聚乳酸的合成富士通透明手机「聚乳酸的合成」

聚乳酸的合成聚乳酸有两种合成方法，即丙交酯（乳酸的环状二聚体）的开环聚合和乳酸的直接聚合。

丙交酯开环聚合生产工序为：先将乳酸脱水环化制成丙交酯；再将丙交酯开环聚合制得聚乳酸。

其中乳酸的环化和提纯是制备丙交酯的难点和关键，这种方法可制得高分子量的聚乳酸，也较好地满足成纤聚合物和骨固定材料等的要求。

乳酸直接缩聚是由精制的乳酸直接进行聚合，是最早也是最简单的方法。

该法生产工艺简单，但得到的聚合物分子量低，且分子量分布较宽，其加工性能等尚不能满足成纤聚合物的需要；而且聚合反应在高于180℃的条件下进行，得到的聚合物极易氧化着色，应用受到一定的限制。

由于原料原因，聚乳酸有聚d-乳酸（PDLA）、聚L-乳酸（PLLA）和聚dL-乳酸（PDLLA）之分。

生产纤维一般采用PLLA。

聚乳酸的发展意义聚乳酸在中国应用的意义不仅仅体现在环保方面，对于循环经济、节约型社会的建设也将有积极的作用。

化工塑料的原料提取自不可再生的化石型资源---石油，而石油正在成为一种稀缺的消耗性资源。

提取自植物的聚乳酸显然有着取之不尽的原料供应量，而分解后的聚乳酸又将被植物吸收，形成一个物质的循环利用。

所以聚乳酸有“在地球环境下容易被生物降解的”塑料之称。

而且相对于化工塑料，聚乳酸不会产生更多的二氧化碳。

因为聚乳酸的原料---玉米在生长过程中通过植物的光合作用，又会消耗二氧化碳。

此外，聚乳酸的产业化将大大提高农作物的附加值。

以玉米为例，中国每年库存达3000多万吨，且大部分被当作了饲料，如果用于生产聚乳酸，形成“玉米－乳酸－聚乳酸－共聚共混物－各种应用制品”的产业链，可大大提高玉米的价格，提高农民收益。

之前，农用薄膜和方便食品的包装或餐具已经使用了聚乳酸。

但是，同利用石油和天然气制造的塑料比较起来，利用植物制造的这种聚乳酸塑料，成本较高，而且在60℃左右就会变形。

由于存在着这些缺点，这种材料至今难以普及。

尽管如此，人们还是非常看好聚乳酸。

一个重要的原因，就在于它是以植物作为原料。

聚乳酸有可能为解决世界面临的化石燃料枯竭和地球变暖两大难题做出巨大贡献。

为了摆脱对日趋枯竭的石油资源的依赖，大力开发环境友好的可生物降解的聚合物，替代石油基塑料产品，已成为当前研究开发的热点。

经过多年的研究，一些著名的科研机构和企业相继推出了多种可生物降解聚合物。

而在众多可生物降解聚合物中，刚刚进入工业化大生产的聚乳酸异军突起，以其优异的机械性能，广泛的应用领域，显著的环境效益和社会效益，赢得了全球塑料行业的瞩目和青睐。

预计在2005-2010年期间，随着聚乳酸生产成本逼近传统塑料成本，市场应用的大力拓展，普及使用将进入高峰期，聚乳酸建设热潮将在全球展开。

据预测，按照已探明的石油储量并以目前的消费量计，全球石油资源仅能够消费30多年。

预计在不可再生的石油资源枯竭期到来之前，石油及其衍生物市场价格暴涨，而可再生的产品必将成为全球范围的紧俏消费品。

这样，就给聚乳酸带来了千载难逢的市场机遇和巨大的消费潜力。

据统计，2000年世界塑料消费量约1.15亿吨，如果10年-20年后替代石油基聚合物的消费量按10%-20%计，世界聚乳酸需求量每年达1150万-2300万吨。

降低成本，提高与现有塑料的竞争力仍然是今后聚乳酸工业发展需要解决的问题。

1998年初，聚乳酸市场价格由5000美元/吨降至2500美元/吨，目前价格比PET（聚对苯二甲酸乙二酯）价格便宜10%-15%，预计7年后，聚乳酸价格可望达到能与所有热塑性树脂竞争的水平。

