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聚乳酸是一種完全生物降解、低能耗、來(lái)源于植物體的可循環(huán)再生材料，從國(guó)內(nèi)外最新研究動(dòng)向來(lái)看，其原料來(lái)源有望從玉米變?yōu)橛衩捉栈蛴衩仔荆谫Y源日趨緊張、價(jià)格飛漲、環(huán)境污染嚴(yán)重的今天，其廉價(jià)、來(lái)源穩(wěn)定、高性能、低資源消耗的特性已引發(fā)了全世界的關(guān)注，國(guó)內(nèi)外均實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。雖然聚乳酸已吸引了全球的眼球，但其脆性特點(diǎn)，使其主要市場(chǎng)僅在纖維、硬包裝、雙向拉伸膜等領(lǐng)域，而國(guó)內(nèi)主要是硬包裝產(chǎn)品，較低的技術(shù)含量，使產(chǎn)業(yè)難以形成規(guī)模，由此抑制了聚乳酸國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。根據(jù)對(duì)國(guó)際科技發(fā)展動(dòng)態(tài)的前瞻性判斷，華東理工大學(xué)依據(jù)雄厚的研發(fā)能力，以對(duì)聚乳酸增韌改性為突破口，對(duì)軟包裝產(chǎn)品進(jìn)行了開發(fā)，并研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利產(chǎn)品。技術(shù)特點(diǎn)：（?）采用擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的粘流態(tài)支鏈聚酯改性聚乳酸新工藝，有效改善了聚乳酸材料的柔韌性和成膜加工性能。（?）采用液相吹塑的方法，為雙膜泡吹塑過(guò)程提供了穩(wěn)定的加工溫度，簡(jiǎn)單有效的解決了雙膜泡吹塑過(guò)程中溫度波動(dòng)對(duì)薄膜尺寸及性能的影響。

項(xiàng)目研究的背景及用途:乳酸片球菌素(pediocin)由乳酸片球菌產(chǎn)生，抗 革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌，具有作為廣譜、無(wú)毒副作用和安全的天然食品防腐劑的巨大潛 力。 乳酸片球菌素用于食品保藏，可提高食品的保質(zhì)期、貨架壽命和安全性。 食品腐敗變質(zhì)和食源性疾病嚴(yán)重威脅食品安全，使用有效的食品保鮮和 防腐措施是保證食品安全的重要措施之一，其中由于乳酸菌產(chǎn)生的細(xì)菌素具有天 然和安全等特點(diǎn)，是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。安全可靠、無(wú)毒副作用、高效的乳酸片 球菌素作為天然食品防腐劑的研究、開發(fā)和應(yīng)用，將具有重要社會(huì)效益，同時(shí)有 關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)讓將取得可觀經(jīng)濟(jì)效益，有良好的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景。天津大學(xué)科技成果選編 技術(shù)原理及流程:本項(xiàng)目以自我研制的培養(yǎng)基為主要原料，輔以蔗糖和 無(wú)機(jī)鹽類，制備發(fā)酵用培養(yǎng)基，以乳酸片球菌素高產(chǎn)菌種為種子菌經(jīng)液態(tài)發(fā)酵工 藝生產(chǎn)乳酸片球菌素。然后通過(guò)離心、反向?qū)游觥⒏邏阂合嗌V、凝膠過(guò)濾、離 子交換層析、膜過(guò)濾等技術(shù)分離提取和精制乳酸片球菌素。 成果水平及主要技術(shù)指標(biāo):技術(shù)處于國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平。 市場(chǎng)分析及效益預(yù)測(cè):目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上尚無(wú)乳酸片球菌素的出售，研究 成功后可以及早占領(lǐng)市場(chǎng)，有極大的市場(chǎng)空間，因此盈利前景極其樂(lè)觀。

小試階段/n本技術(shù)以L-乳酸為原料，采用復(fù)合催化劑，采用熔融縮聚過(guò)程中階梯控壓法合成高分子量聚乳酸（粘均分子量15X104）；根據(jù)產(chǎn)品要求進(jìn)行擴(kuò)鏈，進(jìn)一步提高聚乳酸的分子量，得到擴(kuò)鏈聚乳酸；擴(kuò)鏈聚乳酸可以和各種分子量不同的聚乙二醇共混，得到改性聚乳酸。改善了聚乳酸的脆性，可通過(guò)聚乙二醇的加入量調(diào)整聚乳酸的降解周期。本作品使用質(zhì)子酸和錫系化合物組成的高效催化劑復(fù)合催化劑，通過(guò)調(diào)整聚合工藝、以自主設(shè)計(jì)的高真空程序升溫反應(yīng)釜為聚合場(chǎng)所，解決了乳酸聚合過(guò)程中生成的小分子水的脫除難的關(guān)鍵問(wèn)題，采用一步縮聚法合

