聚乙醇酸(PGA),也称为聚羟基乙酸,是一种具有完全可降解性的脂肪族聚酯类高分子材料。它以其单元碳数最少、酯结构和快速降解速度而著称。PGA是一种热塑性脂肪族聚酯,其玻璃化转变温度为40℃,熔融温度约为225℃。与市场上主流的PBAT、PLA等降解塑料相比,PGA的价格相对较高,市场供应量较小。
PGA的主要性能特点包括全降解性和良好的生物相容性。作为一种全生物降解材料,PGA在水和微生物的作用下可以在自然环境中实现快速降解,最终降解产物为二氧化碳和水。此外,PGA还能在海水中进行降解,其降解产物对人体和环境无害。因此,PGA可以用于工业或家庭堆肥,其工业堆肥的降解速率与纤维素类似,120天后即可完全降解。
PGA的生产工艺主要通过乙醇酸、乙醇酸酯、乙交酯等原料在催化剂作用下进行缩聚。国际上主要采用乙交酯开环聚合法,该方法需要对乙交酯进行多次提纯,然后进行开环聚合以制备高分子量的聚乙醇酸。乙交酯的开环聚合需要催化剂促进,否则相对分子质量难以提高。
PGA的应用领域广泛,包括但不限于医疗、农业、包装和工业。在医疗领域,PGA因其良好的生物降解性和生物相容性,被用于制造可吸收缝合线和药物缓释系统。在农业领域,PGA可用于生产可降解地膜,减少对环境的污染。在包装行业,PGA可以作为环保材料替代传统的塑料包装。此外,PGA还可以与其他高分子材料配合用于挤出和注射成型,或与其他树脂共混制备聚合物合金材料。
PGA的高强度是其另一个显著特点,其拉伸强度可达110Mpa,是PLA的两倍,具有优良的机械性能。这使得PGA在需要高强度和耐久性的应用中具有优势。随着技术的进步和成本的降低,预计PGA将在未来的可降解塑料市场中占据更重要的地位。