Trong bối cảnh những nỗ lực toàn cầu nhằm giải quyết ô nhiễm nhựa và thúc đẩy tính trung hòa carbon, axit polylactic (PLA), một loại nhựa phân hủy sinh học, đang có cơ hội phát triển chưa từng có với tư cách là vật liệu đại diện sở hữu cả thuộc tính nguyên liệu thô tái tạo và đặc tính phân hủy có thể phân hủy. Xu hướng phát triển ngành của nước này thể hiện những đặc điểm riêng biệt về đa dạng hóa nguyên liệu thô, nâng cấp công nghệ, mở rộng ứng dụng và tăng cường sức mạnh tổng hợp của chuỗi cung ứng, cho thấy PLA sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong bối cảnh ngành nhựa trong tương lai.
Đa dạng hóa nguồn nguyên liệu là xu hướng chủ đạo. Hiện nay, PLA chủ yếu dựa vào quá trình lên men các loại cây ngũ cốc như ngô và mía để sản xuất axit lactic. Tuy nhiên, với nhu cầu ngày càng mở rộng, vấn đề “cạnh tranh lương thực với con người” đã dấy lên mối lo ngại. Ngành này đang tích cực khám phá các con đường sinh khối phi ngũ cốc, chẳng hạn như sử dụng nguyên liệu thô chứa lignocellulose như rơm rạ, trấu và phế phẩm lâm nghiệp để phát triển axit lactic thông qua công nghệ tiền xử lý và đường hóa hiệu quả. Điều này làm giảm chi phí nguyên liệu thô và giảm bớt áp lực về an ninh lương thực. Đồng thời, một số công ty đang phát triển các công nghệ kết hợp khí thải công nghiệp (chẳng hạn như lượng khí thải carbon dioxide từ các ngành công nghiệp thép và hóa chất) với quá trình lên men vi sinh vật để tạo ra axit lactic, thúc đẩy hệ thống nguyên liệu thô hướng tới-các hướng dẫn về carbon thấp và nền kinh tế tuần hoàn.
Đổi mới công nghệ thúc đẩy đột phá về hiệu suất và giảm chi phí. Các ứng dụng PLA ban đầu bị hạn chế do khả năng chịu nhiệt không đủ, độ bền hạn chế và khả năng kiểm soát sự xuống cấp kém. Trong những năm gần đây, thông qua sửa đổi quá trình đồng trùng hợp (như giới thiệu các đơn vị caprolactone và axit glycolic), tổng hợp nano (thêm các tinh thể nano cellulose và montmorillonite) và thiết kế chuỗi phân tử (kiểm soát tính điều hòa lập thể), khả năng chịu nhiệt của nó đã tăng lên trên 120 độ, độ bền va đập của nó đã tăng lên nhiều lần và chu kỳ phân hủy của nó có thể được kiểm soát chính xác từ nhiều tháng đến nhiều năm. Xét về mặt quy trình sản xuất, thiết bị tổng hợp và trùng hợp lactide{4}}quy mô lớn và liên tục ngày càng trở nên phổ biến. Kết hợp với việc tối ưu hóa hệ thống xúc tác và kiểm soát mức tiêu thụ năng lượng, chi phí sản xuất PLA đã giảm hơn 30% so với 10 năm trước, đặt nền móng cho việc thay thế nhựa truyền thống trên quy mô lớn-.
Các ứng dụng đang mở rộng từ "dùng một lần" sang "có giá trị gia tăng-cao". Trước đây, PLA chủ yếu được sử dụng trong màng đóng gói và bộ đồ ăn dùng một lần; hiện tại nó đang thâm nhập vào các thị trường cao cấp-như y tế và sức khỏe, thông tin điện tử và vật liệu nhẹ cho ô tô. Trong lĩnh vực y tế, chỉ khâu tự tiêu và vít xương làm từ-PLA có độ tinh khiết cao đã được áp dụng lâm sàng và khả năng tương thích sinh học của chúng với các sản phẩm thoái hóa được đánh giá cao. Trong lĩnh vực điện tử, vật liệu tổng hợp dựa trên PLA{6}}được sử dụng trong vỏ điện thoại di động và mặt sau máy tính xách tay, kết hợp các đặc tính nhẹ và thân thiện với môi trường. Trong ngành công nghiệp ô tô, vật liệu tổng hợp PLA với sợi tự nhiên được sử dụng trong bảng điều khiển và các bộ phận bên trong tấm cửa, giúp giảm lượng khí thải carbon đồng thời đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất cơ học. Hơn nữa, với sự tiến bộ của các chính sách thúc đẩy "tre-cho-nhựa" và "giấy-cho-nhựa", tỷ lệ thâm nhập của các giải pháp tổng hợp vật liệu tự nhiên PLA-trong các lĩnh vực như cung cấp thực phẩm và đóng gói chuyển phát nhanh tiếp tục tăng.
Sự hợp tác trong chuỗi công nghiệp và cải tiến hệ thống tiêu chuẩn đang đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa. Việc quản lý-vòng đời đầy đủ của PLA bao gồm việc trồng nguyên liệu thô, lên men, trùng hợp, xử lý và tái chế, đòi hỏi các doanh nghiệp thượng nguồn và hạ nguồn phải cùng nhau xây dựng một hệ thống- khép kín. Hiện tại, các công ty hàng đầu đang hợp tác với các tổ chức nghiên cứu để thiết lập một nền tảng truy xuất nguồn gốc từ "trang trại đến nhà máy đến nhà máy ủ phân", đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc nguyên liệu thô, quy trình sản xuất-cacbon thấp và chất thải có thể phân hủy. Trong khi đó, các tiêu chuẩn quốc tế và trong nước về kiểm tra hiệu suất phân hủy PLA (chẳng hạn như ISO 14855 và GB/T 41010) và các quy định về an toàn tiếp xúc với thực phẩm ngày càng trở nên chi tiết, loại bỏ những trở ngại đối với niềm tin thị trường và thương mại quốc tế.
Nhìn chung, ngành PLA đang ở thời điểm quan trọng trong quá trình chuyển đổi từ "do chính sách-điều khiển" sang "do thị trường-điều khiển". Trong tương lai, với sự tiến bộ phối hợp của nguyên liệu thô không phải là ngũ cốc, hiệu suất cao cấp, ứng dụng đa dạng và chuỗi công nghiệp xanh, PLA dự kiến sẽ khắc phục được các trở ngại về chi phí và hiệu suất, đóng vai trò cốt lõi trong việc thay thế nhựa truyền thống và xây dựng hệ thống vật liệu tuần hoàn, trở thành trụ cột quan trọng cho quá trình chuyển đổi-cácbon thấp của ngành nhựa toàn cầu.