人類社會的進(jìn)步伴隨著材料的發(fā)展，材料在經(jīng)歷了以合成塑料代替天然材料的階段后，目前正處于以可降解材料代替不可降解材料的發(fā)展階段。生物基可降解材料的應(yīng)用與推廣，不僅可以從原料端減少人類對石油煤炭等不可再生資源的依賴程度，緩解石油資源危機(jī)，也可以為傳統(tǒng)塑料制品處置時造成的塑料污染提供一種有效的解決方案。

隨著人類對生存環(huán)境的逐漸重視，國內(nèi)以及國際“限塑、禁塑”政策的出臺，可生物降解材料總體處于快速增長期，其中以聚乳酸（PLA）產(chǎn)能占比最高、增長速度較快、應(yīng)用效果最好、材料特性最佳，因此，聚乳酸被譽(yù)為是生物基可降解塑料的典范，也是當(dāng)前可生物降解材料中的主流材料。

聚乳酸屬于一種生物基可生物降解塑料，由玉米、木薯等農(nóng)作物糖化后，經(jīng)微生物發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸聚合而成，原料來源廣泛且可再生。乳酸是一種自然界中廣泛存在的有機(jī)酸，其生產(chǎn)工藝屬于發(fā)酵工業(yè)?，F(xiàn)代的發(fā)酵工業(yè)已將生物技術(shù)、基因工程、化學(xué)工程技術(shù)等進(jìn)行融合，形成一個大工業(yè)體系。

全球乳酸行業(yè)經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展，國內(nèi)外生產(chǎn)技術(shù)成熟，產(chǎn)能規(guī)模較大。在聚乳酸的生產(chǎn)方面，生產(chǎn)技術(shù)一度被歐美國家所壟斷，國際上知名的NatureWorks和Total Corbion公司占據(jù)聚乳酸生產(chǎn)的絕對優(yōu)勢。

國內(nèi)的聚乳酸行業(yè)起步較晚，但是隨著國內(nèi)技術(shù)的不斷進(jìn)步，也有一些企業(yè)逐步攻克了聚乳酸生產(chǎn)的技術(shù)難題，甚至有一些企業(yè)已經(jīng)打通了聚乳酸生產(chǎn)完整的生產(chǎn)線，例如：海正生材、豐原集團(tuán)等。聚乳酸具有良好的機(jī)械性能和物理性能，可以通過擠出成型、注塑成型、擠吹成型、紡絲、發(fā)泡等加工工藝制成薄膜、片材、纖維、絲材、粉末等形態(tài)，應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛。

隨著時間的推移，全球聚乳酸的應(yīng)用場景不斷拓展，目前已廣泛應(yīng)用于食品接觸級的包裝及餐具、膜袋類包裝品、頁巖氣開采、纖維、織物、3D 打印材料等產(chǎn)品和領(lǐng)域，正在進(jìn)一步挖掘其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、汽車配件、農(nóng)林環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。

目前，聚乳酸的生產(chǎn)仍然是以“兩步法”為主，先制備丙交酯，再用丙交酯開環(huán)聚合生產(chǎn)聚乳酸。雖然杜邦公司在20世紀(jì)50年代已經(jīng)實(shí)現(xiàn)“兩步法”工藝，并公開了工藝原理，但是抑制丙交酯生產(chǎn)過程中的消旋反應(yīng)和逆反應(yīng)并精準(zhǔn)控制產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)，均需要大量的工程經(jīng)驗積累。

因此，丙交酯的生產(chǎn)與制備仍然是限制國內(nèi)聚乳酸發(fā)展的主要技術(shù)難題，在豐原集團(tuán)丙交酯對外銷售之前，大部分企業(yè)生產(chǎn)聚乳酸的丙交酯必須依賴進(jìn)口，國內(nèi)聚乳酸價格也長期穩(wěn)定在3萬元/噸之上。

近年來，隨著國內(nèi)聚乳酸生產(chǎn)技術(shù)的不斷突破，聚乳酸生產(chǎn)工藝在國內(nèi)已不屬難題，且多個大規(guī)模的聚乳酸生產(chǎn)項目也在不斷上馬，聚乳酸價格也下降至2萬元/噸左右，讓可降解塑料代替?zhèn)鹘y(tǒng)石油基塑料成為可能。

目前，聚乳酸行業(yè)的技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出以下趨勢：

（1）、高光學(xué)純度乳酸是一種手性異構(gòu)體，具有光學(xué)活性，光學(xué)純度對聚乳酸的熔點(diǎn)、結(jié)晶速率等關(guān)鍵指標(biāo)具有顯著影響。聚乳酸的光學(xué)純度主要由丙交酯的光學(xué)純度決定，但是在丙交酯制備過程中，伴隨著高溫條件的發(fā)生，消旋現(xiàn)象無法避免，從而降低丙交酯的光學(xué)純度。

為了實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品指標(biāo)的精準(zhǔn)控制，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，通常采用在高光學(xué)純度的丙交酯中配入不同光學(xué)純度的丙交酯進(jìn)行聚合，以達(dá)到控制聚乳酸光學(xué)純度的目的。因此，高光學(xué)純度既能體現(xiàn)聚乳酸生產(chǎn)企業(yè)在“乳酸→丙交酯”工段的制造工藝水平，也是聚乳酸行業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要追求方向之一。

（2）、分子量分布聚合反應(yīng)是極難控制的一種化學(xué)反應(yīng)，即便在相同的生產(chǎn)條件下，聚乳酸的聚合度也存在差異，產(chǎn)生分子鏈長短不一的聚乳酸分子，因此，聚乳酸是一種混合物。

在高分子聚合物行業(yè)，一般用PDI指標(biāo)（重均分子量 Mw/數(shù)均分子量 Mn）來衡量材料的相對期望分子量分布的離散程度，PDI越低，說明聚乳酸分子量越緊密地分布在期望分子量周圍，所制成的聚乳酸制品的抗老化性越好，綜合性能越強(qiáng)。因此，低 PDI 也能夠體現(xiàn)聚乳酸生產(chǎn)企業(yè)在聚合環(huán)節(jié)的制造工藝水平，是聚乳酸行業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要追求方向之一。

（3）、復(fù)合改性在塑料行業(yè)，對材料進(jìn)行復(fù)合改性，可以使材料突破其在化學(xué)和物理方面的固有屬性限制，充分挖掘其發(fā)展?jié)摿Α?

由于聚乳酸以替代傳統(tǒng)塑料為發(fā)展方向，隨著近年來聚乳酸材料的流行，對聚乳酸進(jìn)行復(fù)合改性也成為了行業(yè)技術(shù)發(fā)展的趨勢之一。對聚乳酸進(jìn)行復(fù)合改性的主要方式分為物理改性和化學(xué)改性。

物理改性主要是將聚乳酸與其他材料進(jìn)行共混，這種改性方法的生產(chǎn)成本較低、效率較高，是目前最主流的改性方法。

而化學(xué)改性的方法是通過共聚、接枝、高分子化學(xué)反應(yīng)等方法對聚乳酸進(jìn)行改性，這種方法具有一定的技術(shù)門檻，且對生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)研發(fā)人員的要求較高，因此，尚未成為主流的改性手段?；瘜W(xué)改性方法能夠極大地改變材料的固有屬性，也是行業(yè)未來技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。

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