聚乳酸
聚乳酸分子链的特点

聚乳酸分子链的特点聚乳酸是一种生物可降解聚合物,其分子主链是由乳酸基元组成的。
1.分子结构:聚乳酸的分子结构是由乳酸单体通过酯键连接而成的。
乳酸有两个对映异构体,即L-乳酸和D-乳酸。
聚乳酸可以是均聚物(只包含一种乳酸单体)或共聚物(包含两种或更多的乳酸单体)。
2.聚合度:聚乳酸的聚合度可以通过乳酸单体的数目来表示。
聚乳酸通常具有较高的聚合度,可以达到几百到几千。
3.分子量:聚乳酸的分子量通常由其相对分子质量表示,即聚合度乘以乳酸单体的相对分子量。
聚乳酸的分子量范围广泛,通常从几千到几十万。
4.结晶性:聚乳酸具有一定的结晶性,其结晶度取决于分子量和组成。
较高分子量的聚乳酸通常有较高的结晶度,而共聚物的结晶度通常低于均聚物。
5.热性质:聚乳酸具有一定的热稳定性,其熔点通常在150-180摄氏度之间。
在熔化后,聚乳酸会逐渐降解。
此外,聚乳酸还具有较低的玻璃化转变温度,约为40-60摄氏度。
6.机械性能:聚乳酸的机械性能取决于分子量、结晶度和组成。
较高分子量和较高结晶度的聚乳酸通常具有较高的强度和刚性。
与其他生物可降解聚合物相比,聚乳酸具有较高的刚性和一定的弹性。
7.生物降解性:聚乳酸是一种生物可降解聚合物,可以通过微生物和酶的作用逐渐分解为无毒无害的物质(如二氧化碳和水)。
聚乳酸的降解速率取决于其分子量、结晶度和环境条件。
8.生物相容性:由于聚乳酸可以降解为无毒无害的物质,且乳酸是一种在生物体中普遍存在的代谢产物,因此聚乳酸具有较好的生物相容性。
聚乳酸可以用于医用领域的各种应用,如缝合线、支架和缓释系统等。
总之,聚乳酸是一种具有良好生物降解性和生物相容性的聚合物,具有较高的结晶度和机械性能。
这使得聚乳酸成为一种具有广泛应用前景的可持续发展材料。
聚乳酸(PLA)生物可降解材料全

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6 聚乳酸材料的发展前景
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简而言之:发展前景广阔
国内 追求 国外
环保 绿色 可再生 低能耗 可持续
PLA
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LOGO
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开环聚合法
首先由乳酸脱水缩合成环状丙交酯,再在引发剂存在下丙 交酯开环聚合成聚乳酸,如下:
开环聚合法是制备高分子量PLA的一个重要途径,可以制 备分子量高达70到100万的PLA。
缺点:工艺路线长且复杂、价格昂贵。
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3 聚乳酸材料的合成
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直接缩聚法
在高温条件下乳酸分子中的羟基和羧基发生酯化反应,逐 步缩合聚合成聚乳酸。其反应过程可简单表示如下:
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PLA改性方法
分为化学改性和物理改性。 化学改性包括共聚、交联、表面修饰等,主要是通过改 变聚合物大分子或表面结构改善其脆性、疏水性及降解速率 等; 物理改性主要是通过共混、增塑及纤维复合等方法实现 对聚乳酸的改性。
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6 聚乳酸材料的发展前景
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随着生物医学和材料学的进一步结合,聚乳酸及其共聚物在生 物医学领域的研究和应用将会越来越广泛深入。
要想获得高分子量的聚乳酸,水分的脱出及抑制聚合物的 降解是关键。
聚乳酸直接缩聚合成方法主要分为溶液聚合和熔融聚合。
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4 聚乳酸材料的应用
