陳學思, 白樺, 陳志明, 邊新超, 董麗松, 景遐斌
中國科學院長春應用化學研究所；浙江海正生物降解材料股份有限公司
隨著以石油為能源和資源的消耗日益增加，石油將在40~50年內(nèi)消耗殆盡。另一方面，大量石油基不可生物降解材料的使用給環(huán)境帶來了嚴重的“白色污染”問題。因此，尋找和開發(fā)具有可持續(xù)發(fā)展的能源和資源以成為當今世界發(fā)展的必然趨勢。目前，正在研究、開發(fā)和應用的大品種可生物降解塑料主要有：淀粉基生物降解塑料、聚羥基烷酸酯、聚乳酸、聚己內(nèi)酯和大量的天然高分子材料等。
聚乳酸原料的來源是玉米，產(chǎn)量高，生產(chǎn)成本低，庫存量大，在中國各地都有生產(chǎn)，產(chǎn)量主要集中在東北、西北和華北平原地區(qū)，尤其是東北地區(qū)產(chǎn)量最高。因此，玉米的深加工可以提高附加值，將從根本上解決農(nóng)民的種糧問題，具有重要的國民經(jīng)濟發(fā)展和戰(zhàn)略意義。
聚乳酸的原料是L-乳酸，L-乳酸在中國正在處于發(fā)展的初級階段。當前只有江西的武蔵野生物化學公司（4000噸/年的生產(chǎn)能力），山西樂達生化有限公司，河南金丹乳酸有限公司等生產(chǎn)。最大的L-乳酸生產(chǎn)廠（34000噸/年）正在由安徽豐原格拉特乳酸有限公司建設，它是由安徽豐原生化有限公司與比利時的格拉特乳酸公司共同投資建立的。目前已有中試產(chǎn)品出售。
在中國有許多單位正在從事聚乳酸的研究與開發(fā)工作，如，中國科學院成都有機化學研究所、化學研究所、上海有機研究所，武漢大學、浙江大學、復旦大學、天津大學、南開大學、東華大學、華南理工大學、華東理工大學、北京理工大學等。在產(chǎn)業(yè)化方面，目前只有中科院長春應用化學研究所和浙江?；鶊F有限公司共同進行了聚乳酸的中試研制。完成了30噸/年生產(chǎn)能力的中試研究，產(chǎn)品性能基本達到了Cargill Dow公司產(chǎn)品的水平，獲得了聚乳酸生產(chǎn)工藝技術。目前正在設計和組建5000噸/年生產(chǎn)能力的示范生產(chǎn)線。
聚乳酸的旋光純度與產(chǎn)品的使用性能密切相關，例如，純的聚L-乳酸結(jié)晶度在60％左右，熔點Tm為180℃，Tg為60℃，拉伸強度>70MPa,拉伸模量大于3GPa,斷裂伸長率為3％左右。明顯具有良好的剛性和強度，但缺點是易脆性斷裂。相反，聚D,L-乳酸是無定形聚合物，普通材料的強度和模量較低，難于實際應用，只有超高分子量（~100萬）的材料與無機顆粒材料共混，制備復合材料進行使用。如果控制聚L-乳酸的旋光純度，即可以獲得適應于不同使用目的的塑料母料。
聚乳酸的力學性能與聚丙烯相似，可以通過通用塑料的加工方法進行加工。如注塑、擠出、吸塑、吹塑、紡絲等成型加工技術。其產(chǎn)品可在各種民用、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)療特殊領域等廣泛使用。
目前僅有Cargill Dow公司具有14萬噸的大批量生產(chǎn)，日本豐田公司計劃興建每年5萬噸的生產(chǎn)線，預計2007年正式投產(chǎn)，投資預計為100億日元。該公司已開始將聚乳酸應用于汽車上。預計2010年，聚乳酸產(chǎn)量在50萬噸左右。
總之，聚乳酸塑料產(chǎn)業(yè)還是處在發(fā)展的初級階段，原料豐富，是可持續(xù)發(fā)展資源，應用范圍廣泛，市場前景美好，具有很強的發(fā)展?jié)摿Α⒊蔀樾滦退芰洗笃贩N，形成以聚乳酸為龍頭的產(chǎn)業(yè)鏈，無疑對國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義。
論文來源：1st International Conference on Technology and Application of Biodegradable Polymers and Plastics,October,2004
