PLA简介

乳酸的简称(PLA)
  PLA是生物降解塑料聚乳酸的英文简写,全写为:polylactice acid
  聚乳酸也称为聚丙交酯(polylactide),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,主要以玉米、木薯等为原料。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,因此是理想的绿高分子材料。
  聚乳酸的热稳定性好,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,还具有一定的耐菌性、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。
  PLA最大的制造商是美国NatureWorks公司,其次是中国的海正生物,他们目前的产量分别是7万吨和5千吨。PLA有很多的应用,可以在挤出、注塑、拉膜、纺丝等多领域应用。
    聚乳酸的制备
  1.1.合成方法
  总的来说,聚乳酸(PLA)的制备是以乳酸为原材料进行合成的。目前合成方法有很多种,较为成熟的是乳酸直接缩聚法,另一种是先由乳酸合成丙交酯,再在催化剂的作用下开环聚合。另外还有一种固相聚合法。
拉赫玛尼诺夫音画练习曲  1)乳酸直接聚合法
  直接聚合法早在20世界30~40年代就已经开始研究,但是由于涉及反应中的水脱除等关键技术还不能得到很好的解决,所以其产物的分子量较低(均在4000以下),强度极低,易分解,没有实用性。
  日本昭和高分子公司采用将乳酸在惰性气体中慢慢加热升温并缓慢减压,使乳酸直接脱水缩合,并使反应物在220~260,133Pa 下进一步缩聚,得到相对分子质量在4000以上的聚乳酸。但是该方法反应时间长,产物在后期的高温下会老化分解,变,且不均匀。日本三井压化学公司采用溶液聚合法使乳酸直接聚合得到聚乳酸。
  直接法的主要特点是合成的聚乳酸不含催化剂,因此缩聚反应进行到一定程度时体系会出
现平衡态,需要升温加压打破反应平衡,反应条件相对苛刻。近几年来,通过技术的创新与改进,直接聚合法取得了一定的进展,应该在不久的将来随着技术的不断成熟,能够应用于工业化的大生产中去。
  2)开环聚合法
  开环聚合法是目前世界上用的较多的生产方法。早在20世纪中叶,杜邦公司的科研人员就用开环聚合法获得了高分子量的聚乳酸。近年来,国外对聚乳酸合成的研究主要集中在丙交酯的开环聚合上。
  德国的Boeheringer Zngelhelm 公司用此法生产的聚乳酸系列产品以商品名出现在市场上;美国Cargill公司用此法生产的聚乳酸经熔喷与纺粘后加工,开发了医用元纺布产品;而我国能够合成高分子聚乳酸的仅有中山大学高分子研究所等屈指可数的几家。开环聚合多采用辛酸亚锡作引发剂,分子量可达上百万,机械强度高,聚合分离两步进行:
  第一步是聚乳酸经脱水环化制得丙交酯;
  第二步是丙交酯经开环聚合制得聚丙交酯;
  但是这种开环聚合法在聚合的时候对催化剂的纯度,单体的纯度要求极高,即使是极微量的杂质也会使PLA的分子量低于10万,而且聚合条件如温度、压力、催化剂的种类和用量、反应时间等等也会极大地影响PLA的分子量,所以高分子量PLA的合成是一个技术难点。
  3)固相聚合法
  这种方法是将直接聚合法得到的低分子量树脂在减压真空、温度在Tg—Tm之间的条件下进行聚合反应得到,以提高其聚合度,增加分子量,从而提高材料强度和加工性能。
  1.2.制备流程
  我们主要说说较常用的开环聚合方法,它的制程大致是这样的:
  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。
两天一夜20120108聚乳酸纤维
中华蝎王
  聚乳酸纤维是一种可完全生物降解的合成纤维,它可从谷物中取得。其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水,燃烧时,不会散发毒气,不会造成污染。是一种可持续发展的生态纤维。
  聚乳酸纤维 聚乳酸(PLA)是一种聚羟基酸。乳酸是乳酸杆菌产生的一种碳水化合物,是生物体(包括人体)中常见的天然化合物。通过乳酸环化二聚物的化学聚合或乳酸的直接聚合可以得到高分子量的聚乳酸。以聚乳酸为原料得到的制品,具有良好的生物相容性和生物可吸收性,以及很好的生物降解性,并且在可降解热塑性高分子材料中PLA具有最好的抗热性。