低能電子束（EB）作為一類電離輻射源,由于具有的顯著優(yōu)勢(shì)，它在高分子材料加工改性領(lǐng)域已受到了越來(lái)越多的關(guān)注。相比于γ射線輻射源，低能電子束的穿透深度可控，輻射劑量可在很寬的范圍內(nèi)調(diào)整；容易實(shí)現(xiàn)輻射屏蔽、設(shè)備小、占用空間小；容易實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輻射劑量，以及穩(wěn)定快速的連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)；不存在放射源的逐漸衰減和放射源使用后的嚴(yán)格回收處理等問(wèn)題。相比于紫外光輻射源，低能電子束的能量利用率高，可控性好，節(jié)能；可改性高分子材料種類廣泛；無(wú)需光引發(fā)劑，環(huán)保；室溫反應(yīng)等。 我們以廉價(jià)原料和簡(jiǎn)便方法合成具有良好成膜性的相對(duì)低分子量聚乳酸-聚乙二醇共聚物(PLEG)，在交聯(lián)劑存在條件下，采用低能電子束輻照交聯(lián)低分子量共聚物。所獲得的聚乳酸交聯(lián)樹脂，具有突出的力學(xué)性能，而且研究結(jié)果表明，通過(guò)輻射劑量的調(diào)整可對(duì)PLEG的性能進(jìn)行有效控制。該方法有效克服了聚乳酸直接縮聚法或丙交酯開環(huán)聚合法，設(shè)備投資巨大、大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)能耗大、產(chǎn)能難以提高的缺點(diǎn)。 主要技術(shù)、指標(biāo)： (1) 熱性能：玻璃化轉(zhuǎn)變溫度>30 oC (2) 力學(xué)性能：拉伸強(qiáng)度25-50 (MPa); 斷裂伸長(zhǎng)率 10-80%。 (3) 降解性 在PBS緩沖溶液中放置960h，質(zhì)量減少率20-60% （通過(guò)輻照劑量控制） 建設(shè)投產(chǎn)條件（投入資金情況、需要的廠房、使用配套設(shè)施狀況等）： 按1000噸/年生產(chǎn)規(guī)模計(jì)算，需要新增廠房面積1000m2，新增設(shè)備50萬(wàn)元人民幣（不含鍋爐）。

利用可再生資源，經(jīng)綠色化學(xué)反應(yīng)（使用無(wú)毒原料、溶劑、催化劑、無(wú)污染物生成的定量化學(xué)反應(yīng)）合成生態(tài)友好材料，是當(dāng)今國(guó)際材料和環(huán)境化學(xué)家最重視的前沿研究領(lǐng)域之一，也是涉及到生態(tài)環(huán)境保護(hù)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要研究領(lǐng)域。石油基塑料（以石油為始源物生產(chǎn)的塑料如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、等）的大量生產(chǎn)及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)及人類生活中的廣泛應(yīng)用在推動(dòng)人類文明進(jìn)步和生活舒適便利的同時(shí)，也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。因此研發(fā)生物可降解的生態(tài)友好聚合

本發(fā)明公開了一種高韌性聚乳酸合金及其制備方法，該高韌性聚乳酸合金是由聚乳酸、不飽和脂肪族聚酯和自由引發(fā)劑經(jīng)熔融共混反應(yīng)擠出制成，其中聚乳酸與不飽和脂肪族聚酯的質(zhì)量比為70:30～98:2，自由基引發(fā)劑的用量為聚乳酸與不飽和脂肪族聚酯總質(zhì)量的0.01～1％，該聚乳酸合金的拉伸強(qiáng)度為35～64MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為32～373％，沖擊強(qiáng)度為36～637J/m。該高韌性聚乳酸合金能夠很好的改善聚乳酸的拉伸韌性和沖擊韌性，斷裂伸長(zhǎng)率能夠提高到近400％，沖擊強(qiáng)度能夠提高至近640J/m，這對(duì)拓展聚乳酸的應(yīng)用范圍具有重要意義；同時(shí)該高韌性聚乳酸合金具備全生物降解性，具有很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

