關于聚乳酸的那些事兒
來源: | 作者:hkw19e492文章內容取自于網絡 | 發布時間: 2018-10-30 | 450 次瀏覽 | 分享到:

聚乳酸是以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物,原料來源充分而且可以再生。聚乳酸的生產過程無污染,而且產品可以生物降解,實現在自然界中的循環,因此是理想的綠色高分子材料。

聚乳酸(H-[OCHCH3CO]n-OH)的熱穩定性好,加工溫度170~230℃,有好的抗溶劑性,可用多種方式進行加工,如擠壓、紡絲、雙軸拉伸,注射吹塑。由聚乳酸制成的產品除能生物降解外,生物相容性、光澤度、透明性、手感和耐熱性好,聚乳酸(PLA)還具有一定的抗菌性、阻燃性和抗紫外性,因此用途十分廣泛,可用作包裝材料、纖維和非織造物等,主要用于服裝(內衣、外衣)、產業(建筑、農業、林業、造紙)和醫療衛生等領域。

使用可再生的植物資源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。

市場應用
PLA有很多的應用,可以在擠出、注塑、拉膜、紡絲等多領域應用,具體如下:
⑴擠出級樹脂
擠出級樹脂是PLA的主要的市場應用,主要用于大型超市里新鮮蔬果包裝,該類包裝已成為歐洲市場鏈中的重要一員;其次用于一些宣揚安全、節能、環保的電子產品包裝上。在這些用途中PLA高透明度、高光澤度、高鋼性等優點體現得淋漓盡致,已經是PLA應用的主導方向。另外,擠出級樹脂在園藝上的應用也開始獲得重視,在斜坡綠化、沙塵暴治理等領域已有所應用。
然而,PLA的擠出加工卻并非易事,僅適合在一些先進的PET擠出成型機上進行加工,且擠出片材的厚度一般只在0.2-1.0mm范圍。加工過程對水 份含量及加工溫度尤其敏感,擠出加工時,一般要求其水份含量要小于50PPM,這對設備的干燥系統和溫控系統又提出了新的要求。加工過程中,如果沒有適宜的結晶設備,邊料的回收也是一大難題,這也正是市場上有大量PLA邊角料在流通的原因。
⑵注塑級樹脂
PLA的注塑的市場應用中,較為廣泛的是改性后的樹脂。盡管純PLA有著高透明度、高光澤度等優點,但是其硬而脆、加工難度大且不耐熱等缺點影響了它在注塑方面的應用。當然,化學、塑料工業界都一直致力解決這些問題。例如,利用BPM-500這種添加劑可以提高PLA的沖擊強度;加入少量一種名為Biomax Strong的乙烯基共聚物可以改進 PLA的韌性;與另一種生物降解樹脂PHA共混可以改善PLA的一些性能;另外,日本的科學家們則開發出了一種添加紙漿的耐熱PLA樹脂。通過以上一些方式改性后的聚乳酸制品犧牲了透明性,但是卻改進了聚乳酸在耐熱性、柔韌性、抗沖性等方面的缺陷,提高了其加工難易程度,因此應用范圍也得到了拓展。在海正的注塑級樹脂銷售中大約有70%為改性聚乳酸。
而整體上,相對高昂的成本是阻礙PLA在注塑市場上廣泛應用的最大原因。雖然純樹脂通過填充改性可以降低一些成本,但是在保證其性能的前提下,這一措施的作用也有限,如果需要在全生物降解這一前提之下改善PLA性能上的缺陷,比如耐熱性能,成本則更高。
⑶其他牌號樹脂
雙向拉伸膜是目前為止應用最成功的PLA膜,經過雙向拉伸并熱定型的PLA膜耐熱溫度可提高到90℃,正好彌補了PLA不耐高溫這一缺陷。通過對雙向拉伸取向及定型工藝的調整,還可以控制BOPLA膜的熱封溫度在70~160℃。這一優勢是普通BOPET所不具備的。另外,BOPLA膜透光率達到94%,霧度極低,表面光澤度也非常好,該類膜可用于鮮花包裝、信封透明窗口膜、糖果包裝等等。
PLA無紡布中已經有應用的是紡粘無紡布,因為中國限塑令的實施,這一無紡布在用于購物袋的制作上較為熱門。而吹膜、淋膜這兩個領域則因為PLA本身的一些特性缺陷,應用情況還在進一步探索中,一些成功的應用案例是將PLA改性后使用。
[4]心臟支架
可溶性聚乳酸支架旨在吸收現有器械的好處,而又不像金屬支架那樣留下“金屬蜘蛛”,這種“蜘蛛圖像”會出現在對病人拍攝X光片時,此時病人的冠狀動脈完全支架化了。現有的支架不會收縮,并且不會隨著動脈的自然運動而擴張。金屬支架可引發致命的血栓,并且有可能會對未來的檢測和手術產生干擾。

