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綠色可降解材料——玉米

面對席卷全球的綠色環(huán)保行動，材料科學以玉米等自然資源為原料成功提煉出高分子原料——綠色可生物降解的環(huán)保新型合成材料玉米PLA（聚乳酸）其具有良好的力學性能、降解產(chǎn)物無毒，生物相容性好等特點。這種材料與傳統(tǒng)塑料具有相似的性能,但其能在自然環(huán)境中較快地分解, 達到自然生態(tài)的平衡。因此,聚乳酸在工業(yè)產(chǎn)品上的開發(fā)與應用,是人類對自然界碳循環(huán)的一種和諧參與,在綠色可降解材料中尤其引人注目。目前,市面上已有以聚乳酸為原料生產(chǎn)的玉米PLA全降解餐具和一些兒童用工業(yè)產(chǎn)品。在以「 環(huán)境與開發(fā)」為大背景的21世紀,積極開發(fā)和利用聚乳酸顯得尤為重要。

擴鏈法合成聚乳酸類生物降解材料

  目前，可降解塑料高分子材料在 、醫(yī)學 、環(huán)境等方面迅速發(fā)展，特別是聚乳酸類高分子，因其具有很好的生物降解性 、相容性和可吸收性等特殊性能，主要原料乳酸又是可再生資源，因此成為材料科學領域的熱點。

  丙交酯開環(huán)聚合易于獲得高分子量的聚乳酸類聚合物，但環(huán)狀中間體丙交酯的制備使聚合物的合成路線冗長、成本高，影響了聚乳酸類生物降解材料的推廣應用。因此，近年來由乳酸直接縮合法合成聚乳酸衍生物特別引人注目，然而一般情況下乳酸單體的熔融聚合或溶液聚合難以獲得高分子量的聚合物。

  提高分子量的重要方法之一是采用快捷、有效的擴鏈反應，在高分子合成中，通常是指使用擴鏈劑等手段，在短期內(nèi)通過兩個聚合物的基團相連接而增加聚合物分子量的反應。由于縮聚反應一般在反應后期小分子脫除困難，聚合物不易達到所需要的分子量，此時擴鏈反應尤為重要，利用擴鏈反應進行改性，還可得到生物降解型聚氨酯。因此，聚乳酸類生物降解材料的擴鏈法合成具有重要的意義。

聚乳酸耐熱性能大幅度提升，成核劑起重要作用

聚乳酸（PLA）用可再生的植物資源如玉米淀粉為原料，通過化學合成方法得到聚合物，具有透明、硬度高、可生物降解、環(huán)保等特點。通過調(diào)查，在國內(nèi)PLA表觀消費總量已達到 2.3萬t以上，產(chǎn)品主要銷往海外。在應用方面，已經(jīng)涵括了醫(yī)學材料、包裝、日用塑料、農(nóng)用品、電器以及3D打印等行業(yè)，其中地膜薄膜占大量比重。

目前市場上的聚乳酸都以左旋聚乳酸(PLLA)為主，PLLA雖然具有透明、可降解的優(yōu)點，但不耐熱，高溫時容易變形，這限制了它的使用范圍。添加成核劑可以改善PLLA的結(jié)晶速率、結(jié)晶度等，從而提高它的耐熱溫度。

成核劑主要分為以下幾種：有機成核劑、無機成核劑。

綜上所述，由于添加成核劑可以提高PLA制品的結(jié)晶度，從而改善它的耐熱性能，因此，近幾年PLA的成核劑得到了大量的研發(fā)。今后這方面研究重點：     1)開發(fā)成核效果更明顯、結(jié)晶速率更快的成核劑，使得PLA在注塑等熱塑性加工過程中結(jié)晶速率快、結(jié)晶度高，從而縮短成型時間、提高生產(chǎn)效率，提高制品的耐熱性能；     2)深入研究不同成核劑對PLA材料結(jié)晶行為的影響，清晰各種成核劑的成核機理，在此研究基礎上，對成核劑作適當改進或者進行不同品種成核劑復合，以進一步提高其成核效果，從而更好地服務于改善PLA制品的性能，促進PLA應用和工業(yè)化生產(chǎn)進程。