環保材料主力軍

聚乳酸，又稱聚丙交酯，是以乳酸為主要原料聚合得到的聚酯類聚化合物。作為一種新型的生物降解材料，聚乳酸是合成生物學在材料領域的最早應用之一，也是目前全球范圍內產業化最成熟、產量最大、應用最廣泛的生物可降解塑料。

聚乳酸距離我們生活不遠，不少奶茶店、咖啡店提供的紙質吸管就由聚乳酸制成，超市提供的塑料袋也是由聚乳酸制成。它身上通常帶有聚乳酸的SPI（美國塑料工業協會）標志，即三個代表循環利用的箭頭中央，標志有數字7。聚乳酸產品廢棄后，可以通過各種方法快速降解，具有極高的環保價值。

聚乳酸制品看似普通，卻被國家列入了“十四五”規劃，同時成為中共中央政治局審議《國家安全戰略綱要》中強調的科技供應鏈安全問題之一。

顧名思義，聚乳酸是以乳酸為生產原料，傳統的乳酸發酵大多用淀粉質作原料。以玉米為例，需要經過取材、發酵、中間型產物、聚合、聚合修飾五步，才能得到聚乳酸。

首先將玉米碾碎，從中提取淀粉，將淀粉制成未精化的葡萄糖，之后采用類似乙醇發酵的方式發酵，葡萄糖通過發酵產生乳酸，然后將乳酸單體以特殊的濃縮制程，轉變成為中間產物減水乳酸（又稱丙交酯）。丙交酯單體經過真空凈化后，通過單體聚合得到聚乳酸。最后，通過聚乳酸的具體使用場景加工材料。

生產丙交酯主要有直接縮聚法、開環聚合法。直接縮聚法又叫一步法，乳酸分子通過脫水縮聚反應制備。該方法的優點是生產流程短、成本低，缺點是聚乳酸分子量難以有效提升，產品機械性能差，工業應用范圍不廣，生產者較少。

開環聚合法又叫二步法，乳酸先脫水成為低聚物，解聚生成丙交酯，再開環聚合制得聚乳酸。通過二步法得到的聚乳酸，力學性能好、分子量可控，雖然工藝復雜，成本高，仍成為目前工業上應用最多的方法。

可以看到，在生產聚乳酸的整個過程中，最核心的環節在于如何得到高純度的丙交酯。丙交酯的純度越高，最終產品的性能也越高，或者說，只有純度高的丙交酯才能用于合成分子量高、物理性能好的聚乳酸。

截至目前，全球聚乳酸集中在美國嘉吉、法國道達爾、比利時格拉特等少數企業，以它們為代表的企業在相關領域深耕已久，申請了大量專利，進行了大規模的知識產權保護，建立了較高的技術和知識產權壁壘。

我國企業在很長時間內沒有掌握二步法生產聚乳酸，丙交酯嚴重依賴進口，成為我國聚乳酸產業規模化發展關鍵技術的瓶頸。2017年后，我國企業加速崛起，逐漸掌握完整的二步法生產工藝，于2021年6月，二步法生產的聚乳酸完成了工業化量產。盡管產量和技術工藝仍待提高，但我國已擁有位于第一梯隊，有能力和國外大牌企業競爭的國產工藝。

聚乳酸的應用極廣，涉及包裝、紡織、農用地膜、生物醫用等領域。在我國提出“碳中和”、頒布“限塑令”的環境下，聚乳酸作為環保材料，擁有龐大的市場。

高性能聚乳酸材料國產化，不僅關系到我國制造業的穩定，而且代表著未來的發展方向，以及我國在相關領域的國際定價權，是名副其實的新質生產力。