了解聚乳酸PLA改性塑料是什么

什么是聚乳酸？

　　聚乳酸改性塑料（polylatic acid),简称PLA，也称为聚丙交酯。是由生物发酵生产的乳酸经人工化学合成而得到的热塑性聚合物，具有良好的生物相容性和生物可降解性。

　　中文别名：聚丙交酯

　　英文名称：polylactide, polylactic acid, PLA

　　英文别名：polytrimethylenecarbonate;1,3-Dioxan-2-one homopolymer

　　分子式：(C3H6O3)n

　　单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基，多个乳酸分子在一起，-OH与别的分子的-COOH脱水缩合，-COOH与别的分子的-OH脱水缩合，就这样，它们手拉手形成了聚合物，叫做聚乳酸。聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。聚乳酸改性塑料是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。

　　二

　　基本性能

　　聚乳酸改性塑料（H-[OCHCH3CO]n-OH）的热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，可用作包装材料、纤维和非织造物等，主要用于服装（内衣、外衣）、产业（建筑、农业、林业、造纸）和医疗卫生等领域。

　　1、物化性质

　　物理性能：

　　力学性能：

　　2、优点

　　（1）聚乳酸改性塑料是一种新型的生物降解材料，其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。

　　（2）机械性能及物理性能良好。聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛。

　　（3）相容性与可降解性良好。聚乳酸在医药领域应用也非常广泛，如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等，低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。

　　（4）聚乳酸改性塑料除了有生物可降解塑料的基本的特性外，还具备有自己独特的特性。传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。

　　（5）聚乳酸改性塑料和石化合成塑料的基本物性类似，也就是说，它可以广泛地用来制造各种应用产品。聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明度，和利用聚苯乙烯所制的薄膜相当，是其它生物可降解产品无法提供的。

　　（6）聚乳酸改性塑料具有最良好的抗拉强度及延展度，聚乳酸也可以各种普通加工方式生产。

　　（7）聚乳酸薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧二碳性，它也具有隔离气味的特性。

　　（8）当焚化聚乳酸时，其燃烧热值与焚化纸类相同，是焚化传统塑料（如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸绝对不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体。人体也含有以单体形态存在的乳酸，这就表示了这种分解性产品具有的安全性。

　　3、缺点

　　(1)聚乳酸中有大量的酯键,亲水性差,降低了它与其它物质的生物相容性;

　　(2)聚合所得产物的相对分子量分布过宽,聚乳酸本身为线型聚合物,这都使聚乳酸材料的强度往往不能满足要求,脆性高,热变形温度低(0146MPa负荷下为54℃),抗冲击性差;

　　(3)降解周期难以控制;

　　(4)价格太贵,乳酸价格以及聚合工艺决定了PLA的成本较高。

　　三、应用领域

　　1、包装

　　主要应用于包装袋、包装用膜、医用薄膜、泡沫塑料、餐具等等。

聚乳酸应用于包装与薄膜（图片来源于科碧恩）

　　PLA改性塑料具有光洁的表面和高度的透明度,因此可以在某些应用领域同聚苯乙烯和PET竞争。PLA已经应用于如水果蔬菜、鸡蛋、熟食和烘烤食品的硬包装。

聚乳酸应用于食品包装（图片来源于科碧恩）

　　目前大部分农用薄膜是由PE制成的，但若用PLA等可降解聚合物代替，既可降低环境问题，又可减少塑料薄膜损耗。

聚乳酸应用于农用膜（图片来源于巴斯夫）

　　2

　　纺织

聚乳酸应用于纺织领域（图片来源于科碧恩）

　　3

　　医疗

　　药物控制释放体系、骨科固定、组织吸附材料、手术缝合线、口腔固定材料、眼科材料

　　4

　　3D打印

用于3D打印的PLA线材（图片来源于科碧恩）

PLA应用于3D打印（图片来源于科碧恩）

　　5

　　其他耐用品（电子领域、汽车配件等）

　　经过改性后的聚乳酸PLA，可改善PLA的耐冲性、耐热性、刚性和阻燃性等性能。已广泛用于制造电脑部件、手提笔记本外壳、手机零部件、影碟机壳体、光盘及家电零部件、汽车配件等，PLA与其他树脂、无机材料等材料可进行多元共混复合，生产成具有物理性能优异的新的塑料“合金”，这些材料的特性在抗静电、尺寸稳定性、撕裂强度、压缩强度、拉伸强度、抗冲击强度等方面都具有优良的特性，是较为理想的新型环保合成材料。

聚乳酸应用于耐用品（图片来源于科碧恩）

聚乳酸/天然纤维复合材料在汽车配件领域的应用（图片来源于科碧恩）

聚乳酸泡沫材料应用在高端运动器材领域（图片来源于科碧恩）