环境友好聚乳酸及其目前的发展状况1论文背景随着社会经济的发展，每年塑料的生产与使用量巨大。根据米兰尼奥特雷斯公司发布的统计数据，近年全球塑料的年生产量已突破2．2亿吨⋯，每年约产生8000万吨的塑料废弃物旧J。而这些绝大多数是非可降解的塑料，对环境污染严重。因此开发和生产环境友好型的生物可降毹塑料成为解决当前白色污染问题的策略之一。近年来，由于人们环保意识的不断提，生物降解塑料的市场需求量增长速度加快，根据美国BCC公司的研究报告，全球生物可降解塑料的年均增长率为17．3％旧J，市场前景广阔。因此分析和研究生物降解材料具有重要意义，其中之一为聚乳酸，其产品相对而言已经比较成熟了。2简介乳酸即2-羟基丙酸其分子：合成：聚乳酸是一种新型可生物降解材料。是以农作物发酵产物L-乳酸为单体聚合而成的一类聚合物，具有优异的可降解性能，使其生产和使用纳入自然界的循环系统，而不会给环境带来负面的影响。近10年来，发展迅速。虽然聚乳酸已吸引了全球的眼球，但聚乳酸的性价比低于石油基树脂是制约聚乳酸产业发展的关键因素，而且聚乳酸的耐热性、抗冲击性能较差，限制了其应用，而居高不下的价格市场难以接受。3基本性能及其主要影响因素熔点175～185℃,特性粘数IV0.2～8，玻璃化转变温度：60～65传热系数：0.025λ(w/m.k)，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。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。分子量的影响，一般分子量分布太窄对加工成型不利。分布过宽时，较低分子量则制品易老化、易起泡、强度低。较高分子量则熔体弹性增大，加工困难中等分布较合适。分子量1.5万～5.0万，用做胶粘剂或缓释药物5.0万～10万，可以制膜12万～22万，适用于纺织纤维在50万以上，骨固定材料。将粘均分子量分别为27900、23300、19400及15600的聚乳酸制成薄膜置于模拟体液中进行降解。如下图左右旋结构：其对性能的影响，左旋的L-PLA，半结晶高分子，能被人体完全代谢，无毒、无组织反应。右旋的D-PLA，半结晶高分子，机械强度较好，内消旋的D，L-PLA非结晶高分子，降解速度快，强度耐久性差。4优点其最大的特点是生物可降解，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境；传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料；相容性良好；机械性能及物理性能良好。5缺点病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面，故有安全及卫生的疑虑；聚乳酸中有大量的酯键、亲水性差，降低了它与其它物质的生物相容性；聚合所得产物的相对分子量分布过宽，,聚乳酸本身为线型聚合物，这都使聚乳酸材料的强度往往不能满足要求脆性高，抗冲击性差；降解周期难以控制；价格太贵,乳酸价格以及聚合工艺决定了PLA的成本较高。这都促使人们对聚乳酸的改性展开深入的研究。6由乳酸制聚乳酸合成工艺：6.1开环聚合法可分为两步第一步，乳酸脱水环化生成丙交酯；第二步，，由精制的丙交酯，在催化剂的作用下开环聚合制得较高分子量的聚乳酸：开环聚合易于控制、工艺成熟，并且合成出的聚乳酸分子量可以高达上百万，是目前合成聚乳酸的主要工业化生产路线。但这种合成方法的缺点是丙交酯作为反应中间产物需要用一定的有机溶剂不断结晶提纯、干燥，从而造成该方法操作复杂、工艺流程长、生产成本高，无法与通用塑料相竞争，影响聚乳酸及其衍生物产品的使用与推广。6.2直接缩聚法通过乳酸单体间的相互脱水、酯化，从而逐步缩聚成聚乳酸。反应方程式如下：直接缩聚法是通过乳酸单体间的相互脱水、酯化，逐步缩合生成聚乳酸。这种合成方法由于生产成本低、工艺过程简单、产量高等优点，受到越来越多的关注。但由于在乳酸的直接缩聚中存在丙交酯、水、聚酯以及乳酸等的平衡，使得反应得到的聚乳酸分子量较低。目前，还很难实现乳酸直接合成聚乳酸的工业化生产。7.改性7.1化学共聚改性PIA由聚乳酸、丙交酯或乙交酯缩聚而来，这些单体中的羧基、酯基易与羟基、氨基等基团产生缩合反应，因此在PLA的制备中添加含有这些官能的单体发生反应即可得到PLA衍生物。李甜甜等口3使用熔融共聚合法将LA与1，3-PBO直接熔融缩聚，得到了端羟基PLA预聚物，然后借鉴前期研究者利用异氰酸酯扩链的做法将该预聚物扩链，该研究预先将聚乙二醇(PEG)与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)缩合作为端异氰酸聚合物扩链剂。这样其分子量，拉伸强度增大，同时由于PEG链段的引入分子链柔性增大，测试表明其结晶度也降低了，这样扩链后的产物的柔韧性进一步增加。近期葡萄牙的MouraI等[5]利用EVA与