聚乳酸(以下简称PLA)材料是近年来刚刚开发的新型生物基塑料,常温下是一种硬而脆的透明材料,抗冲击性和柔韧性差,极大地限制了聚乳酸的广泛应用。
采用传统的石油基聚合物增韧聚乳酸会使共混物失去来源的可再生性和产物的可降解性,因此开发一种可与石油基增韧剂效果相媲美的生物基PLA增韧剂至关重要。
PLA是聚乳酸的英文简称,英文全称是Polylactic Acid 或 Polylactide,是 α-羟基丙酸缩合的产物,属于热塑性脂肪族聚酯的一种。
PLA材料合成工艺
1、PLA的单体原料制备
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。
2、PLA的聚合方法
PLA的合成主要有两种方法,分别是乳酸直接缩聚法和丙交酯开环聚合法(又叫二步法)。其中二步法最为常用,其过程是首先将乳酸进行减压蒸馏制得丙交酯(LA),再以丙交酯为单体,在引发剂、高温、高真空度的条件下反应数小时制得PLA。
PLA材料性能及加工工艺
PLA是浅黄色透明固体,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。
PLA的应用
聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料,适用于挤出、注塑、拉膜、纺丝等各种加工方法,加工方便,因此,可被应用于食品包装、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布、农用织物、3D打印等领域。
随着人们生活水平的不断提高,一些日常用品例如我们平常穿的鞋子给我们生活带来了便利的同时也引发了一系列的问题,由于鞋材料的主要成分塑料,传统塑料其由于其降解时间过长,会造成如环境污染,石油资源枯竭以及危害生态环境等。随着技术的发展,一些可降解材料被运用于鞋类制作中。
例如,聚乳酸材料与竹纤维的复合材料由于其来源于天然资源,具有完全生物降解特点,因此,成为新型环保鞋子的首选材料。但是,聚乳酸材料与竹纤维复合材料最大的缺点是脆性大、韧性较差及柔性差,因此,在鞋类产品的运用收到一定限制。
总之,聚乳酸PLA的环保属性与当今的环保意识相得益彰,未来,随着技术的进一步革新和环保意识的不断提高,聚乳酸PLA前景无限。
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