Research progress in catalytic systems for melt polycondensation of poly（lactic acid） biodegradable materials

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.12.003

Abstract

Abstract:

This review systematically summarized the catalytic systems used in the melt polycondensation of poly（lactic acid）（PLA）. It covers conventional metal⁃based catalysts （e.g.， tin and titanium compounds） and low⁃toxicity alternatives （e.g.， rare⁃earth compounds and phosphotungstic heteropolyacids）， with special emphasis on their catalytic mechanisms and influence on final product properties. The development of binary and multi⁃component composite catalysts was highlighted， as these systems demonstrate remarkable synergistic effects that enhance catalytic activity， reaction rate， and the optical purity and thermal stability of PLA. Particular attention was given to the coordination between composite catalysts and stepwise catalytic processes， offering theoretical and technical pathways for the green and controllable synthesis of high⁃performance PLA. Future research should focus on developing efficient， low⁃toxicity catalysts， optimizing synergistic combinations， refining processing technologies， and elucidating polymerization kinetics to facilitate the production of high⁃molecular⁃weight PLA. These advancements are crucial for expanding the industrial application of PLA as a competitive biodegradable material within circular economy systems.

Key words: poly （lactic acid）, melt polycondensation, catalysts

CLC Number:

TQ321

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Figures/Tables 5

Fig.1. Reaction mechanism for PLA polymerization and thermal degradation［17］

Fig.2. Mechanism of stannous chloride⁃catalyzed polylactic acid melt synthesis［26］

Fig.3. Two equilibrium reactions in the polycondensation reaction of L⁃lactic acid［55］

Fig.4. Synthesis principle of high molecular weight L⁃lactic acid［57］

Fig.5. Reaction scheme for the synthesis of high molecular weight PLLA from aqueous L⁃lactic acid solution［62］

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