優點
聚乳酸的優點主要有以下幾方面:
⑴聚乳酸(PLA)是一種新型的生物降解材料,使用可再生的植物資源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料經由糖化得到葡萄糖,再由葡萄糖及一定的菌種發酵制成高純度的乳酸,再通過化學合成方法合成一定分子量的聚乳酸。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,最終生成二氧化碳和水,不污染環境,這對保護環境非常有利,是公認的環境友好材料。關愛地球,你我有責。世界二氧化碳排放量據新聞報道在2030年全球溫度將升至60℃,普通塑料的處理方法依然是焚燒火化,造成大量溫室氣體排入空氣中,而聚乳酸塑料則是掩埋在土壤里降解,產生的二氧化碳直接進入土壤有機質或被植物吸收,不會排入空氣中,不會造成溫室效應。
⑵機械性能及物理性能良好。聚乳酸適用于吹塑、熱塑等各種加工方法,加工方便,應用十分廣泛。可用于加工從工業到民用的各種塑料制品、包裝食品、快餐飯盒、無紡布、工業及民用布。進而加工成農用織物、保健織物、抹布、衛生用品、室外防紫外線織物、帳篷布、地墊面等等,市場前景十分看好。
⑶相容性與可降解性良好。聚乳酸在醫藥領域應用也非常廣泛,如可生產一次性輸液用具、免拆型手術縫合線等,低分子聚乳酸作藥物緩釋包裝劑等。
⑷聚乳酸(PLA)除了有生物可降解塑料的基本的特性外,還具備有自己獨特的特性。傳統生物可降解塑料的強度、透明度及對氣候變化的抵抗能力皆不如一般的塑料。
⑸ 聚乳酸(PLA)和石化合成塑料的基本物性類似,也就是說,它可以廣泛地用來制造各種應用產品。聚乳酸也擁有良好的光澤性和透明度,和利用聚苯乙烯所制的薄膜相當,是其它生物可降解產品無法提供的。
⑹聚乳酸(PLA)具有最良好的抗拉強度及延展度,聚乳酸也可以各種普通加工方式生產,例如:熔化擠出成型,射出成型,吹膜成型,發泡成型及真空成型,與廣泛使用的聚合物有類似的成形條件,此外它也具有與傳統薄膜相同的印刷性能。如此,聚乳酸就可以應各不同業界的需求,制成各式各樣的應用產品。
⑺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。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面,故有安全及衛生的疑慮,然而,聚乳酸是唯一具有優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,是焚化傳統塑料(如聚乙烯)的一半,而且焚化聚乳酸絕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存在的乳酸,這就表示了這種分解性產品具有的安全性。

SPI標識
由美國塑料工業協會(Society of Plastics Industry,SPI)規定聚乳酸的數字標識碼為“7”。在比利時已經開始作為試點國家使用循環利用聚乳酸。聚乳酸的循環使用與其他聚合物不太相同的是,廢舊的聚乳酸塑料會被收集在特殊的容器中,通過熱解、水解等方法降解成為小分子單體,再通過生產商將單體乳酸合成為具有一定性能的聚乳酸原材料,再次進入市場使用。



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