聚乳酸(PLA)是一种新型的生物基可生物降解材料，由玉米、木薯等农作物糖化后，经微生物发酵产生的乳酸聚合而成，原料来源广泛且可再生。聚乳酸具有良好的生物降解性、生物相容性、热稳定性、抗溶剂性和易加工性等优点广泛应用于服装制造、建筑和医疗卫生等领域。

乳酸是一种自然界中广泛存在的有机酸，其生产工艺属于发酵工业。现代的发酵工业已将生物技术、基因工程、化学工程技术等进行融合，形成一个大工业体系。全球乳酸行业经过数十年发展，国内外生产技术成熟，产能规模较大。

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在聚乳酸的生产方面，生产技术一度被欧美国家所垄断，国际上知名的NatureWorks和Total Corbion公司占据聚乳酸生产的绝对优势。国内的聚乳酸行业起步较晚，但是随着国内技术的不断进步，也有一些企业逐步攻克了聚乳酸生产的技术难题。

PLA的用途：

PLA的热稳定性好，加工温度 170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。

由聚乳酸制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性。因此，用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，目前主要用于日用品（吸管、包装、服装）、产业（建筑、农业、林业、造纸）和生物医疗等领域。

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吸管

PLA吸管实现对传统吸管的全面的替代，吸管成为2022年PLA最为成功的应用单品之一。据行业预测，即饮茶市场未来五年年均复合增长率约14%，到2025年规模将达到7845亿元，PLA吸管市场潜力将进一步被挖掘。

快递包装：到2022年底，北京、上海、江苏、浙江、福建、广东等地先行禁止使用不可降解的塑料包装袋、一次性塑料编织袋等，降低不可降解的塑料胶带使用量，快递包装行业有望成为未来主要的增量市场。

食品包装：PLA材料具有良好的透明度，耐热性和阻氧性能，适合用于食品包装。比如，PLA制成的透明包装盒可以用来包装水果、蔬菜等食品，能够有效保护食品的新鲜度和品质。此外，PLA材料还可以制作成一次性餐具，如餐盒、餐具、吸管等，可以替代传统的塑料餐具，减少对环境的污染。

纺织品：PLA材料可以与其他纤维材料混纺，制成生物降解性的纺织品。这些纺织品可以用来制作衣物、袋子、家居用品等。与传统的合成纤维相比，PLA纺织品对皮肤的刺激性更小，对环境的污染也更少。

农业领域：PLA材料也在农业领域得到了广泛应用。比如PLA材料可以制成农膜，用于农田覆盖，起到保温、保湿、抑草等作用。与传统的塑料农膜相比，PLA材料的农膜在使用后可以自然降解，不会对土壤造成污染。

3D打印：PLA材料是目前常用的3D打印材料之一，它具有良好的可塑性和成型性，可以通过3D打印技术制作出各种复杂的结构。3D打印中使用的PLA材料可以是纯PLA或者PLA与其他材料的混合物，可以只做出模型、零部件、工艺品等。

生物医疗：由于PLA材料具有良好的生物相容性和可降解性，被广泛应用于医疗器械领域。例如，PLA材料可以制成缝合线、骨钉、螺钉等，用于骨科手术中。在手术中，PLA材料会逐渐降解，不需要二次手术取出，减轻了患者的痛苦和恢复时间。

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PLA技术的发展趋势：

目前，聚乳酸的生产仍然是以“两步法”为主，先制备丙交酯，再用丙交酯开环聚合生产聚乳酸。虽然，杜邦公司在 20 世纪 50 年代已经实现“两步法”工艺，并公开了工艺原理，但是抑制丙交酯生产过程中的消旋反应和逆反应并精准控制产品的技术指标，均需要大量的工程经验积累。
近年来，随着国内聚乳酸生产技术的不断突破，聚乳酸生产工艺在国内已不属难题。目前，聚乳酸行业的技术发展呈现出以下趋势：

（1）高光学纯度

乳酸是一种手性异构体，具有光学活性，光学纯度对聚乳酸的熔点、结晶速率等关键指标具有显著影响。聚乳酸的光学纯度主要由丙交酯的光学纯度决定，但是在丙交酯制备过程中，伴随着高温条件的发生，消旋现象无法避免，从而降低丙交酯的光学纯度。
为了实现对产品指标的精准控制，保证产品质量的稳定性，通常采用在高光学纯度的丙交酯中配入不同光学纯度的丙交酯进行聚合，以达到控制聚乳酸光学纯度的目的。因此，高光学纯度既能体现聚乳酸生产企业在“乳酸→丙交酯”工段的制造工艺水平，也是聚乳酸行业技术发展的重要追求方向之一。

（2）复合改性

在塑料行业，对材料进行复合改性，可以使材料突破其在化学和物理方面的固有属性限制，充分挖掘其发展潜力。由于聚乳酸以替代传统塑料为发展方向，随着近年来聚乳酸材料的流行，对聚乳酸进行复合改性也成为了行业技术发展的趋势之一。

对聚乳酸进行复合改性的主要方式分为物理改性和化学改性。物理改性主要是将聚乳酸与其他材料进行共混，这种改性方法的生产成本较低、效率较高，是目前最主流的改性方法。

而化学改性的方法是通过共聚、接枝、高分子化学反应等方法对聚乳酸进行改性，这种方法具有一定的技术门槛，且对生产设备、生产研发人员的要求较高，因此尚未成为主流的改性手段。

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化学改性方法能够极大地改变材料的固有属性，也是行业未来技术发展的主要方向之一。

（3）分子量分布

聚合反应是极难控制的一种化学反应，即便在相同的生产条件下，聚乳酸的聚合度也存在差异，产生分子链长短不一的聚乳酸分子，因此，聚乳酸是一种混合物。
在高分子聚合物行业，一般用 PDI 指标（重均分子量 Mw/数均分子量 Mn）来衡量材料的相对期望分子量分布的离散程度，PDI 越低，说明聚乳酸分子量越紧密地分布在期望分子量周围，所制成的聚乳酸制品的抗老化性越好，综合性能越强。因此，低 PDI 也能够体现聚乳酸生产企业在聚合环节的制造工艺水平，是聚乳酸行业技术发展的重要追求方向之一。
中国PLA市场消费结构比较多元化，可以通过挤出、拉伸、纺丝、吹膜、注塑、吹塑、吸塑等成型工艺进行加工，应用到各个领域，是降解产品中应用比较全面的产品。PLA主要应用以吸管、餐具、3D打印、淋膜、包装袋、地膜、纤维等领域为主，其他领域如医疗、玩具、牙刷、包装膜等多产品也有相关研究及应用。

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