随着全球对改善环境的诉求越来越强烈，使用生物降解塑料被认为是根治一次性塑料“白色污染”最有效的解决方案。着眼于中国的双碳战略目标，生物基可降解塑料全生命周期排放的温室气体总量较低。聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方法合成一定分子量的聚乳酸。来源：艾瑞咨询研究院自主研究及检测PLA具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。广泛应用于服装制造、建筑和医疗卫生等领域，是合成生物学在材料领域的最早应用之一。年PLA的价格虽然处在一个较为稳定的状态，但是仍然存在供不应求的状态。相对于常用的尼龙年产万吨，聚丙烯年产千万吨来说，聚乳酸的产能实在低得可怜！为什么PLA会出现“难产”现象呢？由于国内对PLA的研究和应用还处在起步阶段，产物水平还比较低。合成技术和聚乳酸的中间体—丙交酯的研究中还存在高能耗、高成本、产率和纯度不够等问题，是造成聚乳酸成本过高，产能低的原因。乳酸原料导致的问题合成PLA需要使用到的乳酸是最简单的手性分子之一，简单地说，乳酸有D(右旋)和L（左旋）两种旋光异构体，等量的D(+)和L(-)两种异构体混合而成的D，L一乳酸不具有旋光性，因此有3种不同旋光性的乳酸。这两种异构体形式如图所示：PLA通常要求L乳酸含量较高，要求光学程度在96%-99%，它的纯度影响聚乳酸的产率、稳定性和产品品质。
原材料乳酸的合成有哪些方法呢？
（1）化工合成：通常以石油基化学产品为原料，但是只能合成消旋的DL-乳酸。由于D-乳酸在人体的代谢问题，不能在医用行业使用；同时PLA通常要求L-乳酸含量较高，要求光学程度在96%-99%，它的纯度影响聚乳酸的产率、稳定性和产品品质。因此化工合成不能大量提供PLA的合成原料；
（2）微生物发酵：通常使用玉米、甘蔗、薯类等淀粉产品在乳酸菌的作用下，调节PH值5左右，发酵2~3天得到聚乳酸，经过浓缩后制得。生物发酵的乳酸为L-乳酸，生产效率低。
通过微生物发酵就能解决原材料的问题了吗？
事实上并不能，主要是PLA的合成法有一步法和两步法：
一步法是通过直接缩合聚合的方法制备PLA，制备工艺简单，成本低，但是制备出的PLA分子量都不高，导致性能很差，而且还有颜色，没有使用价值。
为了满足日常的使用，通常选择两步法进行制备PLA。两步法通常将乳酸合成小分子的聚乳酸，然后在催化剂和一定条件的作用下将小分子的聚乳酸分解成丙交酯，最后将丙交酯进行聚合成大分子的PLA。目前，丙交酯的制备主要采用两步法，过程为：首先乳酸脱水缩合形成乳酸低聚物，然后低聚物高温催化裂解得到丙交酯，反应式如图：这一过程形成的丙交酯一般含有水、乳酸二聚体、催化剂等多种杂质，需进行进一步的纯化操作才能合成高分子量的PLA材料。为什么丙交酯又叒叕影响PLA产能了呢？主要是丙交酯制备过程反应条件控制复杂，对产率影响大；生产出来的丙交酯分离提纯非常困难！丙交酯于是乎就成了合成优质PLA的关键！
所以研发更好的工艺改性方式是提高PLA产能的重要环节，大家有什么好的建议和方向呢？
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