聚乳酸被全球公認(rèn)為21世紀(jì)最有發(fā)展前景的生物質(zhì)塑料，它具有良好的生物降解性/相容性、力學(xué)性質(zhì)、熱塑性、成纖性、透明度高，適用于吹塑、擠出、注塑等多種加工方法，加工方便，部分性能優(yōu)于現(xiàn)有通用塑料；但其同時(shí)也存在著強(qiáng)度較低、脆性大、耐熱性差等不足，使得其應(yīng)用僅局限于生產(chǎn)通用塑料、薄膜等領(lǐng)域，要想應(yīng)用于條件較為苛刻的汽車、航空航天、建筑業(yè)等領(lǐng)域，必須對(duì)其進(jìn)行改性以提高其耐熱性能和力學(xué)性能。本項(xiàng)目擬采用課題組多年來(lái)積累的研究成果，與相關(guān)企業(yè)展開合作，進(jìn)行成果的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化工作，最終形成具有市場(chǎng)潛力的系列化改性聚乳酸復(fù)合材料制備技術(shù)，例如天然纖維增強(qiáng)聚乳酸、高韌性聚乳酸、高填充級(jí)聚乳酸、阻燃級(jí)聚乳酸和纖維級(jí)聚乳酸等的制備技術(shù)，通過(guò)這些技術(shù)制備的改性聚乳酸樹脂將具有更加優(yōu)異和針對(duì)性的性能，主要用于生產(chǎn)聚乳酸纖維、薄膜、板材和容器等，可應(yīng)用在生活快消品、農(nóng)用地膜、飛機(jī)/汽車內(nèi)飾用材料等領(lǐng)域。項(xiàng)目目標(biāo)是通過(guò)深入研究，對(duì)部分尚不完善的技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行最后的攻關(guān)，然后整合已有的技術(shù)與專利成果，并進(jìn)一步放大實(shí)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試，形成一系列可直接產(chǎn)業(yè)化的系統(tǒng)化解決方案技術(shù)包，最終順利完成相關(guān)技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化工作。 本項(xiàng)目研究采用的原材料為可生物降解的聚乳酸，經(jīng)過(guò)本團(tuán)隊(duì)十多年的研發(fā)，目前已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。本項(xiàng)目的主要工作是梳理課題組多年來(lái)對(duì)聚乳酸樹脂改性的相關(guān)技術(shù)，與授權(quán)專利等成果整合，進(jìn)一步放大成系列化的產(chǎn)品技術(shù)，最終順利相關(guān)技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化工作。 項(xiàng)目中的大部分關(guān)鍵技術(shù)均已被攻克，目前需要做的是有目的的對(duì)所有技術(shù)進(jìn)行梳理和整合，查漏補(bǔ)缺，對(duì)部分尚不完善的技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行最后的攻關(guān)，從而形成完整的系統(tǒng)化的產(chǎn)品技術(shù)，并與相關(guān)授權(quán)專利進(jìn)行整合，最后打包形成一系列可直接產(chǎn)業(yè)化的系統(tǒng)化解決方案技術(shù)包。目前70%的聚乳酸市場(chǎng)在對(duì)性能要求不太高的包裝行業(yè)中，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增加，該市場(chǎng)容量會(huì)繼續(xù)增加，但由于聚乳酸整體市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，包裝材料所占聚乳酸市場(chǎng)比例會(huì)逐漸縮小。在汽車、家電及電子產(chǎn)品行業(yè)中對(duì)更高性能聚乳酸改性材料的使用是個(gè)新趨勢(shì)，市場(chǎng)份額雖然不大，但會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。目前聚乳酸在全球市場(chǎng)的總?cè)萘款A(yù)計(jì)為100億元，且有很好的成長(zhǎng)潛力。本項(xiàng)目技術(shù)面對(duì)的正是高性能、高附加值的潛在市場(chǎng)，其產(chǎn)業(yè)化預(yù)期會(huì)有良好的經(jīng)濟(jì)效益；項(xiàng)目產(chǎn)品在環(huán)境污染治理和防護(hù)方面的貢獻(xiàn)將會(huì)產(chǎn)生良好的社會(huì)效益。

