聚乳酸的生产工艺及方法？ ¹

聚乳酸是一种以乳酸为原料生产的聚合物。传统的乳酸发酵通常使用淀粉质原料，而现在一些国家如美国、法国和日本已经开始利用农副产品作为原料进行乳酸发酵，从而生产聚乳酸。

聚乳酸的合成有多种路线。

生产工艺方法

⑴直接缩聚法

直接缩聚法是将乳酸单体直接缩合，也称为一步聚合法。在脱水剂的存在下，乳酸分子中的羟基和羧基在高温下脱水，直接缩聚成低聚物。通过添加催化剂并继续升温，低相对分子质量的聚乳酸可以进一步聚合成更高相对分子质量的聚乳酸。

⑵二步法

二步法是将乳酸转化为环状二聚体丙交酯，然后再进行开环缩聚得到聚乳酸。这种技术比较成熟，美国NatureWorks公司就采用了这种工艺生产聚乳酸。中国的海正与中科院共同研制的聚乳酸生产技术也类似，主要过程是通过微生物发酵制得乳酸，然后经过精制、脱水低聚和高温裂解，最后聚合成聚乳酸。

⑶反应挤出制备高分子量聚乳酸

利用间歇式搅拌反应器和双螺杆挤出机的组合，可以进行连续的熔融聚合实验，从而获得分子量达到150000的聚乳酸。通过双螺杆挤出机将低摩尔质量的乳酸预聚物进一步缩聚，制备出较高摩尔质量的聚乳酸。在反应温度为150℃、催化剂用量为0.5%、螺杆转速为75 r/min的条件下，通过反应挤出缩聚法可以快速有效地提高聚乳酸的摩尔质量，同时产物的分散系数减小，均匀性变好。通过比较DSC曲线发现，通过反应挤出缩聚法制得的聚乳酸的结晶度有所降低，这对于改善聚乳酸材料在使用过程中的脆性表现是有益的。

PLA的生产工艺流程

1）取材

将玉米等壳类作物碾碎后，提取其中的淀粉，然后将淀粉制成未精化的葡萄糖。现在很多高技术已经克服了碾碎的过程，可以直接从大量的农作物中提取原料。

2）发酵

以类似生产啤酒或酒精的方式来发酵葡萄糖，将葡萄糖转化为乳酸，乳酸类似于食品添加剂，可用于人体肌肉组织内。

3）中间型产物

将乳酸单体通过特殊的浓缩工艺转化为中间型产物，即丙交酯。

4）聚合

经过真空净化的丙交酯单体，通过一种不使用溶剂的溶解工艺进行开环反应，使单体聚合成聚乳酸。

5）聚合物修饰

由于聚合物的分子量和结晶度不同，可以对聚乳酸进行不同的修饰，以满足不同应用产品的需求。