聚乳酸（PLA）是一種新型的降解材料，可以通過從可再生植物中提取淀粉，再經(jīng)過生物發(fā)酵制得乳酸，最后經(jīng)過化學(xué)合成制備。PLA具有很好的可降解性，最后能被微生物完全降解，由PLA制成的產(chǎn)品在使用后可完全降解成CO2和水，同時(shí)無毒、無刺激性，是被廣泛認(rèn)可的環(huán)境友好材料。

PLA具有與聚丙烯相似的力學(xué)性能，同時(shí)其光澤度、清晰度和加工性與聚苯乙烯相似，加工溫度比聚烯烴低，可以通過注塑、擠出、吸塑、吹塑、紡絲等通用塑料的加工方法加工成各種包裝材料、纖維和非織造物等，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和民用等領(lǐng)域。
 

 

PLA生產(chǎn)方法

PLA的制成方法總體可分為直接縮聚法和開環(huán)聚合法（丙交酯法）。直接縮聚法又稱PC法或一步法，是在脫水基存在的環(huán)境下，利用乳酸的活性，脫去羧基和羥基，使乳酸分子之間縮聚形成低分子聚合物，然后分子間利用高溫脫水直接縮合而成PLA，之一過程常采用熔融聚合法、溶液聚合法和熔融—固相聚合法，其中熔融聚合法最為廣泛。開環(huán)聚合法也叫ROP法，即先將乳酸單體經(jīng)過脫水環(huán)化合成丙交酯，之后將重結(jié)晶的丙交酯聚合方應(yīng)得到PLA，該法可以得到分子質(zhì)量極高的PLA，一般為70萬-100萬左右（低分子量PLA可以迅速降解，有利于藥物釋放，適用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域；高分子量的PLA則在纖維、紡織、塑料和包裝行業(yè)具有重要的商業(yè)價(jià)值），因此是目前工業(yè)上主要使用的聚乳酸合成工藝。

丙交酯生產(chǎn)工藝要求極高，主要是因?yàn)樘峒冚^難，我國(guó)生產(chǎn)規(guī)模較小。目前，我國(guó)還未有規(guī)模較大生產(chǎn)聚乳酸的產(chǎn)能，主要是因?yàn)閺娜樗岬奖货ドa(chǎn)工藝要求較高。乳酸由于手性結(jié)構(gòu)的原因存在L-乳酸和D-乳酸兩種旋光異構(gòu)體。因此發(fā)生縮聚反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生四種聚乳酸聚合物，分別是L-聚乳酸、D-聚乳酸、DL-聚乳酸、meso-聚乳酸。不同種類聚乳酸含量會(huì)導(dǎo)致PLA產(chǎn)品性能、特點(diǎn)有所差異，目前國(guó)外普遍采用L-乳酸為原料合成丙交酯進(jìn)一步生產(chǎn)L-型聚乳酸，產(chǎn)品相對(duì)分子質(zhì)量較高。而國(guó)內(nèi)多是以D-型乳酸和L-型乳酸混合物為原料，合成的丙交酯中會(huì)含有meso-丙交酯，這種內(nèi)消旋丙交酯在生產(chǎn)過程中極難提純，導(dǎo)致產(chǎn)率很低，大大提高丙交酯生產(chǎn)成本。

聚乳酸具有高強(qiáng)度、高模量，以及良好的透明性和透氣性，但是它在加工過程中結(jié)晶速率太慢，導(dǎo)致加工周期延長(zhǎng)，耐熱性很差，大大限制了聚乳酸產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。目前，改善聚乳酸性能最常見的方法是添加成核劑，而在實(shí)際的企業(yè)加工應(yīng)用中，滑石粉是聚乳酸最常用的一種無機(jī)成核劑，可改善聚乳酸的拉伸、彎曲等力學(xué)性能，提高其耐熱性。

PLA產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

目前，全球PLA產(chǎn)能為65.35萬噸左右，主要PLA生產(chǎn)企業(yè)主要集中在美國(guó)、中國(guó)、泰國(guó)、日本等國(guó)家。美國(guó)Nature Works是全球最大的PLA生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)能達(dá)18萬噸，占全球PLA產(chǎn)能30%左右。我國(guó)PLA生產(chǎn)起步相對(duì)較晚，主要的丙交酯原料主要依賴進(jìn)口。部分PLA裝置由于技術(shù)原因或原料丙交酯缺乏，無法穩(wěn)定運(yùn)行或處于關(guān)停狀態(tài)，實(shí)際有效產(chǎn)能約為4.8萬噸/年，產(chǎn)量約1.8萬噸/年。

我國(guó)主要生產(chǎn)企業(yè)有浙江海正生物、安徽豐原集團(tuán)、河南金丹科技等。在建PLA項(xiàng)目產(chǎn)能約為30萬噸/年，遠(yuǎn)期規(guī)劃產(chǎn)能約為200萬噸/年。隨著我國(guó)金丹科技、豐原集團(tuán)等依托在生物發(fā)酵領(lǐng)域的技術(shù)積累成功生產(chǎn)出合格的丙交酯原料，為我國(guó)以后PLA產(chǎn)能快速擴(kuò)張?zhí)峁┝丝赡堋?/p>

PLA市場(chǎng)前景

PLA的應(yīng)用范圍極為廣泛，已經(jīng)在塑料包裝、生物醫(yī)藥以及紡織纖維等領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。PLA的無害特性使得它能在包裝領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，主要可用作食品包裝、制品包裝和農(nóng)業(yè)地膜等。PLA表面光滑、透明性較好、阻隔性能優(yōu)異，在很多地方可以完全代替PS（聚苯乙烯）和PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二酯），從而降低塑料污染問題。PLA降解纖維集降解性、導(dǎo)濕性、阻燃性于一身，同時(shí)兼有成型、應(yīng)用及降解性，在紡織纖維領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。同時(shí)，PLA具有優(yōu)越的生物相容性及良好的物理性能，其降解后生成二氧化碳和水，對(duì)人體無害且能自然降解，因此越來越多地應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，例如組織鞏固（如骨螺絲釘，固定板和栓）、傷口包扎（如人造皮膚）、藥物傳送（如擴(kuò)散控制）以及傷口閉合（如應(yīng)用縫合線）等多種用途。

近年來，我國(guó)布局PLA企業(yè)開始增加，在國(guó)內(nèi)限塑令的影響下，2020年P(guān)LA仍舊供不應(yīng)求，預(yù)計(jì)未來仍潛力無限。