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聚乳酸(PLA)是近年來生物基、生物可降解領域研究比較熱門的綠色高分子材料。乳酸作為PLA的組成單元,可以在酶催化及水解條件下發(fā)生水解,實現(xiàn)聚合物鏈段的斷裂,終實現(xiàn)材料降解。該團隊合成含有乳酸(LA)鏈段的可降解共聚酯PBFLA。并且發(fā)現(xiàn)這種共聚酯在乳酸含量超過20%即可發(fā)生明顯的水解行為。亞i洲和大洋洲(澳大利亞和新西蘭)地區(qū)的消耗量約占全球消耗量25%,北美地區(qū)則為19%,其他國家和地區(qū)則少于1%。PBFLA共聚酯彈性模量超過1GPa,拉伸強度超過40MPa,斷裂伸長率超過230%,具有超過大多數(shù)降解材料的強度模量,45倍于聚乳酸的拉伸韌性,如圖2。此外,由于含有LA鏈段,這種共聚酯有望用于與PLA的共混,以制備綜合性能優(yōu)異的共混合金(Ind. Eng. Chem. Res. 2018, 57, (32), 11020-11030)。
聚乳酸的可循環(huán)、可持續(xù)、可再生、可降解特性
IHS MARKIT統(tǒng)計,在過去20年中,全球消耗量i大的塑料——聚乙烯的需求量幾乎翻了一番。IHS MARIT預計2018年全球聚乙烯的需求量將超過1億噸。一般來說,透明的塑料餐盒是使用純聚丙i烯(PP)生產的,安全系數(shù)比較高。然而,新的市場壓力,包括消費者對可持續(xù)性的預期上升,以及在歐洲等成熟市場和中國等主要增長市場的環(huán)境法規(guī)收緊,可能會影響到未來聚乙烯的需求增長。
聚乳酸(PLA)薄膜具有良好的透氣性、透氧性及透二氧二碳性,它也具有隔離氣味的特性i。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面,故有安全及衛(wèi)生的疑慮,然而,聚乳酸是唯i一具有優(yōu)良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。
⑻當焚化聚乳酸(PLA)時,其燃燒熱值與焚化紙類相同,是焚化傳統(tǒng)塑料(如聚乙烯)的一半,而且焚化聚乳酸絕i對不會釋放出氮化物、硫化物等有毒氣體。人體也含有以單體形態(tài)存在的乳酸,這就表示了這種分解性產品具有的安全性。
HANZSCH BERND等2003年8月21日公開的美國專利US 2003 158360,報道了一種聚乳酸的制備方法,步驟如下:發(fā)酵淀粉類農產品得到乳酸,通過超濾,納米濾和/或電滲析超純化乳酸,濃縮乳酸,制備預聚物,環(huán)化解聚為雙乳酸,純化雙乳酸,開環(huán)雙乳酸聚合物和脫單體化聚乳酸得到。聚乳酸杯、刀、叉、勺小體量的市場包括杯子和紙盒的紙張涂層,紡織、無紡織布以及可吸收的醫(yī)i療器械如縫合線和植入物,油氣田和天i然氣田的井下作業(yè)工具以及3D打印拉絲等等,都是生物可降解聚合物的用武之地。
SHIMADZU CORP 2002年10月15日公開的JP 2002 300898,報道了一種生產乳酸和聚乳酸的方法。具體方法為:⑴利用乳酸銨合成乳酸酯;⑵在除丁基錫外的催化劑存在下,縮聚乳酸酯,合成平均分子量小于15000mol.wt聚乳酸(乳酸預聚體);例如在劣質餐盒的制作中,一般都加入了大量工業(yè)級碳酸鈣、滑石粉、石蠟等有毒有害材料,對使用者的健康構成直接威脅。⑶解聚聚乳酸得到乳酸;該方法進一步包括開環(huán)乳酸聚合物制備聚乳酸。