聚乳酸
中文名称 聚乳酸
中文同名 聚(L-乳酸)
英文名称 POLYLACTIC ACID
化学式 C3H6O3
分子量 90.07
CAS编号 26100-51-6
质检信息
质检项目 指标值
含量,% ≥Mw ~80,000
PSA: 57.53000
LOGP: -0.54820
密度 1.276g/cm3
熔点 16.8oC
沸点 227.6°C at 760mmHg
闪点 109.9°C
化学特性
聚乳酸为无色透明液体。有刺激性。不溶于水,溶于乙醇。
产品用途
1.聚乳酸挤出级树脂是PLA的主要的市场应用,主要用于大型超市里新鲜蔬果包装,该类包装已成为欧洲市场链中的重要一员;其次用于一些宣扬安全、节能、环保的电子产品包装上。在这些用途中PLA高透明度、高光泽度、高钢性等优点体现得淋漓尽致,已经是PLA应用的主导方向。另外,挤出级树脂在园艺上的应用也开始获得重视,在斜坡绿化、沙尘暴治理等领域已有所应用。
2.在PLA的注塑的市场应用中,较为广泛的是改性后的树脂。尽管纯PLA有着高透明度、高光泽度等优点,但是其硬而脆、加工难度大且不耐热等缺点影响了它在注塑方面的应用。当然,化学、塑料工业界都一直致力解决这些问题。例如,利用BPM-500这种添加剂可以提高PLA的冲击强度;加入少量一种名为Biomax Strong的乙烯基共聚物可以改进 PLA的韧性;与另一种生物降解树脂PHA共混可以改善PLA的一些性能
3.双向拉伸膜是目前为止应用最成功的PLA膜,经过双向拉伸并热定型的PLA膜耐热温度可提高到90℃,正好弥补了PLA不耐高温这一缺陷。通过对双向拉伸取向及定型工艺的调整,还可以控制BOPLA膜的热封温度在70~160℃。这一优势是普通BOPET所不具备的。另外,BOPLA膜透光率达到94%,雾度极低,表面光泽度也非常好,该类膜可用于鲜花包装、信封透明窗口膜、糖果包装等等。
4.采用聚乳酸原料所加工的一次性餐具存在着不耐温、耐油等缺陷。这样就造成其的功能作用大打折扣,以及在运输途中餐具变形、材质变脆,造成大量次品。不过,经过技术发展,市场已有经过PLA改性后的材料,可以有效克服原粒的缺点,有的甚至耐热温度高达120度以上,可以用作微波炉用具材料。
储藏措施
1.储存于阴凉、通风的库房。
2.应与氧化剂、食用化学品分开存放,切忌混储。
3.保持容器密封。
4.远离火种、热源,防止阳光直射。
5.库房必须安装避雷设备。
6.排风系统应设有导除静电的接地装置。
7.采用防爆型照明、通风设置。
8.禁止使用易产生火花的设备和工具。
9.储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
10.防止粉尘和气溶胶生成。
急救措施
【食入】摄入不可能。但是,如果摄入,获得紧急医疗照顾。
【吸入】如果克服被曝光,将受害人转移到空气新鲜处。给予吸氧或人工呼吸。获得紧急医疗照顾。迅速采取行动是至关重要的。
【皮肤】立即脱去污染的衣着。彻底清洗皮肤,用温和的肥皂/水。W /温水冲洗15分钟。如果是粘的,首先使用无水清洁。寻求医疗照顾,如果不良影响或刺激。
【眼睛】眼睛接触的情况下,立即用清水冲洗20-30分钟。经常收回眼皮。获得紧急医疗照顾。
制备方法
二步法制备聚乳酸
⒈制备乳酸
我们用再生资源玉米,马铃薯为原料,利用微生物发酵法制备光学纯L-乳酸或D-乳酸。而且L-乳酸较D-乳酸能完全被人体吸收,无任何毒副作用。
生产L-乳酸,所以我们采用国内外通用的米根霉NAF-032。
⑴制备米根霉孢子;
⑵将米根霉孢子制备成米根霉孢子乳悬液;
⑶将米根霉孢子乳悬液固定到固定化载体上得到固定化米根霉种子;
⑷将固定化米根霉种子接种到发酵培养基中进行固定化发酵。
该方法培育出了高产的米根霉菌株并将其固定到棉布载体上得到固定化米根霉种子,在适宜的发酵条件进行固定化发酵,马铃薯淀粉转化率高,发酵产物的生物量高,L-乳酸收率高,成本低廉、步骤简捷、容易掌控等。
⒉乳酸的酸化处理和提纯分离
⑴发酵过程产生一种乳酸盐,因为发酵的pH值接近中性。需要把一定的乳酸盐转化成乳酸,通过直接添加硫酸到乳酸盐溶液中,可以制得乳酸,对于结晶出的副产物二水合硫酸钙。可以通过过滤的方法除去,当然二水合硫酸钙可以用作地面灌注石膏,例如将其作为干墙体、水泥和农业领域的原料。生石膏是在生产过程中所产生的低价值的盐,但是这个方法比较划算,因为氢氧化钙和硫酸的成本低,而且生石膏还可以用作其他工业用途。其他将碱化和酸化两个过程联系在一起的方法也有过尝试,例如用氨调节pH,用硫酸来酸化,从而得到硫酸铵作为副产物,硫酸铵可用作肥料。因为铵盐比氢氧化钙价格高,而副产品硫酸铵的高价值正好弥补了这种差距,且硫酸铵相对于钙盐易溶于水,这有利于分离。
⑵细胞去除
细胞去除方法的选择主要取决于生产所使用的微生物。米根霉长210-2500μm,直径5-18μm,因为细胞较小可以通过絮凝法去除。在发酵液中加入壳聚糖作为絮凝剂,调节ph为6.8,保温,搅拌养絮,絮凝结束以后静置1.5h后取上清液于离心管中,用离心机在4000r/min转速下离心20min,分离出固体沉淀。