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4 聚乳酸材料的应用
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聚乳酸人造皮肤 聚乳酸导管支架
聚乳酸包装袋
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5 聚乳酸材料的不足及改性
聚乳酸材料的不足
a) PLA脆性大、抗冲击力差、缺乏柔性和弹性; b) 结晶度不高、降解速度不易控制; c) 含有很多酯基,亲水性差。
PLA-聚乳酸简介

PLA-聚乳酸简介聚乳酸,英文名称Polylactic acid 或者Polylactide,简称PLA,由生物发酵生产的乳酸经人工化学合成而得的热塑性聚合物,但仍保持着良好的生物相容性和生物可降解性。
不象其他的树脂必须来源于石油,聚乳酸来源于可再生的象玉米、小麦、甘蔗等天然农作物,是一种完全绿色材料,近年来越来越受到全世界的关注。
聚乳酸是由生物发酵生产的乳酸经人工化学合成而得的聚合物,但仍保持着良好的生物相容性和生物可降解性。
具有与聚酯相似的防渗透性,同时具有与聚苯乙烯相似的光泽度、清晰度和加工性。
并提供了比聚烯烃更低温度的可热合性,可采用熔融加工技术,包括纺纱技术进行加工。
因此聚乳酸可以被加工成各种包装用材料,像农业、建筑业用的塑料型材、薄膜,以及化工、纺织业用的无纺布、聚酯纤维等。
而PLA的生产耗能只相当于传统石油化工产品的20%—50%,产生的二氧化碳气体则只为相应的50%。
聚乳酸有良好的机械性能及物理性能,适用于吹塑、热塑等各种加工方法,加工方便,应用十分广泛。
可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。
进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地面垫等等,市场前景十分看好。
聚乳酸有良好的相溶性和可降解性,在医药领域应用也非常广泛,如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等,低分子量聚乳酸作药物缓释包装剂等。
聚乳酸是一种全新形态的塑料,它来源于自然循环再生的概念,一个和现今传统塑料正好相反的概念,它不是由有限的石化资源(石油)所制成,而是使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。
淀粉原料可经由发酵过程制成乳酸,再通过化学合成转换成聚乳酸。
90年代由葡萄糖转成乳酸的制造技术已有重大的突破,聚乳酸生产技术的改进降低了聚乳酸的生产成本。
PLA的合成和分子结构式:聚乳酸的分解:聚乳酸的分解有两个阶段:经水解反应分解之后再靠微生物分解。
聚乳酸

一、聚乳酸( Polylactic Acid , PLA) 是以玉米等农作物为原料, 经微生物发酵获得乳酸单体, 再通过聚合得到的生物降解高分子材料。
它是一种热塑性聚酯,具有很好的生物降解性, 生物相容性和生物可吸收性, 降解后不会遗留任何环保问题, 又兼具胜于现有塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料的优点, 被产业界定为新世纪最有发展前途的新型包装材料。
二、聚乳酸的合成方法有两种:直接缩聚法和开环聚合法。
1.直接缩聚法的主要特点是合成的聚乳酸可以不含催化剂,聚合工艺短,易分解且分子量小,但反应条件相对苛刻,对聚合单体的要求与普通缩聚单体的要求一致, 其所得聚乳酸产品性能差, 实用价值小。
2.开环聚合法因为是环状二聚体的开环聚合,不同于一般的缩聚, 没有小分子水生成, 聚合设备简单。
此法所得聚乳酸分子量高,且机械强度也高。
三、聚乳酸的原料来源都是农作物。
四、聚乳酸的优点:1.具有良好的生物降解性。
在常温下, 聚乳酸树脂可保持稳定的性能。
在堆肥条件下( 56—60℃, 湿度大于80—90%) 可在2—3 个月内经由微生物完全分解, 最终生成水和二氧化碳, 不污染环境。
生产过程无污染。
聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可吸收性是因为聚乳酸的基本原料乳酸是人体固有的生理物质之一,对人体无毒无害无刺激性。
2.聚乳酸树脂是热塑性树脂, 具有良好的力学性质、机械性能、热塑性及成纤性,耐油、气味阻隔方面也较好, 具有与聚酯相似的防渗透性, 与聚苯乙烯相似的光泽度、清晰度和加工性, 提供了比聚烯烃更低温度的可热合性。
3.可以采用通用塑料的通用设备进行挤出、注射、吹塑、拉伸、纺丝等加工成型, 且加工方便。
4.聚乳酸是一种低能耗产品, 比以石油产品为原料生产的聚合物低30%—50%。
5.原料来自可再生的植物资源, 所有富含淀粉的农作物都能生成聚乳酸, 不消耗不可再生的矿物资源, 也不增加二氧化碳的排放,符合循环经济原则, 利于社会可持续发展。
聚乳酸材料介绍

聚乳酸材料介绍聚乳酸是一种生物可降解的高分子材料,其化学名称为聚乳酸酯(PLA),是由乳酸分子经过聚合反应而成。
它具有优异的物理、化学和机械性能,同时还具有良好的生物相容性和可降解性,被广泛应用于医疗、食品包装、纺织等领域。
聚乳酸材料的物理性质聚乳酸是一种无色透明的高分子材料,在常温下为固体。
它的密度约为1.25 g/cm³,熔点在165-175℃之间。
聚乳酸具有良好的耐热性和耐候性,在高温下也不易变形或变色。
此外,它还具有一定的透光性和柔软性。
聚乳酸材料的化学性质聚乳酸是一种相对稳定的高分子材料,在常规条件下不会发生明显的化学反应。
但在强碱或强酸环境下,聚乳酸会发生水解反应,并最终分解成二氧化碳和水。
这使得它成为一种非常环保的材料,可以有效地减少对环境的污染。
聚乳酸材料的机械性能聚乳酸具有较高的强度和硬度,可以用于制造各种机械零件和工业用品。
它还具有良好的抗拉伸性、弯曲性和冲击性能,在一定程度上可以代替一些传统材料。
此外,聚乳酸还具有较好的耐磨性和耐腐蚀性,可用于制造化学容器、医疗器械等。
聚乳酸材料的生物相容性由于聚乳酸是一种天然产物,因此它具有良好的生物相容性。
在人体内分解时,它会被分解成二氧化碳和水,并被人体代谢掉。
这使得聚乳酸成为一种理想的医疗材料,在制造缝合线、支架、修复组织等方面应用广泛。
聚乳酸材料的可降解性聚乳酸是一种生物可降解的高分子材料,在自然界中会被微生物分解成二氧化碳和水。
这使得它成为一种环保的材料,可以有效地减少对环境的污染。
此外,聚乳酸还可以通过物理方法(如加热)或化学方法(如水解)来分解,从而实现回收再利用。
聚乳酸材料的应用由于聚乳酸具有良好的物理、化学和机械性能,以及优异的生物相容性和可降解性,因此被广泛应用于医疗、食品包装、纺织等领域。
在医疗领域中,聚乳酸被广泛用于制造缝合线、支架、修复组织等医疗器械。
它具有良好的生物相容性和可降解性,在人体内不会产生任何不良反应。
聚乳酸的性能、合成方法及应用

聚乳酸的性能、合成方法及应用一、本文概述聚乳酸(Polylactic Acid,简称PLA)是一种由可再生植物资源(例如玉米)提取淀粉原料制成的生物降解材料,具有良好的生物相容性和生物降解性。
随着全球环保意识的日益增强和可持续发展理念的深入人心,聚乳酸作为一种环保型高分子材料,其研究和应用受到了广泛的关注。
本文将全面介绍聚乳酸的性能特点、合成方法以及在实际应用中的广泛用途,旨在为读者提供关于聚乳酸的深入理解,推动其在各个领域的应用和发展。
本文首先将对聚乳酸的基本性能进行概述,包括其物理性能、化学性能以及生物相容性和降解性等方面的特点。
接着,将详细介绍聚乳酸的合成方法,包括开环聚合和缩聚法等,并分析不同合成方法的优缺点。
在此基础上,文章还将深入探讨聚乳酸在各个领域的应用情况,如包装材料、医疗领域、汽车制造、农业等。
文章还将对聚乳酸的未来发展趋势进行展望,以期为读者提供全面的聚乳酸知识,并为其在实际应用中的创新和发展提供参考。
二、聚乳酸的性能聚乳酸(PLA)作为一种生物降解塑料,具有一系列独特的性能,使其在众多领域中具有广泛的应用前景。
聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性。
由于其来源于可再生生物质,聚乳酸在自然界中能够被微生物分解为二氧化碳和水,不会对环境造成污染。
这使得聚乳酸在医疗、包装、农业等领域具有广阔的应用空间。
