低分子量聚乳酸对聚乳酸膜结构及性能的影响

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聚乳酸材料性能改进研究进展

收稿日期：2023-04-20基金项目：河北省大学生创新创业训练计划项目（课题号：S202210101005、S202210101008）作者简介：王培（1982-），女，毕业于山西师范大学，讲师，研究方向：可生物降解高分子材料的加工及应用，***************；通讯联系人：冯嘉玮（2002-），女，本科生在读，研究方向：高分子材料，*****************。

聚乳酸材料性能改进研究进展王培，冯嘉玮，邓祎慧，刘雪微，张帅（衡水学院应用化学系，河北衡水 053000）摘要：聚乳酸（polylacticacid ，PLA ）是一种以植物资源为原料合成的聚酯，主要应用于医学、生物、环境保护等领域。

随着科学技术的进步，对聚乳酸材料的性能提出了新的要求和用途，必须通过改性提高其加工与应用性能。

从物理改性、化学改性方面综述了PLA 性能改进的研究进展。

旨在保留PLA 性能的优势，为拓宽PLA 应用市场提供一定参考价值。

关键词：聚乳酸；物理改性；化学改性doi ：10.3969/j.issn.1008-553X.2024.02.003中图分类号：O648.17 文献标识码：A 文章编号：1008-553X （2024）02-0009-05安徽化工ANHUI CHEMICAL INDUSTRYVol.50，No.2Apr.2024第50卷，第2期2024年4月聚乳酸（PLA ），又称聚丙交酯或聚羟基丙酸，一种重要的乳酸衍生物，是由乳酸单体缩聚而成的可生物降解的高分子材料[1]。

因其具有可降解性、良好的生物相容性和力学性能及易于加工等特性被认为是最具发展前景的生物可降解材料之一，是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。

PLA 广泛应用于医疗卫生、包装材料、纤维、非织造物、建筑、农业等领域。

在医疗卫生方面，PLA 已应用于可降解手术缝合线、缓释药物载体[2]、医用伤口敷料[3]、3D 多孔聚乳酸支架[4]、人工皮肤[5]口腔固定材料、眼科材料等方面。

低分子量聚乳酸对聚乳酸膜结构及性能的影响

华　东　理　工　大　学　学　报 Journal of East Ch ina U niversity of Science and T echno logyV o l .30N o.52004210收稿日期:2004203205作者简介:洪　华(19642),江苏人,工程师,学士,研究方向为生物材料。

文章编号:100623080(2004)0520532204低分子量聚乳酸对聚乳酸膜结构及性能的影响洪　华,　钱　颖,　许　勇,　刘昌胜3(华东理工大学教育部医用生物材料工程研究中心,上海200237) 摘要:在不引入除溶剂和溶质以外的第三组分情况下,用溶液浇铸法制备表面呈孔聚乳酸膜。

通过在高分子量的聚乳酸中混入低分子量的聚乳酸,借助电子扫描电镜、差热分析、力学试验机考察低分子量聚乳酸对聚乳酸膜结构和性能的影响。

通过在高分子聚乳酸中混入低分子量的聚乳酸可以制备出表面呈孔膜,该膜可满足力学性能和生物相容性好的临床要求,该方法减少了影响膜性能的因素。

关键词:聚乳酸;膜;表面孔;低分子量中图分类号:TQ 17文献标识码:AI nf luence of L ow -m olecular W e ight Polylactic Ac id on the Properties and Structure of Polylactic Ac id M em braneH ON G H ua ,　Q IA N Y ing ,　X U Y ong ,　L IU Chang 2sheng3(E ng ineering R esea rch Cen ter of B io m ed ica l M a teria ls und er the M in istry of E d uca tion ECU S T ,S hang ha i 200237,Ch ina )Abstract :T he PLLA (L 2po lylactic acid )fil m w ith po rou s structu re at the su rface w ere fab ricated by casting so lu ti on techn ique w ithou t the ex tra 2com ponen t besides the so lven t and so lu te .T he low 2m o lecu lar w eigh t po lylactic acid w as m ixed w ith the h igh 2m o lecu lar w eigh t po lytactic acid and its influence on the p roperties and strucu re of po lylactic acid m em b rane w ere researched by scann ing electron m icro scopy ,dif 2feren tial scann ing calo rinetry and m echan ical test m ach ine .T he additi on of low 2m o lecu lar w eigh t PLLA resu lts in po rou s structu re at the su rface of the m em b rane as w e expected ,in the m eanw h ile it can also m eet the requ ir m en ts such as adequate m echan ical p roperties fo r the clin ical app licati on and good b i ocom 2p atib ility .T h is p rocess si m p lifies the influence on the p roperties of m em b rane .Key words :po lylactic acid ;m em b rane ;po rou s structu re at the su rface ;low 2m o lecu lar w eigh t 近年来发展起来的牙周引导性组织再生术(Gu ided tissue regenerati on ,GTR )的关键是屏障膜,要求GTR 膜一侧为致密结构以阻挡某些组织细胞长入创口,另一侧为多孔结构有利于促进新骨的形成,加速骨连接[1]。

