带你了解生物基材料PLA聚乳酸的前世今生

近年来对于传统石油基塑料制品的环保问题和使用限制，使得生物基材料市场迎来高速增长和消费者的青睐，其中pla（聚乳酸）作为目前应用广泛的生物基可降解材料，受到行业内外的热烈关注。

聚乳酸全名为 poly lactic acid (pla)，又名聚丙交酯（polylactide），是一种脂肪族聚酯。pla（聚乳酸）是一种新型的降解材料，可以通过从可再生植物中提取淀粉，再经过生物发酵制得乳酸，经过化学合成制备。由pla制成的产品在使用后可完全降解成co2和水，同时无毒、无刺激性，是被广泛认可的新型环保可降解材料。

聚乳酸pla具有以下的优点：

1.     无加工过的原材料，容易获得并且可再生，适合大规模集约化生产。

2.     pla具有与聚丙烯相似的力学性能，同时其光泽度、清晰度和加工性与聚苯乙烯相似，加工温度比聚烯烃低，可以通过注塑、挤出、吸塑、吹塑、纺丝等通用塑料的加工方法加工成各种包装材料、纤维和非织造物等，广泛应用于工业、农业、医疗和民用等领域。

3.     更好的生物相容性。其单体原料l-乳酸是人体内源性活性物质，聚乳酸制品对人体无毒，不排斥并可被人体吸收，能制成医用组织骨架材料和医药载体而安全地用于人体内，某些公司生产的pla还获得了美国fda认证。

4.     完全可降解性，埋入土壤中6-12个月即可降解成二氧化碳和水，重新友好地回到生态环境。

聚乳酸的前世今生

聚乳酸应用

pla制成的各种薄膜、片材、纤维经过热成型、纺丝等二次加工后得到的产品可以广泛应用于包装、服装、纺织、无纺布、农业、林业、医疗卫生用品等领域。经过改性的pla材料还可以作取代传统工程塑料应用于it、汽车等行业。

采用pla聚乳酸纤维制成的面料，具有与人体肌肤相近的弱酸性，天然亲肤、抑菌、抗螨，具有良好的悬垂性、导湿透气性、富有光泽及丝滑感，具有较好的抗紫外线功能，应用于内衣、运动休闲服饰、软体床品中具有显著优势。

聚乳酸通过挤出、注塑、吹塑等工艺，可制取家用塑料（杯、盘、盒、瓶等）；工业塑料（车、船、飞机内饰及零部件，家电外壳等）；薄膜塑料；医用材料（手术线、骨钉等）。聚乳酸安全无毒、生物相容性好，是具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解材料，也是3d打印的主要材料。

未来pla的改性研究进展

1.     降解性能

pla的可降解性能在实际应用中是一把双刃剑。pla本身在常温下较稳定，但在稍高温环境、酸碱环境或微生物环境中就容易迅速降解。影响pla降解的因素有聚合物本身的分子质量、结晶状态、微观结构、环境温湿度、ph值、光照时间和环境微生物。因此，当pla用于包装材料时，如果其降解周期控制不当，有可能会丧失包装材料应用的保护功效。因此，目前pla容器多应用在一次性使用或短期货架的食品包装上。在选择pla作为包装材料时，需要考虑产品的流通环境和货架寿命等因素来做出选择。

2.     阻隔性能

阻隔性，即阻隔气体和水蒸气透过的能力，也称为阻湿阻气性能，阻隔性对食品包装十分重要。例如真空包装、充气包装、气调包装都要求材料有足够良好的阻隔性；新鲜果蔬的自发式气调保鲜则要求材料对氧气和二氧化碳等气体有不同的透气性；防潮包装要求材料阻湿性好；防锈包装要求材料能够阻气和阻湿。

与高阻隔尼龙、聚偏二氯乙烯等相比，pla的氧气和水蒸气阻隔性较差，应用于包装时，对含油脂食品的保护性不够。因此纯pla不适合作为需要加热的食品包装材料。要考虑添加相应助剂提高pla的阻隔性能。

3.     耐热性能

聚乳酸（pla）的热稳定性能比较差，主要是因为聚乳酸（pla）结晶速率慢和结晶度低。非结晶 pla材料其热变形温度仅为 55 ℃左右。因此，未经过改性的聚乳酸材料吸管比较适合温饮和冷饮，耐受温度-10℃到50℃。但在更加广泛的使用环境中，一些热饮例如奶茶类饮品吸管、咖啡搅拌棒等，要求聚乳酸材料达到80℃或更高。

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