卡吉尔陶氏公司计划在今后10年内投资10亿美元，分别在2006年、2009年再建2套装置，总能力达到45万吨/年。

日本是世界聚乳酸重要的应用开发地区和应用市场，主要用于包装容器、农业、建筑业，纤维用运动服和被褥等。

日本称生物降解塑料为绿色塑料。

为了扩大市场份额，卡吉尔陶氏乳酸公司宣布与三井化学品公司合作进行聚乳酸的应用开发。

今后还将与日本钟纺合纤、三菱树脂、尤里卡、可乐丽等用户进行合作应用研究，开拓新的应用领域。

据预测，今后几年北美生物降解聚合物市场需求强劲，2005年年均增长率为7%，达到160万吨，其中聚乳酸需求量近100万吨。

不久前，美国能源部向卡吉尔陶氏公司颁发200万美元奖金，用于使用可再生资源的发酵研究。

另有200万美元资金用于从谷物纤维、植物杆等发酵制聚乳酸和其他产品的研究。

根据我国可持续发展战略，以再生资源为原料，采用生物技术生产生物降解的聚乳酸的市场潜力巨大。

将粮食产品深加工，生产高附加值的产品是实现跨越式经济发展的重大举措。

我国是世界产粮大国，玉米产量排在美国之后居世界第二位。

以玉米为原料，引进国外先进技术，建设大型聚乳酸装置有很大的发展空间。

聚乳酸求助编辑百科名片聚乳酸粒料单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基，多个乳酸分子在一起，-OH与别的分子的-COOH脱水缩合，-COOH与别的分子的-OH脱水缩合，就这样，它们手拉手形成了聚合物，叫做聚乳酸。

聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。

聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。

聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。

简介聚乳酸(4张)聚乳酸（H-[OCHCH3CO]n-OH）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。

由聚乳酸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，光华伟业开发的聚乳酸（PLA）还具有一定的抗菌性、阻燃性和抗紫外性，因此用途十分广泛，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）、产业（建筑、农业、林业、造纸）和医疗卫生等领域。

优点聚乳酸的优点主要有以下几方面：⑴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。

淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。

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，最终生成二氧化碳和水，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。

关爱地球，你我有责。

世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60℃，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。

⑵机械性能及物理性能良好。

聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，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。

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、地垫面等等，市场前景十分看好。

⑶相容性与可降解性良好。

聚乳酸在医药领域应用也非常广泛，如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等，低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。

⑷聚乳酸（PLA）除了有生物可降解塑料的基本的特性外，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。

⑸聚乳酸（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。

聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明度，和利用聚苯乙烯所制的薄膜相当，是其它生物可降解产品无法提供的。

⑹聚乳酸（PLA）具有最良好的抗拉强度及延展度，聚乳酸也可以各种普通加工方式生产，例如：熔化挤出成型，射出成型，吹膜成型，发泡成型及真空成型，与目前广泛所使用的聚合物有类似的成形条件，此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。

如此，聚乳酸就可以应各不同业界的需求，制成各式各样的应用产品。

⑺聚乳酸（PLA）薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧二碳性，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，聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。

⑻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（如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸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。

方法和流程聚乳酸生产是以乳酸为原料，传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料，目前美、法、日等国、家已开发利用农副产品为原料发酵生产乳酸，进而生产聚乳酸。

由乳酸制聚乳酸生产工艺有：[1]方法⑴直接缩聚法缩聚法就是把乳酸单体进行直接缩合,也称一步聚合法。

在脱水剂的存在下, 乳酸分子中的羟基和羧基受热脱水, 直接缩聚合成低聚物。

加入催化剂, 继续升温, 低相对分子质量的聚乳酸聚合成更高相对分子量的聚乳酸。

⑵二步法使乳酸生成环状二聚体丙交酯，再开环缩聚成聚乳酸。

这一技术较为成熟，美国NatureWorks公司生产聚乳酸工艺的工艺即为该工艺。

中国的海正与中科院共同研制的聚乳酸生产技术也与此相似，主要过程是原料经微生物发酵制得乳酸后，再经过精制、脱水低聚、高温裂解，最后聚合成聚乳酸。

⑶反应挤出制备高分子量聚乳酸用间歇式搅拌反应器和双螺杆挤出机组合，进行连续的熔融聚合实验，可获得由乳酸通过连续熔融缩聚制得的分子量达150000的聚乳酸。

利用双螺杆挤出机将低摩尔质量的乳酸预聚物在挤出机上进一步缩聚，制备出较高摩尔质量的聚乳酸。

在反应温度为150℃、催化剂用量为0.5%、螺杆转速为75 r/min时可通过双螺杆反应挤出缩聚法快速有效地提高聚乳酸的摩尔质量，而且反应挤出产物分散系数减小，均匀性变好。

通过DSC曲线的比较发现，通过反应挤出缩聚法制得的聚乳酸的结晶度有所降低，这对改善聚乳酸材料在使用过程中表现出较大的脆性是有益的。

流程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。