聚乳酸最早由美国著名高分子化学家Carothers发现透明塑料包装盒。聚乳酸也称为聚丙交酯,聚乳酸纤维以地球上不断再生的玉米等为原料(国内也称玉米纤维),原料来源充分而且可以再生。
PLA的合成通常由三种方法,一种是乳酸直接缩合法,这种方法生产工艺简单,是降低PLA成本的重要途径,但缩聚反应进行到一定程度时体系会出现平衡态,因此很难得到高分子量的PLA透明塑料包装盒。第二种是先由乳酸合成丙交酯,再在催化剂作用下的开环聚合法,目前制备高分子量的PLA一般采用这种方法,但这种方法在聚合时对催化剂的纯度、单体的纯度要求极高,即使是极微量的杂质也会使PLA的分子量低于10万,而且聚合条件如温度、压力、催化剂的种类和用量、反应时间等等也会极大影响PLA的分子量,所以高分子量PLA的合成是一个技术难点。还有一种是固相聚合法,这种方法是将直接聚合法得到的低分子量树脂在减压真空、温度在Tg—Tm之间的条件下进行聚合反应得到,以提高其聚合度,增加分子量,从而提高材料强度和加工性能。我国的邓先模、熊成东、冯新德、沈之荃等学者在PLA及其共聚物合成的催化体系方面进行了大量的研究工作,并且在温和的反应条件下,合成得到了超高分子量的PLA(MW100万)。
聚乳酸在常温下性能稳定,但在温度高于**0C的弱碱性或富氧条件下在微生物的作用下会自动降解透明塑料包装盒。使用后它能被自然界中微生物完全降解,最终生成二氧化碳和水,而且不像传统的石油基塑料会增加二氧化碳的释放,聚乳酸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。
聚乳酸的熔点较高(17*摄氏度),其物理性质介于PET和PA-*之间,结晶度大、透明度极好,有良好的抗溶剂性、防潮、耐油脂、透气性,还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外线性,另外具有优良的生物相容性,无毒、可生物降解,降解产物不会在重要器官聚集,因此用途十分广泛透明塑料包装盒。聚乳酸具有优于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等热塑性塑料的优点,被产业界认定为最有发展前途的新型包装材料之一。而且其强度、机械性能、降解速率等可通过分子量控制,共聚体的组成及配比可以方便的调节。聚乳酸的热稳定性好,适用于吹塑、吸塑、挤出纺丝,注塑和发泡等多种加工方法。可加工成薄膜、包装袋、包装盒、一次性快餐盒、饮料用瓶以及医用材料使其在服装、包装、玩具和医疗卫生等领域拥有广泛的应用前景。
聚乳酸作为可完全生物降解性塑料,越来越受到人们重视透明塑料包装盒。美国的Cargill公司已将PLA制成纤维用于农用药膜等许多领域,还以PLA为原料制备包装材料。在德国,199*年用它生产出来的乳酸盒子已实现商品化。这种物质还有促进植物生长的作用,因此可望用它制作植物移植或植物栽培用容器等。日本岛津公司在199*年建成了生产聚乳酸的装置,并且在各个领域开辟用途。通过压轧,它可以被制成透明的、机械性能良好的纤维、薄膜、容器、镜片等。
但是,聚乳酸在实际应用过程中还存在一些困难透明塑料包装盒。如聚乳酸及其共聚体系制品的强度需进一步提高,生产成本需进一步下降,需解决植入后期反应和并发症问题等等。而且PLA很低的断裂伸长率(纯的PLA断裂伸长率仅为*%)和较高的模量阻碍了其在很多方面的应用。PLA经常和淀粉共混以增强其可降解性能并降低成本,但是这种共混产物脆性太大。
杲信化纤对于聚乳酸的研究和应用一直站在国内前沿透明塑料包装盒。现在已有GX 1-*个系列。拥有多项专利技术,并成功完成吹膜级PLA的投产。