聚乳酸（PLA）在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，探索聚乳酸（PLA）的生物降解之路

聚乳酸(PLA)是一種以可再生植物資源(如玉米、秸稈)為原料，經(jīng)糖化、發(fā)酵、聚合而成的新型生物基可降解材料。作物中的淀粉、纖維素、半纖維素等多糖通過各種生物酶的作用分解為葡萄糖等單糖。然后，通過生物發(fā)酵技術(shù)，利用微生物(如乳酸菌)發(fā)酵，代謝乳酸，經(jīng)過凈化處理后制成高純度L-乳酸；利用化學(xué)合成技術(shù)，將高純度L-乳酸聚合成高分子量聚乳酸。

PLA的起源可以追溯到1932年，PLA開始逐漸進入我們生活的方方面面。

近年來，隨著人們環(huán)保意識的不斷提高和各地限塑禁塑政策的實施，生物基可降解材料行業(yè)也在不斷發(fā)展，其中聚乳酸(PLA)的研究和下游應(yīng)用的擴展也越來越引人注目，越來越成為應(yīng)用開發(fā)最全面、性能最好、應(yīng)用前景最廣闊的生物基可降解材料之一。在環(huán)保政策不斷加強、各種生物基可降解材料層出不窮、競爭激烈的背景下，可能有五個原因?qū)е?/span>PLA頻繁出圈。

良好的加工性能

聚乳酸具有良好的加工性能和廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)石油基塑料一樣，聚乳酸可以通過擠出、拉伸、吹塑、吸塑、吹膜、淋膜、發(fā)泡、紡絲等工藝制成不同的產(chǎn)品。加工溫度低，加工過程中不需要添加任何添加劑，生產(chǎn)成本低。

優(yōu)良的可降解性能

PLA在常溫下相對穩(wěn)定，但在稍高的溫度環(huán)境、酸堿環(huán)境和微生物環(huán)境中很容易迅速降解為CO2和水。因此，PLA產(chǎn)品可以在有效期內(nèi)安全使用，廢棄后可以及時降解。

安全的生物相容性

在生物體(包括人)代謝途徑中，PLA合成單體L-乳酸是一種常見的化學(xué)物質(zhì)，其中還含有能代謝L-乳酸的酶，因此PLA具有很高的生物安全性，也有研究人員對PLA動物進行了植入試驗，研究表明，PLA對動物體無毒，并能在生物體內(nèi)完成降解。

環(huán)保型綠色低碳材料

PLA的原料來源于光合作用產(chǎn)生的可再生淀粉原料(玉米、木薯、甘蔗等)。)，可以實現(xiàn)“種植固碳一發(fā)酵排碳一分解排碳”的自閉環(huán)系統(tǒng)，可以大大減少目前石油路線生產(chǎn)塑料的碳排放。因此，在全球“碳戰(zhàn)略”的背景下，PLA與傳統(tǒng)石化原料生產(chǎn)的樹脂相比具有“碳優(yōu)勢”。

廣泛應(yīng)用于五個領(lǐng)域：

聚乳酸基于上述優(yōu)點，在許多領(lǐng)域都表現(xiàn)出其獨特的應(yīng)用，而且這一趨勢仍在不斷被挖掘。

注塑：注塑餐具多用于耐用消費品。PLA改性后，產(chǎn)品的耐溫性可達100℃以上。因此，聚乳酸可以通過注塑生產(chǎn)各種塑料制品，如兒童餐具。

片材吸塑：聚乳酸是高透明片材產(chǎn)品的主要原料，耐溫性差，一般在55℃左右；對于非透明片材產(chǎn)品，原材料需要改性才能達到高耐溫性，一般在100℃以上。

纖維：聚乳酸是一種環(huán)保、無毒、可降解的新型聚酯材料。抗菌、防螨、防過敏；親膚、不易燃、不回潮、抗紫外線等優(yōu)異性能。聚乳酸織物具有良好的尺寸穩(wěn)定性、棉質(zhì)舒適性、粘膠懸掛性、聚酯強度和絲綢手感，廣泛應(yīng)用于服裝、家紡、衛(wèi)生材料等領(lǐng)域，是目前最有前途的“綠色纖維”。

發(fā)泡方面：PLA發(fā)泡分為擠出發(fā)泡和珠粒發(fā)泡：餐飲包裝(餐盒、隔熱杯、方便面碗，其產(chǎn)品具有保溫隔熱的特點)；冷鏈保溫包裝(用于冷鏈運輸、外賣保溫配送等。，可以生產(chǎn)可折疊紙箱，保溫效果好)；奢侈品、酒精等內(nèi)部緩沖包裝(產(chǎn)品支撐性好，比普通PET吸塑、卡紙、植物纖維模壓產(chǎn)品具有更好的緩沖保護效果，包裝更輕，可以整體降低產(chǎn)品重量，從而節(jié)約成本)；超市包裝(聚乳酸發(fā)泡產(chǎn)品在超市生鮮包裝中的應(yīng)用也很廣泛，比較少，比較多)。

膜類：膜袋材料與PBAT(購物袋、垃圾袋等)混合。)，添加比例為5%-30%。添加比例越高，機械加工性能越穩(wěn)定；膜袋重量越低，成本越低；膜袋光澤度越好，手感越強；產(chǎn)品的貨架期更長。

雙向拉伸模具：通過原材料和工藝的調(diào)整和控制，可以實現(xiàn)單向或雙向拉伸和熱封功能。產(chǎn)品具有優(yōu)異的透明度和極佳的展示性，廣泛應(yīng)用于飲料瓶標(biāo)簽、食品包裝、罐體包裝和電子產(chǎn)品。同時也是可降解膠帶和煙膜的優(yōu)質(zhì)原料。

另外，聚乳酸還可以作為聚氨酯的原料開發(fā)生產(chǎn)聚乳酸多元醇。

總而言之，聚乳酸PLA的環(huán)保性能與今天的環(huán)保意識相得益彰，未來，隨著技術(shù)的進一步創(chuàng)新和環(huán)保意識的不斷提高，聚乳酸PLA的前景是無限的。

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