聚乳酸的市场应用

PLA有很多的应用，可以在挤出、注塑、拉膜、纺丝等多领域应用，具体如下： 挤出级树脂是PLA的主要的市场应用，主要用于大型超市里新鲜蔬果包装，该类包装已成为欧洲市场链中的重要一员；其次用于一些宣扬安全、节能、环保的电子产品包装上。在这些用途中PLA高透明度、高光泽度、高钢性等优点体现得淋漓尽致，已经是PLA应用的主导方向。另外，挤出级树脂在园艺上的应用也开始获得重视，在斜坡绿化、沙尘暴治理等领域已有所应用。

然而，PLA的挤出加工却并非易事，仅适合在一些先进的PET挤出成型机上进行加工，且挤出片材的厚度一般只在0.2-1.0mm范围。加工过程对水 份含量及加工温度尤其敏感，挤出加工时，一般要求其水份含量要小于50PPM，这对设备的干燥系统和温控系统又提出了新的要求。加工过程中，如果没有适宜的结晶设备，边料的回收也是一大难题，这也正是市场上有大量PLA边角料在流通的原因。 在PLA的注塑的市场应用中，较为广泛的是改性后的树脂。尽管纯PLA有着高透明度、高光泽度等优点，但是其硬而脆、加工难度大且不耐热等缺点影响了它在注塑方面的应用。当然，化学、塑料工业界都一直致力解决这些问题。例如，利用BPM-500这种添加剂可以提高PLA的冲击强度；加入少量一种名为Biomax Strong的乙烯基共聚物可以改进 PLA的韧性；与另一种生物降解树脂PHA共混可以改善PLA的一些性能；另外，日本的科学家们则开发出了一种添加纸浆的耐热PLA树脂。通过以上一些方式改性后的聚乳酸制品牺牲了透明性，但是却改进了聚乳酸在耐热性、柔韧性、抗冲性等方面的缺陷，提高了其加工难易程度，因此应用范围也得到了拓展。在海正的注塑级树脂销售中大约有70%为改性聚乳酸。

而整体上，相对高昂的成本是阻碍PLA在注塑市场上广泛应用的最大原因。虽然纯树脂通过填充改性可以降低一些成本，但是在保证其性能的前提下，这一措施的作用也有限，如果需要在全生物降解这一前提之下改善PLA性能上的缺陷，比如耐热性能，成本则更高。 双向拉伸膜是目前为止应用最成功的PLA膜，经过双向拉伸并热定型的PLA膜耐热温度可提高到90℃，正好弥补了PLA不耐高温这一缺陷。通过对双向拉伸取向及定型工艺的调整，还可以控制BOPLA膜的热封温度在70～160℃。这一优势是普通BOPET所不具备的。另外，BOPLA膜透光率达到94%，雾度极低，表面光泽度也非常好，该类膜可用于鲜花包装、信封透明窗口膜、糖果包装等等。

PLA无纺布中已经有应用的是纺粘无纺布，因为中国限塑令的实施，这一无纺布在用于购物袋的制作上较为热门。而吹膜、淋膜这两个领域则因为PLA本身的一些特性缺陷，应用情况还在进一步探索中，一些成功的应用案例是将PLA改性后使用。 为了节省石油资源同时减少地球温室效应，进一步拓展由可再生的生物资源制造而来的聚乳酸的应用领域，日本许多公司对PLA在电子电器领域的应用进行了深入研究并取得了卓越的成效。

日本NEC公司笔记本电脑部件材料

日本NEC公司开发了以高性能的PLA/KENAF复合材料，它是经过改性后的PLA，其改善PLA的耐冲性、耐热性、刚性和阻燃性。应用于2004年9月出售的“LaVie T”型手提电脑部件，2005年进一步推广应用于“LaVie TW，VersaPro”型电脑部件。

