完全生物降解材料聚乳酸的改性及应用
生物降解型塑料-聚乳酸(PLA)
生物降解型塑料-聚乳酸(PLA)清华大学美术学院 贺书俊 学号2012013080摘要： 近年来世界各国都高度重视源于可再生资源的可降解高分子材料的研究开发，聚乳酸因可生物降解、性能优异、应用广泛而深受青睐。
本文主要介绍了聚乳酸的降解机理、作为可降解塑料的应用现状、改进方法以及未来的发展趋势。
1、 聚乳酸简介单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基，多个乳酸分子在一起，-OH 与别的分子的-COOH 脱水缩合，-COOH 与别的分子的-OH 脱水缩合，就这样，它们手拉手形成了聚合物，叫做聚乳酸。
聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。
聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。
聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。
[1]2、 聚乳酸降解机理聚乳酸是典型的“绿色塑料”，因其良好的生物相容性、完全可降解性及生物可吸收性，是生物降解材料领域中最受重视的材料之一，下面就聚乳酸的降解机理进行介绍。
聚乳酸是一种合成的脂肪族聚酯，其降解可分为简单水解（酸碱催化）降解和酶催化水解降解。
从物理角度看，有均相和非均相降解。
非均相降解指降解反应发生在聚合物表面，而均相降解则是降解发生在聚合物内部。
从化学角度看，主要有三种方式降解：①主链降解生成低聚体和单体；②侧链水解生成可溶性主链高分子；③交链点裂解生成可溶性线性高分子。
本体侵蚀机理认为聚乳酸降解的主要方式为本体侵蚀，根本原因是聚乳酸分子链上酯键的水解。
聚乳酸类聚合物的端羧基（由聚合引入及降解产生）对其水解起催化作用，随着降解的进行，端羧基量增加，降解速率加快，从而产生自催化现象。
[2]因乳酸来源于可再生资源，经过聚合、改性、加工成制品，当制品废弃时，能完全被人体吸收或被环境生物所降解成二氧化碳和水，从而造福人类并无污染地回归自然，聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。
完全生物降解性高分子材料——聚乳酸的合成及应用
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近年来， 生物降解高分子材料的研究迅速发展， 并且在不同
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领域的开发和应用 日益广泛。生物降解高分子村料一般是指在 生物或生物化学过程可以发生的环境中能降解的高分子材料。 生物降解性高分子村 料的 降解首先是 高分子材 料的表 面被微生物粘附 ． 其次 微生物在高分 子材料表 面分泌酶 ， 酶 再作用高分子 ， 并通过水解和氧化等反应将高分子断裂成低 分子量的脆片 ， 然后微生 物吸收或 消耗 低分子 的脆片 ， 最终 形成二 氧化碳和水 。 聚乳酸是一种典型的完全生物降解性高分子村料 ， 属于 脂肪旗羟基酸聚合物 ， 有关聚乳酸的研究一直是生物 降解 性 高分子材料研究领域的热点 。
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完全 生物 降解 性 高分 子材 料 聚 乳 酸 的 合 成 及 应 用
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完全分解生物环保材料改性聚乳酸(PLA)介绍.doc
完全分解生物环保材料改性聚乳酸（PLA）介绍
一、特点：
1、以PLA为主体的，但不单只是PLA的产品。
2、是将PLA彻底改性后的新发明，有国家发明专利为证。
3、不是降解性环保材料而是100%完全生物分解的环保新型材料。
二、改性PLA材料的工艺流程
淀粉乳酸聚合物生产原材料源（聚乳酸PLA）
加工形成的产品的原料实际物料复合物
（客户）（成品）改性
三、原PLA原料物理性能及优缺点
原PLA优点：可分解、可堆肥、天然无毒、透气性高
原PLA缺点：耐热性差（一般的50℃~65℃），结晶速度慢，质脆，采用特殊设备才能生产，因此成本昂贵。
四、我公司改性PL产品A的特点：
1、改善结晶
2、改善其脆度和韧度
3、提高耐热温度
4、加上我公司独家专利研发的植物纤维填充料和有机结晶体改性配方技术，使产品的分解时间可控和调整
5、同时保持原PLA原料的优良特质。
生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用
生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用摘要：聚乳酸（PLA）是人工合成的可生物降解的的热塑性脂肪族聚酯，其具有良好的机械性能、热塑性、生物相容性和生物降解性等，广泛应用于可控释材料、生物医用材料、组织工程材料、合成纤维等领域。
本文主要介绍了聚乳酸的合成、改性及其在各个领域的应用。
关键词：聚乳酸；生物降解；合成；应用随着大量高分子材料在各个领域的应用，废弃高分子材料对环境的污染有着日益加剧的趋势。
处理高分子材料的一些老套方法如焚烧、掩埋、熔融共混挤出法、回收利用等都存在缺陷并有一定的局限性，给环境带来严重的负荷，因此开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。
而乳酸主要来源于自然界十分丰富的可再生植物资源如玉米淀粉、甜菜糖等的发酵。
聚乳酸（polylactide简称PLA)在自然环境中可被水解或微生物降解为无公害的最终产物CO2和H2O，对其进行堆肥或焚烧处理也不会带来新的环境污染[1]。
此外聚乳酸及其共聚物是一种具有优良的生物相容性的合成高分子材料。
它具有无毒、无刺激性、强度高、可塑性强、易加工成型等特点，因而被认为是最有前途的生物可降解高分子材料[2]。
利用其可降解性，也可用作生物医用材料如组织支架、外科手术缝合线、专业包装、外科固定等。
1 生物降解机理[3，4]生物降解是指高分子材料通过溶剂化作用、简单水解或酶反应，以及其他有机体转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。
