PLA 是最受國內外研究關注的生物降解材料之 一，醫用、包裝和纖維是其三大熱門應用領域。PLA 以天然來源的乳酸為主要原料，具有很好的生物降解性和生物相容性，其生命周期對環境的負荷明顯低于石油基材料，被認為是最有發展前途的綠色包裝材料。

 

 

       聚乳酸（PLA）經廢棄后在自然條件下可完全分解為二氧化碳 和 水，具有良好的耐水性、力學性能、生物相容性，可被生物吸收，對環境無污染。同時PLA也具有良好的機械性能。它具有高抗擊強度、良好的柔韌性和熱穩定性，可塑性、加工成型性，不變色，對氧氣和水蒸氣具有較好的透過性，同時又有著良好的透明性，防霉變、抗菌，使用壽命達2~3 年。

 

薄膜類食品包裝

 

       包裝材料較為重要的性能指標是透氣性，根據材料的透氣性的不同能確定這種材料在包裝中的應用領域。有些包裝材料要求對氧氣具有透氣性，以供給產品足夠的氧氣；有些包裝材料在材質上要求其對氧氣具有阻隔性，如作為飲料等包裝則要求材料，能阻止氧氣進入包裝內從而達到抑制霉菌生長的作用。PLA 具有阻氣、阻水性、透明性及良好的可印刷性。

 

透明性

 

       PLA 具有良好的透明度和光澤度，其優異的性能與玻璃紙及PET 相當，這是其它可降解塑料所沒有的性能。PLA 的透明度和光澤度是普通 PP 薄膜的 2~3 倍，是 LDPE 的 10 倍。其高透明性使得用PLA作包裝材料外形美觀。如用于糖果包裝，目前，市場上很多糖果包裝都采用了PLA包裝薄膜。

 

       這種包裝薄膜的外觀和使用性能與傳統糖果包裝膜相近，具有高的透明性，極好的扭結保持性、可印刷性和強度，還具有優異的阻隔性，能更好地保留糖果的香味。日本某公司用美國卡基爾•道聚合公司的“racea”牌號PLA作為新產品的包裝材料，該包裝的外觀透明性很好。東麗工業公司利用其專有的納米合金技術開發了PLA功能性薄膜和切片。這種薄膜具有與石油基薄膜一樣的耐熱和抗沖擊性能，同時還兼具優異的彈性和透明性。

 

PLA薄膜具有良好的透明性

 

阻隔性

 

       PLA可以制成具有較高的透明性、良好的阻隔性、優異的加工成型性及力學性能的薄膜制品，可用于果蔬軟包裝。它能給果蔬創造適宜的貯藏環境, 維持果蔬的生命活動, 延緩衰老, 保持果蔬的色、香、味和外觀。但在應用于實際食物包裝材料時，還需要進行一些改性以適應食物自身的特點，從而達到更好的包裝效果。

 

       例如，在具體實踐中，實驗發現混合薄膜要比純薄膜好。何依謠分別用純PLA薄膜及PLA復合薄膜包裝西蘭花，并于(22±3)℃條件下貯藏，定期測試了西蘭花在貯存期間各項生理生化指標的變化。結果表明：PLA復合薄膜對西蘭花常溫貯藏的保鮮效果較好，能夠使包裝袋內形成有利于調控西蘭花呼吸代謝的濕度水平和氣調環境，較好地維持了西蘭花的外觀品質，使其原有風味口感得到了很好的保留，從而將西蘭花的常溫貨架期延長了23天。

 

PLA薄膜用于食品保鮮

 

抑菌性

 

       PLA 可使產品表面形成弱酸性環境，有抑菌和防霉基礎，如果輔助使用其他抗菌劑可以達到 90%以上的抗菌率，可用于產品的抗菌包裝。尹敏以雙孢蘑菇和金耳為例，研究了新型PLA納米抗菌復合膜對食用菌的保鮮效果，從而延長食用菌的保質期，并使其品質狀態保持良好。結果表明：PLA/迷迭香精油（REO）/AgO復合薄膜能有效延緩金耳中維生素C含量的減少。

 

       與LDPE薄膜、PLA薄膜和PLA/REO/TiO2薄膜相比，PLA/REO/Ag復合薄膜的透水率明顯高于其他幾種薄膜。由此得出結論，其能有效地防止冷凝水形成，達到抑制微生物生長的作用；同時，還具有優異的抑菌效果，能有效地抑制金耳儲藏期間微生物的繁殖，可以明顯延長保質期至16天。

 