聚乳酸(PLA)生物可降解材料资料

聚乳酸制品废弃在土壤或水中，47天内会在微生物、水、酸和碱的作用下彻底分解成CO2和H2O，成为植物光合作用的原料，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。
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聚乳酸降解概述
❖ 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) 。
聚乳酸降解因素
(4)立构规整性的影响：
在碱性条件下，降解速率为PDLA (PLLA)<P (LDL)A<PDLLA PDLLA 由于甲基处于间同立构或无规立构状态，对水的吸收
速度较快，因此降解较快；而对PLLA及PDLA来说水解分为2个阶段：第一阶段，水分子扩散进入无定型区，然后发生水解；第二阶段是晶区的水解，相对来说较为缓慢。（5)酶
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聚乳酸生物可降解材料
目录
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2021/4/21
1 生物可降解材料概况
2021/4/21
生物降解材料是20世纪80年代后随着环境、能源等矛盾的凸显而发展起来的新型材料，作为一种可自然降解的材料，在环保方面起到了独特的作用，其研究和开发已得到迅速发展，作为解决“白色污染”最为有效的途径，已引起环境专家、材料学家及更多领域人士的关注。
聚乳酸的端羧基(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。
内部降解快于表面降解，这归因于具端羧基的降解产物滞留于样品内，产生自加速效应。
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PLA的体内降解
❖ 随着降解进行，材料内部会有越来越多的羧基加速内部材料的降解，进一步增大内外差异。当内部材料完全转变成可溶性齐聚物并溶解在水性介质中时，就会形成表面由没有完全降解的高聚物组成的中空结构。进一步降解才使低聚物水解为小分子，最后溶解在水性介质中。整个溶蚀过程是由不溶于水的固体变成水溶性物质。

聚乳酸的热稳定性及力学性能的研究

摘要
摘要
近年来，由于 “ 白色污染”日益严重，不仅影响了人们的日常生活，而且给国家的经济生产带来巨大的危害。因此，开发可降解塑料已成为世界范围的研究
热点。聚乳酸是人工合成的热塑性的脂肪族聚ｐ。由于其具有良好的生物降解性ｉｎ
能，优异的生物相容性和生物可吸收性，在降解后不会遗留任何环保问题，在医学领域已被认为是最具有前途的可降解高分子材料，例如用作手术缝合线，骨科固定材料，药物缓释和组织培养等。另外，聚乳酸还具有较高的弹性模量和硬度，可以用于包装材料。在环保要求的推动下，人们对聚乳酸产生了进一步的研究兴趣和重视，开始将其作为通用塑料替代产品的探索和开发。但是ＰＡ自Ｌ身的不足
Ｔｅｆｅｉｉｆｃｓｒｅｃｂｄｇｄｂｍｔｉｓｔｗｒ．ｙｃｄｉｈｒｏ，ｏｕｔｅａｈｅｒａｌａｒｌｉｈｏＰｌａｔｅｅｒｔｓｏｒｉａｅｅａｎｓｏｅｄｏｌｉｓｃｅｉｌｈｔｔｒｏｌｔｐｌｓｒｐｏｕｅｆｍｎｗｂｅｏｒｓＩｈｓｈｍｃａｐａｃｍｐｓｃｙｔ，ｃｄｒｅａｌｒｕｅ．ａａｌｉｈｉｅａｉｏｅｅｒｄｒｅｏｅｃｔｓｂｅｒａｔｔｍｓｏｔｏｂｄｇｄｂｐｌｅｉｔｅｄａｆｌｂｃｕｏｅｎｒｏｏｔｏｋｅｒａｌｏｍｒｈｍｉｌｅａｓｆｅｄｈｇｅｕｌｉａｅｙｎｅｃｉｄｅｏｅｉｅｃｌｎｂｄｇｄｂｉ，ｃｍａｂｉａｄａｒｌｉ．ａｅｕｄｔｘｅｅｔｅｒａｉｔｂｏｐｔｉｙｂｓｂｌＩｈｂｎｉｓｌｉａｌｉｏｙｏｉｌｎｉｏｉｙｔｅｓｎｔｏｔｓｅｓｒｃｌｒａｄｌｔｃｎｏｅｄｇｉｒａｄｕｃｌｒ．ｒｖｒｕｉｓｕｓｉｐｎ，ｔｌｄｄｌｅ，ｔｓｅｔｅＭｏｏｅｇａｕｅｎｍａｓｏｒｌｒｅｖｙｎｉｔｕｓｕｕｅ，ｐｌａｉｃａｏｕｅｔｐｃａｅａｓｏｉｈｈｄｌａｄｆｅ．ｏｌｔｅｌｂｓｏｋｇｂｃｅｔｉｍｕｓｓｆｓｙｃｄａｓｅｄａｎｅｕｆｇｏｕｎｔｎｓｓｉ