由于人們對(duì)食品安全性的認(rèn)識(shí)和要求日益提高，多數(shù)國(guó)家開始大力限制化學(xué)防腐劑的 使用，而我國(guó)也在防腐劑方面加大了限制力度。乳酸片球菌素（Pediocin）是由乳酸片球菌 （Pediococcus acidilactici）產(chǎn)生的一種類似于Nisin的短肽。Pediocin與Nisin的物理化學(xué)性質(zhì)和用 途類似，耐高低溫、耐酸、在人體中可降解，因此安全無(wú)毒，且方便使用。Pediocin的抗菌效 果與Nisin類似，但在抗菌譜上有較大差異，能抑制包括白色念珠菌、大腸桿菌、金黃色葡萄 球菌、肉毒芽孢桿菌、耐熱腐敗菌等在內(nèi)的大量致病菌。因此Pediocin可以單獨(dú)用在食品防腐 和醫(yī)療上，同時(shí)也可以與Nisin互相補(bǔ)充，增強(qiáng)抑菌效果，具有極高的使用價(jià)值和應(yīng)用前景。 ●所屬領(lǐng)域：生物 ●項(xiàng)目成熟度：小試 ●應(yīng)用前景： 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所產(chǎn)的Pediocin對(duì)包括白色念珠菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、肉毒芽孢桿 菌、耐熱腐敗菌等在內(nèi)的大量致病菌都有顯著的抑制效果，因此，具有很高的應(yīng)用前景；目前 片球菌LH31的菌體密度最高可達(dá)OD（600nm）20左右，而Pediocin的效價(jià)由最初的1500AU/ml 提高到18000AU/ml，高于Nisin目前的發(fā)酵單位。目前，國(guó)內(nèi)外都還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，其類似 產(chǎn)品Nisin在我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化（年產(chǎn)5噸左右，全球產(chǎn)量最大），年產(chǎn)值10億元人民幣。

本發(fā)明公開了聚乳酸纖維三維仿生多孔有序支架的制備方法，步驟如下：將具有良好生物降解性和生物相容性的聚乳酸（PLA）切片依次經(jīng)過(guò)紡絲和繞紗工藝制成平行排列的纖維集合體；將松散且平行排列的PLA纖維集合體用醫(yī)用粘合劑粘合起來(lái)形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)；再固化，自然冷卻至室溫。本發(fā)明方法制備的聚乳酸纖維三維仿生多孔有序支架，具有較小的厚度和重量，較大的孔徑和孔隙率，較好的有序度、孔間連通性、親水性、吸水性、力學(xué)性能和對(duì)明膠的吸附能力。該有序支架具有較好的應(yīng)用前景，可以應(yīng)用在血管工程、神經(jīng)組織工程的細(xì)胞載體、韌帶基材、藥物裝載和釋放、神經(jīng)組織工程的神經(jīng)再生、植入式功能性肌肉、修復(fù)膝蓋損傷和骨關(guān)節(jié)炎患者、骨組織工程等方面

本發(fā)明公開的高耐熱高強(qiáng)度的聚乳酸/無(wú)機(jī)纖維復(fù)合材料或制品是先將右旋聚乳酸或左旋聚乳酸接枝到無(wú)機(jī)纖維表面，然后通過(guò)熔融混合使其與左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基體分子鏈在界面區(qū)的立構(gòu)復(fù)合來(lái)獲得了結(jié)晶度為45.5-48.7％，無(wú)機(jī)纖維的含量為0.2-5.0wt％，拉伸強(qiáng)度為49.3-55.8MPa，耐熱溫度為138.4-150.2℃的聚乳酸/無(wú)機(jī)纖維復(fù)合材料或制品。由于本發(fā)明方法利用了聚乳酸具有手性分子的特性，使接枝于無(wú)機(jī)纖維表面的右旋聚乳酸或左旋聚乳酸，與左旋聚乳酸或右旋聚乳酸基體在界面區(qū)形成的立構(gòu)復(fù)合晶體來(lái)同步實(shí)現(xiàn)界面增強(qiáng)以及對(duì)基體的高效成核作用，因而該方法不僅構(gòu)思巧妙，且也為開發(fā)高耐熱高強(qiáng)度的聚乳酸復(fù)合材料或制品尋求到了一種有效而簡(jiǎn)單的途徑。