玉米和聚乳酸有着哪些千丝万缕的关系？

玉米是我国的主要粮食作物之一，在人们的印象中，玉米主要用来食用、做饲料和榨油。然而，玉米还有一个重要用途却鲜为人知，那就是用来制造一种生物降解塑料——聚乳酸，由食物“变身”为工业用品。

玉米与聚乳酸的关系聚乳酸（Polylatic acid),简称PLA ，也称为聚丙交酯。是以玉米、小麦、木薯等富含淀粉的农作物为原料，经过现代生物技术合成乳酸，再经过特殊的聚合反应过程生成的高分子材料，属于热塑性直链脂肪族聚酯。通常所讲的玉米塑料就是由玉米制得的聚乳酸，玉米纤维就是玉米制得的聚乳酸纤维。
聚乳酸的发展历史

乳酸又称2-羟基丙酸，于1780年由瑞典科学家Scheele在酸奶中首次发现。
1845年， Pelouze 使乳酸在高温下反应，首次得到乳酸的线性二聚体——乳酰乳酸。1932年,杜邦公司Carothers等首次发现在高温和真空条件下聚乳酸可以很快地聚合，得到高聚合度的聚乳酸。
到20世纪60年代，科研人员开始研究聚乳酸在生物医学方面的应用，如手术缝合线、外科移植材料等。1986年Battelle公司和杜邦公司分别研究聚乳酸在日用塑料制品的应用技术。
1989年日本钟纺和岛津联合开发了聚乳酸纤维。1991年美国卡吉尔（Cargill）公司以玉米为原料然后在真空条件下采用溶剂脱水技发酵生产乳酸，然后生产高分子量的聚乳酸。
1997年，美国陶氏化学与Cargill合作成立的CargillDowPolymers（简称CDP公司，后更名为NatureWorks公司），开始商品化生产聚乳酸。
于2001年建设了世界最大的聚乳酸生产工厂，原料主要是玉米淀粉。如今，世界许多国家均大力支持聚乳酸的研究和开发，力争抢占生物产业和市场的先机。

聚乳酸的优点

聚乳酸还具有良好的生物相容性和生物可降解性。聚乳酸具有生物活性，降解产物可被生物体吸收，是理想的生物医用材料。聚乳酸埋在土壤中在大自然微生物的作用下6-12个月就可以发生降解，变成乳酸最终成为二氧化碳和水，可谓真正的环境友好材料。
聚乳酸也具有优异的抗菌性能，是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物降解塑料。焚烧时不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体，安全性强。
聚乳酸塑料还有良好的机械性能，透明性，透气透氧性，可直接采用通用塑料设备进行挤出、注射、拉伸、纺丝、吹塑等加工成型，如制成的纤维物理性能接近锦纶和涤纶，透气性和手感却好于涤纶。
聚乳酸的生产能耗只相当于传统石化产品的20%~50% ，产生的二氧化碳气体则只为50% 。

聚乳酸生产方式

一是乳酸直接缩聚法。在脱水剂的作用下，乳酸分子之间的羟基和羧基自发进行缩合脱水反应，直接生成聚乳酸。此方法生产成本低廉，生产流程简单，生产成本较低。但反应中副产物难以除去抑制了反应的进行，难以得到高分子量的聚合物。
二是丙交酯开环聚合法，也称二步法。使乳酸分子先聚合成丙交酯，再进一步缩聚成聚乳酸，是目前工业上大规模生产高分子量聚乳酸最普遍的方法。此方法需进行丙交酯的纯化，工艺流程相对复杂、成本较高、路线较长，可得到分子量达106~107级的聚乳酸。

聚乳酸的应用自聚乳酸被人类开发以来，最初是用于制作纤维，用在医疗器械上，如制作手术缝合线，后来逐渐用于制造日用品以及工业用品。如今聚乳酸已被广泛用于农用地膜、塑料型材、薄膜、包装材料、食品容器、一次性消费品、服装、纺织品、卫生用品、医疗器械等。其中应用最广也最有潜力的就是包装材料。
【玉米和聚乳酸有着哪些千丝万缕的关系？】