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聚乳酸
polylactic acid
定義：由乳酸聚合而成的可生物降解高分子材料。具有良好的生物相容性、熱穩(wěn)定性、可加工性能和耐溶劑性。
學(xué)科：化工_生物化工工藝及產(chǎn)品_生物材料工程_長(zhǎng)鏈二元酸
相關(guān)名詞：乳酸 聚合物 生物質(zhì)
2019年，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)舉辦“科技報(bào)國(guó)，筑夢(mèng)創(chuàng)新”第十三屆科技文化節(jié)暨大學(xué)生科技博覽會(huì)。大學(xué)生展示用秸稈和聚乳酸制作而成的調(diào)羹、筷子以及牙刷等物。圖片來(lái)源：視覺(jué)中國(guó)
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聚乳酸（polylactic acid，PLA），又稱(chēng)聚丙交酯，是以乳酸為主要原料聚合得到的聚酯類(lèi)聚合物，結(jié)構(gòu)重復(fù)單元為?O?CH（CH3）CO?。聚乳酸在體內(nèi)酯鍵水解斷裂形成低聚物或乳酸，并最終降解為二氧化碳和水，通過(guò)呼吸和泌尿系統(tǒng)排出體外，中間產(chǎn)物乳酸也是體內(nèi)正常代謝產(chǎn)物，所以對(duì)人體無(wú)毒性。
聚乳酸的原材料主要來(lái)源于玉米、甜菜、甘蔗、木薯、秸稈等富含淀粉的生物質(zhì)，經(jīng)淀粉提取、糖化成葡萄糖，再發(fā)酵成乳酸。目前，工業(yè)上主要采用乳酸直接縮聚法、丙交酯開(kāi)環(huán)聚合法或溶液共沸聚合法等化學(xué)合成法得到聚乳酸。根據(jù)聚乳酸旋光性不同，分別有D型聚乳酸（PDLA）、L型聚乳酸（PLLA）和DL型聚乳酸（PDLLA），大多數(shù)市售的聚乳酸聚合物主要是L型聚乳酸，并添加少量的D型聚乳酸調(diào)節(jié)性能。聚乳酸較聚己內(nèi)酯（PCL）材料工藝更成熟、價(jià)格更低廉。
聚乳酸具有良好的生物相容性、生物可降解性、較高機(jī)械強(qiáng)度、良好的加工性、熱穩(wěn)定性、抗溶劑性、光澤性、較好的透明度和結(jié)晶度、吸濕透氣性、耐燃性、抑菌防霉性，以及防紫外線等性能。同時(shí)，聚乳酸也具有脆性高、延展性差、耐熱性差、耐水解性差和熔體強(qiáng)度低等缺點(diǎn)。
聚乳酸在多個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。聚乳酸是3D打印領(lǐng)域常用的材料之一，既環(huán)保又實(shí)用，被用于制造各種物品。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，聚乳酸廣泛應(yīng)用于人體植入物，如可吸收螺釘、心血管支架、心臟瓣膜和手術(shù)縫合線等。在藥物遞送領(lǐng)域，基于聚乳酸的微球、納米粒、囊泡等藥物運(yùn)載體系已被開(kāi)發(fā)用于治療、診斷和成像。環(huán)境友好型包裝材料領(lǐng)域是聚乳酸需求最大的市場(chǎng)，被廣泛用于生物可降解食品包裝、容器等，有助于減少塑料垃圾對(duì)環(huán)境的影響。在紡織業(yè)，聚乳酸纖維被用于生產(chǎn)服裝、家用紡織品等，這些纖維在保持原有性能的同時(shí)，還具有天然親膚、抑菌、防霉、抗紫外、可降解等特性。此外，聚乳酸在農(nóng)用地膜、化肥與農(nóng)藥緩釋、建筑材料、體育用品、電子產(chǎn)品、汽車(chē)內(nèi)飾件等領(lǐng)域也有應(yīng)用。
聚乳酸作為一種可降解的生物基材料，隨著碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的推進(jìn)，在消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)和環(huán)保法規(guī)趨嚴(yán)的背景下，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求強(qiáng)勁。2023年，全球聚乳酸市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了10.7億美元，預(yù)計(jì)到2032年將增長(zhǎng)至42億美元。我國(guó)也將聚乳酸納入戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃，通過(guò)政策扶持、資金補(bǔ)貼等手段推動(dòng)聚乳酸產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展。
責(zé)任編輯：張鵬輝
