 标 志 码 ： Ａ
生 物降 解塑料 是指 塑料 在使 用后 能够 在 自然环
１１ 间接合成 二步法 。 间接 合 成法 是最 早 实现 工业 化 的方法 ，该 法 以
境 下 逐渐 降解 ，最终 以小 分子 的形 式进 入 自然 界 。
聚乳酸 （Ｌ ）是脂肪族中最典型的一种生物降解 ＰＡ
蕈 点关注
太 原科 技 ２ ０ ０ ８年 第 １ ０期 饿 凹 黜 § 国 僦 重 ＠ 文 章编 号 Ｉ０ ６ ４ ７ （０ ８ １— ０ ２ ０ ０ — ８７ ２ ０ ）０ ０ １— ３ １
弱 可
鲴 铘 暴 鼹 钧冰 研 籍 属
００２ ３ ０ ４）
吴海滨 ， 刘志华 ， 武六旺， 张红梅
用杂 品等领 域 。 １ Ｐ Ａ合成 方法 Ｌ Ｐ Ａ是 以有 机 酸乳 酸为原 料 生产 的新 型聚酯 材 Ｌ
直接 缩 聚法是 通 过乳 酸分 子 间脱水 、酯化 ，逐
步缩 聚成 Ｐ Ａ。近 几年 ，对 Ｐ Ａ直接 缩 聚合成 方法 Ｌ Ｌ 的研 究 有 很 多报 道 ，主要 分 为 溶 液 聚 合 和熔 融 聚 合 。赵 凌 冲等 用 稀土 氧化 物 （ Ｙ０）直 接 法催 化合
甥 料 ，具 有 完全 可降解 性 ，它 在 自然 界微 生物 的作 用 下能 彻底 分解成 Ｃ Ｈ０，因而它 对环 境 没有 Ｏ和 危 害 ，也克 服 了化工 塑料 的最大 弊病 。另外 ．由于
Ｐ Ａ来 源 于 可再 生 资源 （ 玉米 ） Ｌ 如 ，因此 ，可 减少
不 可再 生 的石化 产品 的消 耗 ．从 而缓 解人 类 资源危
等 材 料 近 年 来 ， 国内外 研 究 Ｐ Ｉ Ａ合 成 方 法 的单 位 和个人 很多 ，其 具体合 成 工艺 可分 为间接 合 成二 步法 、直接缩 聚法 和共 聚改性 法 ３ … 种
稀 土氧化 物均有催 化直 接 合成 Ｐ Ａ的效果 ，且 易与 Ｌ
太原 市 专利 推 广 实 施 资助 项 目
乳 酸再通 过缩 聚制 得 高分子 化合 物 ，它具 有 良好 的 生 物降解 性 、生物 相容性 和 生物 可吸 收性 。使 用后 的固体 废弃 物在 土壤 和水 中能被 微 生物完 全降 解成 Ｃ 和 Ｈ０，对 人 体 无 害 无 毒 ， 对 环 境 无 污 染 Ｏ １
的产 品【 Ｊｒｍｅ 采 用 反 应 挤 出 的方 法 ，使 丙交 ＝ ｅｏ 等 ｌ Ｊ
针对 开环 聚合存 在 的缺点 ，许 多人对 Ｐ Ａ合成 Ｌ
Ｐ Ａ是 以淀粉 为主 要 原料 ，经 发酵 制 得 乳 酸 ， Ｌ 工 艺做 了改 进 。Ｍａ ｓ ｒ 用脂 肪 酶 催 化 丙 交酯 ｔ ｍｕａ等 ｕ 聚合 ．在 ８ ～ ３ ＝ ０ １ ０ｃ 以下 ，得 到相 对分 子 质量 ２ （ ７万
１２ 直接缩 聚法 ＿
Ｐ Ａ作为完全可降解的高分子材料被称为 “ Ｌ 绿色塑
料” ，是新 型 环保 材 料 研 究 的热 点 目前 ，Ｐ Ａ在 Ｌ 临床 上 已被广 泛应 用于药 物 控制 释放 材料 、免拆 手
术缝 合线 和注 射用 微胶囊 、埋 植 剂 、骨材料 、眼科
材料 等 。此外 ，Ｐ Ａ还 可用 于农业 、包 装材 料 、 日 Ｌ
（太原 市 塑料 绍 了国 内外聚 乳 酸 的合 成 方 法 和 研 究进 展 ，具 体 阐述 了 间接 合 成 二 步 法 、 直接 缩 聚法 和 共 介
聚 改 性 法 ，并对 聚 乳 酸 的研 究情 况 和研 究趋 势 做 了分析 关键词 ： 聚乳 酸 ； 间接 合 成 法 ； 直接 缩聚 法 ； 聚 改性 法 ； 降 解 塑料 共 生物
成 了 Ｐ Ａ，在 １ ０℃ ，绝 压 ２０ ０Ｐ Ｌ ２ ０ ａ下 预 聚 ５ｈ ， 再 升温 至 １０℃．绝 压 １ ０ ａ下 反 应 ３ ，得到 ４ ０Ｐ ０ ０ｈ 黏均 相对 分子 质量 为 ８ ７ １ Ｐ Ａ１ ． ｘ 的 Ｌ 。实验表 明 ， ５ ０ ６ １
料 ，性能 优于 现有 塑料 聚 乙烯 、聚丙烯 、聚苯 乙烯