聚乳酸(PLA)以玉米、木薯等農(nóng)作物為原料,經(jīng)微生物發(fā)酵、提取制得乳酸,再經(jīng)過(guò)精制、脫水低聚、高溫裂解、聚合而成。聚乳酸是新型生物降解材料,具有良好生物相容性和可降解性,廣泛應(yīng)用于包裝、醫(yī)療和3D打印等領(lǐng)域。聚乳酸(PLA)的生產(chǎn)成本高、原料供應(yīng)不穩(wěn)、市場(chǎng)認(rèn)知度低和技術(shù)瓶頸是挑戰(zhàn)。發(fā)展方向包括技術(shù)創(chuàng)新、原料多元化、產(chǎn)品多樣化和市場(chǎng)推廣,政策支持也很重要。
聚乳酸(PLA)具有優(yōu)異的生物降解性,能被土壤中的微生物完全降解,生成CO2和水,對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染。聚乳酸(PLA)兼具良好的機(jī)械性能和透明光澤性,收縮率低,被廣泛用于制作包裝材料、一次性餐具、家電外殼、纖維、3D耗材等。
隨著限塑令的加強(qiáng)推進(jìn),可降解塑料市場(chǎng)規(guī)模急劇膨脹。聚乳酸(PLA)作為一種發(fā)展成熟的可降解塑料占據(jù)了極其重要的地位。
聚乳酸(PLA)的力學(xué)性能與聚丙烯相似,可以在某些領(lǐng)域代替PP和PET??梢酝ㄟ^(guò)通用塑料的加工方法進(jìn)行加工。如注塑、擠出、吸塑、吹塑、紡絲等成型加工技術(shù)。
但是,聚乳酸(PLA)最大的硬傷就是耐熱性較差,即使在60℃左右,普通的聚乳酸餐具也會(huì)變軟。不過(guò)部分改性聚乳酸已經(jīng)克服了這項(xiàng)缺點(diǎn),有的改性品種長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)到120攝氏度。聚乳酸(PLA)還有容易水解和沖擊性能較差的缺點(diǎn),在加工過(guò)程中需要注意。
聚乳酸的制造過(guò)程中通常采用哪些原料?
聚乳酸(PLA)的制造過(guò)程主要采用以下幾種原料:
1、淀粉質(zhì)原料:傳統(tǒng)的乳酸發(fā)酵過(guò)程通常使用淀粉質(zhì)原料,如玉米、小麥等殼類作物。這些作物經(jīng)過(guò)碾碎提取淀粉,然后轉(zhuǎn)化為葡萄糖,作為發(fā)酵的起始物質(zhì)。
2、農(nóng)副產(chǎn)品:隨著技術(shù)的發(fā)展,一些國(guó)家已經(jīng)開始利用農(nóng)副產(chǎn)品作為原料生產(chǎn)乳酸,進(jìn)而生產(chǎn)聚乳酸。這些農(nóng)副產(chǎn)品包括甘蔗、甜菜等,它們同樣可以通過(guò)發(fā)酵過(guò)程轉(zhuǎn)化為乳酸。
3、乳酸:無(wú)論是淀粉質(zhì)原料還是農(nóng)副產(chǎn)品,最終都通過(guò)微生物發(fā)酵過(guò)程轉(zhuǎn)化為乳酸。乳酸是聚乳酸生產(chǎn)的直接原料,通過(guò)化學(xué)合成方法可以合成一定分子量的聚乳酸。
在聚乳酸的合成過(guò)程中,還會(huì)涉及到一些輔助材料和催化劑,以促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行和提高產(chǎn)品的質(zhì)量。例如,在直接縮聚法中,會(huì)使用脫水劑幫助乳酸分子中的羥基和羧基發(fā)生脫水反應(yīng),形成低聚物,然后,加入催化劑繼續(xù)加熱,使低相對(duì)分子質(zhì)量的聚乳酸聚合成更高相對(duì)分子質(zhì)量的聚乳酸。在二步法中,乳酸首先形成環(huán)狀二聚體丙交酯,然后開環(huán)縮聚成聚乳酸,這個(gè)過(guò)程也需要使用催化劑。
聚乳酸的制造過(guò)程主要采用淀粉質(zhì)原料或農(nóng)副產(chǎn)品作為原料,通過(guò)微生物發(fā)酵轉(zhuǎn)化為乳酸,再通過(guò)化學(xué)合成方法得到聚乳酸。在這個(gè)過(guò)程中,還會(huì)使用一些輔助材料和催化劑來(lái)促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行和提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
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