聚乳酸的合成

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聚乳酸合成

聚乳酸合成

聚乳酸合成方法研究进展聚乳酸的合成主要有两条路线:一条是乳酸(1actic acid)直接聚合.另一条是由乳酸预聚生成低分子量物质,其解聚得丙交酯(1actide),丙交酯重结晶后开环聚合(ROP)得到聚乳酸。

具体过程如下图2-1 聚乳酸的两条合成路线1、直接聚合法[JK]乳酸同时具有-OH和-COOH,是可直接缩聚的,采用高效脱水剂和催化剂使乳酸或乳酸低聚物分子间脱水缩合成高分子质量聚乳酸:式1.1 采用直接法合成的聚乳酸,原料乳酸来源充足,大大降低了成本,有利于聚乳酸材料的普及,但该法得到的聚乳酸相对分子质量较低,机械性能较差。

2、丙交酯开环聚合法[L]开环聚合法是先将乳酸缩聚为低聚物,低聚物在高温、高真空等条件下发生分子内酯交换反应,解聚为乳酸的环状二聚体-丙交酯。

丙交酯经过精制提纯后,由引发剂如辛酸亚锡、氧化锌等许多化合物催化开环得到高分子量的聚合物第一步是乳酸经脱水环化制得丙交酯。

式1.2第二步是丙交酯经开环聚合制得聚丙交酯由于此方法可通过式1.3由于此方法可通过催化剂的种类和浓度使得聚乳酸分子量高达70万到100万【M】,机械强度高,适合作为医用材料。

乳酸直接聚合与乳酸先制成丙交酯后再开环聚合制备聚乳酸相比,工艺简单,成本低廉。

但以往的研究表明采用乳酸直接聚合法难以获得具有实用价值的高分子量聚乳酸,但丙交酯开环聚合的高成本限制了聚乳酸的应用。

随着化工技术的进步,研究者们对乳酸缩聚制各聚乳酸又重新重视起来。

常有的缩聚方法有:熔融缩聚、溶液缩聚、乳液缩聚和界面缩聚。

本实验室采用了熔融缩聚和溶液缩聚制得分子量较高的聚乳酸。

实验部分实验原料:乳酸(85-90%);二水和氯化亚锡(Sn2Cl2.2H2O);三氧化二锑(Sb2O3);甲醇;高纯氮;二丁基氧化锡(SnOEt2);月桂酸二丁基锡;醋酸锰(Mn(CH3COO)2);五氧化二磷(P2O5);苯;氯仿;甲苯;四氢呋喃实验仪器:温度计;通气管;三口烧瓶;油浴锅;磁力搅拌器一套;分馏头;冷凝管;尾接管;圆底烧瓶;干燥瓶;真空抽滤机;分析天平;图2-1 实验装置图2.1、熔融聚合【J K L】熔融缩合试验主要分两部分:原料脱水和缩合,其中聚合部分又分前期缩合(130O C以前),后期缩合(160—180o C)。

