聚乳酸

聚乳酸 (Poly Lactic Acid, PLA)
臺北市立第一女子高級中學二年級張湘婷

一、基本性質

• 別稱：玉米澱粉樹酯、Polylactide，是一種丙交酯聚酯。
• 來源：多來自玉米、甜菜、小麥、甘薯等可再生生質。
• 具生物可降解性，在溫度 $$58$$～$$70^\circ C$$、相對溼度 $$90\%$$ 的條件下，可在 2~6 個月內分解為二氧化碳和水等較無害物質。

二、PLA製備

PLA是由乳酸所聚合而成的。

• 乳酸的製備
  乳酸（lactic acid）又叫α─羥基丙酸，分子式為 $$\bf{CH_3CHOHCOOH}$$，多存在於酸奶和血液中，可由三種方法製得：

1. 澱粉發酵法：以玉米、蔗糖、甜菜、紅薯、馬鈴薯等為原料，經水解、發酵、淨化、電滲析而製成乳酸。
2. 乙醛─氫氰酸法：以乙醛和氫氰酸反應，經酯化、分解等反應而得乳酸。
3. 丙烯法：以丙烯與硫酸反應，經酯化、精餾等而製成乳酸。

• PLA的製備
  PLA可由兩種方法製得：

1. 直接縮聚法：在真空條件下，以溶劑使乳酸脫水縮聚，是最簡單的聚和方法，但其所得的聚合物分子量較低。
2. 丙交酯開環聚合法：為一種非溶劑法，是現今國外聚乳酸的主要生產方法，主要是以兩個乳酸分子進行酯化反應，生成丙交酯，再開環縮聚成 PLA。

三、 優缺點及應用

優點

➢ 為生物可分解塑料（Biodegradable Plastics），具有和天然纖維（e.x.羊毛、蠶絲）相似的性質，在特定溫濕度下能經細菌分解，對人體無毒且污染低，但在一般條件下又能保持其性能。

➢ 適用自然分解、堆肥、焚化等各種廢棄物處理方式。

➢ 原料來自植物或化工原料，相較於其他塑膠材料（e.x.PET）單獨依賴石油，為可再生資源，具永續發展的優勢。

➢ 和其他塑膠材料（e.x.PET）相比，PLA具有親水性、纖維強度大、抗紫外線、密度低等優點，也具有較好的手感、舒適性、捲曲性、捲曲度保持性和染色性能等。

➢ 具有良好的結晶性及透明度，容易製成絲狀、薄膜、或鑄形成產品。

➢ 不易燃燒

缺點

➢ 雖具較高的玻璃轉化溫度（約 $$58$$～$$60^\circ C$$），但因為是線性結構聚合物，應用受限於其在耐熱和材料強度上的不足。

➢ 若利用與其他高分子塑膠原料化和的方法來改良機械特性，但是不同添加物或改變它原本的性質與優勢，易產生環保、回收等問題。

➢ PLA的使用可能會影響塑膠的回收：塑膠的回收原是透過比重來區分不同的塑膠（PE、PET、PS、PP、PVC），但若加入PLA，其所具的低熔點特性，會影響其他五種塑膠的回收。

➢ 製備PLA所需的成本較高。 應用 PLA可經加工製成如單絲、複絲、短纖棉、混紡纖維及黏織物等纖維產品並應用於各種層面。

➢ 一般家庭用品：用於家用桌布、食品包裝網或袋等的製造。

➢ 一般衣料：藉由和羊毛混紡，可製成具生物可分解性、較佳的光亮度、絲綢感以及快乾性的衣料纖維。

➢ 專業用途：製造工程網布、過濾材、蔬果栽培網及布、繩、線等。

➢ 醫療用品：可製造手術縫合線、骨釘、衛生用尿片、衛生棉和繃帶等 。

參考資料

1. 《聚酯的前途──PLA聚酯》2013年2月14日，取自 http://ttf.textiles.org.tw/Textile/TTFroot/a032q.htm
2. 《PLA 與傳統塑膠的抉擇》2013年2月14日，取自http://www.shs.edu.tw/works/essay/2005/10/2005102814090734.pdf
3. 《PLA環保材料》2013年2月14日，取自 http://jshboy.blogspot.tw/2008/08/pla.html
4. 《聚乳酸》2013年2月14日，取自http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E8%81%9A%E4%B9%B3%E9%85%B8