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聚乳酸的二步降解机理

    聚乳酸以其可生物降解和可为人体吸收而广为人知,但PLA的生物降解机理不同于植物纤维素类天然聚合物以及一般的生物降解树脂PCL、PHB、PBS等直接酶反应表面侵蚀方式造成降解的作用模式。研究表明,PLA不接受直接的酶攻击,而是在自然降解环境或堆肥环境下首先发生简单的水解作用,使分子量有所降低、使分子骨架有所破裂而形成较低分子量的组分,而质量不发生变化。这种水解过程又首先发生在非晶区和晶区表面。这些最先形成的较低分子量的组分当降低分子量大约1万~2万程度方可进一步在酶的作用下产生新陈代谢作用,变成二氧化碳和水而使降解过程得以完成。在这个阶段,因低分子量的PLA低聚物能够溶解于水而脱离出PLA主体材料,使PLA的质量发生明显减少。通过实验发现,PLA的分子量降到2万左右时,材料变脆;降到1万左右时变成形状不一的碎片,由微生物的分解代谢释放的二氧化碳量急剧增加。因此聚乳酸的降解是分两步进行的。

   中国大陆采用聚乳酸(PLA)一般都会添加30~50的淀粉。直接添加淀粉会影响材料性能,一般采用糊化淀粉或氧化淀粉。同时要选择适应淀粉与聚乳酸的相容剂。相容处理不当时材料影响极大。添加淀粉的目的是降低材料成本。总之,要想生产适应市场需求且价格合理的聚乳酸材料必须选择合理的配方和生产工艺!


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