PLA生物降解母粒造粒机
PLA的合成通常由三种方法,一种是乳酸直接缩合法,这种方法生产工艺简单,是降低PLA成本的重要途径,但缩聚反应进行到一定程度时体系会出现平衡态,因此很难得到高分子量的PLA.第二种是先由乳酸合成丙交酯,再在催化剂作用下的开环聚合法,目前制备高分子量的PLA一般采用这种方法,但这种方法在聚合时对催化剂的纯度、单体的纯度要求极高,即使是极微量的杂质也会使PLA的分子量低于10万,而且聚合条件如温度、压力、催化剂的种类和用量、反应时间等等也会极大影响PLA的分子量,所以高分子量PLA的合成是一个技术难点.还有一种是固相聚合法,这种方法是将直接聚合法得到的低分子量树脂在减压真空、温度在Tg—Tm之间的条件下进行聚合反应得到,以提高其聚合度,增加分子量,从而提高材料强度和加工性能.我国的邓先模、熊成东、冯新德、沈之荃等学者在PLA及其共聚物合成的催化体系方面进行了大量的研究工作,并且在温和的反应条件下,合成得到了超高分子量的PLA(MW>100万).
聚乳酸在常温下性能稳定,但在温度高于550C的弱碱性或富氧条件下在微生物的作用下会自动降解.使用后它能被自然界中微生物完全降解,最终生成二氧化碳和水,而且不像传统的石油基塑料会增加二氧化碳的释放,聚乳酸在分解过程中产生的二氧化碳,可再次被使用成为植物进行光合作用所需的碳原子.
聚乳酸的熔点较高(175摄氏度),其物理性质介于PET和PA-6之间,结晶度大、透明度极好,有良好的抗溶剂性、防潮、耐油脂、透气性,还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外线性,另外具有优良的生物相容性,无毒、可生物降解,降解产物不会在重要器官聚集,因此用途十分广泛.聚乳酸具有优于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等热塑性塑料的优点,被产业界认定为最有发展前途的新型包装材料之一.而且其强度、机械性能、降解速率等可通过分子量控制,共聚体的组成及配比可以方便的调节.聚乳酸的热稳定性好,适用于吹塑、吸塑、挤出纺丝,注塑和发泡等多种加工方法.可加工成薄膜、包装袋、包装盒、一次性快餐盒、饮料用瓶以及医用材料使其在服装、包装、玩具和医疗卫生等领域拥有广泛的应用前景.
聚乳酸作为可完全生物降解性塑料,越来越受到人们重视.美国的Cargill公司已将PLA制成纤维用于农用药膜等许多领域,还以PLA为原料制备包装材料.在德国,1998年用它生产出来的乳酸盒子已实现商品化.这种物质还有促进植物生长的作用,因此可望用它制作植物移植或植物栽培用容器等.日本岛津公司在1994年建成了生产聚乳酸的装置,并且在各个领域开辟用途.通过压轧,它可以被制成透明的、机械性能良好的纤维、薄膜、容器、镜片等.
但是,聚乳酸在实际应用过程中还存在一些困难.如聚乳酸及其共聚体系制品的强度需进一步提高,生产成本需进一步下降,需解决植入后期反应和并发症问题等等.而且PLA很低的断裂伸长率(纯的PLA断裂伸长率仅为6%)和较高的模量阻碍了其在很多方面的应用.PLA经常和淀粉共混以增强其可降解性能并降低成本,但是这种共混产物脆性太大.
