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聚乳酸生產(chǎn)是以乳酸為原料,傳統(tǒng)的乳酸發(fā)酵大多用淀粉質(zhì)原料,目前美、法、日等國(guó)家已開(kāi)發(fā)利用農(nóng)副產(chǎn)品為原料發(fā)酵生產(chǎn)乳酸,進(jìn)而生產(chǎn)聚乳酸。
由乳酸制聚乳酸生產(chǎn)工藝有:
方法⑴直接縮聚法
縮聚法就是把乳酸單體進(jìn)行直接縮合,也稱一步聚合法。在脫水劑的存在下, 乳酸分子中的羥基和羧基受熱脫水, 直接縮聚合成低聚物。加入催化劑, 繼續(xù)升溫, 低相對(duì)分子質(zhì)量的聚乳酸聚合成更高相對(duì)分子量的聚乳酸。
日本的科學(xué)家們則開(kāi)發(fā)出了一種添加紙漿的耐熱PLA樹(shù)脂。通過(guò)以上一些方式改性后的聚乳酸制品犧牲了透明性,但是卻改進(jìn)了聚乳酸在耐熱性、柔韌性、抗沖性等方面的缺陷,提高了其加工難易程度,因此應(yīng)用范圍也得到了拓展。由乳酸制聚乳酸生產(chǎn)工藝有:二步法使乳酸生成環(huán)狀二聚體丙交酯,再開(kāi)環(huán)縮聚成聚乳酸。在海正的注塑級(jí)樹(shù)脂銷售中大約有70%為改性聚乳酸。
而整體上,相對(duì)高昂的成本是阻礙PLA在注塑市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的i大原因。DuPontTate&LyleBioPrroucts將使用自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的發(fā)酵和凈化工藝,在即將建于美國(guó)田納西州的工廠用玉米生產(chǎn)丙二醇,這個(gè)新的部門預(yù)期在2006年投入運(yùn)行。雖然純樹(shù)脂通過(guò)填充改性可以降低一些成本,但是在保證其性能的前提下,這一措施的作用也有限,如果需要在全生物降解這一前提之下改善PLA性能上的缺陷,比如耐熱性能,成本則更高。
生物降解材料的降解性能
生物降解材料的降解性能,對(duì)生物降解材料的降解性能的測(cè)試目前還沒(méi)有制訂統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),可采用包括被美國(guó)材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(ASTM)采納或準(zhǔn)備采納的方法作為標(biāo)準(zhǔn)的方法,通過(guò)生物化學(xué)和微生物的實(shí)驗(yàn)手段來(lái)評(píng)價(jià)的主要方法有下列幾種。土埋法,土埋法有室外土埋法和室內(nèi)土埋法兩種,其微生物源主要是土壤中的微生物群,經(jīng)一定時(shí)間后,取出試樣測(cè)定其失重、機(jī)械性能變化,或用電子顯微鏡確定其被土壤中微生物侵襲的狀況。PLA來(lái)源于可再生生物質(zhì),具有優(yōu)異的生物降解性,廢棄后能被土壤中的微生物完全降解,生成CO2和水,對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染。優(yōu)點(diǎn)是能反映出自然環(huán)境條件下的生物分解性能;缺點(diǎn)是試驗(yàn)周期長(zhǎng),試驗(yàn)結(jié)果因土質(zhì)不同而不同,重復(fù)性差。
應(yīng)用領(lǐng)域
玩具填充物
PLA玩具填充料專用纖維,不同的細(xì)度長(zhǎng)度,螺旋型立體卷曲結(jié)構(gòu),具有高中空、高蓬松、高回彈的中空纖維。
天然自熄性,不易i燃,減少兒童玩耍中的危險(xiǎn)性。
蓬松度好,手感爽滑,抗紫外線、對(duì)皮膚的低過(guò)i敏性。
被服填充物
抑制螨蟲(chóng),具有防螨效果
PLA纖維兼具保暖和透氣的特點(diǎn),超過(guò)PET纖維的透氣性能和舒適性。
天然自熄性,不易i燃。
蓬松度好,手感爽滑、抗紫外線、對(duì)皮膚的低過(guò)i敏性。