探索聚乳酸（PLA）的生物降解特性，生物降解材料的綠色創(chuàng)新

聚乳酸(PLA)是一種以可再生植物資源(如玉米、秸稈)為原料，經(jīng)糖化、發(fā)酵、聚合而成的新型生物基可降解材料。作物中的淀粉、纖維素、半纖維素等多糖通過(guò)各種生物酶的作用分解為葡萄糖等單糖。然后，通過(guò)生物發(fā)酵技術(shù)，利用微生物(如乳酸菌)發(fā)酵，代謝乳酸，經(jīng)過(guò)凈化處理后制成高純度L-乳酸；利用化學(xué)合成技術(shù)，將高純度L-乳酸聚合成高分子量聚乳酸。

聚乳酸(PLA)的起源可以追溯到1932年，當(dāng)時(shí)杜邦(Dupont)的科學(xué)家WallaceCarothers試圖在真空中聚合乳酸，但是由于產(chǎn)品分子量小，成本高，這項(xiàng)技術(shù)沒(méi)有商業(yè)化。直到1987年，食品公司Cargill開(kāi)始探索PLA的新生產(chǎn)方法，并于2001年與陶氏合資成立NatureWorks，進(jìn)行聚乳酸商業(yè)化生產(chǎn)，聚乳酸(PLA)開(kāi)始逐漸進(jìn)入我們生活的方方面面。

近年來(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高和各地限塑禁塑政策的實(shí)施，生物基可降解材料行業(yè)也在不斷發(fā)展，其中聚乳酸(PLA)的研究和下游應(yīng)用的擴(kuò)展也越來(lái)越引人注目，越來(lái)越成為應(yīng)用開(kāi)發(fā)最全面、性能最好、應(yīng)用前景最廣闊的生物基可降解材料之一。

在環(huán)保政策不斷加強(qiáng)、各種生物基可降解材料層出不窮、競(jìng)爭(zhēng)激烈的背景下，可能有五個(gè)原因?qū)е?/span>PLA頻繁出圈。

良好的加工性能

聚乳酸具有良好的加工性能和廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)石油基塑料一樣，聚乳酸可以通過(guò)擠出、拉伸、吹塑、吸塑、吹膜、淋膜、發(fā)泡、紡絲等工藝制成不同的產(chǎn)品。加工溫度低，加工過(guò)程中不需要添加任何添加劑，生產(chǎn)成本低。

優(yōu)良的可降解性能

PLA在常溫下相對(duì)穩(wěn)定，但在稍高的溫度環(huán)境、酸堿環(huán)境和微生物環(huán)境中很容易迅速降解為CO2和水。因此，PLA產(chǎn)品可以在有效期內(nèi)安全使用，廢棄后可以及時(shí)降解。

安全的生物相容性

在生物體(包括人)代謝途徑中，PLA合成單體L-乳酸是一種常見(jiàn)的化學(xué)物質(zhì)，其中還含有能代謝L-乳酸的酶，因此PLA具有很高的生物安全性，也有研究人員對(duì)PLA動(dòng)物進(jìn)行了植入試驗(yàn)，研究表明，PLA對(duì)動(dòng)物體無(wú)毒，并能在生物體內(nèi)完成降解。

環(huán)保型綠色低碳材料

PLA的原料來(lái)源于光合作用產(chǎn)生的可再生淀粉原料(玉米、木薯、甘蔗等)。)，可以實(shí)現(xiàn)“種植固碳一發(fā)酵排碳一分解排碳”的自閉環(huán)系統(tǒng)，可以大大減少目前石油路線生產(chǎn)塑料的碳排放。因此，在全球“碳戰(zhàn)略”的背景下，PLA與傳統(tǒng)石化原料生產(chǎn)的樹(shù)脂相比具有“碳優(yōu)勢(shì)”。

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