聚乳酸是时下热门的生物降解塑料之一,由乳酸作为单体来源,其中由于乳酸分子中有一个不对称的碳原子,具有旋光性,有 L-乳酸和 D-乳酸两种旋光异构体,因此聚乳酸会出现三种光学异构体:右旋聚乳酸(PDLA),左旋聚乳酸(PLLA),外消旋聚乳酸(PDLLA)。
分子链的立体结构直接决定了聚乳酸材料的性能,比如热性能、阻隔性、力学性能等等。纯的PLLA和PDLA都是热塑性半结晶聚合物,结晶度高达40%,材料显得硬而脆,也因此不好加工。
而PDLLA由于D-乳酸和L乳酸在分子链中是随机排列,破坏了链结构的规整性,因此是透明的非晶型聚合物。
此外,光学异构的PLLA和PDLA之间,由于它们之间的强相互作用会发生立构复合,形成熔点更高、结构更致密、结晶速率更快的PLA立构复合物,特点之一就是耐热性大幅提高。
聚乳酸的三种光学异构体中,左旋聚乳酸(PLLA)是目前工业规模化生产的主要产品,这跟乳酸的产能以 L-乳酸为主有关。
这是因为人体内只有代谢 L-乳酸的酶,如果摄入过量 D-乳酸,会引起代谢紊乱甚至酸中毒,在食品工业或制造医药应用中,都是以 L-乳酸为原料,因此绝大多数乳酸供应商都是以生产 L-乳酸为主,比如科碧恩-普拉克(Corbion Purac)、嘉吉(Cargill,专供NatureWorks)、金丹科技等等。
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