聚乳酸 合成生物学

聚乳酸 合成生物学

聚乳酸合成生物学
聚乳酸(PLA)是一种生物可降解聚合物,由乳酸分子通过缩合反应聚合而成。

PLA具有优异的可降解性、生物相容性和机械性能等特点,已广泛应用于医疗、包装、纺织、隔热和建筑等领域。

生物合成PLA的过程可分为以下几个步骤:
1. 乳酸的生产
乳酸可以通过柠檬酸循环、糖酵解或生物发酵等途径生产。

其中,生物发酵法是目前应用最广泛的方法。

生物发酵法是利用乳酸菌、酵母等微生物将可再生资源如糖、淀粉等转化为乳酸。

在乳酸菌发酵中,优良的发酵菌株可提高乳酸产量、纯度和产率等参数。

2. PLA合成
PLA的生物合成可由两种化学方法实现,即酯交换聚合和缩合聚合。

酯交换聚合是指乳酸分子通过开环反应形成环丙烷二酸酯(PDLA)和乙醇,再与另一个乳酸分子缩合形成PLA。

缩合聚合是指先将L-乳酸和D-乳酸与过量的酸催化剂在高温下缩合生成PLA。

3. PLA的后处理
在生物合成PLA后,需要进行后处理以获得所需的物理性质和化学性质。

后处理的过程包括拉伸、热压、改性等。

拉伸可增加PLA的强度和韧性,热压可提高PLA的透明性和耐热性,改性可改善PLA 的耐候性和机械性能等。

综上所述,生物合成PLA是一种高效、可持续和环保的制备方法。

未来,生物合成PLA的技术将进一步发展和完善,为PLA的广泛应用提供更好的支持和保障。

聚乳酸

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。

图解聚乳酸(1)聚乳酸的一步法聚合

图解聚乳酸(1)聚乳酸的一步法聚合

图解聚乳酸(1)
聚乳酸的一步法聚合
随着原油的短缺、石油价格的巨幅波动、及石油化学工业造成的空气污染及温室效应,生物基的聚合物备受关注,尤其是聚乳酸。

它不以石油为原料,而以由淀粉或糖发酵生成的乳酸为原料合成,在自然界或堆肥条件下可以完全生物降解、回归自然。

聚乳酸的合成是以乳酸为原料,可以以一步法和二步法两种形式进行,其中一步法是以乳酸直接聚合而成,其反应方程式可以表述如下:
实际的聚合反应较复杂,过程中存在两个平衡的可逆反应,即聚合酯化脱水反应及聚合和解聚的反应。

其反应方程分别如下:
以上一步法生产必须一边聚合,一边脱水,以避免聚合时产生的水分又将聚乳酸降解。

但随着分子量的提高,要将水分从熔融的聚乳酸中脱出会越来越困难。

一步法合成要求高纯度的乳酸做原料。

一步法聚合的方法有共沸精馏、熔融缩聚、熔融固相缩聚等方法。

目前只有同济大学和三井化学使用一步法进行聚乳酸生产。

丙交酯合成聚乳酸化学方程式

丙交酯合成聚乳酸化学方程式

丙交酯合成聚乳酸化学方程式聚乳酸(Poly Lactic Acid,PLA)是一种从可再生植物资源中合成的聚合物,被广泛应用于塑料制品、包装材料、纺织品等领域。

其中,丙交酯是聚乳酸的一种前体,是通过对乳酸进行酯化反应而得到的。

聚乳酸化学方程式如下:C3H6O3 (乳酸) + C4H6O3 (丙交酯) → C6H8O4 (聚乳酸) +C2H4O2 (乙酸)在化学方程式中,左边为反应物,右边为产物。

乳酸和丙交酯在酯化反应的催化下生成聚乳酸和乙酸。

聚乳酸合成的步骤分为乳酸生成和聚合反应两个阶段。

1.乳酸生成阶段:乳酸可以通过多种途径合成,常用的方法是从可再生资源如玉米、甘蔗、木薯等中提取淀粉,再经过转化反应得到乳酸。

具体步骤如下:1.1淀粉水解:将淀粉加入水中形成淀粉糊状物,加热水解成葡萄糖。

(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O61.2葡萄糖发酵:将葡萄糖溶液与酵母一起培养,酵母通过发酵作用将葡萄糖转化为乳酸。

