新型塑料材料-聚乳酸應(yīng)用分析

周徐(南京紅寶麗股份有限公司 211300)

白色污染一直是困擾人們的一個環(huán)境問題，并且不能做到回收再利用，不易降解，難以回收，所以，以淀粉為主要原料制作而成的生物塑料，在出現(xiàn)之初就受到了人們的關(guān)注，一直處于研究階段，它本身具有的可再生性在環(huán)境保護方面具有非常重要的意義。

在合成降解塑料的生產(chǎn)當中，生物塑料聚乳酸是最早實現(xiàn)批量生產(chǎn)的品種，它的價格也是合成塑料中最低的，因此被業(yè)內(nèi)人士確定為新時期最有發(fā)展?jié)摿Φ男滦桶b材料，在環(huán)保包裝材料中具有重要地位，具有廣闊的發(fā)展前景，可以有效保護環(huán)境，這一特點優(yōu)于傳統(tǒng)塑料。

一、應(yīng)用現(xiàn)狀

聚乳酸是一種脂肪族聚酯，本身有著優(yōu)異的生物降解性和力學性能，被業(yè)內(nèi)定為傳統(tǒng)塑料的第一替代品，還有，聚乳酸還有生物相容性的特點，可以當作體內(nèi)植入材料，也可以當作生物藥用材料等；生產(chǎn)原料來源寬廣，主要以植物淀粉為主，所以，研究聚乳酸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的作用。

當前，生產(chǎn)聚乳酸的企業(yè)對于外國來說，主要集中在如美國、日本、德國等一些發(fā)達國家當中。我國關(guān)于聚乳酸的研究開始較晚，但發(fā)展勢頭迅猛，如浙江海正集團和中科院長春應(yīng)用化學研究所合作建設(shè)的聚乳酸生產(chǎn)線，可以進行大量生產(chǎn)，一半以上的產(chǎn)品向發(fā)達國家銷售。這一現(xiàn)狀說明了我國關(guān)于聚乳酸的生產(chǎn)只落后于美國，是世界上第二個規(guī)模超過5000t·a－1的國家。另外，我國還有一些生產(chǎn)企業(yè)，如華偉業(yè)公司、南通九鼎生物工程有限公司、長春圣博瑪生物材料有限公司、浙江海正公司、上海同杰良生物材料有限公司等，現(xiàn)在，影響PLA發(fā)展的主要因素是價格。

二、聚乳酸的具體應(yīng)用

PLC具有良好的加工特點，可以使用一般的塑料加工設(shè)備進行加工，可以應(yīng)用操作方法有注射、擠出、拉伸、紡絲和吹塑、二次加工等。

1.注射產(chǎn)品

關(guān)于聚乳酸的熱塑性產(chǎn)品當前已經(jīng)得到普遍應(yīng)用，絕大部分屬于一次性產(chǎn)品，如一次性用具、包裝、餐具等。也可以根據(jù)使用情況將其性能改變，從而生產(chǎn)出塑料瓶、瓶蓋、塑料玩具、電腦外殼、汽車裝飾品等。

2.薄膜產(chǎn)品

聚乳酸薄膜包括雙向拉伸薄膜、流涎薄膜和收縮薄膜，可以用于各種包裝袋、糖果外面包裝、各種復(fù)合加工膜，信封用膜，各種卡片用膜等，當前在歐洲大部分地區(qū)，已普遍應(yīng)用聚乳酸包裝袋，可以滿足人類保護環(huán)境的要求，降低白色污染對人類環(huán)境的危害。

3.纖維產(chǎn)品

聚乳酸纖維也是一種對環(huán)境具有保護功能的纖維，應(yīng)用聚乳酸制作而成的面料非常柔軟，比一般面料要好，本身具有絲綢一樣的光澤，有著良好的手感，人穿著時非常舒服。應(yīng)用聚乳酸纖維制作而成的針織布本身具有較好的下垂特點、光滑特點、吸水特點、透氣特點等，還有，聚乳酸纖維本身有著優(yōu)越的水擴散性，如果和棉混紡的話，可以生產(chǎn)出吸汗性能突出的衣料，可以保持良好的形態(tài)，同時有著良好的抗皺特點。