高分子材料的生物降解过程可分为4个阶段：水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。
微生物首先向体外分泌水解酶，与可生物降解材料表面结合，通过水解切断这些材料表面的高分子链，生成低相对分子质量的化合物（有机酸、糖等)，然后，降解的生成物被微生物摄入体内，合成为微生物体物或转化为微生物活动能量，在耗氧条件下转化为CO2，完成生物降解的全过程。
材料的结构是决定其是否可生物降解的根本因素。
合成高分子多为憎水性的，一般不能生物降解，只有能保持一定湿度的材料才有可能生物降解。
聚乳酸(PLA)生物可降解材料全
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6 聚乳酸材料的发展前景
2024/8/27
简而言之：发展前景广阔
国内 追求 国外
环保 绿色 可再生 低能耗 可持续
PLA
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2024/8/27
开环聚合法
首先由乳酸脱水缩合成环状丙交酯，再在引发剂存在下丙 交酯开环聚合成聚乳酸，如下：
开环聚合法是制备高分子量PLA的一个重要途径，可以制 备分子量高达70到100万的PLA。
缺点：工艺路线长且复杂、价格昂贵。
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3 聚乳酸材料的合成
2024/8/27
直接缩聚法
在高温条件下乳酸分子中的羟基和羧基发生酯化反应，逐 步缩合聚合成聚乳酸。其反应过程可简单表示如下：
2024/8/27
PLA改性方法
分为化学改性和物理改性。 化学改性包括共聚、交联、表面修饰等，主要是通过改 变聚合物大分子或表面结构改善其脆性、疏水性及降解速率 等; 物理改性主要是通过共混、增塑及纤维复合等方法实现 对聚乳酸的改性。
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6 聚乳酸材料的发展前景
2024/8/27
随着生物医学和材料学的进一步结合，聚乳酸及其共聚物在生 物医学领域的研究和应用将会越来越广泛深入。
要想获得高分子量的聚乳酸，水分的脱出及抑制聚合物的 降解是关键。
聚乳酸直接缩聚合成方法主要分为溶液聚合和熔融聚合。
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4 聚乳酸材料的应用
2024/8/27
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4 聚乳酸材料的应用
2024/8/27
聚乳酸人造皮肤 聚乳酸导管支架
聚乳酸包装袋
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5 聚乳酸材料的不足及改性
聚乳酸材料的不足
a) PLA脆性大、抗冲击力差、缺乏柔性和弹性； b) 结晶度不高、降解速度不易控制； c) 含有很多酯基，亲水性差。
生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用
生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用摘要：聚乳酸（PLA）是人工合成的可生物降解的的热塑性脂肪族聚酯，其具有良好的机械性能、热塑性、生物相容性和生物降解性等，广泛应用于可控释材料、生物医用材料、组织工程材料、合成纤维等领域。
本文主要介绍了聚乳酸的合成、改性及其在各个领域的应用。
关键词：聚乳酸；生物降解；合成；应用随着大量高分子材料在各个领域的应用，废弃高分子材料对环境的污染有着日益加剧的趋势。
处理高分子材料的一些老套方法如焚烧、掩埋、熔融共混挤出法、回收利用等都存在缺陷并有一定的局限性，给环境带来严重的负荷，因此开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。
而乳酸主要来源于自然界十分丰富的可再生植物资源如玉米淀粉、甜菜糖等的发酵。
聚乳酸（polylactide简称PLA)在自然环境中可被水解或微生物降解为无公害的最终产物CO2和H2O，对其进行堆肥或焚烧处理也不会带来新的环境污染[1]。
此外聚乳酸及其共聚物是一种具有优良的生物相容性的合成高分子材料。
它具有无毒、无刺激性、强度高、可塑性强、易加工成型等特点，因而被认为是最有前途的生物可降解高分子材料[2]。
利用其可降解性，也可用作生物医用材料如组织支架、外科手术缝合线、专业包装、外科固定等。
1 生物降解机理[3，4]生物降解是指高分子材料通过溶剂化作用、简单水解或酶反应，以及其他有机体转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。
高分子材料的生物降解过程可分为4个阶段：水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。
微生物首先向体外分泌水解酶，与可生物降解材料表面结合，通过水解切断这些材料表面的高分子链，生成低相对分子质量的化合物（有机酸、糖等)，然后，降解的生成物被微生物摄入体内，合成为微生物体物或转化为微生物活动能量，在耗氧条件下转化为CO2，完成生物降解的全过程。
材料的结构是决定其是否可生物降解的根本因素。
合成高分子多为憎水性的，一般不能生物降解，只有能保持一定湿度的材料才有可能生物降解。
完全分解生物环保材料改性聚乳酸(PLA)介绍
完全分解生物环保材料改性聚乳酸（PLA）介绍
一、特点：
1、以PLA为主体的，但不单只是PLA的产品。
2、是将PLA彻底改性后的新发明，有国家发明专利为证。
3、不是降解性环保材料而是100%完全生物分解的环保新型材料。
二、改性PLA材料的工艺流程
淀粉乳酸聚合物生产原材料源（聚乳酸PLA）
加工形成的产品的原料实际物料复合物
（客户）（成品）改性
三、原PLA原料物理性能及优缺点
原PLA优点：可分解、可堆肥、天然无毒、透气性高
原PLA缺点：耐热性差（一般的50℃~65℃），结晶速度慢，质脆，采用特殊设备才能生产，因此成本昂贵。
四、我公司改性PL产品A的特点：
