Polymjölksyra (PLA) är en biologiskt nedbrytbar plast främst gjord av förnybara biomassaresurser. På grund av dess utmärkta nedbrytbarhet, biokompatibilitet och bearbetningsanpassningsförmåga har den fått stor uppmärksamhet globalt i samband med främjandet av grön och låg-koldioxidutveckling. Som en typisk bio-baserad polymer kan PLA inte bara sönderdelas till koldioxid och vatten under specifika miljöförhållanden, utan även åter-träda in i kolets kretslopp genom växtfotosyntes, vilket anses vara ett av de viktiga alternativen till traditionell petroleum-baserad plast.
PLA syntetiseras med mjölksyra som monomer. Mjölksyra erhålls huvudsakligen genom jäsning av grödor som är rika på stärkelse eller socker, såsom majs, sockerrör och kassava. Den fermenterade mjölksyran dehydratiseras för att bilda laktid, som sedan utsätts för ring-öppningspolymerisation för att producera långkedjig-polymjölksyra. Beroende på polymerisationsprocessen och stereokemi kan PLA-material med olika kristallinitet och egenskaper erhållas. Höga L-isomerer ger högre kristallinitet och värmebeständighet, medan sampolymerisationsmodifiering kan justera dess flexibilitet och nedbrytningshastighet för att möta olika applikationsbehov.
Ur ett prestandaperspektiv har PLA fördelar som god transparens, ett brett bearbetningsfönster och måttlig draghållfasthet och modul. Det kan tillverkas till filmer, ark, fibrer, förpackningsbehållare och engångsservis genom olika konventionella plastbearbetningstekniker, inklusive formsprutning, extrudering, formblåsning och varmformning. Dess glastemperatur är dock cirka 55–65 grader och dess smältpunkt är cirka 150–170 grader, vilket resulterar i relativt begränsad värmebeständighet. Dessutom är det benäget att accelerera hydrolys i fuktiga eller hög-temperaturmiljöer, vilket i viss mån begränsar dess direkta användning i hög-temperaturbelastning-bärande eller långvariga-utomhusapplikationer.
PLA:s enastående fördel ligger i dess biologiska nedbrytbarhet. Under industriella komposteringsförhållanden (temperatur 58±2 grader, luftfuktighet över 50 %, aerob miljö) kan den gradvis sönderdelas till mjölksyra av enzymer som utsöndras av mikroorganismer, och sedan omvandlas till koldioxid och vatten, med hela cykeln som vanligtvis varar flera månader till ett år. I icke-komposterande miljöer som havet eller marken med omgivande-temperatur saktar nedbrytningshastigheten avsevärt; därför måste dess miljöfördelar bedömas i samband med specifika tillämpningsscenarier.
I industriella tillämpningar används PLA i stor utsträckning i livsmedelsförpackningar, engångsservis, dämpningsmaterial för expressleveranser, medicinska kirurgiska suturer och läkemedelsleveransbärare, med betydande fördelar, särskilt i scenarier som betonar lågt koldioxidavtryck och komposterbarhet. Dessutom kan dess mekaniska egenskaper och nedbrytningskontrollerbarhet optimeras ytterligare genom att blanda med biologiskt nedbrytbara polymerer som polykaprolakton (PCL) och polyhydroxialkanoater (PHA), eller genom att kombinera det med naturliga fibrer.
Sammantaget representerar PLA en viktig riktning i utvecklingen av bio-baserad och biologiskt nedbrytbar plast. Dess förnybara råvaror och förmåga att återvända till naturen efter användning överensstämmer med globala strategiska behov av plastreduktion och koldioxidneutralitet. I framtiden, med genombrott inom diversifiering av råvaror, prestandaförbättringar och kontrollerbar nedbrytningsteknik, förväntas PLA uppnå funktionell ersättning av traditionell plast inom fler områden och ge ett gediget stöd för att bygga ett hållbart materialsystem.