普通PE薄膜

同時與普通PE保鮮膜相比，PLA效果更好

       李偉等分別研究了PE保鮮膜和PLA薄膜對西蘭花的保鮮效果。結果表明，采用PLA薄膜包裝能抑制西蘭花變黃和花球脫落等現象，有效地保持西蘭花的葉綠素、維生素C和可溶性固形物的含量。PLA薄膜具有優異的氣體選擇透過性，這有助于在PLA包裝袋內形成低O2、高CO2的貯存環境，進而可以抑制西蘭花的生命活動，減少水分的流失和養分的消耗。結果表明：與PE保鮮膜包裝相比，PLA薄膜包裝能使西蘭花的常溫貨架期延長1~2天，保鮮效果明顯。

 

吸管類一次性餐具

 

       PLA 的降解產物可協助植物經光合作用成為 PLA 的原料，因此 PLA 是一種“從搖籃到搖籃”的綠色材料。目前PLA是市面上主流的一次性餐具的原材料。PLA 在常溫下較穩定，但在稍高溫環境、酸堿環境或微生物環境中容易迅速降解，抗沖擊性差，往往不能滿足在惡劣環境中流通的要求、

 

PLA吸管喝熱飲變形軟化，破壞飲用體驗

 

改性提高熱穩定性的方法

 

       PLA 材料的熱穩定性與 PVC 相當，但比 PP，PE及 PS 等低，加工溫度一般控制在 170~230 ℃之間，適用于注射、拉伸、擠出、吹塑等普通工藝。但在實際加工過程中 PLA結晶速率較慢，一般需要改性。同時由于結晶速率慢且結晶度低，導致 PLA 的熱變形溫度較低，限制了其在熱灌裝或熱殺菌產品包裝上的應用。

 

       為了提高 PLA 結晶速率和結晶度，可以在生產時盡可能地提高 PLA 的光學純度。含有少量PDLA 的 PLLA 結晶度會大打折扣，退火處理也是提高 PLA 結晶度的方法，另外還可以添加成核劑來改善結晶行為，提高其結晶度，進而提高熱變形溫度，改善其耐熱性，有研究通過 PLLA 和 PDLA 立構復合也得到具有耐高溫等特殊性能的產品。

 

       目前與無機填料或是自然纖維共混，是提高PLA材料各方面性能的主要改性方法。如LiWH 等使 用 竹 纖 維 對 ＰＬＡ 進 行 改 性，得 到 的復合材料彎曲強度和斷裂 伸長率分別提高了19.3％和30.1％。Shyif 等采用熔融共混法 制備PLA香蕉纖維復合材料，通過使用偶聯劑和 化學改性將香蕉纖維結合到PLA鏈上，得到的復 合材料熱穩定性和力學性能顯著提高。

 

一種PLA制作的飯盒

 

醫用材料

 

       PLA 大量應用在縫線、骨骼固定、修復材料、緩控釋藥物的載體、組織工程細胞生長支架材料等領域，已成為醫療領域重要的生物材料之一。PLA 制成的縫線，強度上能滿足縫線的要求，隨傷口愈合，慢慢在體內被分解、消失，與常規縫線相比，無需拆線，尤其適用于那些深部組織創傷的縫合。

 

可用作醫療紡線的PLA纖維

 

       PLA 可用作骨骼固定材料，隨著骨骼的生長，用 PLA 制成的骨骼固定材料慢慢分解，無需進行二次手術取出，避免二次手術帶來的身體傷痛和手術費。PLA 可用作緩控釋藥物的載體，具有低毒、高效、緩釋和作用時間長等優點，與生物體的相容性好，停留時間長，還可采取與其它單體共聚的方式來調節藥物的釋放速率，從而達到提高藥物的活性、降低對身體帶來的毒、副作用。

 

心臟支架

 

       PLA 可作為組織工程支架材料，通過在 PLA 支架上培養細胞，細胞慢慢生長分化為組織、器官，與此同時，PLA 支架材料慢慢降解，這一技術已經在皮膚、血管的研究上取得進展。

 

       總結上面舉到的PLA在包裝領域的主要應用，我們會發現，PLA作為一種新型的純生物基材料具有很大的市場運用前景，其良好的物理特性以及材料本身的環保性必然會使得PLA在未來得到更廣泛的運用。

       

       但PLA材料應用于包裝材料方面時， 還有很多性能需要進一步改善，如降解性、韌性、耐熱性、阻隔性、導電性等。另外，目前居高不下的原材料價格也是限制PLA材料廣泛運用的一個重要因素，還需要進一步優化 PLA的生產工藝，降低材料成本，提高其作為包裝材料的競爭力。

 

轉自-材料田地

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