近年来,聚乳酸行业的技术发展呈现出以下趋势:
(1)高光学纯度
光学纯度指标是源于乳酸具有两种同分异构体的手性分子特点产生的。光学纯度对聚乳酸的熔点、结晶速率等关键指标具有显著影响,从而对收率、生产成本和产品应用范围造成直接影响。聚乳酸的光学纯度主要由丙交酯的光学纯度决定,但是在“乳酸—丙交酯”的脱水酯化和环化环节中,随着反应时间的增加和温度的上升,乳酸分子均会出现消旋化现象,从而降低丙交酯的光学纯度。
为了实现对产品指标的精准控制,保证产品质量的稳定性,通常采用在高光学纯度的丙交酯中配入不同光学纯度的丙交酯进行聚合,以达到控制聚乳酸光学纯度的目的。因此,高光学纯度既能体现聚乳酸生产企业在“乳酸—丙交酯”工段的制造工艺水平,也是聚乳酸行业技术发展的重要追求方向之一。
(2)分子量分布
作为高分子材料,分子量分布会影响聚乳酸加工工艺及产品性能,一般用PDI 指标(重均分子量 Mw/数均分子量 Mn)来衡量材料的相对期望分子量分布的离散程度,PDI 越低,说明聚乳酸分子量越紧密地分布在期望分子量周围,所制成的聚乳酸制品的抗老化性越好,综合性能越强。
因此,低 PDI 也能够体现聚乳酸生产企业在聚合环节的制造工艺水平,是聚乳酸行业技术发展的重要追求方向之一。
(3)复合改性
在塑料行业,对材料进行复合改性,可以使材料突破其在化学和物理方面的固有属性限制,充分挖掘其发展潜力。由于聚乳酸以替代传统塑料为发展方向,随着近年来聚乳酸材料的流行,对聚乳酸进行复合改性也成为了行业技术发展的趋势之一。
对聚乳酸进行复合改性的主要方式分为物理改性和化学改性。物理改性主要是将聚乳酸与其他材料进行共混,这种改性方法的生产成本较低、效率较高,是目前最主流的改性方法。而化学改性的方法是通过共聚、接枝、高分子化学反应等方法对聚乳酸进行改性,这种方法具有一定的技术门槛,且对生产设备、生产研发人员的要求较高,因此尚未成为主流的改性手段。化学改性方法能够极大地改变材料的固有属性,也是行业未来技术发展的主要方向之一。