聚乳酸(以下簡稱PLA)材料是近年來剛剛開發(fā)的新型生物基塑料,常溫下是一種硬而脆的透明材料,抗沖擊性和柔韌性差,極大地限制了聚乳酸的廣泛應(yīng)用。
采用傳統(tǒng)的石油基聚合物增韌聚乳酸會(huì)使共混物失去來源的可再生性和產(chǎn)物的可降解性,因此開發(fā)一種可與石油基增韌劑效果相媲美的生物基PLA增韌劑至關(guān)重要。
PLA是聚乳酸的英文簡稱,英文全稱是Polylactic Acid 或 Polylactide,是 α-羥基丙酸縮合的產(chǎn)物,屬于熱塑性脂肪族聚酯的一種。
PLA材料合成工藝
1、PLA的單體原料制備
PLA的單體原料是乳酸,它一般是將玉米等殼類作物碾碎后,從中提取淀粉,然后將淀粉制成未精化的葡萄糖。接著通過類似生產(chǎn)啤酒或酒精的方式來發(fā)酵葡萄糖,最終經(jīng)過提純工藝得到乳酸單體。
2、PLA的聚合方法
PLA的合成主要有兩種方法,分別是乳酸直接縮聚法和丙交酯開環(huán)聚合法(又叫二步法)。其中二步法最為常用,其過程是首先將乳酸進(jìn)行減壓蒸餾制得丙交酯(LA),再以丙交酯為單體,在引發(fā)劑、高溫、高真空度的條件下反應(yīng)數(shù)小時(shí)制得PLA。
PLA材料性能及加工工藝
PLA是淺黃色透明固體,熱穩(wěn)定性好,加工溫度170~230℃,有好的抗溶劑性,可用多種方式進(jìn)行加工,如擠壓、紡絲、雙軸拉伸,注射吹塑。
PLA的應(yīng)用
聚乳酸(PLA)是一種新型的生物降解材料,適用于擠出、注塑、拉膜、紡絲等各種加工方法,加工方便,因此,可被應(yīng)用于食品包裝、快餐飯盒、無紡布、工業(yè)及民用布、農(nóng)用織物、3D打印等領(lǐng)域。
隨著人們生活水平的不斷提高,一些日常用品例如我們平常穿的鞋子給我們生活帶來了便利的同時(shí)也引發(fā)了一系列的問題,由于鞋材料的主要成分塑料,傳統(tǒng)塑料其由于其降解時(shí)間過長,會(huì)造成如環(huán)境污染,石油資源枯竭以及危害生態(tài)環(huán)境等。隨著技術(shù)的發(fā)展,一些可降解材料被運(yùn)用于鞋類制作中。
例如,聚乳酸材料與竹纖維的復(fù)合材料由于其來源于天然資源,具有完全生物降解特點(diǎn),因此,成為新型環(huán)保鞋子的首選材料。但是,聚乳酸材料與竹纖維復(fù)合材料最大的缺點(diǎn)是脆性大、韌性較差及柔性差,因此,在鞋類產(chǎn)品的運(yùn)用收到一定限制。
總之,聚乳酸PLA的環(huán)保屬性與當(dāng)今的環(huán)保意識(shí)相得益彰,未來,隨著技術(shù)的進(jìn)一步革新和環(huán)保意識(shí)的不斷提高,聚乳酸PLA前景無限。
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