生物降解袋中的PLA是如何制得的？
作(zuo)者：久信達 閱讀量：次 發表時間：2020-08-25 15:04
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在日本，PLA已通過抗霉性測試和食品衛生法370號的衛生安全性確認。由于農林水產省和經濟產業省食堂中的食品器具導入試驗（2003年11月~2005年3月，及2004年3~4月）的成功，及愛知世博（2005年日本國際博覽會）會場中的作為各種食品器具的主要材料的實用性和再生性得到證實，PLA今后在食品器具和生鮮食品用發泡片材等方面的發展十分值得期待。
因為聚乳酸（PLA）具有不對稱碳而具有光學活性，PLA也是由L-單體，然后采用開環聚合制備聚乳酸，是目前最常用的試驗方法和工業制備方法，具體的材料來源、制備方法、應用領域和生物降解的循環如圖一所示。
聚乳酸綠色塑料的生物循環鏈 圖一
PLA是(shi)以淀粉發酵發制得的(de)L-乳(ru)酸為原料，再(zai)經化(hua)學聚合法(fa)(fa)合成(cheng)的(de)。所以是(shi)介(jie)于微生(sheng)物產生(sheng)類和化(hua)學合成(cheng)類之間的(de)高(gao)分子物質(zhi)。玉米、馬鈴薯等的(de)淀粉酶促進水解生(sheng)成(cheng)D-葡萄糖，再(zai)經乳(ru)酸發酵生(sheng)成(cheng)L-乳(ru)酸，然后再(zai)把L-乳(ru)酸加(jia)熱縮(suo)聚生(sheng)成(cheng)乳(ru)酸低(di)聚物，再(zai)開環聚合成(cheng)分子量30萬~90萬的(de)聚L-乳(ru)酸，這種(zhong)方法(fa)(fa)稱為L-丙交酯發，也是(shi)最(zui)常用(yong)(yong)的(de)方法(fa)(fa)。但是(shi)最(zui)近也用(yong)(yong)乳(ru)酸的(de)直接脫(tuo)水縮(suo)合（三井化(hua)學法(fa)(fa)）成(cheng)功制備了分子量10萬~20萬的(de)PLA。
L-丙交脂法合成PLA 圖二
如圖所示，以玉(yu)米發酵合成PLA時各階(jie)段的(de)(de)理論收率。根據這個計算(suan)，大約10粒(li)玉(yu)米可以合成PLA的(de)(de)A4薄膜（約2g）一張(zhang)。全世界的(de)(de)玉(yu)米產量(liang)為5.5億(yi)噸(dun)，只要(yao)把廢棄玉(yu)米中的(de)(de)一部分用(yong)來生產聚乳(ru)酸，就足以確保(bao)產量(liang)。
由于米合成PLA的理論收率 圖三
PLA薄膜的拉伸強度及延伸率與PE幾乎相同。以雙向拉伸薄膜為例，PLA的拉伸強度和延伸率分別為190MPa和135%，而PE分別為235MPa和130%。但是問題在于PE熔點為264℃，而PLA只有170℃。
從化學結構上推斷，由于出發單體上有不對稱碳原子，所以存在L-體和D-體兩種結構類型，如圖所示。此前認為天然存在的只有L-乳酸，但是最近也發現了可合成D-乳酸的微生物。L-乳酸合成的聚（L-乳酸）和D-乳酸合成的聚（D-乳酸），以1:1的比例在溶液或熔融狀態混合時，各自的分子鏈在結晶中交互定向，形成立體復合物。此立體復合物中，右螺旋3圈結構的左螺旋3圈結構在結晶中交互定向。熔點可達到230℃，遠超過均聚物的熔點（170℃）。所以，就克服了一般聚酯耐熱性低的缺點，可以用做高強度、高耐熱性材料。
