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聚乳酸的性能、特点及用途

发布日期:2020/1/17 8:32:20 访问次数:2891

聚乳酸又称聚羟基丙酸或聚交酯,是由乳酸单体缩聚而成的可生物降解的高分子材料。聚乳酸简称PLA,PLA的化学结构并不复杂,但由于乳酸分子中存在手性碳原子,有D型和L型之分,使丙交酯、PLA的种类因立体结构不同而有多种。可溶于氯仿、丙酮、二氧六环、二甲基甲酰胺、苯、甲苯等溶剂,不溶于石油醚等饱和烷烃。有良好的生物相容性和血液相容性,体外抗凝血性能好,可被人体降解,以二氧化碳和水排出体外。

PLA是一种无毒、无刺激性,具有良好生物相容性,可生物分解吸收,强度高,不污染环境,可塑性加工成型的高分子材料。具有良好的力学性能,高抗击强度,高柔性和热稳定性,不变色,对氧和水蒸气有良好的透过性,又有良好的透明性和抗菌、防霉性,使用寿命可达2~3年。有着良好的机械加工性能,能够胜任大多数合成塑料的用途,可用于制作包装材料、家电外壳或作为可降解纤维材料。PLA因其原料为可再生的生物资源,被产业界一致认定为新世纪最有发展前途的新型“生态材料”。PLA是一种真正的生物塑料,30天内在微生物的作用下可彻底降解生成CO2和H2O。缺点是脆性高,热变形温度低(0.46MPa负荷下为54℃),结晶慢,但可分别通过和己内酰胺等共聚和添加结晶促进剂如滑石粉后退火处理加以改性,活性聚乳酸的结晶度可达40%,热变形温度提高到116~121℃。

 聚乳酸的特点及用途 ●

特点

(1)PLA是一种新型的生物降解材料,使用可再生的植物资源(如玉米、甘薯、土豆等)所提取的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸,再通过化学合成转换成PLA。其具有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中微生物完全降解。随着全球温度不断升高,普通塑料的处理方法依然是焚烧火化,造成大量温室气体排入空气中,而PLA塑料则是掩埋在土壤里降解,产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收,不会排入空气中,不会造成温室效应。

(2)PLA具有最良好的拉伸强度及延展度,力学性能及物理性能良好。PLA适用于吹塑、注塑、吸塑、压延等多种加工方法,加工方便,应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布等。进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等。此外,它也具有与传统薄膜相同的印刷性能,制成各式各样的应用产品。

(3)相容性与可降解性良好。PLA在医药领域应用十分广泛,如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等,低分子PLA作药物缓释包装剂等。

(4)PLA除了有生物可降解塑料的基本特性外,还具备有自己独特的特性。传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。PLA和石化合成塑料的基本物性类似,也就是说,它可以广泛地用来制造各种应用产品。PLA也拥有良好的光泽性和透明度,和利用PS所制的薄膜相当,是其他生物可降解产品无法提供的。

(5)PLA薄膜具有良好的透气性、透氧性,它也具有隔离气味的特性。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面,故有安全及卫生的疑虑,然而,PLA是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。

(6)当焚化聚乳酸PLA时,其燃烧热值与焚化纸类相同,是焚化传统塑料(如PE)的一半,而且焚化PLA绝对不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体。人体也含有以单体形态存在的乳酸,这就表示了这种分解性产品具有的安全性。

用途

PLA可制成不同材料,如用熔融挤出法制成纤维作可吸收缝合线;纤维的编织物可作人体组织修补材料;制成薄膜材料用作肌腱组织的防粘连膜、骨膜生长隔离膜、药物缓释载体等。聚乳酸可与其他生物材料复合使用,如与磷酸三钙或碳纤维复合制成板材,可用作接骨板。聚乳酸PLA的热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸、注射、吹塑。由PLA制成的产品除能生物降解外,生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好,还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性,还具有PS相似的光泽度和加工性能,因此具有广阔的市场前景,用途十分广泛,可用作包装材料、纤维和非织造物等,目前主要用于服装(内衣、外衣)、建筑、农业、林业、造纸和医疗卫生等领域。

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