当聚乳酸降解薄膜领域新秀

聚乳酸：降解薄膜领域新秀

国内降解薄膜研发的品种已涵盖光降解、光生物降解、高淀粉含量型生物降解、高碳酸钙填充型光氧降解、全生物降解等几大类。降解塑料制品在包装方面的应用已遍及普通包装薄膜、收缩薄膜、购物袋、垃圾袋等，为改善环境发挥了积极作用。聚乳酸的材料特点聚乳酸(PLA)是近几年崛起的一种新型降解塑料，以玉米淀粉为主要原料，其强度、压缩应力、缓冲性、耐药性、防潮、耐油脂和密闭性都胜于现有的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料，对人体无毒无害，被产业界定为最有发展前途的新型环保包装材料。聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，应用十分广泛。

可像热塑性塑料那样加工制成薄膜、包装袋等各种下游产品。聚乳酸在常温下性能稳定，温度若高于55摄氏度或在富氧及微生物的作用下会自动分解。因此用后废弃能被自然界中微生物完全降解消化，在土壤中最终生成二氧化碳和水，不会对环境造成污染，在未来将有望代替聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料用于塑料制品，像扫描电子镜室的高尖端检测装备应用前景广阔。

环保的生产工艺聚乳酸生产是以乳酸为原料，传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料，目前美、法、日等国家已开发利用农副产品为原料发酵生产乳酸，进而生产聚乳酸。由于人体内只有代谢L-乳酸的酶，如果摄入过量D-乳酸，会引起代谢紊乱甚至酸中毒。因此在制造包装应用的聚乳酸，则主要以L-乳酸为原料。

目前国外最先进的生产工艺是由玉米等谷类为碳源，采用细菌发酵法生产L-乳酸。而国内大都还采用米根霉发酵法，以淀粉为碳源，用碳酸钙等中和剂控制发酵液的pH值，然后用硫酸中和，产生大量硫酸钙沉淀，使工艺繁复，而且带入大量杂质和染菌，使产品纯度下降。米根霉发酵是好氧发酵，能耗高，转化率仅80％。

南京绿天源公司用一种厌氧菌发酵，加氢氧化铵控制发酵液pH值，采用膜分离技术与清液单罐细菌连续发酵耦合工艺生产L-乳酸，以玉米为碳源，用湿法工艺制糖液，发酵液经微滤除菌丝体后，用膜澄清，一般电渗析提纯，再经双极膜电渗析，最后用高真空蒸馏得到纯L-乳酸，转化率≥95％，提取收率≥ 90％，工艺简单，投资少，能耗低，无废渣废水排放，成本约在每吨7500 元。美国LLC公司生产聚乳酸工艺为：玉米淀粉经水解为葡萄糖，(综合光明、新华消息)再用乳酸杆菌厌氧发酵，发酵过程用液碱中和生成乳酸，发酵液经净化后，用电渗析工艺，制成纯度达99.5％的L-乳酸。由乳酸制PLA生产工艺有：

(1)直接缩聚法，在真空下使用溶剂使脱水缩聚。

(2)非溶剂法，使乳酸生成环状二聚体丙交酯，在开环缩聚成PLA。

绿色化，包装膜的最终趋势国以求得全面、调和和可延续地发展内市场前景广阔 2001年，世界乳酸的总产量为13万吨，2002年超过20万吨，并呈逐年上升之势。目前，仅日本和美国两国的乳酸需求量就达3.5万吨。据推算，全球乳酸的不重视质量和长远效益那就不能不以牺牲产品质量来到达了总需求量约为15万～20万吨。我国的乳酸发酵工业开始于抗战时期，经过60年的发展，目前已形成了约4万吨的生产能力，但年产量仅为2万吨左右。

在国内，青岛扶桑化学公司是国内最大的精制(发酵)乳酸出口企业。早在1998年，位于台州的海正集团就得知国外正在研制生产PLA，他们当即与中科院等有关科研院所取得联系，并在公司内抽调力量组成科研小组，着手攻关。2002年9月,海正PLA的研发工作也取得了突破性进展。目前，公司已掌握了乳酸的发酵、提取、聚合等多项在国内处于绝对领先地位的关键技术，并在工艺设计中充分体现了环保和清洁生产的要求。

2004年6月，海正集团研制的聚乳酸（PLA）进入产业化阶段。 聚乳酸制膜效果显著 2004年3月，日本旭化成公司由玉米的糖分制成、能生物分解的聚乳酸，使用这种聚乳酸制成薄膜后仍能保持很好的柔软度。 2004年4月，美国CollegeFarm牌糖果开始采用以生物降解树脂聚乳酸（PLA）NatureWorks天然材料包装薄膜，这种薄膜外观和性能与传统糖果包装膜（玻璃纸或双向拉伸聚丙烯膜）相同，具有结晶透明性、极好的扭结保持性、可印刷性和强度，并且阻隔性较高，能更好地保留糖果的香味。

2004年7月，我国东丽宣布在世界上率先成功开发出了以植物为原料的聚乳酸软膜。这种薄膜在具有聚乳酸原本具备的透明度与耐热性的同时，还具有可以卷起来的柔软性。美国一家研究所研制成功把制乳酪后的废弃土豆转化为葡萄糖糖浆，再用细菌发酵成含乳酸酵液。经电渗析分离、加热使水分蒸发，得到可制薄膜与涂层的聚乳酸，作保鲜袋可代替有聚乙烯和防水蜡的包装材料。

信息来源：《全球软包装工业》