小，通常为几十吨或几百吨。年中国科学院长春 应用化学所的聚乳酸生产技术已取得了突破性进展，该研究所与企 业合作已经拥有吨年的生产能力成都迪康中科生物医学材 料有限责任公司已经建成了年产聚乳酸公斤的中试生产 线，完成了按标准平方米生物医学制成品车间的建设工作， 实现了聚乳酸可吸收骨内固定螺钉的商品化，该公司在年完成 销售收入余万元，年产聚乳酸公斤以及可吸收医用防粘连膜万张等，成为我国生物医学材料产业化示范基地江苏九鼎 集团自年开始涉足聚乳酸产品的研究开发工作，致力于开发低 成本的通用型聚乳酸，年获得成功，同时开始和德国合作，目 前该公司已能生产出薄膜级纤维级等多个分子量级别的通用型聚 乳酸，产品可用于加工从工业到民用的各种塑料制品如农用地膜 聚乳酸纤维高档的可降解餐具食品包装，超市方便袋卫生用 品室外防紫外线织物帐篷布可降解旗帜布等等，目前该公司 正建吨年生产线，拟建,吨年薄膜包装用聚乳酸生产线 等等，由此可以看出在我国具有良好的市场潜力和开发前景。 三聚乳酸材料项目研究内容 项目可行性评价 如前所述，从年杜邦公司成功地合成出尼龙至现在，短 短多年的时间，高分子材料已经渗透到国民经济各个部门和人民 生活的各个方面。然而与此同时石油资源大量消耗，塑料垃圾与日 俱增，造成了不可忽视的能源危机和环境污染。处理各种塑料不仅 仅是个简单的环境问题，在许多国家已经发展成为社会和政治问 题。为此，各国政府制定相应的政策，加大投入，研究开发废塑料 处理的各种技术，其中发展可生物降解高分子技术是主要途径，从 可持续发展的意义上分析，源于自然，归于自然完全符合其要求。 化学合成生物降解高分子中是唯以生物资源为原料的，它具 有的优良特性这里不再赘述。 技术可行性评价聚乳酸的合成路线主要有三条是以含糖类的生物质材料为 原料，提取淀粉，糖化发酵得到乳酸，再聚合成二是以家 庭产生的垃圾为原料，从垃圾中含有的糖类发酵得到乳酸再聚合成 ，此法有日本北九州产业学术推进机构和国立环境研究所发现 三是以农作物树木的根茎叶等废弃生物质酸再聚合成，日本 功能木质新材料技术研究所进行该研究。与乳酸结构如下 目前聚乳酸的合成主要有两种方法 由丙交酯开环聚合法 由于此法可通过改变催化剂的种类和浓度使所得聚乳酸的相对分子 质量高达，机械强度高，适用于作医用材料塑料 制品等包装领域，这技术较为成熟，通过形成丙交酯在进行开环聚 合的方法是目前公司和丰田汽车公司为得到商业用途的 高分子量聚乳酸采用的方法，我国的海正与中科院共同研制的聚乳酸 生产技术也与此相似，主要过程是原料经微生物发酵制得乳酸后，再 经过精制脱水低聚高温裂解，最后聚合成聚乳酸，也是本文所要 采用及研究可行性工业化的方法。 由乳酸直接缩聚法 该法具有反应成本低聚合工艺简单界 吸收水平最高的种植物，其生长速度非常快，光合作用的速 度是普通植物的倍，具有卓越的固碳作用，洋麻能够吸收 ，因此普遍认为它具有极高的防止地球温室效应的功能。现 在，从澳大利亚开始，世界各地都在种植洋麻，它除了用作造纸和 饲料原料外，其他用途都还没有很好的开发，价格便宜，在经过试 验提高聚乳酸刚性和耐热性等的前提下，同时有利于降低聚乳酸塑 料成本。 环境及经济可行性评价绿色包装材料是在年联合国与发展委员会的我们共同 的未来的报告中首次提出的概念，年通过了里约环境与发 展宣言在世界范围内开始掀起了个以保护生态环境为核心的绿 色浪潮。