七种生物可降解材料-PLA（聚乳酸）

叶丹

经理

广州慧正智联科技有限公司

墙面漆工业涂料 PLA的热稳定性好，有好的抗溶剂性，机械性能及物理性能良好关键字：塑料弹性体

PLA（聚乳酸）：

虽然全球研发的生物降解塑料有几十种,但真正进入批量生产和工业化生产的品种其实并不多，而PLA是目前市场上应用最广泛的材料之一。

PLA的出现，最早是1932年由杜邦（Dupont）的科学家Wallace Carothers在真空中将乳酸进行直接缩合所得，由于产生的聚合物分子量低，同时生产成本过高，当时未能实现商业化生产。直到1987年食品公司Cargill开始投资研发新的聚乳酸制造过程，Cargill 于2001年与陶氏（Dow）合资成立NatureWorks，进行商业化生产聚乳酸，PLA才正式大量进入我们生活中的方方面面。PLA的单体原料是乳酸，它一般是将玉米等壳类作物碾碎后，从中提取淀粉，然后将淀粉制成未精化的葡萄糖。接着通过类似生产啤酒或酒精的方式来发酵葡萄糖，最终经过提纯工艺得到乳酸单体。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。

PLA的热稳定性好，有好的抗溶剂性，机械性能及物理性能良好，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由PLA制成的产品除能生物降解外，拥有良好的光泽性、透明度、透气性、抗拉强度及延展度（PLA是7种生物降解材料里面硬度最好的），是其被广泛应用的主要原因。

PLA行业应用

1、生物医学领域

在生物医学领域，PLA材料可以被用作药物运输材料、组织工程支架材料、骨修复材料等。医疗领域是 PLA 及其复合物较早开展应用的领域。目前已在骨外科、胸外科、颌面外科、肿瘤的靶向治疗等领域进行了广泛的基础研究和临床应用。

2、工业和农业领域

PLA的可塑性、耐热性和物理加工性能良好，可以将其加工成农用地膜，用来弥补传统地膜易碎且不可降解的缺陷，还可以将其加工成汽车行业的配件工程材料、建筑用绳索、农药化肥缓释材料等。

3、食品包装材料

PLA与聚乙烯（Polyethylene，PE）、聚氯乙烯（Polyvinyl chloride，PVC）、聚丙烯（Polypropylene，PP）等材料相比，具有良好的生物可降解性、优良的抑菌和抗霉特性。

以上提到很多PLA的优点和市场广泛认可应用，那么PLA作为一种机械性能及物理性能良好的生物降解材料，除了乳酸价格以及聚合工艺决定了PLA的成本较高以外，难道就没有什么缺点吗？

这里又不得不重提2021年1月1日的“禁塑令”，限制、禁止的只是不可降解塑料，“可降解塑料”作为替代品，因此政策得到了大面积推广。但从全世界的经验和共识来看，生物可降解塑料并不是什么黑科技，被我们丢到自然环境中就就会魔术般凭空消失。

参考下图PLA生态循环（重点在制品废弃后堆肥生物分解这个环节）

事实上，包括PLA以内的大部分生物可降解材料需要先进行配套的分类回收，然后在恒温恒湿严格控制的工业堆肥条件下进行后端处理才能达到降解的目的。然而我国目前是缺乏专业的工业堆肥设施，垃圾回收系统也尚在建设之中，那谁能保证这些需要专业设备处理才可能降解的塑料垃圾能被完全降解呢？

下图为有人做了一项为期两年的实验，将市场上的可降解塑料（大部分为PLA聚乳酸材料）放置在海水和家用堆肥设施中，结果表明绝大部分可降解塑料基本无法在自然环境中降解。图片从左至右依次为：全新生物塑料制品，在土壤中放置6个月，在土壤中放置12个月，在土壤中放置24个月，在海水中放置24个月之后生物塑料制品的状态。