2015年吉林實(shí)行降解塑料袋,降解塑料袋到底是什么制成的,聚乳酸:
單個(gè)的乳酸分子中有一個(gè)羥基和一個(gè)羧基,多個(gè)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,屬于聚酯家族。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(chǎn)過程無污染,而且產(chǎn)品可以生物降解,實(shí)現(xiàn)在自然界中的循環(huán),因此是理想的綠色高分子材料。
編輯本段一、聚乳酸的優(yōu)點(diǎn)
聚乳酸的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾方面:
(1)聚乳酸(PLA)是一種新型的生物降解材料,使用可再生的植物資源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料經(jīng)由發(fā)酵過程制成乳酸,再通過化學(xué)合成轉(zhuǎn)換成聚乳酸。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,最終生成二氧化碳和水,不污染環(huán)境,這對保護(hù)環(huán)境非常有利,是公認(rèn)的環(huán)境友好材料。關(guān)愛地球,你我有責(zé)。世界二氧化碳排放量據(jù)新聞報(bào)道在2030年全球溫度將升至60℃,普通塑料的處理方法依然是焚燒火化,造成大量溫室氣體排入空氣中,而聚乳酸塑料則是掩埋在土壤里降解,產(chǎn)生的二氧化碳直接進(jìn)入土壤有機(jī)質(zhì)或被植物吸收,不會排入空氣中,不會造成溫室效應(yīng)。
(2)機(jī)械性能及物理性能良好。聚乳酸適用于吹塑、熱塑等各種加工方法,加工方便,應(yīng)用十分廣泛?捎糜诩庸墓I(yè)到民用的各種塑料制品、包裝食品、快餐飯盒、無紡布、工業(yè)及民用布。進(jìn)而加工成農(nóng)用織物、保健織物、抹布、衛(wèi)生用品、室外防紫外線織物、帳篷布、地墊面等等,市場前景十分看好。
(3)相容性與可降解性良好。聚乳酸在醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛,如可生產(chǎn)一次性輸液用具、免拆型手術(shù)縫合線等,低分子聚乳酸作藥物緩釋包裝劑等。
。4)聚乳酸(PLA)除了有生物可降解塑料的基本的特性外,還具備有自己獨(dú)特的特性。傳統(tǒng)生物可降解塑料的強(qiáng)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(PLA)和石化合成塑料的基本物性類似,也就是說,它可以廣泛地用來制造各種應(yīng)用產(chǎn)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(dāng),是其它生物可降解產(chǎn)品無法提供的。
。6)聚乳酸(PLA)具有最良好的抗拉強(qiáng)度及延展度,聚乳酸也可以各種普通加工方式生產(chǎn),例如:熔化擠出成型,射出成型,吹膜成型,發(fā)泡成型及真空成型,與目前廣泛所使用的聚合物有類似的成形條件,此外它也具有與傳統(tǒng)薄膜相同的印刷性能。如此,聚乳酸就可以應(yīng)各不同業(yè)界的需求,制成各式各樣的應(yīng)用產(chǎn)品。
(7)聚乳酸(PLA)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。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面,故有安全及衛(wèi)生的疑慮,然而,聚乳酸是唯一具有優(yōu)良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。
(8)當(dāng)焚化聚乳酸(PLA)時(shí),其燃燒熱值與焚化紙類相同,是焚化傳統(tǒng)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(tài)存在的乳酸,這就表示了這種分解性產(chǎn)品具有的安全性。
那么聚乳酸是如何降解的呢?
1.簡單水解降解
簡單水解降解的主要機(jī)理一般被認(rèn)為是由于聚乳酸分子鏈中含有酯鍵,極易在氫離子作用下斷裂為羧酸和醇,而降解中產(chǎn)生的酸可能會對降解有催化作用,形成自催化效應(yīng).其降解速率在很大程度上取決于pH 值、聚合物的形態(tài)、相結(jié)構(gòu)等因素.麥杭珍等在蒸餾水中加入一定量的NaCl,KCl,NaHCO3,NaH2PO4 制成pH=7.40 的弱堿性人工模擬體液,以及pH=4.80,pH=10.28 的酸堿緩沖液,將Mn=29 980 的PLLA 制成膜分別投入到三種溶液中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)聚乳酸在該三種溶液中均發(fā)生降解現(xiàn)象,且它們降解的程度為堿性溶液>酸性溶液>中性溶液.聚乳酸不同的結(jié)晶性也導(dǎo)致了其降解性的差異.一般來說,非結(jié)晶態(tài)的PDLA 比結(jié)晶態(tài)的PLLA 更容易加水降解.PDLA 材料在生理鹽水中降解,相對分子質(zhì)量半衰期為3 星期至10 星期,而PLLA 則至少為20 個(gè)星期.據(jù)報(bào)道,半結(jié)晶態(tài)的PLLA 降解存在著兩個(gè)階段,第一個(gè)階段,水分子擴(kuò)散到聚乳酸的無定型區(qū)域,導(dǎo)致酯鍵的隨即斷開.隨著降解的進(jìn)行,當(dāng)無定型區(qū)域降解幾乎結(jié)束時(shí),結(jié)晶度增加.在第二個(gè)階段,水解才由結(jié)晶區(qū)邊緣向結(jié)晶中心開始降解.在無定型區(qū)水解過程中,生成立構(gòu)規(guī)整的低分子物質(zhì),結(jié)晶度增大,延緩了進(jìn)一步水解的進(jìn)行.這一性能被用于骨修復(fù)和骨內(nèi)固定材料中,調(diào)節(jié)材料的降解速度以滿足人體對材料的要求.
2.生物及酶降解
微生物降解是可降解材料在自然界中最普遍存在的降解方式,聚乳酸可以被多種微生物降解,如鐮刀酶念珠菌、青霉菌、腐殖菌等.據(jù)研究表明,鐮刀酶念珠菌、青霉菌都可以完全吸收PDLLA,部分可吸收可溶的聚乳酸低聚物.近幾年的研究表明,酯酶、蛋白酶K 都能催化聚乳酸降解.從低分子量的PLLA- PDLA 在不同類型的酯酶,如根霉屬菌酯肪酶、豬胰腺酯肪酶、豬肝臟的羧基酯酶中的降解情況,發(fā)現(xiàn)根霉屬菌酯肪酶對聚乳酸的降解能力最強(qiáng),同時(shí)還發(fā)現(xiàn)聚合物中無定形區(qū)域在21 d 后即完全降解,而結(jié)晶區(qū)卻只有30%降解.這是由于結(jié)晶區(qū)域分子結(jié)構(gòu)排列緊密,酶分子很難進(jìn)入到聚乳酸分子內(nèi)部.因此降解速度緩慢.發(fā)現(xiàn)蛋白酶K 可以有選擇的對聚乳酸進(jìn)行催化.對L- 乳酸有較高的降解活性.而對D- 乳酸的降解則表現(xiàn)出較高的惰性.同時(shí)還發(fā)現(xiàn)無定型的PLLA- PDLA 共聚物的失重速率比部分結(jié)晶的PLLA- PDLA 要快得多.反映出蛋白酶K 對聚乳酸的結(jié)晶度具有很高的敏感性,使之被廢棄后能迅速降解,且最終降解產(chǎn)物為H2O 和CO2 對環(huán)境沒有污染.