塑料制品在工业和日常生活中的广泛应用产生了大量难以处理的塑料垃圾VIP免费

聚乳酸塑料的研究进展姓名：李晓东学号：班级：摘要：综述了聚乳酸的合成方法、聚合工艺、聚合机理等。介绍了用生物发酵法从厨房垃圾中提取乳酸,合成聚乳酸的新工艺路线,为聚乳酸类产品找到了廉价的原料来源。该方法不仅可降低聚乳酸类产品的生产成本,而且解决了厨房垃圾的处理问题,减少了环境污染。关键词:聚乳酸;垃圾;发酵;乳酸;生物降解;塑料一、引言塑料制品在工业和日常生活中的广泛应用产生了大量难以处理的塑料垃圾,形成了严重的环境危害。减少并解决废弃塑料的环境污染问题引起了世界各国的高度重视,使用和开发生物降解性塑料已成为各国解决“白色污染”的重要手段之一。聚乳酸制品就是其中一种研究较多、性能较好的生物降解性塑料,其制品在农业、生活领域、服装和医疗行业等方面都有广阔的应用前景,如农用地膜、农药化肥缓释材料、一次性饭盒、各种食品饮料外包装材料以及各种抗皱性强、透气性好、穿着舒适的纺织品等。聚乳酸制品废弃后能在土壤或水中被微生物分解成二氧化碳和水,因而是一种可生物降解性塑料,不会对环境产生污染。此外,聚乳酸还具有优良的生物相容性,其降解产物能参与人体代谢,已被美国食品医药局(FDA)批准,可用作医用手术缝合线、注射用胶囊、微球及埋植剂等。聚乳酸作为可生物降解性材料已引起人们的重视,但是随着聚乳酸及相应共聚物研究的深入,以玉米、小麦、蔗糖、甜菜等粮食和经济作物为原料合成聚乳酸单体乳酸的高成本问题以及高摩尔质量聚乳酸合成工艺复杂、工艺流程较长等问题让人们不可忽视。国内直接法生产L-聚乳酸的总生产成本至少为45000元/t,而丙交酯开环聚合法制备L-聚乳酸的总生产成本还要高得多。只有使聚乳酸价格降低到20000元/t以下,发酵乳酸的价格降到现价的一半左右(低于10000元/t),市场才比较容易接受,聚乳酸才能大量用于包装材料和一次性用品。由此可见,探索新的廉价的原料来源、开发新的催化和聚合体系是解决成本问题的根本出路。目前,合成能满足各种需求的超高摩尔质量的聚乳酸还有一定难度。丙交酯聚合时对催化剂纯度、单体纯度要求很高,极微量的杂质会使摩尔质量低于105g/mol,高摩尔质量聚乳酸(PLA)制备是一个难点;另外,聚乳酸材料还有待于精细化,即根据具体需要调节聚合物的性能,如亲水性和化学可饰性等。人们正在探索通过与其它带有相应官能团的单体进行共聚来满足这些性能的要求。本文综述了聚乳酸的合成方法、聚合工艺、聚合机理等,并介绍了利用发酵厨房垃圾制备聚乳酸的合成路线及其发展前景。二、降解高分子材料聚乳酸(PLA)树脂的合成和改性方法。1聚乳酸的合成合成聚乳酸的方法目前主要有开环聚合、直接缩聚、扩链反应等。20世纪50年代，美国杜邦公司首先由乳酸制得丙交酯，然后进行开环聚合制成聚乳酸。采用该方法可以得到高摩尔质量的聚乳酸及其系列衍生物，它是目前工业化生产聚乳酸最主要的工艺路线。丙交酯的开环聚合主要包括阴离子聚合、阳离子聚合及配位聚合。由乳酸制备丙交酯，进而制备聚乳酸的开环聚合方法的缺点是工艺过程冗长、制造成本非常高，因此限制了聚乳酸的应用和发展。为了降低聚乳酸的制造成本，扩大其应用范围，人们一直在寻找更简捷的合成路线。其中，将乳酸单体进行直接缩聚已成为制备聚乳酸的重要方法。日本三菱人造丝公司已采用乳酸在二苯醚中直接缩聚的方法进行聚乳酸的工业生产，并将聚乳酸树脂加工成纤维，制成纺织品。最近，日本Kyoto工学院在聚乳酸的直接缩聚/固相本体聚合合成高摩尔质量聚乳酸方面已取得突破性进展。影响固相缩聚反应的因素繁多，除预聚物的摩尔质量和分布外，反应温度、催化剂用量、预聚物的粒径和反应时间都对聚乳酸的摩尔质量有重要影响。低摩尔质量的聚乳酸强度低，不能用作塑料和纤维。采用扩链剂是提高聚乳酸平均摩尔质量的一种有效方法。以乳酸为原料，分别以不同的二醇或聚乙二醇为催化剂，采用直接熔融缩聚法制成端羟基乳酸预聚物；然后，预聚物再经扩链聚合反应进一步提高摩尔质量。也可以把预聚的聚乳酸与异氰酸酯进行扩链反应。可用的扩链剂有乙烯基碳酸盐、杂环化合物、二异氰酸酯、环己二异氰酸酯、聚乙二醇、亚甲基二苯基二异氰酸酯等。2聚乳酸的改性2...