C6H12O6 → 2C3H6O3通过以上两个步骤可以得到乳酸。

2.聚合反应阶段:2.1酯交换反应:将乳酸和丙二醇加入反应釜中,加入酯化催化剂(如硫酸锌),进行酯交换反应。

C3H6O3 + C4H10O2 ⇌ C7H14O5 + C2H8O2在该反应中,乳酸和丙交酯通过交换酯基的方式反应生成酯化产物。

2.2改性反应:为了提高聚乳酸的性能,常常会进行改性反应。

如引入其他共聚单体(如乙酸乙烯酯)或添加剂(如增塑剂、抗氧化剂等)。

2.3聚合反应:将酯交换产物加入聚合反应釜中,以加热的方式进行聚合反应。

在适当的温度和压力下,酯交换产物发生聚合反应,形成高分子聚乳酸。

C7H14O5 → (C6H8O4)n最终得到聚乳酸的产物。

3.产品纯化阶段:得到的聚乳酸需要进行纯化处理,一般包括溶剂抽提、沉淀、干燥等步骤。

最终得到纯净的聚乳酸产品。

综上所述,聚乳酸的合成主要包括乳酸生成和聚合反应两个阶段。

聚乳酸合成

聚乳酸合成

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,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、医用材料等等。

适合的加工方式有:真空成型、射出成型、吹瓶、透明膜、贴合膜、保鲜膜、纸淋膜,融溶纺丝等。

聚乳酸(PLA)的原料主要为玉米等天然原料,降低了对石油资源的依赖,同时也间接降低了原油炼油等过程中所排放的氮氧化物及硫氧化物等污染气体的排放。

为了摆脱对日趋枯竭的石油资源的依赖,大力开发环境友好的可生物降解的聚合物,替代石油基塑料产品,已成为当前研究开发的热点。

根据我国可持续发展战略,以再生资源为原料,采用生物技术生产可生物降解的聚乳酸(PLA)市场潜力巨大。

将粮食产品深加工,生产高附加值的产品是实现跨越式经济发展的重大举措。

国内聚乳酸市场分析:我国是一个生产塑料树脂材料及消费大国,年生产各类塑料制品近1900多万吨。

大力开发生产对环境友好的EDP塑料制品,势在必行,这有益于减少石油基塑料制品所带来的环境污染和对不可再生石油资源的依赖及消耗。

目前,国内有多家企事业单位从事“聚乳酸〔PLA〕”聚酯材料的研究及应用工作,国家和省及部委也将PLA开发项目列入“九五”、“十五”、“863”、“973”、《火炬计划》、《星火计划》、“十一五”和《国家中长期科学科技发展规划》重点科研攻关项目。

但是,目前国内PLA产业化步伐缓慢,产品经过多年的研发仅有浙江海正集团和上海同杰良生物技术有限公司等较有实力的企事业单位较有成效,江阴杲信也开发了粒子,纤维和无纺布等产品,PLA聚酯材料主要依赖国外进口,由于PLA 原料进口价格比较昂贵,这也限制了PLA高分子材料在我国的应用和发展。