1、改善结晶
2、改善其脆度和韧度
3、提高耐热温度
4、加上我公司独家专利研发的植物纤维填充料和有机结晶体改性配方技术，使产品的分解时间可控和调整
5、同时保持原PLA原料的优良特质。
聚乳酸的性能、合成方法及应用
聚乳酸的性能、合成方法及应用一、本文概述聚乳酸（Polylactic Acid，简称PLA）是一种由可再生植物资源（例如玉米）提取淀粉原料制成的生物降解材料，具有良好的生物相容性和生物降解性。
随着全球环保意识的日益增强和可持续发展理念的深入人心，聚乳酸作为一种环保型高分子材料，其研究和应用受到了广泛的关注。
本文将全面介绍聚乳酸的性能特点、合成方法以及在实际应用中的广泛用途，旨在为读者提供关于聚乳酸的深入理解，推动其在各个领域的应用和发展。
本文首先将对聚乳酸的基本性能进行概述，包括其物理性能、化学性能以及生物相容性和降解性等方面的特点。
接着，将详细介绍聚乳酸的合成方法，包括开环聚合和缩聚法等，并分析不同合成方法的优缺点。
在此基础上，文章还将深入探讨聚乳酸在各个领域的应用情况，如包装材料、医疗领域、汽车制造、农业等。
文章还将对聚乳酸的未来发展趋势进行展望，以期为读者提供全面的聚乳酸知识，并为其在实际应用中的创新和发展提供参考。
二、聚乳酸的性能聚乳酸（PLA）作为一种生物降解塑料，具有一系列独特的性能，使其在众多领域中具有广泛的应用前景。
聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性。
由于其来源于可再生生物质，聚乳酸在自然界中能够被微生物分解为二氧化碳和水，不会对环境造成污染。
这使得聚乳酸在医疗、包装、农业等领域具有广阔的应用空间。
聚乳酸具有较高的机械性能。
通过调整合成方法和工艺条件，可以得到具有优异拉伸强度、模量和断裂伸长率的聚乳酸材料。
这些特性使得聚乳酸在制造包装材料、纤维、薄膜等方面具有显著优势。
聚乳酸还具有良好的加工性能。
它可以在熔融状态下进行热塑性加工，如挤出、注塑、吹塑等，从而制成各种形状和尺寸的制品。
同时，聚乳酸的表面光泽度高，易于印刷和染色，为其在装饰、包装等领域的应用提供了便利。
另外，聚乳酸还具有较好的阻隔性能。
它可以有效地阻止氧气、水分和其他气体的渗透，从而保护包装物品免受外界环境的影响。
聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用
聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用聚乳酸是一种新型的环保塑料，具有较好的力学性能、适度的耐热性、高抗冲击性和柔韧性，对包装行业具有较高的价值。
本文通过实验研究，研究了聚乳酸的改性、表征及在包装领域的应用。
1、聚乳酸的改性聚乳酸原料通常是由植物油或动物油经水解、酸催化及结晶加工制得，目前被广泛应用在纤维、表面涂层及塑料制品等领域。
为了改变聚乳酸的结构和性能，在很多应用过程中将聚乳酸进行改性处理，可以改变聚乳酸的性能，使其更加适用于某些特定应用。
聚乳酸改性处理的常用方法有空气乳化法和溶剂液化法。
空气乳化法可以有效地改变聚乳酸分子链构造，从而改变聚乳酸的物理性质；溶剂液化法则可以对分子结构进行改变，使聚乳酸具有更高的抗氧性。
2、聚乳酸的表征聚乳酸的表征包括理化性质表征和不同基态表征。
理化表征采用液相热重分析（LCR-GPC）法，可以计算出聚乳酸的分子量、分子量分布及其分子结构。
不同基态表征包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外光可见分光光度计（UV-Vis）等，可以准确地检测出聚乳酸的结构变化。
3、聚乳酸在包装领域的应用聚乳酸可以用作包装材料，在包装行业有着重要的应用。
聚乳酸的改性可以提高其力学性能、耐热性和抗冲击性，使其应用在包装行业，特别是食品包装具有重要的意义。
此外，聚乳酸还具有良好的附着性和抗疲劳属性，可以有效地抵御温度变化和湿度变化，保护产品不受污染。
因此，聚乳酸在包装领域有着广泛的应用前景。
总之，聚乳酸在包装领域有着重要的应用，本文通过改性、表征研究去深入研究，分析了聚乳酸在包装领域的应用，发现聚乳酸具有良好的力学性能、耐热性、抗冲击性和抗疲劳性，可以更好地用作包装材料，为塑料包装领域的发展提供新的思路和方向。
生物降解聚乳酸改性及应用
生物降解聚乳酸改性及应用摘要：综述近几年来聚生物降解聚乳酸主要的改性方法以及聚乳酸目前的应用领域。
关键词：聚乳酸改性方法应用Abstract: To review the recent years poly biodegradable polylactic acid main modification methods and application field of polylactic acid at present. Keywords: polylactide modification methods of application一、前言聚乳酸（PLA）是乳酸的一种重要的衍生物，其无毒、无刺激性, 强度高,不污染环境,可塑性好有良好的生物相容性和生物可降解性，在生物体内可逐渐降解为CO2和水，对人体无毒、无积累，被认为是21 世纪最有前途的可生物降解的功能材料。
同时聚乳酸存在的缺点是:①聚乳酸中有大量的酯键,亲水性差,降低了它与其它物质的生物相容性; ②聚合所得产物的相对分子量分布过宽,聚乳酸本身为线型聚合物,这都使聚乳酸材料的强度往往不能满足要求,脆性高,热变形温度低(0146MPa 负荷下为54 ℃) ,抗冲击性差; ③降解周期难以控制; ④价格太贵,。
改性能提高材料力学性能，降低成本，改善降解性能的有效途径[1]。
1、聚乳酸化学合成机理合成聚乳酸的单体主要有乳酸和它的环状二聚体丙交酯，根据光学活性不同可分为下列几种：从旋光性角度将丙交酯分成4 种异构体。
即：L，L-丙交酯，D，D-丙交酯，内消旋D，L-丙交酯和外消旋D，L-丙交酯。
内消旋丙交酯聚合得到的聚合物其降解性能和物理性能与外消旋丙交聚合得到的聚合物的性质有所不同。
丙交酯法给聚乳酸高聚体的研发和应用提供了一种潜在的可能性!即可根据最终产品的性能要求裁剪设计高聚物的分子结构。
从而可赋予产品许多特殊的使用性能，如结晶度、熔点和机械强度等差异[2]。
聚乳酸的改性研究及其应用进展