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。

聚乳酸技术——精选推荐

聚乳酸技术1.引言聚乳酸是一种用途广泛的、生物可降解脂肪族聚酯，它来源于100%的可再生资源，如：棉花、甜菜。

在很多商品领域，聚乳酸有很大的应用前景。

尽管聚乳酸的综合性能优良，但其高昂的成本制约了它的商业竞争力（每磅价格高于2美元）。

直到现在，聚乳酸很少有取代石油基塑料商品应用的成功先例，它的最初应用仅限于医学应用，如：手术缝合线。

1997年，两家大公司宣布合并成立Cargill Dow LLC新公司，致力于聚乳酸的生产和营销上，目的在于减少生产成本，使聚乳酸成为批量生产的塑料。

聚乳酸可以通过乳酸直接缩合和环状二聚体的开环聚合得到（图1）。

由于直接缩合聚合是一个平衡反应，在聚合反应的后期很难出去痕量的水，这限制了最终分子量。

尽管Mitsui Toatsu Chemicals 取得了用高沸点溶剂共沸蒸馏法促进直接酯化过程中水的去除，从而获得高分子量聚乳酸，大部分工作仍集中在开环聚合上。

图1.聚乳酸聚合路线Cargill Dow LLC公司在聚乳酸基聚合物的低成本连续生产过程活得了专利。

该过程在熔体中而不是溶液中综合考虑了合成丙交酯和聚乳酸的实际环境和经济效益，首次得到了基于可再生资源的商业化且实际可行的生物降解聚合物。

该过程从乳酸水溶液制备低分质量聚乳酸预聚体的直接缩合开始（图2）。

然后，采用锡类催化剂提高分子内成环反应速率，将该预聚体转化成丙交酯的不同异图2 聚乳酸预聚体和丙交酯的合成示意图体混合物。

熔融的丙交酯混合物通过真空蒸馏纯化。

最后，在熔体状态下，高分子量的聚乳酸经锡类催化剂催化开环聚合得到，从而完全避免使用价格高昂且环境不友好溶剂。

聚合完成后，所有没有反应的单体在真空下除去，并被用作反应的初始原料（图3）。

图3 聚乳酸的无溶剂合成过程在明尼苏达州，装有一套采用该工艺过程的年产80万磅的生产线。

近来，Cargill Dow LLC公司宣布将在北美于2002年建设年产3000万磅的聚乳酸工厂，并在不久的将来，在欧洲建设另外的聚乳酸工厂。

聚乳酸生物降解的研究进展

聚乳酸生物降解的研究进展一、本文概述随着全球环境问题的日益严峻，特别是塑料废弃物对环境的污染问题，生物降解材料的研究与应用越来越受到人们的关注。

聚乳酸（PLA）作为一种重要的生物降解材料，因其良好的生物相容性、可加工性和环保性，在包装、医疗、农业等领域具有广泛的应用前景。

本文旨在综述聚乳酸生物降解的研究进展，包括其生物降解机制、影响因素、改性方法以及应用现状，以期为聚乳酸的进一步研究和应用提供参考。

本文首先介绍了聚乳酸的基本性质，包括其分子结构、合成方法以及主要性能。

接着，重点分析了聚乳酸的生物降解机制，包括酶解、微生物降解和动物体降解等过程，并探讨了影响聚乳酸生物降解的主要因素，如结晶度、分子量、添加剂等。

