玉米塑料

玉米塑料

全生物降解的环保材料
PLA学名聚乳酸,俗称玉米塑料,是一种全生物降解的环保材料。它性能优异,不仅冲击韧性极好,而且耐磨、使用温度范围宽、尺寸稳定性好、电绝缘性优良、无毒性。适用于一般设备加工。
  • 中文名:玉米塑料
  • 作用:经济发展中具有重要战略意义
  • 原料玉米淀粉分类:纺织面料日用器具
  • 优点:新型环保、可持续发展
  • 性质:生物降解塑料
  • 外文名:zein plastics
  • 成分:聚乳酸

概念

饱含淀粉质的玉米经过现代生物技术可生产出无色透明的液体——乳酸,再经过特殊的聚合反应过程生成颗粒状高分子材料——聚乳酸。从玉米中提取的聚乳酸颗粒称为“玉米塑料”,可代替化工塑料粒子,根据不同需要制成建筑墙体板材、包装材料、纺织面料、日用器具、农用地膜、地毯、医用材料、汽车内饰和家庭装饰品等。由这种生物高分子材料制成的物品,废弃后可采用堆肥填埋处理,在自然界微生物的作用下彻底分解为水和二氧化碳,并可当作有机肥施入农田成为植物养料。

实验过程

学名叫做“聚乳酸”的“玉米塑料”经过8年研发、1年产业化放大,终于走出了同济大学实验室,目前进入了工业化试生产阶段。这种能全部降解的生物环保材料可全面取代化工塑料,被视作继金属材料、无机材料、高分子材料之后的“第四类新材料”,在社会和经济发展中具有重要战略意义。

从玉米中提取的液态乳酸及其生成的聚乳酸颗粒,还有用“玉米塑料”制成的杯碗瓢盆和一次性餐具等,各种产品色泽温润,手感比传统塑料制品更加柔和。项目领军人物、同济大学专攻高分子材料的任杰教授向记者介绍说,要将这项生物和材料高科技成果转化为产业,必须降低生产成本,使市场能普遍接受。在历经8年潜心攻关后,研究人员终于通过“一步法”制取聚乳酸,得到了理想的生产成本,目前全球只有美国一家公司能生产聚乳酸,由于生产工艺采用“二步法”,使其生产成本居高难下,每吨售价在3000美元左右,取代传统化工塑料困难重重。而通过生物工程技术和高分子合成技术有机结合,“一步法”将乳酸合成为聚乳酸粒子,生产成本大大降低,出厂价约在万元人民币左右一吨,接近化工塑料粒子的价格,由此,“玉米塑料”具备了推广应用和产业化的条件。

玉米塑料”可广泛应用于工程材料、包装材料、日用器具、农用地膜、家具板材,在医药医疗领域也大有用武之地。“玉米塑料”制成的骨钉手术缝合线已应用于临床,由于其具有在体内完全降解的特性,不用再施行拔除和拆线等医疗程序。用“玉米塑料”还能制成人造骨骼和人造皮肤的组织工程支架,在其上培植骨细胞或皮肤细胞,当支架材料降解后,人造骨骼和人造皮肤也长成了。利用“玉米塑料”无毒无害可降解的特性,还能制成缓释胶囊,从而改变人们的服药习惯,由于这种缓释胶囊在人体内逐步消化降解,人们吃一颗用缓释胶囊包裹的药物,就能在几天或一星期内持续获得需要的药量。

生产工艺

由乳酸到聚乳酸的生产工艺主要有以下两种:⑴一步法:将由玉米发酵制得的L-乳酸直接一步缩聚成聚乳酸,该法简单,但得到的聚合物分子量较小,一般小于5000;⑵二步法:也叫非溶剂法,将制得的L-乳酸先制成中间体丙交酯,再经开环聚合成聚乳酸,可以得到分子量较高的PLA,但工艺复杂。具体流程如图1所示。玉米塑料

现实意义

(1)绿色环保,对环境无污染

玉米塑料与传统化工塑料相比,生产、使用以及废弃过程都是环保的。传统化工塑料来自于石油化工产品,石油的炼制过程会产生大量温室气体和其它污染物;相反玉米生长过程可以吸收二氧化碳,释放氧气,废弃后可全部降解,转化成二氧化碳和水后再次参加光合作用,其整个生命过程可以实现物质的循环和空气的净化,是一种绿色环保的可再生资源。

(2)缓解石油消耗的压力

化工塑料是石油产业的下游产品,每年制备化工塑料要消耗大量的石油资源。玉米塑料开拓了石油以外的化工原料来源,据统计制备同样的塑料制品,玉米塑料可节约将近70%的化石燃料

(3)解决粮食库存压力,提高农作物附加值

玉米和其他谷类作物存放1-2年时间后就可能会出现变质发霉现象,不能再被食用。此时进行化学深加工是一条很好的出路,若将每年库存的玉米用于玉米塑料的加工生产,除了产品可以造福人类以外,玉米的附加值得以提高,而且减少了玉米库存所需要的费用。

(4)玉米塑料可能产生的不利影响

玉米塑料虽有上述优势,但仍没有进行大规模的生产应用,可见其本身还存在着一定的问题。首先,生物方法生产聚乳酸的效率不高,难以大规模工业化生产;其次,以玉米作为塑料生产的主要原料,势必消耗大量的玉米,抬高粮食价格,这将对世界上那些尚未解决温饱问题的地区造成更加严重的影响;再次,随着工业化、城市化进程的迅速发展,耕地面积逐年减少,若为了满足日益增加的玉米用量,势必导致毁林造田类的现象,会生态环境造成破换。玉米塑料

相关词条

相关搜索

其它词条