  聚乳酸的聚合方法有两种,一种是减压在溶剂中由乳酸直接聚合的方法,即:乳酸→预聚体→聚乳酸;另一种方法是常压下以环状二聚乳酸为原料聚合得到,即:乳酸→预聚体→环状二聚体→聚乳酸。
  聚乳酸纤维是一种新型的可完全生物降解的合成纤维,系从谷物中取得,其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水,燃烧时不会散发毒气,不会造成污染。目前,学术界对聚乳酸纤维的研究很多,主要以日本钟纺公司为代表。由玉米、甘蔗
或甜菜通过发酵和蒸馏的方法提取乳酸,聚合成聚乳酴,通过溶液纺丝方法得到聚乳酸纤维,日本钟纺公司的聚乳酸纤维的商品名为Lactron,其性能见表1,从表中数据可以看出,聚乳酸纤维具有与聚酯几乎同等强度和伸长,杨氏模量较低,其织物比较柔软,是一种优良的面料原料。Lactron可以加工成短纤维、复丝和单丝形式,与棉、羊毛或粘胶等可分解性纤维混纺,可制得类似丝的织物,制成内衣和衬衫等服装,不但耐用、吸湿性好,而且通过加工形成优良的形态稳定性和抗皱性能。
[魏惠王编辑本段]
聚乳酸纤维的生产技术
工业自动化仪表技术  聚乳酸的原料生产
  聚乳酸的原料是乳酸,即-羟基丙酸、2-羟基丙酸。由于乳酸分子中有一个不对称碳原子,所以具有d-型(右旋光)和L-型(左旋光)两种对映体,等量的L-乳酸和d-乳酸混合而成的dL-乳酸不具旋光性。成纤聚乳酸以L-乳酸为单体。
  L-乳酸的工业化生产主要有微生物发酵法和化学合成法两大类。中国发酵乳酸工业主要采
用玉米、大米、薯干粉等为原料,以谷糠、麦皮等为辅料,以α-淀粉酶、糖化酶为液化剂、糖化剂,CaCO3为中和剂,经发酵生产乳酸钙,再进一步酸化纯化得到乳酸产品。
  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,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。
  聚乳酸纤维的制备
  聚乳酸在所有生物可降解聚合物中熔点最高,结晶度大,热稳定性好,加工温度在170~230之间,有良好的抗溶剂性,因此能用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸、注射吹塑。
  聚乳酸及其共聚物的纺丝可采用溶液纺丝和熔融纺丝工艺,主要采用干纺-热拉伸工艺,而干纺纤维的机械性能要优于熔纺纤维。研究表明,聚乳酸的分子量及其分布、纺丝溶液的组成及浓度、拉伸温度、聚乳酸的结晶度和纤维直径,都影响最终纤维的性能。
  聚乳酸是热塑性聚合物,可采用熔融纺丝。熔纺同溶液纺相比具有经济上的优势,因此对其研究非常活跃。PLLA对温度非常灵敏,在升温过程中特性粘度有较大幅度的下降,而且温度越高,η越大。因此成纤聚合体中的金属、单体、水等的含量必须严格控制,尤其是残留金属及水分子在纺丝前必须严格去除,否则在纺丝过程中会引起分子量的急剧下降和腐蚀加工机械,制得的纤维性能降低。
  在熔融纺丝前,把聚乳酸未端的-OH基用和吡啶进行乙酰化,结果发现其热稳定性
有所提高,为纺丝温度低于200,聚乳酸基本不发生热降解。采用二步法,即第一步熔融挤压,第二步热拉伸,可制得断裂强度高于7.2 cN/dtex的聚乳酸纤维。
二十年后的学校聚乳酸
  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,它们受拉手形成了聚合物,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,因此是理想的绿高分子材料。
  聚乳酸的热稳定性好,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,还具有一定的耐菌性、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。
  一、聚乳酸的优点
  聚乳酸的优点主要有以下几方面:
  (1)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。

本文发布于:2024-09-22 23:18:14,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/xueshu/184573.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:聚乳酸   乳酸   聚合   纤维
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议