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收 稿 日期 ： Ｏ １ ５—２ ； 改 稿 收到 日期 ： ０ １ ７ ２ ２ １ —０ ３修 ２ ｌ 一Ｏ —０ 。
作 者 简介 ： 星 （９ ０一 ， ， 士 ， 师 ， 析 化 学专 业 。Ｅ 方 １７ ）女 硕 讲 分 —
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合 作 项 目 ： 文 为安 徽 生建 可 降解 聚 乳 酸 新 材 料 有 限 公 司合 本 作项 目， 内容 包 括 聚 乳 酸 及 共 聚 物 研 究 和 聚 乳 酸 乙 醇 酸 精 制 工
聚乳酸（PLA）合成与改性的研究进展
聚乳酸（PLA）合成与改性的研究进展范兆乾【摘要】在无数种类的可降解聚合物中，聚乳酸（PLA）塑料是一种脂肪族聚酯，是具有生物相容性的热塑性塑料，它是目前最具有发展前景的环境友好型塑料材料。
这篇综述提供了目前的PLA市场信息，并介绍了近年来PLA合成和PLA改性方面的研究进展。
%In myriad types of biodegradable polymer, polylactic acid plastic is a kind of aliphatic polyester, it have the biocompatibility of thermoplastic, it is currently the most potential environment - friendly plastic material. The market information are provides in this paper, the advances in the research of PLA synthesis and PLA modification in recent years are introduced.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2011(000)015【总页数】4页(P21-24)【关键词】聚乳酸;PLA;塑料;合成;改性【作者】范兆乾【作者单位】青岛科技大学化工学院,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TQ325目前，全世界塑料年产量已经超过2亿t，相应的，塑料废弃物也逐年增加，严重污染环境，减少废塑料污染的方法之一是使用在自然界无论生物体内外都可以自然降解，不会造成环境污染的生物降解材料。
聚乳酸（Poly Lactic Acid，PLA）就是一种可生物降解材料。
PLA有三种立体化学存在形式，聚L－乳酸（PLLA）、聚D－乳酸（PDLA）和聚DL－乳酸（PDLLA）。
(完整)聚乳酸综述
聚乳酸（PLA）的合成及改性研究摘要介绍聚乳酸（PLA)的基本性质、合成方法及应用范围.综述了国内外PLA的改性研究及目前有关PLA性能改进的方法。
概括了PLA在合成改性中需要注意的问题，展望了PLA的发展前景:不断改进、简化和缩短PLA的合成工艺；用新材料、新方法对PLA进行改性，开发出新用途、高性能的PLA材料是PLA的研究方向。
关键词：聚乳酸合成改性前言聚乳酸（PLA）是一种以可再生生物资源为原料的生物基高分子，具有良好的生物降解性、生物相容性、较强的机械性能和易加工性。
聚乳酸材料的开发和应用，不但可解决环境污染问题，更重要的意义在于为以石油资源为基础的塑料工业开辟了取之不尽的原料资源。
此外，由于它的最终降解产物为二氧化碳和水，可由机体正常的新陈代谢排出体外,是具有广泛应用前景的生物医用高分子材料（如可吸收手术缝合线）、烧伤覆盖物、骨折内固定材料、骨缺损修复材料等.近几年来，有应用到纺织材料、包装材料、结构材料、电子材料、发泡材料等更广泛的领域的研究报道.PLA的应用市场空间和发展潜力巨大，有关它的研究一直是可生物降解高分子材料研究领域的热点。
1、聚乳酸的研究背景在石油基高分子材料广泛应用的今天，生物基高分子材料因其具有来源不依耐石油、生物相容性好、可生物降解等突出特点越来越受到关注。
聚乳酸（ PLA）作为一种可从淀粉分解、发酵制备原料乳酸，再经聚合获得高分子产物的生物基来源、可生物降解高分子材料,具有良好的应用前景。
但因聚乳酸性能上存在不足( 韧性差，降解不可控,亲水性差，功能性单一等） ,限制了其更为广泛的应用.因此，研究人员在其结构及性能的基础上进行了大量的改性研究，采用化学合成、物理共混、材料复合等方法，试图在物理机械性能、生物降解性能、表面润湿性能以及多功能化等方面有所改善或加强，从而扩展聚乳酸的应用领域。
聚乳酸（PLA)是由人工合成的热塑性脂肪族聚酯。
早在20 世纪初，法国人首先用缩聚的方法合成了PLA【1】;在50 年代，美国Dupont 公司用间接的方法制备出了相对分子质量很高的PLA；60 年代初，美国Cyanamid 公司发现，用PLA 做成可吸收的手术缝合线，可克服以往用多肽制备的缝合线所具有的过敏性;70 年代开始合成高分子量的具有旋光性的D 或L 型PLA，用于药物制剂和外科等方面的研究;80 年代以来，为克服PLA 单靠分子量及分子量分布来调节降解速度的局限，PLA 开始向降解塑料方面发展.作为石油基塑料的可替代品，其最大的缺点就是脆性大、力学强度较低,亲水性差，在自然条件下它降解速率较慢；因此近年来对PLA 的改性己成为研究的热点。
聚乳酸的扩链及其改性的研究
聚乳酸的扩链及其改性的研究聚乳酸是一种可生物降解的聚合物，具有广泛的应用领域。
然而，由于其刚性结构和低韧性，聚乳酸的应用受到了一定的限制。
为了改善聚乳酸的性能，研究人员开展了扩链和改性的研究工作。
扩链是通过引入外部功能基团，调节聚乳酸的结构和性能。
其中，一种常用的扩链方法是加入共聚单体。
共聚单体可以提高聚乳酸的极限拉伸强度和韧性，改善其耐热性和刚性。
例如，通过掺杂苯乙烯等共聚单体，在聚乳酸中形成互穿网络结构，提高了其力学性能。
此外，还可以通过掺杂聚醚、聚酯等共聚单体来改善聚乳酸的热稳定性。
此外，聚乳酸的改性也被广泛研究。
一种常用的改性方法是加入纳米填料。
纳米填料可以通过增加界面相互作用来提高聚乳酸的力学性能和热稳定性。