聚乳酸具有较高的机械性能。
通过调整合成方法和工艺条件,可以得到具有优异拉伸强度、模量和断裂伸长率的聚乳酸材料。
这些特性使得聚乳酸在制造包装材料、纤维、薄膜等方面具有显著优势。
聚乳酸还具有良好的加工性能。
它可以在熔融状态下进行热塑性加工,如挤出、注塑、吹塑等,从而制成各种形状和尺寸的制品。
同时,聚乳酸的表面光泽度高,易于印刷和染色,为其在装饰、包装等领域的应用提供了便利。
另外,聚乳酸还具有较好的阻隔性能。
它可以有效地阻止氧气、水分和其他气体的渗透,从而保护包装物品免受外界环境的影响。
聚乳酸杨氏模量

聚乳酸杨氏模量一、什么是聚乳酸?聚乳酸(Polylactic acid,PLA)是一种生物降解性高分子材料,由乳酸单体经过聚合反应制备而成。
乳酸是一种天然有机酸,可由玉米淀粉、蔗糖等植物糖类或乳清、奶粉等动物源性物质发酵制得。
二、聚乳酸的特性1.生物降解性:聚乳酸在自然界中能够被微生物分解为二氧化碳和水,不会对环境造成污染。
2.可加工性:聚乳酸可以通过注塑、吹塑、挤出等工艺进行加工成型。
3.透明度高:聚乳酸具有很好的透明度和光泽度,可以用于制作透明包装材料。
4.耐热性差:聚乳酸的热稳定性较差,在高温下易发生降解。
三、什么是杨氏模量?杨氏模量(Young's modulus)又称弹性模量,是指材料在弹性变形范围内单位应力下的应变值。
它是描述材料弹性性能的一个重要参数,用于衡量材料抵抗形变的能力。
四、聚乳酸的杨氏模量聚乳酸的杨氏模量与温度、加工方式、结晶度等因素密切相关。
一般来说,聚乳酸的杨氏模量在室温下约为2-4 GPa,随着温度升高而降低。
加工方式也会对聚乳酸的杨氏模量产生影响,注塑制品的杨氏模量较高,吹塑制品的杨氏模量较低。
此外,聚乳酸具有一定的结晶性,其结晶度越高,杨氏模量也越高。
因此,在制备聚乳酸制品时可以通过控制加工参数和添加剂等手段来调节其结晶度和性能。
五、聚乳酸在不同领域中的应用1.医疗领域:由于聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性,在医疗领域中被广泛应用于缝合线、修复器械、植入物等方面。
2.包装领域:聚乳酸的透明度和生物降解性使其成为一种理想的包装材料,可以用于制作食品包装、药品包装等。
3.纺织领域:聚乳酸可以与其他纤维混合使用,制成具有特殊功能的纺织品,如抗菌、防臭、防紫外线等。
4.环保领域:聚乳酸是一种可生物降解的材料,在环保领域中有着广泛应用。
例如,可以用于制作生物降解性垃圾袋、一次性餐具等。
六、聚乳酸的发展前景随着人们对环境保护意识的提高和对可持续发展的追求,生物降解材料逐渐受到人们的关注。
聚乳酸结构简式

聚乳酸结构简式
(实用版)
目录
1.聚乳酸的概述
2.聚乳酸的结构特点
3.聚乳酸的应用领域
正文
1.聚乳酸的概述
聚乳酸(Polylactic acid,简称 PLA)是一种生物降解塑料,由乳酸单体经过聚合而成。
乳酸是一种有机酸,可通过发酵过程制得,因此聚乳酸是一种具有生物源性的材料。
聚乳酸具有良好的生物相容性、生物降解性和环保性能,被广泛应用于医疗、生物医药、食品包装、环保等领域。
2.聚乳酸的结构特点
聚乳酸的结构特点是由乳酸单体通过α-羟基酸酯键连接而成。
乳酸单体结构式为 HOCH2CH(OH)COOH,其中含有一个羟基和一个羧基。
在聚乳酸分子链中,这些官能团不参与聚合反应,因此聚乳酸分子链中存在大量的羟基和羧基。
这些官能团赋予聚乳酸许多特性,如良好的水溶性、生物降解性和生物相容性。
3.聚乳酸的应用领域
聚乳酸因其独特的性能,被广泛应用于以下几个领域:
(1)医疗领域:聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性,可用于制作生物医用材料,如生物降解型医用缝合线、药物缓释系统、组织工程支架等。
(2)生物医药领域:聚乳酸可用于制作生物医药载体,如微胶囊、微球和纳米粒等,用于药物和基因传递。
(3)食品包装领域:聚乳酸具有良好的阻隔性能、可生物降解性和环保性能,可用于制作食品包装材料,替代传统的石油基塑料。
(4)环保领域:聚乳酸可降解为二氧化碳和水,可用于制作一次性用品,如餐具、杯子等,减少环境污染。