pla的合成路线及方法

pla的合成路线及方法

pla的合成路线及方法PLA(聚乳酸)是一种可生物降解的聚合物材料,具有广泛的应用领域。

本文将介绍PLA的合成路线及方法。

一、聚乳酸的合成路线聚乳酸的合成主要有两种路线,即乙酯化法和直接聚合法。

1. 乙酯化法:该方法是将乳酸酯进行酯交换反应,生成聚乳酸。

具体步骤如下:(1)将乳酸酯与过量的醇反应,生成酯化产物。

(2)将酯化产物进行酯交换反应,去除副产物。

(3)将反应产物经过脱溶剂和脱色处理,得到纯净的聚乳酸。

乙酯化法的优点是反应条件温和,反应产率较高,但醇的选择和酯交换反应的副产物处理对产品质量有一定影响。

2. 直接聚合法:该方法是将乳酸进行聚合反应,生成聚乳酸。

具体步骤如下:(1)将乳酸加热至一定温度,使其熔化。

(2)在惰性气氛下,通过开环聚合反应,将乳酸分子连接成长链聚合物。

(3)得到的聚乳酸产品经过冷却、固化和后处理,得到所需的产品。

直接聚合法的优点是反应简单,无需醇的参与,但反应条件要求高,且聚合产物的分子量分布较广。

二、聚乳酸的合成方法1. 乙酯化法的合成方法:(1)醇的选择:常用的醇有甲醇、乙醇等,选择不同的醇会对最终聚乳酸的性能产生影响。

(2)酯交换反应:乳酸酯与醇反应时,通常需要在催化剂的作用下进行。

催化剂可以选择碱性催化剂或金属盐类。

(3)脱溶剂和脱色处理:通过蒸馏和活性炭吸附等方法,去除反应中产生的溶剂和色素等杂质。

2. 直接聚合法的合成方法:(1)乳酸的纯化:通过蒸馏和结晶等方法,将乳酸纯化,去除杂质。

(2)开环聚合反应:在惰性气氛下,将乳酸加热至熔点以上,通过催化剂的作用,实现乳酸分子间的酯键开裂和聚合。

(3)冷却、固化和后处理:将聚合反应得到的聚乳酸冷却,固化成固体,然后经过后处理,如热处理、抽真空等,得到所需的产品。

三、PLA的应用领域PLA具有良好的生物降解性、可加工性和可塑性,因此在许多领域得到广泛应用。

1. 包装领域:PLA可用于食品包装、药品包装等。

由于其生物降解性,可以减少对环境的污染。

聚乳酸合成

聚乳酸合成

聚乳酸合成方法研究进展聚乳酸的合成主要有两条路线:一条是乳酸(lactic acid)由乳酸预聚生成低分子量物质,其解聚得丙交酯环聚合(ROP)得到聚乳酸。

具体过程如下图2-1 聚乳酸的两条合成路线1、直接聚合法JK]乳酸同时具有-OH和-COOH是可直接缩聚的,采用高效脱水剂和催化剂使乳酸或乳酸低聚物分子间脱水缩合成高分子质量聚乳酸:式1.1 采用直接法合成的聚乳酸,原料乳酸来源充足,大大降低了成本,有利于聚乳酸材料的普及,但该法得到的聚乳酸相对分子质量较低,机械性能较差。

2、丙交酯开环聚合法[L]开环聚合法是先将乳酸缩聚为低聚物,低聚物在高温、高真空等条件下发生分子内酯交换反应,解聚为乳酸的环状二聚体-丙交酯。

丙交酯经过精制提纯后,由引发剂如辛酸亚锡、氧化锌等许多化合物催化开环得到高分子量的聚合物第一步是乳酸经脱水环化制得丙交酯。

式1.22n<20丙交酯直接聚合•另一条是(lactide),丙交酯重结晶后开HI□ OH ----- C—COOH ------- ►CH a+ (n-l) H20脫水环化第二步是丙交酯经开环聚合制得聚丙交酯由于此方法可通过式1.3由于此方法可通过催化剂的种类和浓度使得聚乳酸分子量高达 70万到100 万【M,机械强度高,适合作为医用材料。

乳酸直接聚合与乳酸先制成丙交酯后再开环聚合制备聚乳酸相比,工艺简 单,成本低廉。

但以往的研究表明采用乳酸直接聚合法难以获得具有实用价值的 高分子量聚乳酸,但丙交酯开环聚合的高成本限制了聚乳酸的应用。

随着化工技 术的进步,研究者们对乳酸缩聚制各聚乳酸又重新重视起来。

常有的缩聚方法有:熔融缩聚、溶液缩聚、乳液缩聚和界面缩聚。

本实验室 采用了熔融缩聚和溶液缩聚制得分子量较高的聚乳酸。

实验部分实验原料:乳酸(85-90%);二水和氯化亚锡(S“Cl 2.2H 2O ;三氧化二锑(SbO ); 甲醇;高纯氮;二丁基氧化锡(Sn0E 2);月桂酸二丁基锡;醋酸锰(Mn (CHCOO ): 五氧化二磷(P2Q );苯;氯仿;甲苯;四氢呋喃实验仪器:温度计;通气管;三口烧瓶;油浴锅;磁力搅拌器一套;分馏头;冷 凝管;尾接管;圆底烧瓶;干燥瓶;真空抽滤机;分析天平;图2-1 实验装置图开环囊夕 催化刑■【J K L ]2.1、熔融聚合熔融缩合试验主要分两部分:原料脱水和缩合,其中聚合部分又分前期缩合(130匕以前),后期缩合(160—180°C)。