⑶残糖、残留培养基和发酵副产物的分离
本项目采用溶剂萃取法。经过溶剂萃取之后之后,乳酸溶液经过活性炭、阳离子交换树脂、阴离子交换树脂后可以得到微黄色的去离子产物。
二本发明涉及一种聚乳酸的制备方法。
随着人们对降解材料认识的加强,聚乳酸作为完全生物降解材料正处于不断发展的阶段,对它的研究也将会不断的深入,以其为材料制成的医疗用品也将不断增加,在医疗上的应用范围将迅速扩大。但是聚乳酸的合成工艺路线复杂,原料及中间产物耗资较大,合成聚乳酸的相对分子质量较低,大大限制了聚乳酸材料的应用。
第一步,按以下方法制备乳酸:(I)蒸发乳酸或乳酸衍生物溶液制备分子量为800-1800、总乳酸等价酸度100-120%、光学纯度相当于95-100% L-聚乳酸的低聚体;(2)将低聚体和解聚催化剂加入到解聚反应器,制备得到一富含乳酸的气相和富含低聚体的液相;(3)冷凝气相得到液态粗乳酸;(4)将粗乳酸抽取结晶;(5)分离和排出晶体得到一富含乳酸晶体的湿饼;(6)干燥湿饼,得到预纯化乳酸;(7)结晶预纯化乳酸得到残留酸度低于15meq / kg、水含量低于250ppm和meso-乳酸含量低于2%的纯化乳酸;
第二步,聚合以上得到的乳酸制得聚乳酸。
本发明的具体实施例为:(1)蒸发乳酸或乳酸衍生物溶液制备分子量为800-1800、总乳酸等价酸度100-120%、光学纯度相当于95-100% L-聚乳酸的低聚体;(2)将低聚体和解聚催化剂加入到解聚反应器,制备得到一富含乳酸的气相和富含低聚体的液相;(3)冷凝气相得到液态粗乳酸;(4)将粗乳酸抽取结晶;(5)分离和排出晶体得到一富含乳酸晶体的湿饼;(6)干燥湿饼,得到预纯化乳酸;(7)结晶预纯化乳酸得到残留酸度低于15meq / kg、水含量低于250ppm和meso-乳酸含量低于2%的纯化乳酸;聚合以上得到的乳酸制得聚乳酸。
本发明是通过实施例进行描述的,本领域技术人员知悉,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。
概述
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。
优点
⑴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。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖,再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸,再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。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。
⑵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。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等,市场前景十分看好。
⑶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。
⑷聚乳酸(PLA)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。
⑸ 聚乳酸(PLA)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。
⑹聚乳酸(PLA)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,例如:熔化挤出成型,射出成型,吹膜成型,发泡成型及真空成型,与广泛使用的聚合物有类似的成形条件,此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。如此,聚乳酸就可以应各不同业界的需求,制成各式各样的应用产品。
⑺聚乳酸(PLA)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。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面,故有安全及卫生的疑虑,然而,聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。
⑻当焚化聚乳酸(PLA)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。
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