常用的纳米填料包括纳米氧化物、纳米碳酸钙、纳米纤维素等。
例如，通过引入纳米纤维素，可以增加聚乳酸的拉伸强度和弹性模量，改善其热稳定性和降解速率。
此外，改性的方法还包括共混和交联。
共混是将其他可溶性高分子与聚乳酸混合，以改善聚乳酸的物理性能。
例如，将聚乳酸与聚乳酸共混，可以增加其弯曲模量和硬度，提高其热稳定性。
交联是通过引入交联剂将聚乳酸交联成三维网络结构，以提高其力学性能和热稳定性。
交联剂常用的有聚酸酐、环氧树脂等。
除了扩链和改性，研究人员还通过调控聚乳酸的晶型结构，改善其性能。
聚乳酸有两种晶型：α和β。
其中，α相具有较好的可生物降解性和生物相容性，但韧性较差；β相则具有较好的力学性能，但可生物降解性差。
通过控制结晶条件和溶剂种类，可以调控聚乳酸的晶型结构。
此外，还可以通过分子取向、拉伸等方法来改变聚乳酸的结晶行为。
综上所述，通过扩链和改性，可以显著改善聚乳酸的性能，拓宽其应用领域。
未来的研究还可以进一步探索扩链和改性的新方法，提高聚乳酸的性能和应用前景总之，通过加入纳米填料、共混和交联以及调控聚乳酸的晶型结构，可以显著改善聚乳酸的力学性能、热稳定性和降解速率。
这些改性方法为聚乳酸的广泛应用提供了新的可能性。
聚乳酸的改性及应用研究进展
近年来，随着技术的不断发展，聚乳酸在各个领域的应用也在不断拓展。例如， 通过共聚改性等方法，聚乳酸在高性能纤维和医用材料等领域取得了重要进展。 此外，聚乳酸在3D打印技术中也表现出良好的应用前景，为个性化医疗和产品 定制提供了新的可能。
环境保护及其挑战聚乳酸作为一种生物降解材料，具有较好的环境友好性。然 而，在聚乳酸的制备和使用过程中，仍存在一些环境保护问题。首先，聚乳酸 的制备需要大量的有机溶剂，这些溶剂在使用后往往会产生大量废液，对环境 造成一定压力。其次，聚乳酸的降解过程中可能会产生一些有污染性的降解产 物，如何有效控制这些产物对环境的影响是一个重要问题。
1、改进生产工艺，降低聚乳酸的生产成本，提高产量和质量。 2、深入探讨聚乳酸的改性技术，以便更好地满足不同领域的应用需求。
3、在应用研究方面，应聚乳酸在生物医学、纺织、包装和建筑材料等领域的 新应用模式的探索和现有应用问题的优化。
总之，聚乳酸作为一种环保材料，其改性和应用研究具有重要的理论和实践意 义。随着技术的不断进步和应用领域的拓展，我们有理由相信聚酸将在未来 的可持续发展中发挥更加重要的作用。
研究PLA阻燃改性后的生物相容性和降解性能；4）优化加工过程中的阻燃保护 措施。随着聚乳酸阻燃改性研究的深入，有望为拓宽PLA的应用领域提供重要 支持。
聚乳酸（PLA）是一种由可再生资源——乳酸合成的生物降解材料，被广泛应 用于包装、医疗、纤维等领域。由于其良好的生物相容性和可降解性，聚乳酸 在现代社会中具有广泛的应用前景。本次演示将重点探讨聚乳酸的制备方法、 应用领域、环境保护问题以及研究进展。
聚乳酸纤维的应用领域与优势聚乳酸纤维具有许多优点，如环保可降解、良好 的力学性能和化学稳定性等，使得它在许多领域都有广泛的应用。首先，在服 装领域，聚乳酸纤维具有优异的透气性、吸湿性和保暖性，适合制作各种服装， 如运动服、户外服装和内衣等。其次，在建筑领域，聚乳酸纤维可以用于制作 建筑保温材料、装饰材料和土工布等。此外，在农业领域，聚乳酸纤维可用于 制作农用膜、包装材料和生物降解的农用无人机等。
生物可降解聚乳酸的改性及其应用研究进展
聚物橡胶、对乙烯基苯酚(PVPh) 、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 、聚丙烯酸甲
酯(PMA) 、线性低密度聚乙烯(LLDPE) 组成部分生物降解共混体系,这类体系 不能从根本上解决环境污染问题。
16
2.4
复合改性
将聚乳酸与其它材料复合旨在解决聚乳酸的脆性问题,达到增强 的目的,使其能满足于作为骨折内固定材料的用途。目前可以分为
22
把药物包埋于高分子聚合物基质中形成微球或微粒有多种技 术:凝聚法、乳液聚合法及界面聚合法、界面沉积法、乳液— 溶剂蒸发法等。其中乳液—溶剂蒸发法是应用最为普遍的一 种,对于含油性药物微球大都采用OPW乳化溶剂挥发P抽提 法。制备亲水性的多肽、蛋白质、疫苗微球通常采用相分离 法 和W1POPW2 复乳法溶剂挥发法。界面沉积法也可称
酯GA 的共聚物已商品化。
9
2.2.2
聚乳酸与聚乙二醇(PEG) 的嵌段共聚物
聚乙二
醇(PEG) 是最简单的低聚醚大分子,具有优良的生物相容性
和血液相容性、亲水性和柔软性。朱康杰等以辛酸亚锡作为
催化剂的条件下,通过开环聚合合成了PLA2PEG2PLA 的
三嵌段共聚物。这类嵌段共聚物具有亲水的PEG链段和疏水
8
2.2.1
丙交酯与乙交酯共聚
聚乙交酯(PGA) 是最简
单的线型脂肪族聚酯,早在1970 年,PGA 缝合线就已以 “Dexon”商品化,但PGA 亲水性好,降解太快,目前用单体 乳酸或交酯与羟基乙酸或乙交酯共聚得到无定型橡胶状韧性 材料,其中通过调节LLAPGA 的比例可控制材料的降解速 度,作为手术缝合线已得到临床应用,其中L2丙交酯与乙交
为自发乳化P溶剂扩散法,是制备均匀的纳米级微球的一种方
法。
生物可降解材料聚乳酸的制备及应用
生物可降解材料聚乳酸的制备及应用聚乳酸是由微生物发酵所产生乳酸单体聚合而成的高分子聚合物，它的特点是无毒、无刺激气味、可降解、生物相容性良好，所以广泛应用到了医学、食品包装和汽车电子等领域。
聚乳酸在自然界中通过土壤、水或微生物的作用下都能实现无污染的分解，可降解的特性既推动了各个领域的发展，也满足了我国构建绿色环保型社会的要求。
因此，对于聚乳酸的研究规模随之扩大，通过对聚乳酸合成、改性以及应用，促进聚乳酸的价值发挥，进而为社会进步奠定坚实基础。
1 聚乳酸具备的生物性质1.1 生物可降解性乳酸主要由植物发酵而来，主要成分包括玉米、小麦等可再生资源，所以聚乳酸有着良好的可降解性质。
废弃的聚乳酸产物在土壤中微生物或水的作用下会完全分解成水和二氧化碳，对空气和土壤都没有任何污染，同时还有利于促进植物的光合作用。
1.2 生物相容性据相关研究显示，聚乳酸可以在人体中实现完全无害的分解，分解后的主要产物即是二氧化碳和水，并且在人体新陈代谢的过程中即可完成分解，所以其生物相容性良好。
在不断实践应用的过程中，证实了聚乳酸和人体的相容性，如将其作为植入人体的生物材料，后续没有任何的不良反应发生，逐渐取代了金属材料的地位。
