聚乳酸(PLA) 是一种生物基可降解聚酯类聚合物，由多个乳酸单体分子聚合而成，是一种具有高强度、高模量、良好的成型加工性的透明环境友好生物材料，在各个领域有着巨大的使用价值。因为，乳酸分子中含有一个不对称碳原子，具有旋光性，因此，PLA可分为右旋聚乳酸(PDLA)、左旋聚乳酸(PLLA)、外消旋聚乳酸(PDLLA)。
聚乳酸是一种半结晶型聚合物，结晶度能在很大程度上影响PLA的物理性能、力学性能以及降解性能，在上述三类中，PLLA 和 PDLA是等规立构的半结晶聚合物，具有较高的拉伸强度，但断裂伸长率低、冲击韧性差、降解吸收速度慢；间规立构的 PDLLA通常呈无定形态，其拉伸强度略低于前两者，但降解速度快。
对于材料而言，PLA的可降解性是一把双刃剑，既要能完全降解，在使用过程中以及废弃以后不对环境增加负担；又要求其不能降解的太快，要保证其作为材料所必须具有的使用生命周期。因此，聚乳酸材料的降解问题成为学科界的一项重大关注，如何通过研究降解机理和影响因素，调节改性方法来控制其降解速率是值得重点关注及研究的。
PLA 的降解机制主要有 4 种：体内降解、紫外降解、热降解、微生物降解。
本文重点介绍PLA 4种降解类型的降解机理。
1、体内降解机理
聚乳酸具有极高的生物安全性，医疗应用领域也是其最早的应用领域之一，PLA也能在生物体内完全降解。
根据文献报道，聚乳酸在生物体内的降解可由酶或其它化学因素的单独或复合作用所导致的化学键断裂而引起。生物体内是一个水介质环境，PLA在水的作用下，分解为乳酸小分子，乳酸分子在氧化型辅酶 I(NAD)的作用下降解为丙酮酸酯和 H+，此时在先后受到酶和柠檬酸钠盐的作用后，体系释放出大量能量，形成 H2O和CO2小分子。
还原型辅酶I(NADH)产生于糖酵解和细胞呼吸的柠檬酸循环，柠檬酸钠水溶液具有微碱性，而碱性的溶液对于PLA降解更有利，并且柠檬酸钠无毒且具有生物降解性。
2、紫外降解机理
传统农用塑料薄膜是由聚丙烯(PP)制得，由于PP具有不可降解性，会严重污染环境，用PLA 替代可以减少对环境的污染。由于PLA的优异降解性，使得PLA农业地膜被广泛应用，但正因为其不易控制的降解性，当地膜在太阳光照的暴晒下，受到紫外线的影响，紫外线的高能量使其发生降解，逐渐老化，性能下降，使用期限缩短。
因此，了解聚乳酸紫外降解机理，可以对调节聚乳酸降解性能，以及PLA在农地膜领域的推广提供帮助。
根据光波波长的长短，PLA会发生不同的降解反应，从而造成不同的降解速率和降解机理。在较短波长的光照下, PLA的降解主要是Norrish I或Norrish II 反应，但当PLA 处于波长大于 300 nm 的光照下时，PLA就会发生降解反应。
在紫外光的照射下或通过热分解，杂质会形成能与PLA 进行反应的自由基，该种自由基会夺走PLA的H原子，使PLA生成自由基并进一步反应生成过氧化自由基，而过氧化基又会继续夺取 PLA 中的 H 原子，发生链传递反应，由于过氧化氢物极不稳定，易分解形成羟基和烷氧基，烷氧基是光氧降解的中间体，经过几种不同方式的断裂分解，形成小分子化合物，从而达到降解的结果。
3、热降解机理
PLA拥有良好的结晶透明性，扭曲保持性，可印刷性等优良特性，使其在食品包装领域大放异彩。PLA在食品包装领域主要面临的问题就是热降解问题，若想在食品包装领域发挥其更大的效益，还需优化其热降解性能。
PLA 是一种线性脂肪族聚酯，其主链中的酯基易发生水解反应，在水分子和热能的作用下，酯基断裂，导致PLA 大分子链断裂生成较低分子量的聚合物碎片。同时，水解过程中会产生催化水解反应的进行的含羧基的聚合物，从而形成自催化体系，进而提高PLA的水解速率，加快其降解。
PLA 热氧降解反应是在热和氧的作用下，PLA 材料发生了自由基反应和非自由基反应导致PLA 性能下降。其中非自由基反应包括酯交换、顺式消除和断裂等反应。
酯交换反应既可发生在分子间又可发生在分子内：分子内酯交换反应的最终结果是PLA的分子量降低和分子量分布变宽，其原因是PLA在热的作用下分子链内发生反应会生成分子量较低的聚合物；而分子间酯交换反应的最终结果是 PLA 分子量分布变化，是由于不同PLA分子链中的酯基发生断裂并交换了自由基导致的
据研究显示，PLA 的热降解主反应是分子内酯交换反应。基于分子链末端羟基的分子内酯交换反应称之为开链解聚反应，该反应产物有丙交酯、环状低分子量聚合物等。
4、微生物降解机理
一次性塑料制品，膜袋也是PLA主要的应用领域，当一次性PLA制品在废弃后，可以很快被土壤中的微生物分解，而且其降解过程无毒无害，产生的能量和小分子又能促进生物生长，是一种良性循环。
PLA 的生物降解，是指在一定的时间和一定的温度、湿度条件下，被微生物以及其分泌物酶促作用下降解成 H2O 和 CO2 等无机小分子的过程，酶促降解比水解降解更快。
对于 PLA 微生物降解机制有两种解释：第一种解释是，作为酯类聚合物，PLA 酯基破坏，发生断链反应，得到较低分子量的PLA，这些低分子量的PLA在酶的作用下，降解生成H2O和CO2；第二种解释是，当PLA会在其相对分子质量下降到一定值后变脆，当低于 1 万g/mol时，得到大小形状存在差异的分子碎片，再由微生物代谢作用代谢为 H2O 和CO2释放。
总之，在酶的作用下，PLA解聚形成乳酸，通过微生物的呼吸、尿液和粪便以无机小分子形式排出体外。
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