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聚乳酸的二步降解機(jī)理

    聚乳酸以其可生物降解和可為人體吸收而廣為人知,但PLA的生物降解機(jī)理不同于植物纖維素類天然聚合物以及一般的生物降解樹脂PCL、PHB、PBS等直接酶反應(yīng)表面侵蝕方式造成降解的作用模式。研究表明,PLA不接受直接的酶攻擊,而是在自然降解環(huán)境或堆肥環(huán)境下首先發(fā)生簡單的水解作用,使分子量有所降低、使分子骨架有所破裂而形成較低分子量的組分,而質(zhì)量不發(fā)生變化。這種水解過程又首先發(fā)生在非晶區(qū)和晶區(qū)表面。這些最先形成的較低分子量的組分當(dāng)降低分子量大約1萬~2萬程度方可進(jìn)一步在酶的作用下產(chǎn)生新陳代謝作用,變成二氧化碳和水而使降解過程得以完成。在這個(gè)階段,因低分子量的PLA低聚物能夠溶解于水而脫離出PLA主體材料,使PLA的質(zhì)量發(fā)生明顯減少。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),PLA的分子量降到2萬左右時(shí),材料變脆;降到1萬左右時(shí)變成形狀不一的碎片,由微生物的分解代謝釋放的二氧化碳量急劇增加。因此聚乳酸的降解是分兩步進(jìn)行的。

   中國大陸采用聚乳酸(PLA)一般都會添加30~50的淀粉。直接添加淀粉會影響材料性能,一般采用糊化淀粉或氧化淀粉。同時(shí)要選擇適應(yīng)淀粉與聚乳酸的相容劑。相容處理不當(dāng)時(shí)材料影響極大。添加淀粉的目的是降低材料成本?傊,要想生產(chǎn)適應(yīng)市場需求且價(jià)格合理的聚乳酸材料必須選擇合理的配方和生產(chǎn)工藝!


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