聚乳酸,简称PLA, 也称为聚丙交酯. 是由生物发酵生产的乳酸经人工化学合成而得到的热塑性聚合物, 具有良好的生物相容性和生物可降解性.
中文别名:聚丙交酯
英文名称:polylactide, polylactic acid, PLA
英文别名:polytrimethylenecarbonate;1,3-Dioxan-2-one homopolymer
分子式:(C3H6O3)n
塑料派:聚乳酸PLA结构式
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, 它们手拉手形成了聚合物, 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, 因此是理想的绿色高分子材料.
基本性能
聚乳酸(H-[OCHCH3CO]n-OH)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, 可用作包装材料, 纤维和非织造物等, 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.
1, 物化性质
中文别名 聚丙交酯
弯曲模量 100-150MPa
CAS NO. 26100-51-6
拉伸强度 40-60MPa
断裂伸长率 4-10%
弹性模量 3000-4000MPa
物理性能:
密度: 1.20-1.30 kg/L
熔点 155-185°C
特性粘度IV 0.2-8 dL/g
玻璃化转变温度 60-65°C
传热系数 0.025 λ(w/m*k)
力学性能:
拉伸强度 40-60 MPa
断裂伸长率 4%-10%
弹性模量 3000-4000 MPa
弯曲模量 100-150 MPa
Izod冲击强度(无缺口) 150-300 J/m
Izod冲击强度(有缺口) 20-60 J/m
Rockwell硬度 88
2, 优点
(1)聚乳酸是一种新型的生物降解材料, 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.
(2)机械性能及物理性能良好. 聚乳酸适用于吹塑, 热塑等各种加工方法, 加工方便, 应用十分广泛.
(3)相容性与可降解性良好. 聚乳酸在医药领域应用也非常广泛, 如可生产一次性输液用具, 免拆型手术缝合线等, 低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等.
(4)聚乳酸除了有生物可降解塑料的基本的特性外, 还具备有自己独特的特性. 传统生物可降解塑料的强度, 透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料.
(5)聚乳酸和石化合成塑料的基本物性类似, 也就是说, 它可以广泛地用来制造各种应用产品. 聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明度, 和利用聚苯乙烯所制的薄膜相当, 是其它生物可降解产品无法提供的.
(6)聚乳酸具有最良好的抗拉强度及延展度, 聚乳酸也可以各种普通加工方式生产.
(7)聚乳酸薄膜具有良好的透气性, 透氧性及透二氧二碳性, 它也具有隔离气味的特性.
(8)当焚化聚乳酸时, 其燃烧热值与焚化纸类相同, 是焚化传统塑料(如聚乙烯)的一半, 而且焚化聚乳酸绝对不会释放出氮化物, 硫化物等有毒气体. 人体也含有以单体形态存在的乳酸, 这就表示了这种分解性产品具有的安全性.
3, 缺点
(1)聚乳酸中有大量的酯键,亲水性差,降低了它与其它物质的生物相容性;
(2)聚合所得产物的相对分子量分布过宽,聚乳酸本身为线型聚合物,这都使聚乳酸材料的强度往往不能满足要求,脆性高,热变形温度低(0146MPa负荷下为54℃),抗冲击性差;
(3)降解周期难以控制;
(4)价格太贵,乳酸价格以及聚合工艺决定了PLA的成本较高.
应用领域
1, 包装
主要应用于包装袋, 包装用膜, 医用薄膜, 泡沫塑料, 餐具等等.
PLA 材料具有光洁的表面和高度的透明度,因此可以在某些应用领域同聚苯乙烯和PET竞争. PLA已经应用于如水果蔬菜, 鸡蛋, 熟食和烘烤食品的硬包装.
目前大部分农用薄膜是由PE制成的, 但若用PLA等可降解聚合物代替, 既可降低环境问题, 又可减少塑料薄膜损耗.
2, 纺织
3, 医疗
药物控制释放体系, 骨科固定, 组织吸附材料, 手术缝合线, 口腔固定材料, 眼科材料
4, 3D打印
5, 其他耐用品(电子领域, 汽车配件等)
经过改性后的聚乳酸PLA, 可改善PLA的耐冲性, 耐热性, 刚性和阻燃性等性能. 已广泛用于制造电脑部件, 手提笔记本外壳, 手机零部件, 影碟机壳体, 光盘及家电零部件, 汽车配件等, PLA与其他树脂, 无机材料等材料可进行多元共混复合, 生产成具有物理性能优异的新的塑料'合金', 这些材料的特性在抗静电, 尺寸稳定性, 撕裂强度, 压缩强度, 拉伸强度, 抗冲击强度等方面都具有优良的特性, 是较为理想的新型环保合成材料.
