聚乳酸的三種回收技術。

文章來源:喀左北印紙塑包裝 發(fā)布時間：2023-07-06 15:38 作者:喀左北印小編

　　乳酸PLA來源于作物淀粉，屬于生物基可降解材料，正值市場熱點。目前的應用范圍多為一次性塑料。比如此次2022年舉辦的冬奧會，就大量使用了聚乳酸材質(zhì)的一次性可降解塑料制品。聚乳酸PLA受到關注，主要在兩點：生物基來源，碳減排優(yōu)勢巨大?？山到猓軌蜃龆逊侍幚?，隨著“生物降解”的概念趁勢而起。今天為大家總結三種聚乳酸回收技術。

　　1、化學循環(huán)：聚乳酸-丙交酯-聚乳酸

　　四川大學王玉忠院士團隊與豐原生物簽訂“聚乳酸化學閉環(huán)循環(huán)技術”項目合作協(xié)議。

　　根據(jù)協(xié)議，雙方將圍繞王玉忠院士團隊“聚乳酸的化學閉環(huán)循環(huán)技術”開展合作，安徽豐原生物技術股份有限公司將投入上億元經(jīng)費支持王玉忠院士團隊，將這項成果實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

　　王玉忠院士團隊經(jīng)過長期的基礎研究，取得了突破，實現(xiàn)了聚乳酸解聚回收丙交酯的回收率和光學純度都遠高于國際上同類技術已有的最高水平，使聚乳酸集生物基、可循環(huán)、易回收和可降解為一身成為現(xiàn)實，成為一種典型的低碳、環(huán)保的高分子材料。

　　2、化學循環(huán)：PLA-PLA，聚合物到聚合物

　　雖然聚乳酸可以在自然界中降解，但該過程通常需要較長時間和特定的降解條件，且其降解產(chǎn)物是二氧化碳與水，無法實現(xiàn)直接快速循環(huán)利用。通過化學循環(huán)的方式實現(xiàn)聚乳酸的回收利用，提供了廢棄聚乳酸后處理的一種有效解決途徑。當前研究大多是將廢棄聚乳酸轉化為乳酸烷基酯，但是通過該過程循環(huán)獲得高分子量聚乳酸材料，需要將乳酸烷基酯水解成乳酸，預聚成低聚物、二聚成丙交酯，然后聚合獲得聚乳酸，成本貴且效率低（圖1）。因此，實現(xiàn)直接將廢棄聚乳酸材料轉化為新聚乳酸材料具有研究價值和應用前景。

　　中國科學院青島能源研究所研究員王慶剛帶領的催化聚合與工程研究組發(fā)展出聚合物降解再聚合的升級化學循環(huán)新策略（“DE-RE polymerization”strategy），以“聚合物到聚合物”方式實現(xiàn)了聚乳酸廢棄物到新聚乳酸材料的循環(huán)再利用過程。該策略反應條件溫和，副反應少，減少了完全重新生產(chǎn)聚乳酸的原料消耗，提高了聚乳酸的回收再利用效率。在再聚合過程中，通過加入不同類型單體可以獲得性質(zhì)各異的最終材料。

　　該成果為聚乳酸循環(huán)提供了新的解決思路。該策略在化學回收方面有效，并在聚合物的改性和合成方面具有發(fā)展前景。

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　　3、高值化回收：高效制備丙氨酸

　　北京大學馬丁/王蒙課題組在國際上首次報道了一種將聚乳酸塑料催化轉化為丙氨酸的新過程。采用Ru/TiO2催化劑，在無外加氫氣的條件下，氨水簡單加熱處理即可實現(xiàn)聚乳酸塑料高效制備丙氨酸（77%收率,反應溫度140度）。

　　研究表明，PLA在氨水中首先氨解形成乳酰胺，接著乳酰胺水解生成乳酸銨，乳酸銨再進一步在催化劑表面胺化形成丙氨酸。

　　同位素示蹤實驗表明，乳酸銨α-H的活化是反應的重要步驟，且反應遵循脫氫-胺化-再加氫路線。而金屬催化劑對于α-H的活化、后續(xù)胺化均起到了關鍵作用。通過分離-循環(huán)可以進一步提高丙氨酸的產(chǎn)率，丙氨酸總體選擇性可達94%，純度超過95%。

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