一、降解及可降解塑料的相关定义
降解:受环境条件的影响,经过一定时间和包含一个或更多步骤,结构发生显著变化、性能丧失(如:完整性、相对分子质量、结构或力学强度)的过程。
降解塑料:在自然界各种条件下,能最终完全降解变成CO2、H2O、CH4及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的一类塑料。
生物降解:由于生物活动,尤其是酶的作用而引起的材料降解,使其被微生物或某些生物作为营养源而逐步消解,导致其对相对分子质量下降与质量损失、物理性能下降等,并最终被分解为成分较简单的化合物及所含元素的矿化无机盐、生物死体的一种兴致。(简单的化合物通常指CO2、H2O、CH4等)
生物降解塑料:在自然界如土壤或沙土等条件下,或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中,由自然界存在的微生物作用引起降解,并最终完全降解变成CO2、H2O、CH4及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料。
二、可降解塑料种类及特点
三、PLA合成方法及特点
3.1 丙交酯开环聚合法
开环聚合法是先将乳酸缩聚为低聚物,低聚物在高温、高真空等条件下发生分子内酯交换反应,解聚为乳酸的环状二聚体-丙交酯。丙交酯经过精制提纯后,由引发剂如辛酸亚锡、氧化锌等催化开环得到高分子量的聚合物。
合成的聚乳酸纯度高,分子量大,机械性能好,应用领域广泛。
缺点:丙交酯需要多次结晶提纯,工艺繁杂,聚乳酸的生产成本较高。合成的聚乳酸纯度高,分子量大,机械性能好,应用领域广泛。
缺点:丙交酯需要多次结晶提纯,工艺繁杂,聚乳酸的生产成本较高。
3.2 直接缩合聚合法
乳酸同时具有-OH和-COOH,是可直接缩聚的,采用高效脱水剂和催化剂使乳酸或乳酸低聚物分子间脱水缩合成高分子量聚乳酸。
优点:采用直接法合成聚乳酸,原料乳酸来源充足,大大降低了成本,有利于聚乳酸材料的普及。
缺点:该法得到的聚乳酸相对分子量较低,机械性能较差。