在日本,PLA已通過抗黴性測試和食品(pǐn)衛(wèi)生法370號的衛生安全性確認。由於農林水產省和經濟產業省食(shí)堂中的食品(pǐn)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(zhǔ)要材料的實用性和再生性得(dé)到證實(shí),PLA今後(hòu)在食品器具和生鮮食(shí)品用發(fā)泡片材等方麵的發展十分值得期待(dài)。
因為聚(jù)乳酸(PLA)具有不對稱碳而具(jù)有光學活性,PLA也是由(yóu)L-單體,然後采用開環聚合製備聚乳酸,是目前最常用的試驗方法(fǎ)和工業製備方法,具體的材料來源、製備方法、應用領域和生物(wù)降解的循環如圖一所示。

聚乳酸綠色塑料的生物循環(huán)鏈 圖一
PLA是以澱粉發酵(jiào)發製得(dé)的L-乳酸為原料,再經化學聚合法合成的。所以是(shì)介於微生物產(chǎn)生類和化學合成類之間的高分子物質。玉米、馬鈴薯等的澱粉酶促(cù)進水解生成D-葡萄糖,再經乳(rǔ)酸發酵生成L-乳酸,然後再把L-乳酸加熱縮聚生成乳(rǔ)酸低聚物,再(zài)開環聚合(hé)成分子量30萬~90萬的聚L-乳酸,這種方法(fǎ)稱為L-丙交酯發,也是最常用的方法。但是最近也用(yòng)乳酸的直接脫水縮合(三井化學(xué)法)成功製備了分子量10萬(wàn)~20萬的PLA。

L-丙交(jiāo)脂法合成PLA 圖二(èr)
如圖所示,以玉米發酵合(hé)成PLA時各階段的理論收率。根據這個計算,大約10粒玉米可以合成PLA的(de)A4薄膜(mó)(約2g)一張。全世界的玉米產量為(wéi)5.5億噸,隻要把廢棄玉米中的一部分用來生產聚乳酸,就足以確(què)保產(chǎn)量(liàng)。

由於米合成PLA的(de)理論收率 圖三
PLA薄膜的拉伸強度及延伸率與PE幾乎(hū)相同。以(yǐ)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(hé)130%。但是問題在於PE熔點為264℃,而PLA隻有170℃。
從化學結構上推斷,由於出發(fā)單體上有不對稱碳原子,所以存在L-體和D-體兩種結構(gòu)類型,如圖所示。此前認為天(tiān)然存在(zài)的隻(zhī)有L-乳酸,但是最近也發現了可合成D-乳(rǔ)酸的微生物。L-乳酸合成的聚(jù)(L-乳酸)和D-乳酸合成的聚(D-乳酸(suān)),以1:1的比例在溶液或熔融狀態(tài)混合(hé)時,各自的分子鏈在結晶中(zhōng)交互定向,形成立體(tǐ)複合物。此立體複(fù)合物中,右螺旋3圈結構的左螺(luó)旋3圈結構在結(jié)晶中交互定向。熔(róng)點可達(dá)到230℃,遠(yuǎn)超(chāo)過均聚物的熔點(diǎn)(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。
本文(wén)標題:生物降解袋中的PLA是如何製得的? 網址:https://www.whstjq.com/ziliao/172.html
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