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聚乳酸

文章来源:[SouVR.com]网络收集整理 作者:Frank/Tracy 发布时间:2010年06月02日 点击数: 字号:
脱去反应中的水;通过蒸馏提纯得到的乳酸乙酯,在辛基锡存在下于160℃缩聚乳酸乙酯,并脱去乙醇。将得到的反应液于200℃下蒸馏得到乳酸,产率为99.2%。在辛基锡存在下聚合乳酸制得乳酸。 NATL INST OF ADVANCED INDUSTRIAL SCIENCE TECHNOLOGY METI、 KONAN KAKO KK和 TOKIWA YUTAKA2001年8月21日公开的日本专利JP2001224392,报道了采用水解酶代替有机金属催化剂制备聚乳酸。


四、聚乳酸的市场应用

  PLA最大的制造商是美国NatureWorks公司,其次是中国的海正,他们目前的产量分别是7万吨和5千吨。PLA有很多的应用,可以在挤出、注塑、拉膜、纺丝等多领域应用,具体如下:

(1)挤出级树脂的市场应用

  挤出级树脂是PLA的主要用途,主要用于大型超市里新鲜蔬果包装,该类包装已成为欧洲市场链中的重要一员;其次用于一些宣扬安全、节能、环保的电子产品包装上。在这些用途中PLA高透明度、高光泽度、高钢性等优点体现得淋漓尽致,目前已经是PLA应用的主导方向。另外,挤出级树脂在园艺上的应用也开始获得重视,目前在斜坡绿化、沙尘暴治理等领域已有所应用。   然而,PLA的挤出加工却并非易事,仅适合在一些先进的PET挤出成型机上进行加工,且挤出片材的厚度一般只在0.2-1.0mm范围。加工过程对水 份含量及加工温度尤其敏感,挤出加工时,一般要求其水份含量要小于50PPM,这对设备的干燥系统和温控系统又提出了新的要求。加工过程中,如果没有适宜的结晶设备,边料的回收也是一大难题,这也正是市场上有大量PLA边角料在流通的原因。

(2)注塑级树脂的市场应用

  在PLA的注塑应用中,较为广泛的是改性后的树脂。尽管纯PLA有着高透明度、高光泽度等优点,但是其硬而脆、加工难度大且不耐热等缺点影响了它在注塑方面的应用。当然,化学、塑料工业界都一直致力解决这些问题。例如,利用BPM-500这种添加剂可以提高PLA的冲击强度;加入少量一种名为Biomax Strong的乙烯基共聚物可以改进 PLA的韧性;与另一种生物降解树脂PHA共混可以改善PLA的一些性能;另外,日本的科学家们则开发出了一种添加纸浆的耐热PLA树脂。通过以上一些方式改性后的聚乳酸制品牺牲了透明性,但是却改进了聚乳酸在耐热性、柔韧性、抗冲性等方面的缺陷,提高了其加工难易程度,因此应用范围也得到了拓展。在海正的注塑级树脂销售中大约有70%为改性聚乳酸。   而整体上,相对高昂的成本是阻碍PLA在注塑市场上广泛应用的最大原因。虽然纯树脂通过填充改性可以降低一些成本,但是在保证其性能的前提下,这一措施的作用也有限,如果需要在全生物降解这一前提之下改善PLA性能上的缺陷,比如耐热性能,成本则更高。

(3)其他牌号树脂的市场应用

  双向拉伸膜是目前为止应用最成功的PLA膜,经过双向拉伸并热定型的PLA膜耐热温度可提高到90℃,正好弥补了PLA不耐高温这一缺陷。通过对双向拉伸取向及定型工艺的调整,还可以控制BOPLA膜的热封温度在70~160℃。这一优势是普通BOPET所不具备的。另外,BOPLA膜透光率达到94%,雾度极低,表面光泽度也非常好,该类膜可用于鲜花包装、信封透明窗口膜、糖果包装等等。   PLA无纺布中已经有应用的是纺粘无纺布,因为中国限塑令的实施,这一无纺布在用于购物袋的制作上较为热门。而吹膜、淋膜这两个领域则因为PLA本身的一些特性缺陷,应用情况还在进一步探索中,一些成功的应用案例是将PLA改性后使用。


五、聚乳酸的制备流程

  我们主要说说较常用的开环聚合方法,它的制程大致是这样的:

1)取材

  将玉米等壳类作物碾碎后,从中提取淀粉,然后将淀粉制成未精化的葡萄糖。现在很多高技术已克服减去了碾碎的过程,直接从大量的农作物中提取原料。

2)发酵

  以类似生产啤酒或酒精的方式来发酵葡萄糖,而葡萄糖发酵后变成类似于食物添加用于人体肌肉组织内中的乳酸。

3)中间型产物

  将乳酸单体以特殊的浓缩制程,转变成中间型产物——减水乳酸,即丙交酯。

4)聚合

  丙交酯单体经过真空净化后,再以一种不使用溶剂的溶解制程来完成开环的动作,使单体聚合。

5)聚合物修饰

  由于聚合物的分子量与结晶度的不同,可使材料特性的变化空间很大,所以因不同应用的产品,将PLA做不同的修饰。
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