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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。
學科：化工_生物化工工藝及產(chǎn)品_生物材料工程_長鏈二元酸
相關(guān)名詞：乳酸 聚合物 生物質(zhì)
2019年，南京農(nóng)業(yè)大學舉辦“科技報國，筑夢創(chuàng)新”第十三屆科技文化節(jié)暨大學生科技博覽會。大學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。圖片來源：視覺中國
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聚乳酸（polylactic acid，PLA），又稱聚丙交酯，是以乳酸為主要原料聚合得到的聚酯類聚合物，結(jié)構(gòu)重復單元為?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，所以對人體無毒性。
聚乳酸的原材料主要來源于玉米、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、丙交酯開環(huán)聚合法或溶液共沸聚合法等化學合成法得到聚乳酸。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、較高機械強度、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，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度低等缺點。
聚乳酸在多個領(lǐng)域有廣泛的應用。聚乳酸是3D打印領(lǐng)域常用的材料之一，既環(huán)保又實用，被用于制造各種物品。在生物醫(yī)學領(lǐng)域，聚乳酸廣泛應用于人體植入物，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、囊泡等藥物運載體系已被開發(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，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，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、汽車內(nèi)飾件等領(lǐng)域也有應用。
聚乳酸作為一種可降解的生物基材料，隨著碳達峰、碳中和目標的推進，在消費者環(huán)保意識增強和環(huán)保法規(guī)趨嚴的背景下，國內(nèi)外市場需求強勁。2023年，全球聚乳酸市場規(guī)模達到了10.7億美元，預計到2032年將增長至42億美元。我國也將聚乳酸納入戰(zhàn)略發(fā)展計劃，通過政策扶持、資金補貼等手段推動聚乳酸產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和發(fā)展。
責任編輯：張鵬輝