总之,聚乳酸作为一种生物降解塑料,具有广泛的应用前景。
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聚乳酸单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基,多个乳酸分子在一起,-OH与别的分子的-COOH脱水缩合,-COOH与别的分子的-OH脱水缩合,就这样,它们手拉手形成了聚合物,叫做聚乳酸.聚乳酸也称为聚丙交酯,属于聚酯家族。
聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,原料来源充分而且可以再生。
聚乳酸的生产过程无污染,而且产品可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是理想的绿色高分子材料。
聚乳酸的热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸,注射吹塑。
由聚乳酸制成的产品除能生物降解外,生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好,还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性,因此用途十分广泛,可用作包装材料、纤维和非织造物等,目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。
一、聚乳酸的优点聚乳酸的优点主要有以下几方面:(1)聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料,使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。
淀粉原料经由发酵过程制成乳酸,再通过化学合成转换成聚乳酸。
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,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,这对保护环境非常有利,是公认的环境友好材料。
关爱地球,你我有责。
世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60℃,普通塑料的处理方法依然是焚烧火化,造成大量温室气体排入空气中,而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解,产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收,不会排入空气中,不会造成温室效应。
(2)机械性能及物理性能良好。
聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法,加工方便,应用十分广泛。
可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。
进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等,市场前景十分看好。
(3)相容性与可降解性良好。
聚乳酸在医药领域应用也非常广泛,如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等,低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。
(4)聚乳酸(PLA)除了有生物可降解塑料的基本的特性外,还具备有自己独特的特性。
传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。
(5)聚乳酸(PLA)和石化合成塑料的基本物性类似,也就是说,它可以广泛地用来制造各种应用产品。
聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明度,和利用聚苯乙烯所制的薄膜相当,是其它生物可降解产品无法提供的。
