生物降解塑料制品的性能还无法完全满足消费者需求,尽管市场上已有的品种众多,但每种材料本身的机械和加工性能只是某一方面有突出的特性,综合性能还存在这样或那样的不足,这一点将是制约其市场应用推广的瓶颈之一。在开发生物降解塑料制品的同时,国内企业应该注意加快有自主知识产权、创新型产品和用途的开发。
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聚乳酸
聚乳酸,又称聚丙交酯,是以乳酸为主要原料聚合得到的聚酯类聚合物,是一种新型的生物降解材料。
聚乳酸(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)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖,再由葡萄糖及一定的菌发酵制成高纯度的乳酸,再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。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,生成二氧化碳和水,不污染环境,这对保护环境非常有利,是公认的环境友好材料。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,而聚乳酸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。
PLA的合成和分子结构式: 聚乳酸的分解:
聚乳酸的分解有两个阶段:经水解反应分解之后再靠微生物分解。在自然环境中首先发生水解,然后,微生物进入组织物内,将其分解成二氧化碳和水。在堆肥的条件下(高温和高湿度),水解反应可轻易完成,分解的速度也较快。在不容易产生水解反映的环境下,分解过程是循序渐进的。传统石化原料会增加二氧化碳的释放,但聚乳酸不会有此现象,在分解过程中产生的二氧化碳,可再次被使用成为植物进行光合作用所需的碳原子。
2012年7月,印发了《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中又一次指出“以培育生物基材料、发展生物化工产业和做强现代发酵产业为重点,大力推进酶工程、发酵工程技术和装备创新。突破非粮原料与纤维素转化关键技术,培育发展生物醇、酸、酯等生物基有机化工原材料,推进生物塑料、生物纤维等生物材料产业化”。
2016年12月国家工信部等四部委联合发布《新材料产业发展指南》,该指南非常明确地将聚乳酸新材料纳入材料和卫生材料范畴。
国家多年来一直高度重视聚乳酸新材料的发展,但国内的聚乳酸材料一直未能走近千家万户,原因何在?
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