对于我国加入后，发展绿色包装工程是迎接世界 经济全球化，冲破国际绿色贸易壁垒和促进可持续发展战略实施的 必然选择。我国是个出口大国，同时也是个包装废弃物产生大 国，所以我国包装行业从保护环境节约能源节约资源的角度出 发，走可持续发展的道路已经成为必然的选择。 年月我国修订了中华人民共和国固体废物污染环境防 治法，许多地方性法规如杭州，规定从年月日起禁止当地市 场和商店使用不可降解塑料袋北京奥运会，北京将借此机会重 塑形象，其中三大主题是绿色奥运科技奥运和人文奥运上海 世博会已经开始长期规划，政府将支持十五攻关乳酸和聚乳酸特 别是步法聚乳酸项目计划农膜等的开发项目国家中 长期发展规划的初步确定在聚乳酸生物降解塑料生物质能领域投资 亿美元同时国家发改委支持改性淀粉塑料企业，如天津丹海等。 以上是近年来我国对生物可降解材料相关法律法规，可以看出政 府对此高度重视，以各种方式支持和推进生物降解塑料，并出台了多 项优惠政策如无息贷款免征税收以及多项政府补贴等。 四聚乳酸材料项目技术方案和设备方案 工艺流程及主要设备选型 的结构就是乳酸单体的重复结构，乳酸的获取主要有两种途径，即化学合成和微生物发酵法。国外发酵法占，化学合成法占 ,我国目前则全部采用发酵法。微生物发酵法制备乳酸可以用各 种精制的未精制的甚至废弃的糖类用作生产乳酸。目前已开发的连 续细胞循环系统是种有效提高乳酸产率的生物反应器，该反应器配 有个超滤单元的连续搅拌罐式反应器，可以利用葡萄糖生产出乳 酸，浓度为,生产效率为，采用这方法，估算乳酸 生产的成本是美元。下表列出了实验原料。 名 称 分子式 分子 量 密度 沸点熔 点 纯度含 量 生产厂家 形状 乳 酸 山东淄博乳 酸厂 浅黄色液体。无 气味，具有吸湿 性 金属 锌粉 国药集团化 学试剂有限 公司 粉状 乳酸 锌 上海君创生 物科技有限 公司 白色颗粒或结 晶粉末味甘 甜易溶于热水 乙酸 乙酯 上海联试化 工试剂有限 公司 无色透明液体， 能刺激眼，皮肤 二氯 甲烷 上海试剂厂无色透明易挥 发液体。具有类 似醚的刺激性 气味 无水 乙醚 上海光铧科 技有限公司 无色易挥发的 流动液体 无水 乙醇 无上海振兴化 工厂 色透明，具有特 殊香味的液体用间歇式搅拌反应器和双螺旋挤出机组合,进行连续的熔融聚合 实验,可获得由乳酸通过连续熔融缩聚制得的分子量达的聚乳 酸。利用双螺杆挤出机将低摩尔质量的乳酸预聚物在挤出机上进步 缩聚,制备出较高摩尔质量的聚乳酸。在反应温度为催化剂用 量为螺杆转速为时可通过双螺杆反应挤出缩聚法快 速有效地提高聚乳酸的摩尔质量,而且反应挤出产物分散系数减小,均 匀性变好。通过曲线的比较发现,通过反应挤出缩聚法制得的聚 乳酸的结晶度有所降低,这对改善聚乳酸材料在使用过程中表现出较 大的脆性是有益的。下图是生产的主要工艺流程图。 公司和公司已经联合将利用洋麻纤维改性 符合材料实现商品化，这种近乎由植物成分组成的复合材料于 年在的手提电脑部件使用。该法制备的洋麻纤维含量为 的洋麻纤维束增强材料，其材料的各项力学性能均有显著提高， 最突出的是弯曲强度提高了，冲击强度提高了，拉伸 强度提高了，弯曲模提高了。 