在此基础上，本文综述了聚乳酸的改性方法，包括共聚、共混、填充和表面改性等，以提高其生物降解性能和机械性能。

本文总结了聚乳酸在包装、医疗、农业等领域的应用现状，并展望了其未来的发展趋势。

通过本文的综述，旨在为聚乳酸生物降解的研究与应用提供有益的参考，同时为推动生物降解材料的发展贡献一份力量。

二、聚乳酸的生物降解机理聚乳酸（PLA）的生物降解主要依赖于微生物的作用，这些微生物包括细菌和真菌，它们能够分泌特定的酶来降解PLA。

生物降解过程通常包括两个主要步骤：首先是微生物对PLA表面的附着和酶的产生，然后是酶对PLA的催化水解。

在降解过程中，微生物首先通过其细胞壁上的特定受体识别并附着在PLA表面。

随后，微生物开始分泌能够降解PLA的酶，这些酶主要包括聚乳酸解聚酶和酯酶。

聚乳酸解聚酶能够直接作用于PLA的酯键，将其水解为乳酸单体；而酯酶则能够水解PLA链末端的乳酸单体。

水解产生的乳酸单体可以被微生物进一步利用，通过三羧酸循环等途径转化为二氧化碳和水，或者用于微生物自身的生长和代谢。

这个过程中，微生物扮演了关键的角色，它们不仅能够降解PLA，还能够将降解产生的乳酸完全矿化为无害的物质。

值得注意的是，PLA的生物降解速率受到多种因素的影响，包括PLA的分子量、结晶度、形态、微生物的种类和活性、环境温度和湿度等。

聚乳酸复合材料

效果：柔性提高，玻璃化温度降低明显，弹性模量下降，断裂伸长率提高，即在一定程度上韧性增加，生物相容性提高。
共聚改性
背景：均聚PLA为疏水性物质、降解周期难控制刚性大、难以加工
定义：通过调节乳酸和其他单体的比例来改变聚合物的性能
例：
FeiJen合成了乳酸与带保护基的L-天冬氨酸、 L-赖氨酸、L-半胱氨酸和L-甘氨酸的二聚体。 Ohya合成了羟基乙酸与带保护基的L-天冬氨酸、L-赖氨酸、L-半胱氨酸的二聚体。
骨科固定及组织修复材料
人工合成载体
在修复骨缺损方面，PLGA-MS释放系统结合生物活性骨诱导蛋白,作为骨组织工程的生物材料具有重要的应用意义
机理：
骨形成蛋白(BMP)可诱导未分化间充质细胞不可逆地分化为软骨细胞的成骨细胞,为骨缺损修复重建的重要生长因子。而单纯的BMP在机体内会发生流失、降解和吸收,故不能有效地发挥其骨诱导作用。
聚乳酸及聚乙二醇改性聚乳酸IR谱图
聚乳酸及聚乙二醇改性聚乳酸DSC谱图
聚乳酸及聚乙二醇改性聚乳酸的接触角和吸水率
共混改性
共混改性：将两种或两种以上的聚合物进行混合，通过聚合物各组分性能的复合达到改性目的
按共混组分生物降解性分：
完全生物降解体系
PLA完全生物降解共混体系 PLA／PHA共混体系 PLA／PCL共混体系 PLA／PEO共混体系 PLA／PVP共混体系 PLA／淀粉共混体系
Morita合成了羟基乙酸与带保护基的L-丝氨酸的二聚体。
聚乙二醇改性聚乳酸共聚物
PLA-PEG-PLA三嵌段共聚物由精制的丙交酯与聚乙二醇本体聚合而得，以辛酸亚锡为催化剂，共聚产物用丙酮溶解，蒸馏水中沉淀纯化
聚合温度、时间、聚乙二醇摩尔含量、聚乙二醇链段长度等对共聚物分子量都有影响

