新型生物降解塑料聚乳酸论文.doc

表1 乳酸纤维与其他纤维素材的环境影响和燃烧特性 素材 原料 二氧化碳排放量（CO2Kg／t） 燃烧热 （Kcal/kg） 限氧指数 （LOI） 原料～树脂 焚烧时 合计 聚丙烯纤维 聚酯纤维 粘胶纤维 聚乳酸纤维 石油 石油 植物 植物 1891 4143 13030 1820 3200 2300 1650 1830 5091 6443 14680 3650 10500 5500 4500 4500 ?C 21 18 24～29 注：粘胶纤维的二氧化碳排放量数据是依据采用相同粘胶法生产的粘胶薄膜玻璃纸的数据，粘胶纤维的燃烧热为木材数据。 新型生物降解塑料－聚乳酸 摘要：本文主要简述了新型生物降解塑料聚乳酸的发展背景与发展历史，重点介绍了聚乳酸的合成方法，对聚乳酸在使用方面中的优缺点做简单的概述，并阐述了聚乳酸的发展前景与在各个领域中的应用方向和主导作用。 关键词：聚乳酸、直接法、间接法、发展 发展背景： 塑料是以树脂为主要成分，在一定温度和压力下塑造成一定形状，并在常温下能保持既定形状的有机高分子材料。早在19世纪以前，人们就已经开始利用沥青、松香、琥珀、虫胶等天然树脂。1869年将天然纤维素硝化，用樟脑作增塑剂制成了世界上第一个塑料品种，称为赛璐珞。1872年，德国化学家拜尔（A.Bayer）发明了第一种完全由人工合成的塑料－酚醛塑料。到20世纪20～30年代，相继出现了醇酸树脂、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯类、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料品种。40年代以来，随着科学技术和工业的发展，石油资源的广泛开发利用，塑料工业获得迅速发展。品种上又出现了聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯、氟塑料、环氧树脂、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亚胺等。 塑料的性能特点有：质轻、比强度、比刚性高。抗化学药品性好。优异的电绝缘性能。绝热性和耐高温烧蚀性能优良优良的消声和减震性能。有些塑料具有优良的透光性。有些塑料具有一些可贵的特殊性能（导电、导磁、离子交换、感光性等） 塑料工业发展的环保瓶颈: 混入生活垃圾中的废旧塑料很难处理，填埋处理将会长期占用土地，混有塑料的生活垃圾不适用于堆肥处理，废旧塑料分拣回收难度很大。废旧塑料混在土壤中，影响农作物吸收养料和水分，将导致农作物减产….在自然条件下，合成塑料的降解需要数百甚至上千年。目前，绝大多数塑料的原料来自于石油及其副产品。石油的开采使用虽然成就了今日的社会文明，但也带来人类的环境灾难，大量的CO2造成温室效应、全球变暖、气候变迁、环境污染。 在这种大背景下，开发使用环境友好型的生物降解塑料正日益成为整个社会的共识！目前聚乳酸（PLA）在生物降解塑料市场中占据最重要地位，是唯一可以与传统塑料竞争的生物降解塑料品种。 聚乳酸(PLA)的定义 聚乳酸纤维（PLA）的生产原料乳酸是从玉米淀粉中制得，所以也将这种纤维称为玉米纤维。是生物体(包括人体)中常见的天然化合物。通过乳酸环化二聚物的化学聚合或乳酸的直接聚合可以得到高分子量的聚乳酸。以聚乳酸为原料得到的制品，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，以及很好的生物降解性，并且在可降解热塑性高分子材料中PLA具有最好的抗热性。 PLA的聚合方法 聚乳酸属于脂肪族聚酯,是一种重要的可生物降解的聚合物,其最终降解产物是二氧化碳和水,中间产物乳酸也是体内正常的糖代谢产物,对人体无害,具有良好的生物相容性。聚乳酸现已成为生物降解医用材料领域中最受重视的材料之一。1995年美国食品与药品管理局(FDA)批准聚乳酸及其衍生物可用于临床。目前,聚乳酸已被广泛应用于药物控制释放材料、免拆手术缝合线和注射用微胶囊、埋植剂、骨材料、眼科材料等。此外,聚乳酸还可用于农业、包装材料、日用杂品等领域。随着聚乳酸应用领域的不断扩大,人们希望制备性能优良的相对分子质量高的聚乳酸。聚乳酸的合成研究始于20世纪40年代,当时多由乳酸直接脱水聚合得到低相对分子质量的聚乳酸,由于机械性能不高而未引起人们的注意。从1954年Lowe C·E·等、探讨乳酸聚合至今,人们对于聚乳酸合成方法进行了更多的研究,逐步得出了两条主要路线,即直接法和间接法。 一、直接法 其中直接法是通过乳酸分子间脱水、酯化、逐步缩聚成聚乳酸。反应途径如下式: 此反应可逆,由反应聚合度DP的计算公式DP=(K/nw)1/2,(式中K为反应平衡常数,nw为残留水分),可以看出,在一定温度下,K为常数,只有降低水分子的含量,才能提高聚合度,反应中微量的水分都可能使聚乳酸的相对分子质量明显降低。通入惰性气体、增加真空度、提高温度以及延长反应时间等都将有利于小分子水的排出。此外,在聚合反应后期,若温度较高,聚合物会降解生成丙交酯,从而限制聚乳酸相对分