环保材料主力军

聚乳酸，又称聚丙交酯，是以乳酸为主要原料聚合得到的聚酯类聚化合物。作为一种新型的生物降解材料，聚乳酸是合成生物学在材料领域的最早应用之一，也是目前全球范围内产业化最成熟、产量最大、应用最广泛的生物可降解塑料。

聚乳酸距离我们生活不远，不少奶茶店、咖啡店提供的纸质吸管就由聚乳酸制成，超市提供的塑料袋也是由聚乳酸制成。它身上通常带有聚乳酸的SPI（美国塑料工业协会）标志，即三个代表循环利用的箭头中央，标志有数字7。聚乳酸产品废弃后，可以通过各种方法快速降解，具有极高的环保价值。

聚乳酸制品看似普通，却被国家列入了“十四五”规划，同时成为中共中央政治局审议《国家安全战略纲要》中强调的科技供应链安全问题之一。

顾名思义，聚乳酸是以乳酸为生产原料，传统的乳酸发酵大多用淀粉质作原料。以玉米为例，需要经过取材、发酵、中间型产物、聚合、聚合修饰五步，才能得到聚乳酸。

首先将玉米碾碎，从中提取淀粉，将淀粉制成未精化的葡萄糖，之后采用类似乙醇发酵的方式发酵，葡萄糖通过发酵产生乳酸，然后将乳酸单体以特殊的浓缩制程，转变成为中间产物减水乳酸（又称丙交酯）。丙交酯单体经过真空净化后，通过单体聚合得到聚乳酸。最后，通过聚乳酸的具体使用场景加工材料。

生产丙交酯主要有直接缩聚法、开环聚合法。直接缩聚法又叫一步法，乳酸分子通过脱水缩聚反应制备。该方法的优点是生产流程短、成本低，缺点是聚乳酸分子量难以有效提升，产品机械性能差，工业应用范围不广，生产者较少。

开环聚合法又叫二步法，乳酸先脱水成为低聚物，解聚生成丙交酯，再开环聚合制得聚乳酸。通过二步法得到的聚乳酸，力学性能好、分子量可控，虽然工艺复杂，成本高，仍成为目前工业上应用最多的方法。

可以看到，在生产聚乳酸的整个过程中，最核心的环节在于如何得到高纯度的丙交酯。丙交酯的纯度越高，最终产品的性能也越高，或者说，只有纯度高的丙交酯才能用于合成分子量高、物理性能好的聚乳酸。

截至目前，全球聚乳酸集中在美国嘉吉、法国道达尔、比利时格拉特等少数企业，以它们为代表的企业在相关领域深耕已久，申请了大量专利，进行了大规模的知识产权保护，建立了较高的技术和知识产权壁垒。

我国企业在很长时间内没有掌握二步法生产聚乳酸，丙交酯严重依赖进口，成为我国聚乳酸产业规模化发展关键技术的瓶颈。2017年后，我国企业加速崛起，逐渐掌握完整的二步法生产工艺，于2021年6月，二步法生产的聚乳酸完成了工业化量产。尽管产量和技术工艺仍待提高，但我国已拥有位于第一梯队，有能力和国外大牌企业竞争的国产工艺。

聚乳酸的应用极广，涉及包装、纺织、农用地膜、生物医用等领域。在我国提出“碳中和”、颁布“限塑令”的环境下，聚乳酸作为环保材料，拥有庞大的市场。

高性能聚乳酸材料国产化，不仅关系到我国制造业的稳定，而且代表着未来的发展方向，以及我国在相关领域的国际定价权，是名副其实的新质生产力。