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聚乳酸的合成聚乳酸有两种合成方法,即丙交酯(乳酸的环状二聚体)的开环聚合和乳酸的直接聚合。

丙交酯开环聚合生产工序为:先将乳酸脱水环化制成丙交酯;再将丙交酯开环聚合制得聚乳酸。

其中乳酸的环化和提纯是制备丙交酯的难点和关键,这种方法可制得高分子量的聚乳酸,也较好地满足成纤聚合物和骨固定材料等的要求。

乳酸直接缩聚是由精制的乳酸直接进行聚合,是最早也是最简单的方法。

该法生产工艺简单,但得到的聚合物分子量低,且分子量分布较宽,其加工性能等尚不能满足成纤聚合物的需要;而且聚合反应在高于180℃的条件下进行,得到的聚合物极易氧化着色,应用受到一定的限制。

由于原料原因,聚乳酸有聚d-乳酸(PDLA)、聚L-乳酸(PLLA)和聚dL-乳酸(PDLLA)之分。

生产纤维一般采用PLLA。

聚乳酸的发展意义聚乳酸在中国应用的意义不仅仅体现在环保方面,对于循环经济、节约型社会的建设也将有积极的作用。

化工塑料的原料提取自不可再生的化石型资源---石油,而石油正在成为一种稀缺的消耗性资源。

提取自植物的聚乳酸显然有着取之不尽的原料供应量,而分解后的聚乳酸又将被植物吸收,形成一个物质的循环利用。

所以聚乳酸有“在地球环境下容易被生物降解的”塑料之称。

而且相对于化工塑料,聚乳酸不会产生更多的二氧化碳。

因为聚乳酸的原料---玉米在生长过程中通过植物的光合作用,又会消耗二氧化碳。

此外,聚乳酸的产业化将大大提高农作物的附加值。

以玉米为例,中国每年库存达3000多万吨,且大部分被当作了饲料,如果用于生产聚乳酸,形成“玉米-乳酸-聚乳酸-共聚共混物-各种应用制品”的产业链,可大大提高玉米的价格,提高农民收益。

之前,农用薄膜和方便食品的包装或餐具已经使用了聚乳酸。

但是,同利用石油和天然气制造的塑料比较起来,利用植物制造的这种聚乳酸塑料,成本较高,而且在60℃左右就会变形。

由于存在着这些缺点,这种材料至今难以普及。

尽管如此,人们还是非常看好聚乳酸。

一个重要的原因,就在于它是以植物作为原料。

聚乳酸有可能为解决世界面临的化石燃料枯竭和地球变暖两大难题做出巨大贡献。

为了摆脱对日趋枯竭的石油资源的依赖,大力开发环境友好的可生物降解的聚合物,替代石油基塑料产品,已成为当前研究开发的热点。

经过多年的研究,一些著名的科研机构和企业相继推出了多种可生物降解聚合物。

而在众多可生物降解聚合物中,刚刚进入工业化大生产的聚乳酸异军突起,以其优异的机械性能,广泛的应用领域,显著的环境效益和社会效益,赢得了全球塑料行业的瞩目和青睐。

预计在2005-2010年期间,随着聚乳酸生产成本逼近传统塑料成本,市场应用的大力拓展,普及使用将进入高峰期,聚乳酸建设热潮将在全球展开。

据预测,按照已探明的石油储量并以目前的消费量计,全球石油资源仅能够消费30多年。

预计在不可再生的石油资源枯竭期到来之前,石油及其衍生物市场价格暴涨,而可再生的产品必将成为全球范围的紧俏消费品。

这样,就给聚乳酸带来了千载难逢的市场机遇和巨大的消费潜力。

据统计,2000年世界塑料消费量约1.15亿吨,如果10年-20年后替代石油基聚合物的消费量按10%-20%计,世界聚乳酸需求量每年达1150万-2300万吨。

降低成本,提高与现有塑料的竞争力仍然是今后聚乳酸工业发展需要解决的问题。

1998年初,聚乳酸市场价格由5000美元/吨降至2500美元/吨,目前价格比PET(聚对苯二甲酸乙二酯)价格便宜10%-15%,预计7年后,聚乳酸价格可望达到能与所有热塑性树脂竞争的水平。

