生物降解袋中的PLA是如何制得的？
作者：久信达 阅读量：次 发表时间：2021-08-25 15:04
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在日本，PLA已通过抗霉性测试和食品卫生法370号的卫生安全性确认。由于农林水产省和经济产业省食堂中的食品器具导入试验（2003年11月~2005年3月，及2004年3~4月）的成功，及爱知世博（2005年日本国际博览会）会场中的作为各种食品器具的主要材料的实用性和再生性得到证实，PLA今后在食品器具和生鲜食品用发泡片材等方面的发展十分值得期待。
因为聚乳酸（PLA）具有不对称碳而具有光学活性，PLA也是由L-单体，然后采用开环聚合制备聚乳酸，是目前最常用的试验方法和工业制备方法，具体的材料来源、制备方法、应用领域和生物降解的循环如图一所示。
聚乳酸绿色塑料的生物循环链 图一
PLA是以淀粉发酵发制得的L-乳酸为原料，再经化学聚合法合成的。所以是介于微生物产生类和化学合成类之间的高分子物质。玉米、马铃薯等的淀粉酶促进水解生成D-葡萄糖，再经乳酸发酵生成L-乳酸，然后再把L-乳酸加热缩聚生成乳酸低聚物，再开环聚合成分子量30万~90万的聚L-乳酸，这种方法称为L-丙交酯发，也是最常用的方法。但是最近也用乳酸的直接脱水缩合（三井化学法）成功制备了分子量10万~20万的PLA。
L-丙交脂法合成PLA 图二
如图所示，以玉米发酵合成PLA时各阶段的理论收率。根据这个计算，大约10粒玉米可以合成PLA的A4薄膜（约2g）一张。全世界的玉米产量为5.5亿吨，只要把废弃玉米中的一部分用来生产聚乳酸，就足以确保产量。
由于米合成PLA的理论收率 图三
PLA薄膜的拉伸强度及延伸率与PE几乎相同。以双向拉伸薄膜为例，PLA的拉伸强度和延伸率分别为190MPa和135%，而PE分别为235MPa和130%。但是问题在于PE熔点为264℃，而PLA只有170℃。
从化学结构上推断，由于出发单体上有不对称碳原子，所以存在L-体和D-体两种结构类型，如图所示。此前认为天然存在的只有L-乳酸，但是最近也发现了可合成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状态混合时，各自的分子链在结晶中交互定向，形成立体复合物。此立体复合物中，右螺旋3圈结构的左螺旋3圈结构在结晶中交互定向。熔点可达到230℃，远超过均聚物的熔点（170℃）。所以，就克服了一般聚酯耐热性低的缺点，可以用做高强度、高耐热性材料。
