环保材料PLA聚乳酸道达尔 PHA生物降解塑料

PLA生物降解塑料

1. PLA生物降解塑料的定义和特性

生物降解塑料，也称为生物可降解塑料，是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌（真菌）和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、Zui终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。其中，PLA（聚乳酸）是一种新型的生物基及可再生生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米、木薯等）所提出的淀粉原料制成。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解，Zui终生成二氧化碳和水，不污染环境。

2. PLA生物降解塑料的生产方法

PLA的生产主要有两种方法：乳酸直接缩聚法和丙交酯开环聚合法。乳酸直接缩聚法是指在有除水剂存在的条件下，乳酸分子之间发生羟基和羧基的脱水缩合反应，Zui终直接生成聚乳酸的合成工艺。该合成方法的优点有：乳酸的来源充足、价格低，并且生成工艺简单。丙交酯开环聚合法因为开环聚合反应不需要除水装置，所以聚合设备简单。经过丙交酯开环聚合法形成的聚乳酸分子质量较高，因此便于产品的后续加工。但是此种方法和直接缩聚法相比，其工艺复杂、路线较长，因此经过此种方法聚合得到聚乳酸的成本较高。

3. PLA生物降解塑料的应用领域

PLA具有可靠的生物安全性、生物降解性、良好的力学性能和易加工性，广泛应用于包装、纺织、农用塑料薄膜和生物医用高分子等行业。PLA具有良好的力学强度、透明性、加工性以及生物相容性，可用作各类食品包装材料。此外，用PLA材料3D打印的制品外观表面较光滑及不翘边，已经被广泛地应用于包括医学模型、骨组织修复支架及药物输送系统等生物医学领域。

4. PLA生物降解塑料的降解条件

PLA的降解是一个复杂的过程，主要包括4个现象：吸水、酯键的断裂、可溶性齐聚物的扩散和碎片的分解。降解的主要方式：本体侵蚀。 PLA材料浸入水性介质中或植人体内后，首先发生材料吸水。水性介质渗入聚合物基质，导致聚合物分子链松弛，酯键开始初步水解，分子量降低，逐渐降解为低聚物。聚乳酸的端羧基（由聚合引入及降解产生）对其水解起催化作用，随着降解的进行，端羧基量增加，降解速率加快，从而产生自催化现象。内部降解快于表面降解，这归因于具端羧基的降解产物滞留于样品内，产生自加速效应。随着降解进行，材料内部会有越来越多的羧基加速内部材料的降解，进一步增大内外差异。当内部材料完全转变成可溶性齐聚物并溶解在水性介质中时，就会形成表面由没有完全降解的高聚物组成的中空结构。进一步降解才使低聚物水解为小分子，Zui后溶解在水性介质中。整个溶蚀过程是由不溶于水的固体变成水溶性物质。宏观上是材料整体结构破坏，体积变小，逐渐变为碎片，Zui后完全溶解并被人体吸收或排出体外；微观上是聚合物大分子链发生化学分解，如分子量变小、分子链断开和侧链断裂等，变为水溶性的小分子而进入体液，被细胞吞噬并被转化和代谢。

5. PLA生物降解塑料的市场前景

在政策推动下，生物可降解塑料作为传统塑料的zuijia替代品，其使用和推广得到了政策大力支持。预计在未来3-5年内，PHA市场规模将达到629亿人民币，主要市场集中在不便于回收的强需求场景，如一次性包装材料、一次性餐饮具等。PLA作为生物降解塑料的一种，具有很大的市场潜力。由于其环保特性，越来越多的企业开始采用PLA作为替代传统塑料的选择。例如，喜茶、奈雪的茶等奶茶企业都在使用PLA塑料吸管。