1.3 优越的物理性质聚乳酸优越的物理性质主要体现在柔韧性良好、透明度充足、机械强度足够和良好的热稳定性，这些物理性质无疑满足了各行各业的具体要求，相较于不可降解材料和其他可讲解材料的优势都较为明显。
1.4 可加工性聚乳酸本身的可加工性良好，实际加工起来只需要充分结合其热塑性即可，能够以各种不同的方式进行热塑成型，满足了各种形态的要求，赋予了其良好的加工性能。
2 聚乳酸的合成制备方式2.1 间接聚合制备间接聚合法指的是开环聚合。
首先，将乳酸作为原材料，并通过缩聚和解聚的方式得到环形丙交酯。
其次，将丙交酯进行开环聚合从而得到聚乳酸。
开环聚合的方式主要通过对反应时间、反应温度和选择不同催化剂种类来实现对聚乳酸分子量合成的过程，这一方法的优势在于反应原理简单、反应过程可控，缺点是聚乳酸的后续提纯过程较为复杂且需要的成本偏高。
聚乳酸(PLA)生物可降解材料
良好的透明性和光泽度
PLA具有与传统的石油基塑料相似的 透明性和光泽度，可用于制造需要透 明度的产品。
PLA材料的用途
包装材料
PLA可制成一次性餐具、塑料袋等包装材料， 替代传统的石油基塑料。
3D打印材料
PLA是3D打印领域常用的材料之一，可用于 制造各种定制产品。
医疗领域
PLA可用于制造医疗用品，如手术缝合线、 药物载体等。
水解反应使PLA分子链断裂成较小的分子片段， 氧化反应则使PLA分子链上的碳碳键断裂。
随后，微生物如细菌、真菌等开始利用这些小 分子片段进行生长和繁殖，进一步降解PLA材 料。
影响PLA材料生物降解的因素
环境温度和湿度
较高的温度和湿度有利于PLA材料的生物降 解。
PLA材料的结构和性质
PLA材料的分子量、结晶度、添加剂等都会 影响其生物降解性能。
PLA是一种热塑性聚合物，具有与传 统的石油基塑料相似的加工性能和物 理性质。
PLA材料的特性
可完全生物降解
PLA在自然环境中可被微生物分解为 水和二氧化碳，具有良好的环保特性。
良好的加工性能
PLA具有良好的热塑性，可采用传统 的塑料加工技术进行成型加工，如注 塑、吹塑、挤出等。
良好的机械性能
PLA具有较高的拉伸强度、弯曲模量 和冲击强度，可满足各种应用需求。
PLA的降解速度过快，导致其性能不稳定，容易在正常使 用过程中出现损坏。
01
降解速度过慢
PLA的降解速度过慢，导致其难以在短 时间内完全分解，对环境造成一定的负 担。
02
03
降解条件控制
需要控制PLA的降解条件，以确保其在 适当的条件下进行分解，同时保持良 好的性能和稳定性。
聚乳酸的改性及应用研究进展
［ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］ Ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｌ ｙ ｌ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ｉ ｓ ａ ｎ ｏ ｎ － ｔ ｏ ｘ ｉ ｃ ， ｆ ｕ ｌ ｌ ｙ ｂ ｉ ｏ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｂ ｌ ｅ ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ， ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｂ ｉ ｏ ｃ ｏ ｍ ｐ ａ ｔ ｉ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｂ ｉ ｏ － ｉ ｎ ｅ ｒ ｔ ． Ｉ ｔ ｉ ｓ ｎ ａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｓ ｄｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ பைடு நூலகம் ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｈｅ ｍ ， ４ ５ ｏ ｏ ０ １ ， Ｃ Ｅ ｔ ａ ）
是用 Ｐ Ｃ Ｌ或 Ｐ Ｅ Ｏ链羟端基 与乳酸 开环 聚合 ．然后将 生成的三聚体用 Ｈ Ｄ Ｉ （ 六亚 甲基二异 氰酸酯） 扩链得 到多嵌段 共聚物 。研 究发现 ， 随着 Ｐ Ｉ Ａ 段分子质量 的增加 ． 共 聚物 相态会发生变化 得到 的多嵌 段共 聚 物机械性能提高 ． 最大拉伸强度约 ３ ２ Ｍ Ｐ ａ 。 弹性模量低至 ３ ０ Ｍ Ｐ ａ ， 断裂 伸长率高达 ６ ０ ０ ％。 但共聚改性方法存在工艺路 线复杂、 生产成本较 高 等缺点 ， 虽然取得了一定的研究 成果 ． 但难 以在 日用食 品包装 、 食 品容 器、 日 常消费品等领域推广运用 。
１ ， ２ Ｐ Ｌ Ａ的 耐 热 性 改 性
通 过注塑 成型 方法得 到 的 Ｐ Ｌ Ａ制 品的热 变形 温度 只有 ５ ８ ℃左 右， 远低于通用塑料聚苯 乙烯㈣ 和 聚丙烯 （ Ｐ Ｐ ） 。虽然 Ｐ Ｌ Ａ的 Ｔ ｇ 远高 于Ｐ Ｐ ， 但Ｐ Ｌ Ａ成型制 品的耐热性 比 Ｐ Ｐ 制 品差很多 。其主要原因在 于 Ｐ Ｌ Ａ大分子 主链上有酯基 ． 侧链上有一个具有 一定 空间位阻效应 的甲 １ 聚 乳 酸 的 改 性 基， 分子链 成螺旋结构 。在单纯 的挤 出成型 、 注 塑成型或热成型 中， 柔 从 而导致 结晶缓慢甚至不能结 晶。提 高 当人们生活 中越来越离不 开高分子材料 ． 这一从 ２ Ｏ 世纪 ３ Ｏ 年代 顺性 较差的主链 内旋转较慢 ． Ｌ Ａ耐热性的方法主要有提 高 Ｐ Ｌ Ａ的结 晶度 ， 与具有 高 的高分 子 才 开始兴起 的材料 品种却给 地球 带来不 可忽 视 的能源危 机和环境 污 Ｐ 染 等问题 。 取而代之的可生物降解高分子材料及其制品已逐渐成为近 材料共混以及纳米复合技 术等。 在Ｐ Ｌ Ａ树脂 中加入结晶成核剂 可以有效 提高 Ｐ Ｌ Ａ的结 晶速率 ． 年来各 国科 学家研究 、 开发 和生产 的热点。相对于普通 的石油基 高分 Ｌ Ａ的耐热性和改善 Ｐ Ｌ Ａ的加 工性 能 以金属磷 酸盐 为结 子， 生物基高分子 可以降低 ３ ０ ％ ５ ０ ％。 石油资源的消耗 ． 