新型塑料材料-聚乳酸应用分析

周徐(南京红宝丽股份有限公司 211300)

白色污染一直是困扰人们的一个环境问题，并且不能做到回收再利用，不易降解，难以回收，所以，以淀粉为主要原料制作而成的生物塑料，在出现之初就受到了人们的关注，一直处于研究阶段，它本身具有的可再生性在环境保护方面具有非常重要的意义。

在合成降解塑料的生产当中，生物塑料聚乳酸是最早实现批量生产的品种，它的价格也是合成塑料中最低的，因此被业内人士确定为新时期最有发展潜力的新型包装材料，在环保包装材料中具有重要地位，具有广阔的发展前景，可以有效保护环境，这一特点优于传统塑料。

一、应用现状

聚乳酸是一种脂肪族聚酯，本身有着优异的生物降解性和力学性能，被业内定为传统塑料的第一替代品，还有，聚乳酸还有生物相容性的特点，可以当作体内植入材料，也可以当作生物药用材料等；生产原料来源宽广，主要以植物淀粉为主，所以，研究聚乳酸产业的发展具有非常重要的作用。

当前，生产聚乳酸的企业对于外国来说，主要集中在如美国、日本、德国等一些发达国家当中。我国关于聚乳酸的研究开始较晚，但发展势头迅猛，如浙江海正集团和中科院长春应用化学研究所合作建设的聚乳酸生产线，可以进行大量生产，一半以上的产品向发达国家销售。这一现状说明了我国关于聚乳酸的生产只落后于美国，是世界上第二个规模超过5000t·a－1的国家。另外，我国还有一些生产企业，如华伟业公司、南通九鼎生物工程有限公司、长春圣博玛生物材料有限公司、浙江海正公司、上海同杰良生物材料有限公司等，现在，影响PLA发展的主要因素是价格。

二、聚乳酸的具体应用

PLC具有良好的加工特点，可以使用一般的塑料加工设备进行加工，可以应用操作方法有注射、挤出、拉伸、纺丝和吹塑、二次加工等。

1.注射产品

关于聚乳酸的热塑性产品当前已经得到普遍应用，绝大部分属于一次性产品，如一次性用具、包装、餐具等。也可以根据使用情况将其性能改变，从而生产出塑料瓶、瓶盖、塑料玩具、电脑外壳、汽车装饰品等。

2.薄膜产品

聚乳酸薄膜包括双向拉伸薄膜、流涎薄膜和收缩薄膜，可以用于各种包装袋、糖果外面包装、各种复合加工膜，信封用膜，各种卡片用膜等，当前在欧洲大部分地区，已普遍应用聚乳酸包装袋，可以满足人类保护环境的要求，降低白色污染对人类环境的危害。

3.纤维产品

聚乳酸纤维也是一种对环境具有保护功能的纤维，应用聚乳酸制作而成的面料非常柔软，比一般面料要好，本身具有丝绸一样的光泽，有着良好的手感，人穿着时非常舒服。应用聚乳酸纤维制作而成的针织布本身具有较好的下垂特点、光滑特点、吸水特点、透气特点等，还有，聚乳酸纤维本身有着优越的水扩散性，如果和棉混纺的话，可以生产出吸汗性能突出的衣料，可以保持良好的形态，同时有着良好的抗皱特点。

4.医用缓释产品

在20世纪30年代，德国科学家就已经发现聚乳酸的存在，但因为生产需要较高资金，所以只被应用于药物缓释剂和骨固定材料。关于聚乳酸的降解包括两个过程：一是水解，也就是应用水环境，将高分子量的聚乳酸的分子量降低，最后形成L-乳酸。二是生物降解，也就是在微生物参与的情况下，将L-乳酸分解为二氧化碳和水。在生物体内，本来就存在一定数量的L-乳酸，因此，分解聚乳酸形成的L-乳酸不会对人体构成危害，并且人身体内也存在可以分解L-乳酸的酶，人的身体可以将体内多余的L-乳酸分解掉。

聚乳酸和它的共聚物，可以根据药物的使用需求和用药方法，制作而成具有一定特点的药物剂型。在当前的应用中，只是利用溶液成型和热压成片等办法，制作一些缓释药物，如胰岛素的聚乳酸双层缓释片、庆大霉素的聚乳酸圆柱体、促生长激素释放激素的块状植入剂、激素左炔诺酮的空心聚乳酸纤维剂等，另外，应用聚乳酸还能够生产薄膜类乳剂，能够控制药物的释放速度。当前人们努力研究的是制作比较困难的、可以控制释放速度的、可以靶向治疗的威力药物，如层状微粒、微球、微囊和纳米微粒等。

5.医用高分子产品

生物可吸收材料当中，一般情况下包含有可以用水分解的化学键，如酯键等，所以它能够自动分解，同时，微生物也可以将其分解为小分子，在新陈代谢的作用下排出体外。生物可吸引材料包括天然和人工合成高分子两类，当前在医学领域已得到普遍应用。天然生物可吸收材料包括：胶原、海藻酸盐、透明质酸、明胶、几丁酯等。天然材料具有较强的相溶性，但机械强度差，不能控制分解速度等，只能在一定的范围内应用。

在这些材料当中，聚乳酸和聚乙醇酸使用最多，以聚乳酸为代表的脂族酸聚酯本身有着良好的生物相容性和生物可分解性，当前已经被确定为应用于医用材料的、具有广阔发展的材料。如可吸收骨折内固定螺钉和板、骨修复材料、颈椎融合器、人工关节、眼科材料、口腔固定材料、美容材料、防粘连膜、缝合线等。聚乳酸等材料产生的降解物对人体无害，并且本身有着良好的机械强度，可以控制降解速度，材料也容易加工。可以应用于长期和短期植入物，当前材料在医学很多领域已经得到普遍应用。

6.石油开采

聚乳酸一般应用于石油开采过程中的末期，在温度和压力适宜的情况下，聚乳酸在一定时间内可以形成乳酸，不但可以大幅提高采油效率，而且可以防止高分子材料应用时产生环境污染。当前，应用聚乳酸的方案已经普遍应用于石油开采当中，在新疆和四川等地普遍推广。

三、聚乳酸的未来

总之，我国关于降解塑料的研究还不成熟，而且降解塑料对技术要求也较高，尤其是随着时代的发展，人们越来越关注居住环境的保护，因此降解塑料的研究得到了人们的重视，也将应用于大量不同领域，随着降解材料研究的进展，材料也会发挥更加巨大的作用。塑料加工工业的发展方向是：功能化、轻量化、轻型化，而绿色塑料本身具有的环保功能也将成为促进本身发展的强劲动力。

[1]钱伯章.中国聚乳酸的开发和应用进展[J].精细石油化工进展.2012(05).

[2]谭天伟,苏海佳,杨晶.生物基材料产业化进展[J].中国材料进展.2012(02).

[3]陈宝利,张青萍.乳酸生产的现状及未来的发展方向[J].广东化工.2011(09).