这聚乳酸（PLA）是一种生态生物成型塑料，可用于获得用于食品包装的“绿色”材料。PLA是一种热塑性聚合物，具有约60℃的玻璃化转变温度。此外，它具有良好的阻气性，它是无毒，可生物降解的，生物相容性的，并且通过食品和药物施用（FDA）批准。
PLA的水解降解最初导致乳酸，其可以完全分解在二氧化碳，水和生物质中，或者，可以纯化并再次纯化并使用生产PLA，从而有助于减少温室气体排放。与衍生自石油的其他塑料相比，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），PLA需要产生非常少量的能量，并在其生产过程中释放非常低量的二氧化碳。
因此，PLA被认为是一种环保的宠物替代品。然而，它的成本非常高，其脆弱性及其低伸长率（小于10％）迄今为止其应用于具有高附加值的特殊情况。幸运的是，可以使用精心挑选的增塑剂调制许多PLA的性质，例如其灵活性。对于PLA，已经使用了几种不同的增塑剂，但应该指出，对于食品包装，只能使用无毒增塑剂，这是专门批准这种应用的应用。
用于PLA膜的增塑剂的选择通常基于增塑剂的相容性和生物降解性，以及塑化所需的增塑剂量和薄膜所需的功能性。在罗马尼亚开发的一项研究的目的R.。Dankie-Nita等，（2016）是为了比较不同无毒增塑剂对PLA性质的影响。在本研究中，使用了5种不同类型的无毒生物相容剂：
- 从大豆种子中获得的环氧化大豆油（使用）;
- L-丙交酯，衍生自乳酸的酯;
- S7低聚物，从7单位乳酸的缩合获得;
- 聚乙二醇，分子量为2000（PEG2）;
- 分子量为4000（PEG4）的聚乙二醇。
通过将化合物熔化并在175℃下用完全自动Brabender混合器混合它们来获得增塑剂。这导致了均匀材料的形成。除S7低聚物外，将所有增塑剂加入15％，除了加入7％。均相PLA /增塑剂混合物的性质如下所述：
*可加工性：由于其半晶结构，PLA显示了熔体的高粘度，这使得难以加工。通常，所使用的所有增塑剂具有改善了PLA的可加工性，并且可以通过组件的良好混溶来解释该结果;
*热性能：在PLA /使用中，玻璃化转变温度从纯PLA中的60.7℃降低至57.4°C，这提高了其加工性;
*机械性能：这些性能对于食品包装中的使用非常重要，因为它们通常被认为是由塑化引起的变化的指标。对于所研究的共混物断裂的柔韧性和伸长率，为PLA /使用获得的最大值：加入纯PLA 15％重量的环氧化大豆油增塑剂增加了突破99％的伸长率，更高了值比其他混合物的值，如果认为peg4的添加确实仅增加了2次的伸长率。使用的其他增塑剂（L-丙交酯，低聚物S7，各种分子量的PEG）导致了突破处的伸长率的材料和接近纯PLA的柔韧性。因此，PLA中使用的存在大大提高了PLA链的移动性，从而导致柔韧性和可伸展性增加。然而，应该说，以抗拉强度的牺牲，已经获得了PLA /使用断裂伸长率的显着改善。当增塑剂加入聚合物时，可以始终观察到该结果，因为增塑剂在聚合物链之间渗透并降低其整体上对聚合物的内聚力的力量;
*氧气渗透率：该性能的减少使得系统更适合食品包装。样品PLA / S7和PLA / PEG4显示出最低的渗透率，其在氧传输速度（OTR）方面已经测量;
*与水的接触角：PLA中增塑剂的添加影响了最终材料的润湿性。这方面也非常重要，也是提高PLA的生物相容性，因为润湿性的增加有利于微生物的作用。例如，纯PLA具有高度疏水的表面，但通常存在增塑剂的存在有助于增加其亲水性;
*透明度：根据目视检查，厚度0.5毫米的薄膜，包括加入所有增塑剂的PLA，保持了纯PLA的良好透明度。这是食品包装应用的重要要求。
总之该研究清楚地证明，掺入所考虑的所有增塑剂（低聚物S7，L-丙交酯，PEG和环氧化大豆油）改善了PLA熔体的可加工性，同时增加其亲水性。可以通过混合物的各个组分之间的相互作用来解释这些性质的变化。特别是：
*环氧化大豆油（使用）显着增加了断裂的伸长率，降低了玻璃化转变温度和增加的PLA链的迁移率;
* PLA / USE和PLA / S7混合物导致了热稳定性提高;
用PEG2和PEG4塑化的PLA更亲水，对氧气较少，即使已经用所有添加剂的PLA观察到这一般的这种效果也是一般的。
总之，五种生物相容性无毒增塑剂对塑化PLA某些性能的影响表明，柔性PLA /使用薄膜和PLA / PEG薄膜可以用适用于食品包装应用的光学和屏障性能获得。
参考
N. Darie-Nita等。，应用聚合物科学杂志133,2016,43223
