聚乳酸是如何降解的？

時間：2024-05-21

聚乳酸（）是一種新型的生物基及可再生生物降解材料，使用可再生的植物資源（如玉米、木薯等）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料經(jīng)由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌種發(fā)酵制成高純度的乳酸，再通過化學(xué)合成方法合成一定分子量的聚乳酸。
其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定條件下降解，終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，這對保護環(huán)境非常有利，是公認的環(huán)境友好材料。

01、降解機制：

聚乳酸（）分子結(jié)構(gòu)式如圖，其中的酯鍵易水解，能在體內(nèi)或土壤中經(jīng)微生物的作用降解生成乳酸，代謝終產(chǎn)物是水和二氧化碳，所以對人體不會產(chǎn)生毒，使用非常。
因此，聚乳酸已經(jīng)被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等許多方面，如用作手術(shù)、藥物控制釋放系統(tǒng)等等。

由于乳酸具有旋光性,因此對應(yīng)的聚乳酸有三種：A、PLLA、LA(消旋)。

PLLA和A是部分結(jié)晶高分子，力學(xué)強度較好，常用作醫(yī)用和外科矯形材料。物控釋制劑常采用PLLA和LA,但多的是使用LA。

PLLA的降解產(chǎn)物L(fēng)-乳酸能被人體代謝，因而比D-具競爭力。

02、體內(nèi)降解

的水解是個復(fù)雜的過程，主要包括4個現(xiàn)象：吸水、酯鍵的斷裂、可溶性齊聚物的擴散和碎片的分解。
降解的主要方式：本體侵蝕。
材料浸入水性介質(zhì)中或植人體內(nèi)后，發(fā)生材料吸水。水性介質(zhì)滲入聚合物基質(zhì)，導(dǎo)致聚合物分子鏈松弛，酯鍵開始初步水解，分子量降低，逐漸降解為低聚物。
聚乳酸的端羧基(由聚合引入及降解產(chǎn)生)對其水解起催化作用，隨著降解的進行，端羧基量增加，降解速率加快，從而產(chǎn)生自催化現(xiàn)象。
內(nèi)部降解快于表面降解，這歸因于具端羧基的降解產(chǎn)物滯留于樣品內(nèi)，產(chǎn)生自加應(yīng) 。
隨著降解進行，材料內(nèi)部會有越來越多的羧基加速內(nèi)部材料的降解，進一步增大內(nèi)外差異。當(dāng)內(nèi)部材料轉(zhuǎn)變成可溶性齊聚物并溶解在水性介質(zhì)中時，就會形成表面由沒有降解的高聚物組成的中空結(jié)構(gòu)。進一步降解才使低聚物水解為小分子，后溶解在水性介質(zhì)中。
整個溶蝕過程是由不溶于水的固體變成水溶性物質(zhì)。
宏觀上是材料整體結(jié)構(gòu)破壞，體積變小，逐漸變?yōu)樗槠笕芙獠⒈蝗梭w吸收或排出體外；

微觀上是聚合物大分子鏈發(fā)生化學(xué)分解，如分子量變小、分子鏈斷開和側(cè)鏈斷裂等，變?yōu)樗苄缘男》肿佣M入體液，被細胞吞噬并被轉(zhuǎn)化和代謝。

3、體外降解

聚乳酸的分解有兩個階段：經(jīng)水解反應(yīng)分解之后再靠微生物分解。
在自然環(huán)境中發(fā)生水解，通過主鏈上不穩(wěn)定的酯鍵水解而成低聚物，然后，微生物進入組織物內(nèi)，將其分解成二氧化碳和水。在堆肥的條件下（高溫和高濕度），水解反應(yīng)可輕易完成，分解的速度也較快。在不容易產(chǎn)生水解反應(yīng)的環(huán)境下，分解過程是循序漸進的。
微生物在自然界中普遍存在，聚乳酸可以被多種微生物降解。如鐮酶，青霉菌，腐殖菌等。
不同細菌對不同構(gòu)形的聚乳酸的降解情況是不同的。研究結(jié)果表明，鐮酶、青霉菌都可以吸收D,L 乳酸，部分還可以吸收可溶的聚乳酸低聚物。

詞條
詞條說明
生物降解塑料PHA，在新興產(chǎn)業(yè)中的廣闊應(yīng)用
隨著環(huán)保意識的不斷提高以及塑料垃圾污染的加劇，生物降解材料正受到越來越多的關(guān)注。其中，PHA（聚羥基脂肪酸酯）作為一種新興的生物基可降解材料，在塑料替代領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。接下來，小編對PHA降解材料的介紹和應(yīng)用領(lǐng)域的總結(jié)，一起往下看看吧。PHA是指聚羥基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoates），是一種生物降解塑料，由微生物、植物和動物等生物體合成。它是以羥基脂肪酸酯為主鏈，端基
聚乳酸環(huán)保新材料，聚乳酸助力環(huán)境的愛護
聚乳酸()是一種新型的生物基及可再生生物降解材料，使用可再生的植物資源(如玉米、木薯等)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料經(jīng)由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌種發(fā)酵制成高純度的乳酸，再通過化學(xué)合成方法合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定條件下降解，終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，這對保護環(huán)境非常有利，是公認的環(huán)境友好材料。聚乳酸（）作為有前景的生物材料正
可生物降解材料PHA究竟是什么？聚乳酸PHA的應(yīng)用領(lǐng)域在哪里？
PHA材料（聚羥基脂肪酸酯）是一種生物基可降解的高分子環(huán)保材料，因其優(yōu)異的生物降解性和生物相容性，具有廣泛的應(yīng)用前景。本篇文章將深入探討PHA材料的廣泛用途，包括其在生物醫(yī)用材料、環(huán)保包裝、生物基纖維紡織、環(huán)保紙塑復(fù)合材料和食品級包裝材料等領(lǐng)域的應(yīng)用。PHA材料（聚羥基脂肪酸酯）是一類由微生物通過發(fā)酵過程合成的生物基高分子材料，具有優(yōu)異的生物降解性和生物相容性以及剛韌平衡和良好的阻隔性。能夠在自然
聚乳酸（）可降解材料，或成為助力發(fā)展“優(yōu)解”
伴隨高分子聚合工藝及后道改性工藝的不斷精進，塑料制品的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，新材料領(lǐng)域的塑料產(chǎn)品越來越豐富，然而，同時低端市場的一次性塑料導(dǎo)致的環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)重，如何解決每年近 4 億噸塑料廢物的處理問題是挑戰(zhàn)，也是機會。簡單來說，解決塑料白色污染問題主要有三個方案:是“減量化”，即從終端產(chǎn)品設(shè)計的角度盡可能減少不必要塑料的使用，避免過度包裝，從上減輕塑料處理壓力。接下來是回收再利用，可分為同級