聚乳酸,簡稱PLA, 也稱為聚丙交酯. 是由生物發酵生產的乳酸經人工化學合成而得到的熱塑性聚合物, 具有良好的生物相容性和生物可降解性.
中文別名:聚丙交酯
英文名稱:polylactide, polylactic acid, PLA
英文別名:polytrimethylenecarbonate;1,3-Dioxan-2-one homopolymer
分子式:(C3H6O3)n
塑料派:聚乳酸PLA結構式
單個的乳酸分子中有一個羥基和一個羧基, 多個乳酸分子在一起, -OH與別的分子的-COOH脫水縮合, -COOH與別的分子的-OH脫水縮合, 就這樣, 它們手拉手形成了聚合物, 叫做聚乳酸. 聚乳酸也稱為聚丙交酯, 屬於聚酯家族. 聚乳酸是以乳酸為主要原料聚合得到的聚合物, 原料來源充分而且可以再生. 聚乳酸的生產過程無汙染, 而且產品可以生物降解, 實現在自然界中的迴圈, 因此是理想的綠色高分子材料.
基本性能
聚乳酸(H-[OCHCH3CO]n-OH)的熱穩定性好, 加工溫度170~230℃, 有好的抗溶劑性, 可用多種方式進行加工, 如擠壓, 紡絲, 雙軸拉伸, 注射吹塑. 由聚乳酸製成的產品除能生物降解外, 生物相容性, 光澤度, 透明性, 手感和耐熱性好, 可用作包裝材料, 纖維和非織造物等, 主要用於服裝(內衣, 外衣), 產業(建築, 農業, 林業, 造紙)和醫療衛生等領域.
1, 物化性質
中文別名 聚丙交酯
彎曲模量 100-150MPa
CAS NO. 26100-51-6
拉伸強度 40-60MPa
斷裂伸長率 4-10%
彈性模量 3000-4000MPa
物理性能:
密度: 1.20-1.30 kg/L
熔點 155-185°C
特性粘度IV 0.2-8 dL/g
玻璃化轉變溫度 60-65°C
傳熱係數 0.025 λ(w/m*k)
力學性能:
拉伸強度 40-60 MPa
斷裂伸長率 4%-10%
彈性模量 3000-4000 MPa
彎曲模量 100-150 MPa
Izod衝擊強度(無缺口) 150-300 J/m
Izod衝擊強度(有缺口) 20-60 J/m
Rockwell硬度 88
2, 優點
(1)聚乳酸是一種新型的生物降解材料, 其具有良好的生物可降解性, 使用後能被自然界中微生物完全降解, 最終生成二氧化碳和水, 不汙染環境, 這對保護環境非常有利, 是公認的環境友好材料.
(2)機械性能及物理性能良好. 聚乳酸適用於吹塑, 熱塑等各種加工方法, 加工方便, 應用十分廣泛.
(3)相容性與可降解性良好. 聚乳酸在醫藥領域應用也非常廣泛, 如可生產一次性輸液用具, 免拆型手術縫合線等, 低分子聚乳酸作藥物緩釋包裝劑等.
(4)聚乳酸除了有生物可降解塑料的基本的特性外, 還具備有自己獨特的特性. 傳統生物可降解塑料的強度, 透明度及對氣候變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類似, 也就是說, 它可以廣泛地用來製造各種應用產品. 聚乳酸也擁有良好的光澤性和透明度, 和利用聚苯乙烯所制的薄膜相當, 是其它生物可降解產品無法提供的.
(6)聚乳酸具有最良好的抗拉強度及延展度, 聚乳酸也可以各種普通加工方式生產.
(7)聚乳酸薄膜具有良好的透氣性, 透氧性及透二氧二碳性, 它也具有隔離氣味的特性.
(8)當焚化聚乳酸時, 其燃燒熱值與焚化紙類相同, 是焚化傳統塑料(如聚乙烯)的一半, 而且焚化聚乳酸絕對不會釋放出氮化物, 硫化物等有毒氣體. 人體也含有以單體形態存在的乳酸, 這就表示了這種分解性產品具有的安全性.
3, 缺點
(1)聚乳酸中有大量的酯鍵,親水性差,降低了它與其它物質的生物相容性;
(2)聚合所得產物的相對分子量分布過寬,聚乳酸本身為線型聚合物,這都使聚乳酸材料的強度往往不能滿足要求,脆性高,熱變形溫度低(0146MPa負荷下為54℃),抗衝擊性差;
(3)降解周期難以控制;
(4)價格太貴,乳酸價格以及聚合工藝決定了PLA的成本較高.
應用領域
1, 包裝
主要應用於包裝袋, 包裝用膜, 醫用薄膜, 泡沫塑料, 餐具等等.
PLA 材料具有光潔的表面和高度的透明度,因此可以在某些應用領域同聚苯乙烯和PET競爭. PLA已經應用於如水果蔬菜, 雞蛋, 熟食和烘烤食品的硬包裝.
目前大部分農用薄膜是由PE製成的, 但若用PLA等可降解聚合物代替, 既可降低環境問題, 又可減少塑料薄膜損耗.
2, 紡織
3, 醫療
藥物控制釋放體系, 骨科固定, 組織吸附材料, 手術縫合線, 口腔固定材料, 眼科材料
4, 3D列印
5, 其他耐用品(電子領域, 汽車配件等)
經過改性後的聚乳酸PLA, 可改善PLA的耐沖性, 耐熱性, 剛性和阻燃性等性能. 已廣泛用於製造電腦部件, 手提筆記本外殼, 手機零部件, 影碟機殼體, 光碟及家電零部件, 汽車配件等, PLA與其他樹脂, 無機材料等材料可進行多元共混複合, 生產成具有物理性能優異的新的塑料'合金', 這些材料的特性在抗靜電, 尺寸穩定性, 撕裂強度, 壓縮強度, 拉伸強度, 抗衝擊強度等方面都具有優良的特性, 是較為理想的新型環保合成材料.