同时生物降 从而提高 Ｐ 与球形 、 球 形， 纤维混 合型金 属磷酸盐 相 比。 纤 维 解高分子制品可以和有机废 物一起 进行堆肥处理 ．真正取之 于 自然 ． 晶成 核剂研究发现 ， 指其 中长轴， 短轴 ≥１ ０ ） 成核 效果最 好 。 制备的 Ｐ Ｌ Ａ制 还之于 自然 ， 整个 生产 、 使用和用毕处 理均符合绿 色环保要求 。 Ｐ Ｌ Ａ是 形金 属磷酸 盐（ １ ０ １ Ｓ ｔ ｅ ｖ ｅ ［ １ ｑ 在传统 的磷 酸钙玻璃 中引入 ２ ２ ％ 可生物 降解 高分子材 料中备受关 注的一个 品种 ． 但 由于其玻璃 化温 品具有最 高的弯 曲模 量［ ｅ ０ ， 这种玻璃纤维 的伸展强度超过 １ ０ ０ ０ Ｍ Ｐ ａ ， 弹性模 量达 ６ ０ Ｇ Ｐ ａ 。 用 度较高（ ５ ５ ～ ６ ５ ℃ ） ， 在室温下为脆 性材料 。 加之较高 的生产 成本 （ 每吨 比 Ｆ Ｌ Ｌ Ａ后 ．材料 的力学性 能得 到 明显 改善 。但 由于该纤 维与 通用塑料 Ｐ Ｅ价格高 ０ ． １万～ ０ ． ４万元、 ． Ｐ Ｉ Ａ 被 开发 出来后大 多用于工 其强 化 Ｐ Ｌ Ｌ Ａ基体之间界面相容性很差 ．材料 强度 和模量 的保持时间非常短 程塑料和生物医学材料等附加值较高领域 。 直到 １ ９ ８ ６ 年． Ｐ Ｌ Ａ树脂 Ｐ 才被认为可 以作为一种潜在的 日用塑料。 随着全球一体化经济贸易活 需 进一 步寻找相容剂 。
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完全生物降解材料聚乳酸的改性及应用1、聚乳酸聚乳酸(PLA)是一种具有优良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料。
PLA这种线型热塑性生物可降解脂肪族聚酯是以玉米、小麦、木薯等一些植物中提取的淀粉为最初原料,经过酶分解得到葡萄糖,再经过乳酸菌发酵后变成乳酸,然后经过化学合成得到高纯度聚乳酸。
聚乳酸制品废弃后在土壤或水中,30天内会在微生物、水、酸和碱的作用下彻底分解成CO2和H2O,随后在太阳光合作用下,又成为淀粉的起始原料,不会对环境产生污染,因而是一种完全自然循环型的可生物降解材料。
1.1聚乳酸的制备目前聚乳酸的生产和制备主要有两条路线:(1)间接法即丙交酯开环聚合法(ROP法);(2)直接聚合法(PC法)。
两类方法皆以乳酸为原料。
丙交酯开环聚合法是先将乳酸缩聚为低聚物,低聚物在高温、高真空等条件下发生分子内酯交换反应,解聚为乳酸的环状二聚体2丙交酯,丙交酯再开环聚合得到聚乳酸,此方法中要求高纯度的丙交酯。
直接法使用高效脱水剂使乳酸或其低聚物分子间脱水,以本体或溶液聚合的方式制备聚乳酸。
1.2聚乳酸的基本性质由于乳酸具有旋光性,因此对应的聚乳酸有三种:PDLA、PLLA、PDLLA(消旋)。
常用易得的是PDLLA和PLLA,分别由乳酸或丙交酯的消旋体、左旋体制得。
聚乳酸(PLA)是一种真正的生物塑料,其无毒、无刺激性,具有良好的生物相容性,可生物分解吸收,强度高,不污染环境,可塑性好,易于加工成型。
由于聚乳酸优良的生物相容性,其降解产物能参与人体代谢,已被美国食品医药局(FDA)批准,可用作医用手术缝合线、注射用胶囊、微球及埋植剂等。
同时聚乳酸存在的缺点是:(1)聚乳酸中有大量的酯键,亲水性差,降低了它与其它物质的生物相容性;(2)聚合所得产物的相对分子量分布过宽,聚乳酸本身为线型聚合物,这都使聚乳酸材料的强度往往不能满足要求,脆性高,热变形温度低(0146MPa负荷下为54℃),抗冲击性差;(3)降解周期难以控制;(4)价格太贵,乳酸价格以及聚合工艺决定了PLA的成本较高。
这都促使人们对聚乳酸的改性展开深入的研究。
2、聚乳酸的改性正由于聚乳酸的上述缺点,使得目前通过对聚乳酸进行增塑、共聚、共混和复合等改性方法来改进聚乳酸的力学性能,改善其亲水性,并使其降解性能不受影响,从而能更好地满足生物医用以及环保的应用。
2.1增塑改性目前,广泛研究用生物相容性增塑剂例如柠檬酸酯醚、葡萄糖单醚、部分脂肪酸醚、低聚物聚乙二醇(PEG)、低聚物聚乳酸(OLA)、丙三醇来提高聚乳酸的柔韧性和抗冲击性能。
对增塑后的聚乳酸进行热分析和机械性能表征研究其玻璃化转变温度(Tg)、弹性摸量、断裂伸长率等的变化,从而来确定增塑剂的效能。
大量研究结果显示:其中较有效的增塑剂是OLA和低分子量的PEG(PEG4 00),加入20%(wt)的PEG400和OLA可使得聚乳酸的玻璃化转变温度由原来的5 8℃分别降低至12℃和18℃。
2.2共聚改性共聚改性是目前研究最多的用来提高聚乳酸柔性和弹性的方法,其主旨是在聚乳酸的主链中引入另一种分子链,使得PLLA大分子链的规整度和结晶度降低。
目前聚乳酸的共聚改性主要可以分为以下几个方面:2.2.1丙交酯与乙交酯共聚聚乙交酯(PGA)是最简单的线型脂肪族聚酯,早在19 70年,PGA缝合线就已以“Dexon”商品化,但PGA亲水性好,降解太快,目前用单体乳酸或交酯与羟基乙酸或乙交酯共聚得到无定型橡胶状韧性材料,其中通过调节LLAPGA的比例可控制材料的降解速度,作为手术缝合线已得到临床应用,其中L2丙交酯与乙交酯GA的共聚物已商品化。
2.2.2聚乳酸与聚乙二醇(PEG)的嵌段共聚物聚乙二醇(PEG)是最简单的低聚醚大分子,具有优良的生物相容性和血液相容性、亲水性和柔软性。
朱康杰等以辛酸亚锡作为催化剂的条件下,通过开环聚合合成了PLA2PEG2PLA的三嵌段共聚物。
这类嵌段共聚物具有亲水的PEG链段和疏水的PLA链段,通过改变共聚物组成,可大幅度调节材料的亲疏水性能和降解融蚀速率[7]。
华南理工大学的葛建华等[8]将可生物降解高分子聚乳酸与具有亲水性链段的聚乙二醇共聚制得嵌段共聚物,在一定反应条件下,使得材料的接触角由46°降为10°～23°,显著改善了聚乳酸材料的亲水性。
2.2.3丙交酯与己内酯(CL)共聚合聚(ε2己内酯)(PCL)是一种具有良好的生物相容性和降解性的生物医用高分子,其降解速度比聚乳酸慢,因此制备LAPCL嵌段共聚物来达到控制降解速度,LAPCL嵌段共聚物近年来由于优异的生物降解和生物相容性受到广泛的关注,主要用于生物医学领域。
Jeon等制备了聚L2丙交酯和聚(ε2己内酯)多嵌段共聚物,进一步改善了其加工和降解等性能。