日本富士通公司的笔记本电脑机壳材料

2002年日本富士同公司在上市的“FMV-BIBLO NB”系列笔记本电脑的红外线接收部分采用了质量0.2的纯聚乳酸配件。在2005年富士通春季款笔记本电脑“FMV-BIBLO NB80K”的机壳中，全部采用由日本富士通公司、日本富士通研究所和日本东丽公司3家公司共同开发的PLA/PC合金，机壳重约600G，PLA含量在50%左右。与采用石油类树脂相比，仅机壳一项就能节约1L左右的使用用量。整个产品的生命周期中二氧化碳的排放量方面，对回收的树脂进行热循环处理时，可比现有树脂减少约15%。富士通最新款式笔记本电脑其外壳整体的93%几乎都采用了PLA树脂。

手机部件及机壳材料

NTT DoCoMo和索尼爱立信移动通讯公司于2005年4月试制了在机壳中采用PLA的手机。该样机子啊140G的自量中有22GPLA树脂。2005年5月，NTT DoCoMo在市场售的“premini-ⅡS”手机中的1个按钮采用PLA树脂。2006年富士通、富士通研究所和东丽联合开发成功了耐冲击性相当于PLA1.5倍的PLA/PC合金，并用于手机外壳等部件。

日本索尼公司DVD影碟机壳材料

日本SONY公司2002年上市的“MVP-NS999ES”型DVD影碟机前面板采用了PLA材料，该公司与三菱树脂进一步研制出了无机物阻燃PLA材料，其中PLA含量为60%左右。该材料在2004年秋上市的“DVP-NS955V”型及“DVP-NS975V”型DVD影碟机前面板采用。通过改性后的PLA的强度与ABS树脂相当。同时通过改变调配添加物和加工条件，可以使用一般的射出成型机，成型效率与普通塑料一样。

光盘盘片

2003年9月三洋Mavic Mcdia和三井化学公司联合开发采用PLA为底板材料制造的面向音乐CD、VCD和CD-ROM盘片“MildDisc”。其称1个玉米棒难生产10张CD盘片。该公司开发出了高速而精密地转印CD模型技术，通过严格模具温度调节和对离子剂的改进，生产了固化速度慢的聚乳酸CD盘片。通过使用生物降解树脂能够解决现有CD盘片废弃时对环境造成的污染。PLA在燃烧时所消耗的能量比PC燃烧时所消耗的能量要少，从而减少二氧化碳的排量。若采用填埋方式，PLA在2-5年就能快速地生物降解，而PC则半永久地残留在土壤中。

富士通公司的LSI包装带

2005年2月，富士通和富士通研究所联合开发了以PLA为原材料、面向手机的LS包装带。该产品的生命周期评测表明，在周期中全体CO2的排放量减少11%，制造过程中能量消耗少18%。经过提高PLA强度和抗静电及尺寸稳定性改良后，其撕裂强度和压缩强度时PC制备材料的两倍以上，拉伸强度大约是1.5倍，耐折强度接近2倍，抗冲击强度和剥离强度也达到了制品所需要性能的要求。 生物医药行业是聚乳酸最早开展应用的领域。聚乳酸对人体有高度安全性并可被组织吸收，加之其优良的物理机械性能，还可应用在生物医药领域，如一次性输液工具、免拆型手术缝合线、药物缓解包装剂、人造骨折内固定材料、组织修复材料、人造皮肤等。高分子量的聚乳酸有非常高的力学性能，在欧美等国已被用来替代不锈钢，作为新型的骨科内固定材料如骨钉、骨板而被大量使用，其可被人体吸收代谢的特性使病人免收了二次开刀之苦。其技术附加值高，是医疗行业发展前景的高分子材料。