卡吉尔陶氏公司计划在今后10年内投资10亿美元,分别在2006年、2009年再建2套装置,总能力达到45万吨/年。

日本是世界聚乳酸重要的应用开发地区和应用市场,主要用于包装容器、农业、建筑业,纤维用运动服和被褥等。

日本称生物降解塑料为绿色塑料。

为了扩大市场份额,卡吉尔陶氏乳酸公司宣布与三井化学品公司合作进行聚乳酸的应用开发。

今后还将与日本钟纺合纤、三菱树脂、尤里卡、可乐丽等用户进行合作应用研究,开拓新的应用领域。

据预测,今后几年北美生物降解聚合物市场需求强劲,2005年年均增长率为7%,达到160万吨,其中聚乳酸需求量近100万吨。

不久前,美国能源部向卡吉尔陶氏公司颁发200万美元奖金,用于使用可再生资源的发酵研究。

另有200万美元资金用于从谷物纤维、植物杆等发酵制聚乳酸和其他产品的研究。

根据我国可持续发展战略,以再生资源为原料,采用生物技术生产生物降解的聚乳酸的市场潜力巨大。

将粮食产品深加工,生产高附加值的产品是实现跨越式经济发展的重大举措。

我国是世界产粮大国,玉米产量排在美国之后居世界第二位。

以玉米为原料,引进国外先进技术,建设大型聚乳酸装置有很大的发展空间。

聚乳酸求助编辑百科名片聚乳酸粒料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。

简介聚乳酸(4张)聚乳酸(H-[OCHCH3CO]n-OH)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,光华伟业开发的聚乳酸(PLA)还具有一定的抗菌性、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。

优点聚乳酸的优点主要有以下几方面:⑴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。

⑵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。

⑶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。

⑷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。

⑸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。

⑹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。

⑺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。

⑻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。

方法和流程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]方法⑴直接缩聚法缩聚法就是把乳酸单体进行直接缩合,也称一步聚合法。

在脱水剂的存在下, 乳酸分子中的羟基和羧基受热脱水, 直接缩聚合成低聚物。

加入催化剂, 继续升温, 低相对分子质量的聚乳酸聚合成更高相对分子量的聚乳酸。

⑵二步法使乳酸生成环状二聚体丙交酯,再开环缩聚成聚乳酸。

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。

⑶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。

流程1)取材将玉米等壳类作物碾碎后,从中提取淀粉,然后将淀粉制成未精化的葡萄糖。

现在很多高技术已克服减去了碾碎的过程,直接从大量的农作物中提取原料。

2)发酵以类似生产啤酒或酒精的方式来发酵葡萄糖,而葡萄糖发酵后变成类似于食物添加用于人体肌肉组织内中的乳酸。

3)中间型产物将乳酸单体以特殊的浓缩制程,转变成中间型产物——减水乳酸,即丙交酯。

4)聚合丙交酯单体经过真空净化后,再以一种不使用溶剂的溶解制程来完成开环的动作,使单体聚合。

5)聚合物修饰由于聚合物的分子量与结晶度的不同,可使材料特性的变化空间很大,所以因不同应用的产品,将PLA做不同的修饰。

最新专利BRUSSELS BIOTECH (BE)2004年2月13日公开的世界专利WO 2004 014889,报道了聚乳酸的制备,其独立权项包括如下内容:⑴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;⑵聚合以上得到的乳酸制得聚乳酸。

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