美明尼苏达大学研究：少量环状酸酐作掩蔽酸 可让聚乳酸PLA实现家庭堆肥降解

B910化工消息：6月30日消息，据美国化学会《化学与工程新闻》（C&EN）报道，明尼苏达大学双城分校的化学家与化学工程师团队发现，向聚乳酸（PLA）中加入少量被称为掩蔽酸（masked acid）的环状酸酐，可显著加速这种塑料的降解。相关研究发表于《ACS Central Science》（2026年，DOI: 10.1021/acscentsci.6c00395）。

研究由明尼苏达大学双城分校化学教授Marc A. Hillmyer与化学工程教授Christopher J. Ellison共同主导，论文第一作者为博士后研究员Jinsol Yook，研究生Kathryn Medrow参与。

PLA是全球最常见的生物塑料之一，可堆肥餐具、塑料杯及各类食品包装几乎都由其制成。水可通过PLA主链中可水解的酯键将其分解为乳酸，但这一过程十分缓慢——有估计认为，在20°C、50%相对湿度下，PLA可能需要约100年才能降解。工业堆肥凭借更高温湿度能更好降解PLA，但多数人无法获得此类设施，导致大量PLA制品最终仍进入填埋或环境。

研究团队此前发现，水杨酸等羧酸可加速PLA降解，但这些酸会在材料成型加工时干扰PLA的性能。此次他们发现，2-磺基苯甲酸环状酸酐（2-sulfobenzoic acid cyclic anhydride）与邻苯二甲酸酐（phthalic anhydride）等环状酸酐可作为掩蔽酸：在成型加工时不影响PLA性能，一旦在升温条件下接触水，酸酐便会开环释放出两个酸基，加速PLA降解——即便仅在百万分之几（ppm）的添加量下也有效。

实验数据显示，掺入2-磺基苯甲酸环状酸酐的PLA在45°C下98天即完成降解，较纯PLA快49天。更重要的是，这些酸酐降低了PLA降解所需的温度与湿度，使其落入家庭堆肥系统的可及范围，研究人员还可通过选用不同酸酐来调节降解曲线。

海洋学家、海洋清理组织（Ocean Cleanup）塑料降解研究者Sarah-Jeanne Royer评价称，这项工作科学新颖且具工业吸引力，为PLA在工业堆肥之外降解极慢这一最大短板提供了简单、工业可行的方案；但她也指出，论文尚未证实改性PLA在真实环境中是否表现更佳或能否减少塑料污染，从实验室加速降解到经证实的环境效果之间的鸿沟仍是未来最重要的挑战。对生物塑料与可降解材料产业而言，PLA虽以可堆肥著称，但实际降解条件苛刻、终端基础设施缺失长期制约其环保价值，该研究提出的低添加量、加工友好的掩蔽酸方案，若能在工业级PLA加工与真实堆肥环境中得到验证，有望降低PLA制品对工业堆肥设施的依赖，为可降解塑料规模化应用提供新的化学路径。 （来源：Chemical & Engineering News）