第四章：聚乳酸的性能及应用内容摘自6chem (www.6chem.com)六鉴网发布的《聚乳酸技术与市场调研报告》4.1 聚乳酸的性能聚乳酸最突出的优点是生物可降解性。聚乳酸的基本原料乳酸是人体固有的生理物质之一，对人体无毒无害无刺激性。聚乳酸在常温下性能稳定，但在温度高于55℃或富氧及微生物的作用下会自动完全分解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境。聚乳酸的旋光纯度与产品的使用性能密切相关。例如，纯的L-型聚乳酸明显具有良好的刚性和强度，但缺点是易脆性断裂。控制L-型聚乳酸的旋光纯度，即可获得适应于不同应用目的的塑料母料。而DL-型聚乳酸是无定型聚合物，普通材料的强度和模量较低，难以实际应用，只有超高分子量(一100万)的材料与无机颗粒材料共混，制备复合材料进行使用。聚乳酸的强度、压缩应力、缓冲性、耐药性、防潮、耐油脂和密封性等性能优于现有的通用塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料。它适用于吹塑、注塑、吸塑、挤出、纺丝等多种加工方法，可像热塑性塑料那样加工成各种从工业、农业、医疗到民用的下游产品。聚乳酸的优点主要体现在以下几方面：（1）生物可降解性良好。聚乳酸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，用它制成的各种制品埋在土壤中6至12个月即可完成自动降解。它使用后的废物埋在土中或水中，可在微生物分解下生成碳酸气和水，它们在阳光下，通过光合作用又会生成起始原料淀粉。这样经过一个循环过程既能重新得到聚乳酸初始原料淀粉，又借助光合作用减少了空气中二氧化碳的含量，对保护环境非常有利。（2）机械性能及物理性能良好。聚乳酸的热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等，市场前景十分看好。聚乳酸产品的加工可利用普通塑料的生产技术，根据聚乳酸的特性，已经开发出聚乳酸的各式产品，包括薄膜、片材、纤维及绳带类产品。（3）相容性与可降解性良好。聚乳酸有良好的相容性与可降解性，在医药领域应用也非常广泛，如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等，低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。内容摘自6chem (www.6chem.com)发布的《聚乳酸技术与市场调研报告》（4）耗能小。聚乳酸还是一种低能耗产品，比以石油产品为原料生产的聚合物低30%--50%能耗。在不可再生的石油资源枯竭期到来之前，石油及其衍生物市场价格暴涨，可再生的产品必将成为全球范围的紧俏消费品。我国聚乳酸生产原料--玉米丰富，在我国发展聚乳酸产业前景广阔。4.2 聚乳酸的应用聚乳酸(PLA)是以有机酸乳酸为原料生产的新型聚酯材料，性能胜于现有塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料，被产业界定为新世纪最有发展前途的新型包装材料，是环保包装材料的一颗明星，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，应用前景广阔。聚乳酸作为一种可生物降解的高分子聚合物，可广泛应用于医疗、药学、农业、包装业、服装业等领域，以替代传统材料。具体如下：4.2.1 医药行业聚乳酸在医药行业中的主要用途有：药物控制释放、骨材料、手术缝合线和眼科材料等。4.2.1.1 药品的缓释药物的控制释放就是将药物或其他生物活性组织和基材结合在一起，使药物通过扩散等方式在一定时间内，以某一种速率释放到环境中。聚乳酸的分解物L-乳酸对动物体无毒无害，而且人体内含有分解L-乳酸的酶，多余的L-乳酸会被人体很快地调节掉。聚乳酸及其共聚物可以根据药物的性质、释放要求及给药途径，来制成相应的药物剂型。目前主要采用溶液成型、热压成片等方法制备一些缓释药物，如胰岛素的聚乳酸双层缓释片、庆大霉素的聚乳酸圆柱体、促生长激素释放激素的块状植入剂、激素左炔诺酮的空心聚乳酸纤维剂等，聚乳酸还可以做成一些薄膜、类乳剂等多种剂型以达到控释药物的作用。