(6)聚乳酸(PLA)具有最良好的抗拉强度及延展度,聚乳酸也可以各种普通加工方式生产,例如:熔化挤出成型,射出成型,吹膜成型,发泡成型及真空成型,与目前广泛所使用的聚合物有类似的成形条件,此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。
如此,聚乳酸就可以应各不同业界的需求,制成各式各样的应用产品。
(7)聚乳酸(PLA)薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧二碳性,它也具有隔离气味的特性。
病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面,故有安全及卫生的疑虑,然而,聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。
(8)当焚化聚乳酸(PLA)时,其燃烧热值与焚化纸类相同,是焚化传统塑料(如聚乙烯)的一半,而且焚化聚乳酸绝对不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体。
人体也含有以单体形态存在的乳酸,这就表示了这种分解性产品具有的安全性。
二、聚乳酸的制备方法聚乳酸生产是以乳酸为原料,传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料,目前美、法、日等国、家已开发利用农副产品为原料发酵生产乳酸,进而生产聚乳酸。
由乳酸制聚乳酸生产工艺有:(1)直接缩聚法,在真空下使用溶剂使脱水缩聚。
日本在这方面做了大量的研究,但最终没有成功实现产业化。
(2)二步法,使乳酸生成环状二聚体丙交酯,在开环缩聚成聚乳酸。
这一技术较为成熟,美国NatureWorks公司生产聚乳酸工艺的工艺即为该工艺。
中国的海正与中科院共同研制的聚乳酸生产技术也与此相似,主要过程是原料经微生物发酵制得乳酸后,再经过精制、脱水低聚、高温裂解,最后聚合成聚乳酸。
(3)反应挤出制备高分子量聚乳酸用间歇式搅拌反应器和双螺杆挤出机组合,进行连续的熔融聚合实验,可获得由乳酸通过连续熔融缩聚制得的分子量达150000的聚乳酸。
利用双螺杆挤出机将低摩尔质量的乳酸预聚物在挤出机上进一步缩聚,制备出较高摩尔质量的聚乳酸。
在反应温度为150℃、催化剂用量为0.5%、螺杆转速为75 r/min时可通过双螺杆反应挤出缩聚法快速有效地提高聚乳酸的摩尔质量,而且反应挤出产物分散系数减小,均匀性变好。
通过DSC曲线的比较发现,通过反应挤出缩聚法制得的聚乳酸的结晶度有所降低,这对改善聚乳酸材料在使用过程中表现出较大的脆性是有益的。
三、聚乳酸制备的最新专利公开BRUSSELS BIOTECH (BE)2004年2月13日公开的世界专利WO200401488 9,报道了聚乳酸的制备,其独立权项包括如下内容:(1)按以下方法制备乳酸:(a)蒸发乳酸或乳酸衍生物溶液制备分子量为400-2000、总乳酸等价酸度119-124.5%、光学纯度相当于90-100%L-聚乳酸的低聚体;(b)将低聚体和解聚催化剂加入到解聚反应器,制备得到一富含乳酸的气相和富含低聚体的液相;(c)冷凝气相得到液态粗乳酸;(d)将粗乳酸抽取结晶;(e)分离和排出晶体得到一富含乳酸晶体的湿饼;(f)干燥湿饼,得到预纯化乳酸;和(g)结晶预纯化乳酸得到残留酸度低于10meq/kg、水含量低于200ppm和meso-乳酸含量低于1%的纯化乳酸;(2)聚合以上得到的乳酸制得聚乳酸。
BOTELHO T 等2004年公开的专利WO2004057008-A1,报道了一种可用于糖果包装材料的聚乳酸的制备方法,主要是通过发酵法得到,其实施例报道的具体方法为:将培养液(451)(包括乳清,牛奶蛋白和其它营养成分如无机盐和半光胺酸)加热到70℃并保持45分钟,再冷却到45℃。
加入乳酸菌helveticus (9克)和Flavo urzyme(RTM)(A) (26.5克)。
批式发酵9小时,补加含乳清、乳糖和Flavourzyme (R TM)的新鲜肉汤。
用氨气调节pH为5.75,生物密度控制于7-8%,发酵过程中连续通气,通气量为1升/分钟。
在34天的发酵期内稀释率为0.15-0.3/小时。
