聚乳酸(PLA)是以乳酸为原料聚合生成的高分子材料,具有无毒、强度高、易加工成型和优良的生物相容性的特点,并且PLA制使后可完全降。由于,L工下极易降解,使得力学性能降低,必须采用物理方法对其进行改性,以拓展其应用领域。
1.PLA的结构与性质
1780年,瑞典化学家谢勒(Scheele)就从发酸牛奶中提炼出一种有机酸,称之为乳酸。乳酸是生物体内正常糖代谢的产物,是以一些植物中提取的淀粉为最初原料,经过酶分解得到葡萄糖,再通过乳菌发酵得到的,原料方便易得,工艺已趋向成熟。乳酸分子有一个手性碳原子,根据其光学活性可分为左旋L-乳酸和右旋D-乳酸,分子式为C3H6O3。
聚乳酸分子链中不同单体组成和序列分布会使物质具有不同的性能。聚乳酸具有三种立体异构体:聚消旋乳酸PDLLA(polyDL-lacticacid)、聚左旋乳酸PLLA(polyL-lacticacid)、聚右旋乳酸PDLA(polyD-lacticacid)。其中,PDLA与PLLA具有结晶性,PDLLA则是非结晶性的。常用的是PDLLA和PLLA。对聚乳酸而言,PLLA和PDLA在生物体内都是通过水解作用降解成乳酸,进入三羧酸循环,被生物体完全吸收,无毒性作用。聚乳酸的基本原料乳酸是人体固有的生理物质之一,对人体无毒无害。并且聚乳酸具有良好的机械性能及物理性能,适用于吹塑、热塑等各种加工方法,操作简便。可用于加工工业及民用的各种塑料制品、食品包装、快餐饭盒和布匹。聚乳酸有良好的防潮、防油脂和密闭性,在常温下性能稳定,但在温度高于55℃或富氧及微生物的作用下会自动分解,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。
聚乳酸具有良好的生物相容性、可吸收性、机械强度和耐久性,可经受各种消毒处理,有良好的加工性能,因此应用广泛,主要集中在环保与医学两个领域。目前使用PLA+PBAT制作的全生物降解袋工艺已经趋于成熟。