目前研究热点是制备较为复杂的能有效控释、能靶向治疗的威力化药物制剂，如层状微粒、微球、微囊和纳米微粒等。4.2.1.2 骨材料作为人体内使用的高分子材料需求日益增加，而且其要求也愈加苛刻，作为人体内的使用的高分子材料必须要求无毒、合适的生物降解性和良好的生物兼容性以及对某些具体的细胞有一定相互作用的能力，而聚乳酸在性质上基本符合上述要求，传统的医用高分子材料有聚四氟乙烯、硅油、硅橡胶等，但是各有许多不理想的地方。聚乳酸的出现，有效的弥补这些产品的不足，已逐渐成为人体内使用的高分子医药材料主导品种。在20世纪80年代聚乳酸成功用于骨材料，通过大量的临床试验表明，聚乳酸作为人体内固定材料，植入后炎症发生率低、强度高、术后基本不出现感染情况。目前国内外正在加快研究和应用步伐，有望在血管、韧带、皮肤、肝脏等组织修复和培养中使用。4.2.1.3 手术缝合线聚乳酸及其共聚物作为外科手术缝合线，在伤口愈合后能自动降解并吸收，术后无需拆除缝合线。聚乳酸缝合线一经问世，就广泛应用于各种手术。聚乳酸手术缝合线具有较强的抗张强度、能有效的控制聚合物的降解速度等特性，随着伤口的愈合，缝线自动缓慢降解。目前，国内各大医院也在使用从国外进口的优异聚乳酸缝合线。4.2.1.4 眼科材料内容摘自6chem (www.6chem.com)六鉴网发布的《聚乳酸技术与市场调研报告》随着工作和学习压力的逐渐增加，眼科疾病发病率逐渐增加，尤其是视网膜脱落已成为常见的眼科疾病之一，通常手术治疗采用在眼巩膜表面植入填充物来解决，传统采用硅橡胶和硅胶海绵，这两种物质不能降解，容易引起异物反应。而利用聚乳酸作为填充材料，可有效的解决上述问题，据文献资料报道，采用乳酸丙交酯在异辛酸亚锡引发下聚合得到的聚乳酸，制成膜片，能过临床表明，这种膜片在组织中既有一定的降解性，又符合视网膜脱落修复手术对巩膜维持支撑时间要求，是一种非常理想的眼科材料。目前国内外聚乳酸在医药领域中的应用研究与开发方兴未艾，新的用途不断被开发出来，聚乳酸已经成为目前医药领域中应用最广泛和最有前景的高分子材料。4.2.2 纺织行业聚乳酸切片经纺丝可以制成长丝、短丝、单丝、扁平丝、并可进一步加工成机织物、针织物、非织造物等产品。聚乳酸纤维的主要特性是生物可降解，弱酸性，抗菌，手感柔软，质地轻，耐热性好(比聚酯高20％-30％)，光泽向真丝相仿，聚乳酸的这些性能成为合成纤维和天然纤维之间的“天然桥梁”。聚乳酸纤维的加工性能优异，是一种新型纺织原料。聚乳酸由于其低模量，织物具有较好的悬垂性和手感，纯纺或与毛、棉的混纺织物可保形、防皱，适于作外套、女装、礼服、内衣、T恤等。4.2.3 包装行业聚乳酸(PLA)是环保包装材料的一颗新星。由于PLA的基本原料乳酸是人体固有的生理物质之一，因此对人体无害。作为一种重要原料，PLA可像聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等热塑性塑料那样加工成各种下游产品，包括薄膜、包装袋、包装盒、食品容器、一次性快餐盒、饮料用瓶、低分子聚孔酸作药物缓释包装剂等。内容摘自6chem (www.6chem.com)六鉴网发布的《聚乳酸技术与市场调研报告》PLA有良好的机械性能及物理性能，适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便。而且具有良好的防潮、耐油脂和密闭性。在常温下性能稳定，但在温度高于55℃或富氧及微生物的作用下会自动分解。使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境。聚乳酸有着许多独一无二的、在传统生物可降解塑料领域找不到的特性，它安全、卫生、抗菌。利用这些优良的特性，期望能扩大聚乳酸的用途。 预计在不久的将来，聚乳酸会取化以石油为基础的传统塑料，成为我们日常生活中必要的一部分。聚乳酸将带领我们进入一个资源回收与再利用的社会。内容摘自6chem (www.6chem.com)六鉴网发布的《聚乳酸技术与市场调研报告》