实验及设备的最佳工艺数据 聚乳酸材料项目背景 聚乳酸是种以可再生的植物资源为原料经过化学合成 制备的生物降解高分子。它是种热塑性脂肪族聚酯，玻璃化转变 温度和熔点分别是和左右，在室温下是种玻璃态的硬 质高分子，其热性能与聚苯乙烯相似。它具有完全生物降解性和植 物来源两个特性，机械性能良好，柔性和热稳定性高，不变色，对 和有良好的透过性，又有良好的透明性和抗菌防霉性，使 用寿命可达年，是种真正的生物塑料，天内在微生物的作 用下可彻底降解生成和。缺点是脆性高，结晶慢可分别通 过和己内酰胺等共聚和添加结晶促进剂滑石粉后退货处理加以 改性，结晶度可达及热变温度提高到。 目前塑料制品被广泛应用在各个领域，它在给人们生产生活带 来极大方便的同时，白色污染也对生态系统造成了严重的威胁。 而且，其原料主要来源于石油类不可再生资源，这势必将引起严重 的能源和人类生存危机。聚乳酸比石油产品为原料生产的聚合物低 能耗，它作为种可生物降解的低能耗高分子聚合物具有 优良的生物相容性和生物降解性，对解决长期以来困扰国民经济可 持续发展的白色污染问题有积极的作用，聚乳酸塑料同时还具 有韧性好的特点，可以直接采用通用塑料的设备进行挤出注射 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传,拉伸纺丝吹塑等加工成型，在包装材料纤维加工农业汽 车及电子领域等都有广泛的应用前景，本文主要研究其可用来生产 农用地膜农副产品保险袋快餐盒及其它食品饮料等外包装产 品的可行性。 聚乳酸有良好的机械性能及物理性能，适用于吹塑热塑等各 种加工方法，而且它能防潮耐油脂并具有良好的密闭性。聚乳酸 在常温下性能稳定，但在温度高于或富氧及微生物的作用下会 自动分解，最终生成和，不污染环境。因此，聚乳酸作为可 完全生物降解性塑料，越来越受到人们重视可将聚乳酸制成农用薄 膜纸代用品纸张塑膜包装薄膜食品容器生活垃圾袋农 药化肥缓释材料化妆品的添加成分等。 二聚乳酸材料国内外研究现状 首先发现了乳酸线性二聚体乳酰乳酸的形成。最早具 有实用价值的纤维是年左右美国公司于及其共 聚物制备的能够被人体吸收的手术缝合线，后来都是以开发医用材 料为目的进行生产的。直到年才被认为可以作为种潜在 的日用塑料，公司和杜邦公司各自开始了把作为日用塑料 应用的生产和加工技术的研究。年，公司和化学公 司各自出资成立了聚合物公司使产品和技术完 全商品化，商品名为，当时年生产能力仅为万吨。 年收购化学公司启用新的公司名为, 是目前世界上最大的生产公司，拥有种不同等级的，适用于吹膜热塑注射成型瓶子及纤维等不同用途。日本三井 化学公司于年开始与公司合作开展业务，日本丰田汽 车公司于年月转接岛津制作的生产业务，商品名为 ，年产量吨。直到年，公司先后与日 本的三菱树脂公司公司公司以及东丽公司签约直接 向其提供树脂和纤维。公司是以玉米淀粉为原料生 产的，而丰田汽车公司曾经提出要建立以马铃薯淀粉为原料的 生产装置。目前，松下电池工业公司开始与三菱树脂公司合作， 把种干性电池的包装材料全部换为聚乳酸日本东丽公司成功研 发了聚乳酸和以纤维素为主要成份的植物纤维混炼的提高了耐热 性刚性及成形性的植物纤维强化聚乳酸塑料。该生物降解塑料具 有世界最高的耐热性，刚性是以往的聚乳酸塑料的倍，大大 缩短了成形时间。