4.醫(yī)用緩釋產(chǎn)品

在20世紀30年代，德國科學家就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)聚乳酸的存在，但因為生產(chǎn)需要較高資金，所以只被應(yīng)用于藥物緩釋劑和骨固定材料。關(guān)于聚乳酸的降解包括兩個過程：一是水解，也就是應(yīng)用水環(huán)境，將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，也就是在微生物參與的情況下，將L-乳酸分解為二氧化碳和水。在生物體內(nèi)，本來就存在一定數(shù)量的L-乳酸，因此，分解聚乳酸形成的L-乳酸不會對人體構(gòu)成危害，并且人身體內(nèi)也存在可以分解L-乳酸的酶，人的身體可以將體內(nèi)多余的L-乳酸分解掉。

聚乳酸和它的共聚物，可以根據(jù)藥物的使用需求和用藥方法，制作而成具有一定特點的藥物劑型。在當前的應(yīng)用中，只是利用溶液成型和熱壓成片等辦法，制作一些緩釋藥物，如胰島素的聚乳酸雙層緩釋片、慶大霉素的聚乳酸圓柱體、促生長激素釋放激素的塊狀植入劑、激素左炔諾酮的空心聚乳酸纖維劑等，另外，應(yīng)用聚乳酸還能夠生產(chǎn)薄膜類乳劑，能夠控制藥物的釋放速度。當前人們努力研究的是制作比較困難的、可以控制釋放速度的、可以靶向治療的威力藥物，如層狀微粒、微球、微囊和納米微粒等。

5.醫(yī)用高分子產(chǎn)品

生物可吸收材料當中，一般情況下包含有可以用水分解的化學鍵，如酯鍵等，所以它能夠自動分解，同時，微生物也可以將其分解為小分子，在新陳代謝的作用下排出體外。生物可吸引材料包括天然和人工合成高分子兩類，當前在醫(yī)學領(lǐng)域已得到普遍應(yīng)用。天然生物可吸收材料包括：膠原、海藻酸鹽、透明質(zhì)酸、明膠、幾丁酯等。天然材料具有較強的相溶性，但機械強度差，不能控制分解速度等，只能在一定的范圍內(nèi)應(yīng)用。

在這些材料當中，聚乳酸和聚乙醇酸使用最多，以聚乳酸為代表的脂族酸聚酯本身有著良好的生物相容性和生物可分解性，當前已經(jīng)被確定為應(yīng)用于醫(yī)用材料的、具有廣闊發(fā)展的材料。如可吸收骨折內(nèi)固定螺釘和板、骨修復(fù)材料、頸椎融合器、人工關(guān)節(jié)、眼科材料、口腔固定材料、美容材料、防粘連膜、縫合線等。聚乳酸等材料產(chǎn)生的降解物對人體無害，并且本身有著良好的機械強度，可以控制降解速度，材料也容易加工。可以應(yīng)用于長期和短期植入物，當前材料在醫(yī)學很多領(lǐng)域已經(jīng)得到普遍應(yīng)用。

6.石油開采

聚乳酸一般應(yīng)用于石油開采過程中的末期，在溫度和壓力適宜的情況下，聚乳酸在一定時間內(nèi)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應(yīng)用時產(chǎn)生環(huán)境污染。當前，應(yīng)用聚乳酸的方案已經(jīng)普遍應(yīng)用于石油開采當中，在新疆和四川等地普遍推廣。

三、聚乳酸的未來

總之，我國關(guān)于降解塑料的研究還不成熟，而且降解塑料對技術(shù)要求也較高，尤其是隨著時代的發(fā)展，人們越來越關(guān)注居住環(huán)境的保護，因此降解塑料的研究得到了人們的重視，也將應(yīng)用于大量不同領(lǐng)域，隨著降解材料研究的進展，材料也會發(fā)揮更加巨大的作用。塑料加工工業(yè)的發(fā)展方向是：功能化、輕量化、輕型化，而綠色塑料本身具有的環(huán)保功能也將成為促進本身發(fā)展的強勁動力。

[1]錢伯章.中國聚乳酸的開發(fā)和應(yīng)用進展[J].精細石油化工進展.2012(05).

[2]譚天偉,蘇海佳,楊晶.生物基材料產(chǎn)業(yè)化進展[J].中國材料進展.2012(02).

[3]陳寶利,張青萍.乳酸生產(chǎn)的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展方向[J].廣東化工.2011(09).