聚乳酸(PLA)是重要的乳酸衍生物产品，是以玉米提炼的乳酸为单体经化学合成的新型生物可分解高分子材料，具有无毒、无刺激性、生物相容性好、强度高和可生物分解及吸收等特点，不污染环境，是目前最有发展前途的可生物分解高分子材料。

目前聚乳酸的合成主要有3种方法 (1) 直接法 (2) 丙交酯开环聚合法 (3) 共聚法 。 乳酸的直接聚合是制备聚乳酸的最简单方法，但是所得聚合物分子量较低，生产的聚乳酸相对分子量小，而且聚合温度高於180℃时通常导致产物带色。为了提高聚乳酸的相对分子量，进而开发了丙交酯开环聚合法，此法也是国外聚乳酸的主要生产方法。

聚乳酸作为一种新型生物工程材料，用途非常广泛，主要用於可生物分解的纤维、可生物分解的塑料和医用材料等。

1. 可分解纤维

聚乳酸作为可分解的纤维，可以采用多种方式进行加工，加工过程的分子定向会大大增加力学强度，如日本合成的聚乳酸纤维，具有很好的耐热度，可以和通常的聚酯纤维一样制成短丝、单丝、长丝和非织造布等多种制品，广泛应用於服装及非服装领域，加工条件及设备与目前聚酯纤维相同。目前国外已经采用聚乳酸纤维和棉纱织成混纺纱，用於制作牙刷和毛巾等多种产品，用完后可分解，对环境没有污染，属环保型产品。

2. 医用材料

20世纪80年代聚乳酸已成功用於人体骨材料，通过多年大量的临床试验表明，聚乳酸作为植入人体内的固定材料，植入后炎症发生率低、强度高以及手术后基本不出现感染等情况。目前人体内使用的高分子材料需求日益增加，而且要求也越来越高，用於人体内的高分子材料必须无毒、具合适的生物分解性、良好的生物兼容性以及对某些具体的细胞有一定相互作用的能力，而聚乳酸在性质上基本符合上述要求，虽然目前在医用领域，采用的高分子材料主要有聚四氟乙烯。矽油和矽橡胶等材料，但是这些材料还有许多不理想的地方，聚乳酸的出现，可弥补这些产品的不足，将成为未来人体内使用的高分子材料的主导品。

聚乳酸及其共聚物用作外科手术缝合线，在伤口愈合后能自动分解并被人体吸收，无需再次手术和拆出缝合线。聚乳酸缝合线一经问世，立即受到医生的青睐，目前已经广泛应用於各种手术。聚乳酸手术缝合线具有较强的抗张强度、能有效地控制聚合物分解速度，随著伤口的愈合，缝合线会自动缓慢分解。目前国内各大医院正使用从国外进口的性能优异的聚乳酸缝合线。另外，聚乳酸还用作手术纱布，国外已进入临床应用阶段。

3. 生物可分解之食品包装容器及器具

近年来，不可分解的塑胶造成的污染已成为人们日益关注的环保问题，而这些污染的主要来源是来自於一次性使用的包材及器具，如：大卖场的生鲜托盘、水果盒、蛋盒、冷藏冷冻食品盒及一次性使用的餐盒、杯子、刀、叉、匙及各式各样的包装膜。聚乳酸的崛起及材料的优越性能，正好替日益败坏的环境问题解套。

聚乳酸(PLA)的应用从早期医疗用的材料於今日已逐渐转入於一般食品包材及器具的应用，此部份的应用从2002年起美国大厂NatureWorks实现了PLA大量化的生产，每年可产制14万公吨聚乳酸而掀起了食品包材及器具等材料使用的革命性步伐，现今商业化的PLA已可成熟地应用的产品包含了延伸薄膜、射出成型品、吹瓶及各式各样的食品包装盒、包装膜、发泡容器等。

为了摆脱对日趋枯竭的石油资源的依赖，大力开发环境友好的可生物分解的聚合物，替代石油基塑料产品，已成为当前研究开发的热点。经过多年的研究，一些著名的研究机构和企业相继推出了多种可生物分解聚合物。而在众多可生物分解聚合物中，已进入工业化大量生产的聚乳酸(PLA)异军突起，以其优异的机械性能，广泛的应用领域，显著的环境效益和社会效益，赢得了全球塑料行业的瞩目和青睐。预计在2005~2010年期间，随著聚乳酸生产成本逼进传统塑料成本，市场应用的大力拓展，普及使用将进入高峰期，聚乳酸建设热潮将在全球展开。

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