流出液中的乳酸盐为4%,稀释速度为0.3/小时下产率为12克/升.小时。
乳酸流出液采用离子交换树脂和螯合剂分离,再经过两次连续电渗析,回收率为85-90%。
HANZSCH BERND等2003年8月21日公开的美国专利US2003158360,报道了一种聚乳酸的制备方法,步骤如下:发酵淀粉类农产品得到乳酸,通过超滤,纳米滤和/或电渗析超纯化乳酸,浓缩乳酸,制备预聚物,环化解聚为双乳酸,纯化双乳酸,开环双乳酸聚合物和脱单体化聚乳酸得到。
SHIMADZU CORP 2002年10月15日公开的JP2002300898,报道了一种生产乳酸和聚乳酸的方法。
具体方法为:(1)利用乳酸铵合成乳酸酯;(2)在除丁基锡外的催化剂存在下,缩聚乳酸酯,合成平均分子量小于15000mol.wt聚乳酸(乳酸预聚体);(3)解聚聚乳酸得到乳酸;该方法进一步包括开环乳酸聚合物制备聚乳酸。
SHIMADZU CORP、OHARA H、TOYOTA JIDOSHA KK、ITO M和SAWA S 2002年8月8日公开的专利WO200260891-A ,报道了用于生产生物可降解塑料的乳酸和聚乳酸的制备方法,该专利的实施例之一报道的方法如下:发酵得到的L -乳酸铵在90-100℃下与乙醇反应,分离、收集乙醇;120℃下脱去反应中的水;通过蒸馏提纯得到的乳酸乙酯,在辛基锡存在下于160℃缩聚乳酸乙酯,并脱去乙醇。
将得到的反应液于200℃下蒸馏得到乳酸,产率为99.2%。
在辛基锡存在下聚合乳酸制得乳酸。
NATL INST OF ADVANCED INDUSTRIAL SCIENCE TECHNOLO GY METI、KONAN KAKO KK和TOKIWA YUTAKA2001年8月21日公开的日本专利JP2001224392,报道了采用水解酶代替有机金属催化剂制备聚乳酸。
四、聚乳酸的市场应用:PLA最大的制造商是美国NatureWorks公司,其次是中国的海正,他们目前的产量分别是7万吨和5千吨。
PLA有很多的应用,可以在挤出、注塑、拉膜、纺丝等多领域应用,具体如下:(1)挤出级树脂的市场应用挤出级树脂是PLA的主要用途,主要用于大型超市里新鲜蔬果包装,该类包装已成为欧洲市场链中的重要一员;其次用于一些宣扬安全、节能、环保的电子产品包装上。
在这些用途中PLA高透明度、高光泽度、高钢性等优点体现得淋漓尽致,目前已经是PLA应用的主导方向。
另外,挤出级树脂在园艺上的应用也开始获得重视,目前在斜坡绿化、沙尘暴治理等领域已有所应用。
然而,PLA的挤出加工却并非易事,仅适合在一些先进的PET挤出成型机上进行加工,且挤出片材的厚度一般只在0.2-1.0mm范围。
加工过程对水份含量及加工温度尤其敏感,挤出加工时,一般要求其水份含量要小于50PPM,这对设备的干燥系统和温控系统又提出了新的要求。
加工过程中,如果没有适宜的结晶设备,边料的回收也是一大难题,这也正是市场上有大量PLA边角料在流通的原因。
(2)注塑级树脂的市场应用。
在PLA的注塑应用中,较为广泛的是改性后的树脂。
尽管纯PLA有着高透明度、高光泽度等优点,但是其硬而脆、加工难度大且不耐热等缺点影响了它在注塑方面的应用。
当然,化学、塑料工业界都一直致力解决这些问题。
例如,利用BPM-500这种添加剂可以提高PLA的冲击强度;加入少量一种名为Biomax Strong的乙烯基共聚物可以改进PLA的韧性;与另一种生物降解树脂PHA共混可以改善PLA的一些性能;另外,日本的科学家们则开发出了一种添加纸浆的耐热PLA树脂。
通过以上一些方式改性后的聚乳酸制品牺牲了透明性,但是却改进了聚乳酸在耐热性、柔韧性、抗冲性等方面的缺陷,提高了其加工难易程度,因此应用范围也得到了拓展。
在海正的注塑级树脂销售中大约有70%为改性聚乳酸。
而整体上,相对高昂的成本是阻碍PLA在注塑市场上广泛应用的最大原因。
虽然纯树脂通过填充改性可以降低一些成本,但是在保证其性能的前提下,这一措施的作用也有限,如果需要在全生物降解这一前提之下改善PLA性能上的缺陷,比如耐热性能,成本则更高。
(3)其他牌号树脂的市场应用主要有下表中几个方面:双向拉伸膜是目前为止应用最成功的PLA膜,经过双向拉伸并热定型的PLA膜耐热温度可提高到90℃,正好弥补了PLA不耐高温这一缺陷。