生物降解材料研究院报道，PLA的合成主要有两种方法：乳酸直接缩聚（一步法）和丙交酯的开环聚合（两步法）。其中丙交酯的开环聚合，基本都是先利用乳酸经过多级酯化脱水缩聚成PLA低聚物，再将这些PLA低聚物高温热分解断链形成丙交酯，再用丙交酯经开环聚合得到PLA。在合成PLA的过程中会有大量的工业中间体，如丙交酯、PLA低聚物及回收利用的PLA，这些在PLA制备过程中都无法实现充分利用。
2019年5月17日，深圳光华伟业股份有限公司的周行贵、陈锐等人公开了一种用聚乳酸(PLA)生产过程产生的丙交酯、PLA低聚物或回用PLA制作乳酸盐的发明，成功将PLA合成过程中产生的工业中间体“变废为宝”。乳酸盐是一种重要的中间体代谢产物，广泛应用于食品的生产和加工行业以及医疗保健行业，比如乳酸钠可以应用于食品的保鲜、保湿、增香以及作为医药和调味品，乳酸亚铁是很好的食品铁强化剂，可用来预防和治疗缺铁性贫血等。现有的乳酸盐基本都是采用微生物发酵法制备，然而，微生物发酵法所需生产周期过长，需要无菌环境，生产环境要求严格。乳酸盐的另一种制备方法直接中和法，以乳酸为原料，向乳酸溶液中加入碱进行中和反应，然后经过冷却结晶，分离，干燥得到乳酸盐。中和法工艺简单，但是原料乳酸仍是经过发酵工艺得到的，成本较高。本发明将PLA工艺上产生的不合格丙交酯、PLA低聚物以及回用PLA通过碱解有效的回收利用，既解决了物料浪费问题，又能实现废物利用，且制得的乳酸盐经济价值比较高。
1、称取100g不合格丙交酯(纯度为64％)于500mL反应瓶中，然后加入质量分数为40％的氢氧化钾水溶液200mL，加热至60℃反应；2、搅拌反应4h后，取样用pH计测量整个反应体系pH值，适当补加氢氧化钾水溶液，保持反应体系pH≥10，反应至整个体系澄清并且pH值稳定在10左右；3、冷却至室温，反应液先通过过滤、离心、超滤膜系统过滤除去杂质，然后加入活性炭进行吸附脱色处理后过滤，再用硫酸氢钾调节pH至中性；4、滤液通过高压运行的纳滤膜系统，利用其能将二价及多价盐从一价盐中分离出来的特性，从而除去硫酸钾得到乳酸钾水溶液，最终经过减压蒸馏浓缩得到乳酸钾，产率为96％。本发明将聚乳酸(PLA)生产过程产生的丙交酯、PLA低聚物或回用PLA中的至少一种进行碱解，所得反应液经除杂处理得到滤液，调节所述滤液的pH值得乳酸盐。其中，调节滤液的pH＝7，再采用纳滤膜系统过滤处理得一价乳酸盐，如乳酸钠或乳酸钾；调节滤液的pH＝4～6，再分别经过纳滤膜系统过滤、中和反应及冷却结晶得到二价及以上的乳酸盐，如碳酸钙等。
该制备方法工艺周期短，且反应条件不是十分苛刻，相较于现有技术中的发酵法，操作简单，并且成本较低。采用该制备方法制得的乳酸盐品质较高，部分乳酸盐满足食品安全国家标准，可直接作为食品添加剂和营养强化剂。并且解决了PLA生产过程中物料浪费问题，充分实现了变废为宝，对于实际的PLA生产过程具备较好的应用价值。
来源：生物降解材料研究院
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