2.2.4丙交酯与醚段和环状酯醚共聚合聚醚高分子有着优良的血液相容性,但其水溶性太大从而限制了其应用。
聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物(PEO2PPO2PE O)(聚醚)Pluronic已被美国食品和医药管理部门批准可用于食品添加剂和药物成分,Xiong等将PLA成功地接枝到Pluronic共聚物的两端从而得到了含有短PLA链段的两性分子P(LA2b2EO2b2PO2b2EO2b2LA)嵌段共聚物,研究结果表明这种嵌段共聚物保留了原有Pluronic体系的热响应性,并由于PLA链段的引入有效地降低了临界胶束浓度,以亲水性药物为模型,观察到可持续释放,极有望用于药物控释。
另外,丙交酯与环状酯醚如对2二氧六环酮的共聚后可改善其亲水性,该共聚物是一种具有优良的柔韧性和弹性的手术缝合线材料。
2.2.5 L2丙交酯与淀粉共聚Chen等合成了淀粉接枝聚L2乳酸共聚物,这种接枝共聚物可直接用于淀粉2聚(ε2己内酯)和淀粉2聚乳酸共混物的热塑性塑料和两相相容剂。
涂克华等研究发现淀粉2聚乳酸接枝共聚物可有效地增加淀粉与聚乳酸的相容性,从而提高共混体系的耐水性和力学性能。
2.2.6其它He等将含双键的天然代谢物质苹果酸(羟基丁酸,马来酸)引入聚乳酸大分子的主链或侧链中,得到既具降解性、力学性能,又具反应性的功能材料,可作靶向控释载体以及组织和细胞工程的支架材料。
重庆大学罗彦凤等合成了基于马来酸酐改性聚乳酸(MPLA)的丁二胺新型改性聚乳酸(BMPLA),改善了聚乳酸的亲水性,完全克服了聚乳酸和马来酸酐改性聚乳酸降解过程中的酸性,并为进一步引入多肽和胶原等生物活性分子提供活性基团。
丁二胺改性聚乳酸可望具有优良的细胞亲和性,在组织工程中具有重要的应用潜力。
Wu等合成了新型两性分子壳聚糖聚丙交酯接枝共聚物,可在水性介质中形成以憎水性聚丙交酯链段为内核、亲水性壳聚糖链段为外壳的核壳胶束结构。
有望用于憎水性药物的诱捕和控制释放。
Luo等合成了低分子量聚N2乙烯吡咯烷酮(PVP)与聚D,L2丙交酯的新型两性二嵌段共聚物,这种二嵌段共聚物在水性溶液中能自组装成为胶束,有望用于肠道外注射用药物的药物载体。
Breitenbach等将聚乳酸和乙二醇的共聚物(PLG)嫁接到亲水性聚乙烯醇(PVA)上得到了生物可降解梳形聚酯PVA2g2PLG,通过调节PLG链长、组成以及PVA分子量等参数能有效控制降解速度,避免憎水性聚合物使亲水性大分子药物变性,可用于亲水性大分子药物蛋白质、缩氨酸和低(聚)核苷酸的肠道外药物传输体系。
Lo等合成了具有核壳结构的聚DL丙交酯与聚N2异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸共聚物的接枝共聚物[PLA2g2P(NIPAm2co2MAA)],其具有温度敏感性和p H敏感性,可用于抗癌类药物在细胞内传输的药物载体。
2.3共混改性最普通和重要的可生物降解聚合物都是脂肪族的聚脂如聚乳酸(PLA)、聚(ε2己内酯)(PCL)、聚氧化乙烯(PEO)、聚羟基脂肪酸丁酯(PHB)、聚乙醇酸(P GA)。
然而,任何一种都有些短处从而限制了其应用。
共混改性是另一类可以改善材料的机械性能和加工性能,并且降低PLA成本的有效途径。
共混物样品的制备方法目前广泛采用以下几种方式:熔融共混法、溶液浇铸成膜法、溶解P沉降法、用水作发泡剂,单螺杆或双螺杆挤出机制备发泡材料。
聚乳酸与另一类生物可降解高分子如由微生物合成的聚羟基脂肪酸酯(PH A)、化学合成的聚(ε2己内酯)(PCL)、聚氧化乙烯(PEO)、聚N2乙烯基吡咯烷酮(PVP)、可溶性磷酸钙玻璃微粒、葡聚糖以及天然高分子淀粉组成完全可生物降解共混体系,致力于从根本上解决塑料消费后造成的环境污染问题。
另一类,聚乳酸与非生物降解高分子如聚氨酯、聚苯乙烯[、聚异戊二醇接枝聚乙酸乙烯酯共聚物橡胶、对乙烯基苯酚(PVPh)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)[30]、聚丙烯酸甲酯(PMA)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)组成部分生物降解共混体系,这类体系不能从根本上解决环境污染问题。
2.4复合改性将聚乳酸与其它材料复合旨在解决聚乳酸的脆性问题,达到增强的目的,使其能满足于作为骨折内固定材料的用途。
目前可以分为以下几种复合体系:2.4.1聚乳酸与纤维复合将聚乳酸基体与聚乳酸纤维通过纤维集束模压成型得到聚乳酸自增强材料;用碳纤维增强PLLA复合材料,其初始弯曲强度高达412M Pa,模量达124GPa,具有相当的承载能力;Oksman等用天然亚麻纤维增强PLA,与传统用聚丙烯P亚麻复合材料相比,其制备方法类似,但复合物强度大大优于PPP亚麻复合材料;石宗利等先制得可任意调控降解速率且具有良好力学性能、相容性能和毒理学性能的聚磷酸钙(CalciumPolyphosphateCPP)纤维,然后以该纤维为增强材料研制出CPPPPLLA软骨组织工程三维连通微孔支架复合材料。
上海交通大学孙康等研制了改性甲壳素纤维增强聚乳酸复合材料,其中酰化改性可有效改善甲壳素衍生物的溶解性和熔融性,复合材料界面结合好,降低了P LA的降解速度,并使其具有更好的强度保持性,可更好地满足骨折内固定材料的应用。
2.4.2聚乳酸与羟基磷灰石复合羟基磷灰石(HAP)是人体骨骼的基本成分,与胶原蛋白和细胞紧密结合,连接软硬组织,并引导骨的生长,但制成的多孔状羟基磷灰石的力学性质不适合用于骨移植,将羟基磷灰石加入聚乳酸的三氯甲烷溶液,在真空条件下挥发溶剂制备出的复合物相对密度增加,压缩强度为9312MP a,压缩模量为2143GPa;Toshihiro等通过热压含有聚乳酸和羟磷灰石纤维(HA F)的混合物制得陶瓷聚合物复合生物材料,加入少量的HAF可以有效提高弹性模量,当引入20%(wt)～60%(wt)纤维时弹性模量高达5～10GPa。
目前,这种与聚乳酸的复合材料是一种重要的研究方向。
3、聚乳酸的应用3.1在生物医学上的应用目前可用的医用高分子材料有聚四氟乙烯、硅油、硅橡胶等数十种,但是从生物医学的角度上来看,这些材料还不算理想,在使用过程中多少有些副作用,而聚乳酸是应运而生的一种新型医用高分子材料。