Email: mike@2wplastic.com | Call us: +86 (574) 8650 - 3646

PLA聚乳酸历史

聚乳酸PLA (Poly lactic acid)一种新的生物塑料材料,早在1932年Dupont的科学家Wallace Carothers在真空中将乳酸进行聚合,产生低分子量的聚合物,但是由于生产成本过高,直到1987年食品公司Cargill开始投资研发新的聚乳酸制造过程,Cargill随后于2001年与Dow合资进行商业化产量名为:Nature-Works的聚乳酸商品。

由于聚乳酸材料同时有生体相容性与生物可分解性,因此在所有的可分解性塑料中占有42%的市场。由专利分析来看聚乳酸的用途,2005年DERWENT专利資料库中共有聚乳酸专利1740篇,其中医用专利542篇,设备方面专利517篇,包装方面专利293篇,纤维方面专利419篇。除生物可分解的特性外,聚乳酸的主要优势包括有良好的机械特性与其材料来源,聚乳酸的材料来源为淀粉,在今日原油价格上涨,石油储存量下降的环境之下,除具有环境保护的优势,也同时有能源经济的效益。 比较聚乳酸与其他常规塑料的物性发現,聚乳酸的机械性质相當强韧,与聚苯乙烯、聚氯乙烯接近,韧度超过聚丙烯,用于包裝材料、医疗与纤维的潛力相當好,唯一影响其近一步取代塑料包裝材料的障碍是其生产成本,依照制造过程与規模不同,聚乳酸的生產成本目前为16-18元/公斤,高于目前常规塑料的价格。


已商业化生产的生物可分解塑料,可以看出聚乳酸在整個生物可分解塑料占有举足轻重的地位,而Cargill Dow LLC每年17万吨的聚乳酸产量則为世界最高。


日本方面三井化學也開始规模化生产,预计该公司2016年聚乳酸的销售量可以超过90000吨。 依照Frost Sullivan推测,全世界的生物可分解性塑料在2012年時的市场为12万公吨,到2015年可望成达到每年85.5~90万公吨,而如果按照以上各主要公司所公布的产能扩建预计更是大幅超过此数字,如德国的Inventa Fisher计划将其设备放大至每年350000吨.


而Cargill Dow LLC更预计在2015年可以将其聚乳酸产能提升至每年45万公吨,可以看出其強大的商机与市场成长潛力。

什么是生物可分解材料

生物可分解材料(Biodegradable Materials),主要以天然高分子或聚酯种类为基质,一般以可不短重复取得的天然資源,如:微生物、植物、动物,所製成的一种聚合物。传統的塑胶材料不能被微生物分解成H2O和CO2,如:PE、PVC、PS、PP…等。   生物可分解材料PLA的制品暴露在空气中时,並不会进行分解。但在有足够的湿度、氧气与适当的微生物条件下.存在的自然掩埋或堆肥环境中经过短短的20~45天,即可被微生物所分解成H2O和CO2,再次回归于自然环境中滋养植物成長。


PLA聚乳酸材料优点

  • 材料天然、无毒,透气性高, PLA制品经由美国FDA认可,可直接与食物接触。
  • 在盛裝含有酸性,酒精成份之食材,也不会釋放任何危害人体之物質
  • 可取代以石油为基質的传统塑胶材料,且有同类传统塑胶制品之物性,使用方法相同
  • 丢弃后,经堆肥环境及掩埋处理可经由微生物完全分解 100%。
  • EN13432 License No. 7P0289

PLA聚乳酸的分解

聚乳酸的分解有两个阶段:经水解反应分解之后再靠微生物分解。在自然环境中首先发生水解,然后,微生物进入组织物内,将其分解成二氧化碳和水。在堆肥的条件下(高温和高湿度),水解反应可轻易完成,分解的速度也较快。在不容易产生水解反映的环境下,分解过程是循序渐进的。传统石化原料会增加二氧化碳的释放,但聚乳酸不会有此现象,在分解过程中产生的二氧化碳,可再次被使用成为植物进行光合作用所需的碳原子。


PLA 原料制造的产品在一般大气环境和储存仓库内并不会进行分解,尽在下列各条件都存在时候才会快速进行分解。

湿度 环境状况 时间
60 充足氧气湿度合适的堆肥环境 47天
40 堆放在家庭储存堆肥设备内 120天
40 堆放在一般土壤或公园堆肥桶内 1.2年
15 堆放在垃圾掩埋场内 2年

PLA聚乳酸的特性

聚乳酸除了有生物可降解塑料的基本的特性外,还具备有自己独特的特性。传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。聚乳酸和石化合成塑料的基本物性类似,也就是说,它可以广泛地用来制造各种应用产品。聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明度,和利用聚苯乙烯所制的薄膜相当,是其它生物可降解产品无法提供的。

聚乳酸具有最良好的抗拉强度及延展度,聚乳酸也可以各种普通加工方式生产,例如:熔化挤出成型,射出成型,吹膜成型,发泡成型及真空成型,与目前广泛所使用的聚合物有类似的成形条件,此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。除了硬的聚乳酸,也开发出具弹性的聚乳酸,如此,聚乳酸就可以适应不同业界的需求,制成各式各样的应用产品。人体也含有以单体形态存在的乳酸,这就表示了这种分解性产品具有的安全性。

PLA聚乳酸应用

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,包括如下产品:

  • 薄膜、片材、纤维及绳带类产品,
  • 医疗器材:手术服,手术器具,医药容器.
  • 包装领域:一次性包装材料,垃圾袋,背心袋 ,平口袋,收縮膜,堆肥袋,雨衣等
  • 食品包装材料
  • 工业领域:注塑产品,电子元件,片材等
  • 文具领域: 文具系列
  • 纺织领域:纤维,纱线,无纺布

聚乳酸的出现不止于局限于工业界的改革,而且它将会导致家居日常生活上的重大变化。日常家庭生 活中,在很多方面都与塑料膜和包装息息相关,大部分石化产品中都被认为是废弃物随处丢弃,回收 这些废弃物和垃圾须要昂贵的费用, 然而聚乳酸能被分解,在家中就能处理。

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,聚乳酸会取代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。


Biopla Blog for Poly lactic acid
Authored by Biopla Products factory
09 May, 2017