聚乳酸(PLA)是一种新型的生物基可生物降解材料,由玉米、木薯等农作物糖化后,经微生物发酵产生的乳酸聚合而成,原料来源广泛且可再生。聚乳酸具有良好的生物降解性、生物相容性、热稳定性、抗溶剂性和易加工性等优点广泛应用于服装制造、建筑和医疗卫生等领域。
聚乳酸是一种自然界中广泛存在的有机酸,其生产工艺属于发酵工业。现代的发酵工业已将生物技术、基因工程、化学工程技术等进行融合,形成一个大工业体系。全球乳酸行业经过数十年发展,国内外生产技术成熟,产能规模较大。
在聚乳酸的生产方面,国内的聚乳酸行业起步较晚,但是随着国内技术的不断进步,也有一些企业逐步攻克了聚乳酸生产的技术难题,如中科新材一直致力于生产生物可降解材料及制品。
PLA用途广泛,未来可期
PLA的热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸,注射吹塑。
由聚乳酸制成的产品除能生物降解外,生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好,还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性,因此用途十分广泛,可用作包装材料、纤维和非织造物等,目前,主要用于日用品(吸管、包装、服装)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和生物医疗等领域。
吸管
PLA吸管实现对传统吸管的全面的替代,吸管成为2022年PLA最为成功的应用单品之一。据行业预测,即饮茶市场未来五年年均复合增长率约14%,到2025年规模将达到7845亿元,PLA吸管市场潜力将进一步被挖掘。
快递包装
到2022年底,北京、上海、江苏、浙江、福建、广东等地先行禁止使用不可降解的塑料包装袋、一次性塑料编织袋等,降低不可降解的塑料胶带使用量,快递包装行业有望成为未来主要的增量市场。
食品包装
PLA材料具有良好的透明度,耐热性和阻氧性能,适合用于食品包装。比如,PLA制成的透明包装盒可以用来包装水果、蔬菜等食品,能够有效保护食品的新鲜度和品质。此外,PLA材料还可以制作成一次性餐具,如餐盒、餐具、吸管等,可以替代传统的塑料餐具,减少对环境的污染。
纺织品
PLA材料可以与其他纤维材料混纺,制成生物降解性的纺织品。这些纺织品可以用来制作衣物、袋子、家居用品等。与传统的合成纤维相比,PLA纺织品对皮肤的刺激性更小,对环境的污染也更少。
农业领域
PLA材料也在农业领域得到了广泛应用。比如PLA材料可以制成农膜,用于农田覆盖,起到保温、保湿、抑草等作用。与传统的塑料农膜相比,PLA材料的农膜在使用后可以自然降解,不会对土壤造成污染。
3D打印
PLA材料是目前常用的3D打印材料之一,它具有良好的可塑性和成型性,可以通过3D打印技术制作出各种复杂的结构。3D打印中使用的PLA材料可以是纯PLA或者PLA与其他材料的混合物,可以只做出模型、零部件、工艺品等。
生物医疗
由于PLA材料具有良好的生物相容性和可降解性,被广泛应用于医疗器械领域。例如,PLA材料可以制成缝合线、骨钉、螺钉等,用于骨科手术中。在手术中,PLA材料会逐渐降解,不需要二次手术取出,减轻了患者的痛苦和恢复时间。
近年来,随着国内聚乳酸生产技术的不断突破,聚乳酸生产工艺在国内已不属难题。
中国PLA市场消费结构比较多元化,可以通过挤出、拉伸、纺丝、吹膜、注塑、吹塑、吸塑等成型工艺进行加工,应用到各个领域,是降解产品中应用比较全面的产品。PLA主要应用以吸管、餐具、3D打印、淋膜、包装袋、地膜、纤维等领域为主,其他领域如医疗、玩具、牙刷、包装膜等多产品也有相关研究及应用。
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