目前，全世界每年生產(chǎn)塑料約 1. 4億噸，用后廢棄的大約占生產(chǎn)量的 50% ～60%，其中大多數(shù)高分子材料制品難于分解，造成地下水及土壤污染，危害動植物生長，威脅人類生存與健康，成為當(dāng)今世界白色污染的罪魁禍首。隨著人們對環(huán)境問題的日益重視，生物可降解塑料逐步受到青睞。

聚乳酸（PLA）作為一種環(huán)境友好型的脂肪族聚酯，具有良好的生物相容性、可降解性和優(yōu)異的加工性能，受到世人廣泛的關(guān)注，被認為是最具潛力的替代現(xiàn)有塑料的新型“生態(tài)材料”之一。

聚乳酸的降解機理

PLA作為聚酯類材料，其降解分為簡單水解降解和酶催化降解。簡單水解降解是酯化反應(yīng)的逆反應(yīng)，起始于水的吸收，小分子的水移至樣品的表面，擴散進入酯鍵或親水基團的周圍，在介質(zhì)中酸、堿的作用下，酯鍵發(fā)生自由水解斷裂，樣品的分子，量緩慢降低，當(dāng)分子量降低到一定程度，樣品開始溶解，生成可溶的降解產(chǎn)物。聚乳酸酯的酶降解過程是間接的，聚乳酸首先發(fā)生水解，水解到一定程度后，進一步在酶的作用下新陳代謝，使降解過程得以完成。

影響水解降解的因素

影響PLA水解的因素主要可分為材料特性和水解條件兩大類。材料特性包括分子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性、分子量大小及分布、立構(gòu)規(guī)整性、樣品形態(tài)及大小、成型工藝、添加劑及雜質(zhì)等；水解條件包括pH值、溫濕度、介電常數(shù)、輻射處理等，這些因素并不是獨立的影響聚合物材料的降解，而是相互作用的。

分子結(jié)構(gòu)的影響

分子結(jié)構(gòu)是影響聚乳酸類材料特性的重要因素。有研究者利用不同的引發(fā)劑分別制備了3臂、4臂等多臂聚乳酸，研究其水解性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)分子量相同的聚乳酸，支鏈數(shù)量越多，降解速度越快。分析可能是因為含支化結(jié)構(gòu)的聚合物具有較低的結(jié)晶度和較多的末端基，因此比線性結(jié)構(gòu)的聚合物降解快。

人們通過共聚改性，改變聚乳酸的分子結(jié)構(gòu)，合成聚乳酸為基體的各類共聚物，以達到控制其水解速度的目的。如PLGA共聚物，PEG的引入不但提高了PLA的親水性，降低了其結(jié)晶度，使聚合物的降解速度加快，同時還賦予材料新的特性和功能。共混改性中，引入基團的親水性在聚合物的水解過程中起決定作用，親水性越好，水解降解越顯著。

結(jié)晶度的影響

聚乳酸屬于結(jié)晶型聚酯材料，但即便聚乳酸屬結(jié)晶型聚酯材料，其結(jié)晶度也不能達到100%，粒子或材料內(nèi)部分為結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)（無定形區(qū)）。

在聚乳酸水解過程中，水解總是先發(fā)生在無定形區(qū)。水先滲入無定形區(qū)，使無定形區(qū)的酯鍵斷裂，當(dāng)大部分無定形區(qū)水解后，才由邊緣向結(jié)晶區(qū)的中心開始水解。需要說明的是，在聚乳酸水解過程中，常常會伴隨著結(jié)晶度增加的現(xiàn)象，這可能是因為在無定型區(qū)水解過程中，生成一些立構(gòu)規(guī)整的低分子物質(zhì)，使得聚乳酸結(jié)晶度增大。也有研究者認為結(jié)晶度的增加是由于無定型區(qū)的水解使得剩余樣品中結(jié)晶區(qū)的比例增加而造成的。

立構(gòu)規(guī)整性的影響

因乳酸具有光學(xué)異構(gòu)性，因此聚乳酸也有不同的立構(gòu)體存在，由純L-乳酸聚合而成的PLLA；由純的D-乳酸聚合而成的PDLA；由L-乳酸和D-乳酸按照一定比例聚合而成的不同低光純聚乳酸PDLLA；以及PLLA與PDLA按照一定比例共混后的P(L/D)LA。有研究者比較了 PLLA, PDLLA, PDLA, P(L/D)LA的水解性能，結(jié)果表明：PDLLA最易水解；PLLA, PDLA次之，P(L/D)LA的抗水解能力最強。

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