聚乳酸纤维的结构性能及发展应用

聚乳酸纤维的结构性能及发展应用摘要本文介绍了聚乳酸纤维的合成方法及其结构性能并进一步阐述了其发展状况和应用领域，简单介绍了聚乳酸纤维的应用前景关键词聚乳酸纤维性能结构应用发展一、聚乳酸纤维的简介1．1 聚乳酸纤维的定义聚乳酸纤维，即称PLA纤维，是一种可完全生物降解的新型合成纤维。

聚乳酸它是用谷物(玉米、甜菜、土豆、山芋等)以及有机废弃物(玉米芯或其他农作物的根、茎、叶、皮等)中发酵和蒸馏提取的乳酸为基本原料经聚合而制得的高分子聚合物———聚乳酴，并通过溶液纺丝来得到聚乳酸纤维，它可加工为长丝、短死、单丝、非织造布，以及编织物、带子、缆绳等多种制品。

聚乳酸纤维不仅原料资源丰富，而且其制品废弃后可在突然或海水中的微生物作用下分解为二氧化碳和水，并且燃烧时不会散发毒气，不会造成污染。

是一种被称为可持续发展的生态纤维。

1．2 聚乳酸纤维的合成聚乳酸纤维的原材料聚乳酸纤维由玉米、甘蔗或甜菜通过发酵和蒸馏的方法提取乳酸,聚合成聚乳酚,通过溶液纺丝方法得到聚乳酸纤维,可加工成短纤维、复丝和单丝形式。

聚乳酸纤维也称为聚丙交酯，属于聚酯家族,它具有与聚醋几乎同等强度和伸长。

其循环过程为：农作物——淀粉发酵——乳酸——聚乳酸——纤维——降解一农作物二、聚乳酸纤维的结构性能聚乳酸纤维的化学结构乳酸是乳酸杆菌产生的一种碳水化合物,是生物体（包括人体）常见的天然化合物。

目前所知的聚乳酸有聚d一聚乳酸、聚L一乳酸和聚—dL乳酸等。

生产纤维一般采用PLLA2. 1 聚乳酸( PLA) 纤维的结构特征纤维结构包括形态结构和聚集态结构, 是纤维的固有特征和本质属性。

不同的纤维结构决定了纤维具有不同的物理、化学性质。

聚乳酸( PLA )纤维原料和生产工艺的特殊性决定了聚乳酸纤维具有异于一般纤维的特殊结构。

2. 2 PLA纤维的化学组成和分子结构聚乳酸( PLA)是由乳酸聚合而成的一种分子中带有酯键的脂肪族聚酯材料。

乳酸的分子式为CH3CH( OH) COOH, 即2- 羟基丙酸,分子中既有羟基,又有羧基。

PLA规格

PLA规格时间与作者论文名杂志名机构PLA：重均分子量Mw为150 000，Toray株式会社；2013年12月沈鹏，张秋吉，杨昌玉，陈顺权，杜如虚PLA-PEG-PLA嵌段共聚物合成及其共混改性聚乳酸中空纤维膜抗污染性能研究膜科学与技术．广州中国科学院先进技术研究所水科学研究中心，广州511458；2．深圳大学化学与化工学院，深圳518060)PLLA粒料：医用级，深圳市光华伟业实业有限公司；2010年7月何江川李世君谢飞王宗意缪刚PLA-PPC一淀粉的溶液共混改性化工新型材料北京联合大学生物化学工程学院生物医药系聚乳酸颗粒：数均分子量1×105，深圳市易生材料有限公2013年8月赵婧，杨庆聚乳酸僳己内酯共混膜的制备及其性能膜科学与技术东华大学1．材料科学与工程学院；2．纤维材料改性国家重点实验室，PLA(Mn=500000)，山东医疗器械研究所2007年第26卷第8期田冶，杨菊林，杨媛，周长忍聚乳酸膜氨等离子处理的表面性能化工进展(暨南大学材料科学与工程系PLA：NatureWorks3051D注塑级蓝小平张向南P(3HB-co-4HB)／PLA共混材料力学性能、热性能研究第二届中国国际生物降解塑料应用研讨会深圳意可曼生物科技有限公司PLA：2002D，玻璃化温度63．2℃，熔点171．5℃，平均摩尔质量100000g／mol，Natureworks公司；2008年2月焦明立．滕翠青。

韩克清。

余木火PLA／PEG共混材料的自增韧研究。

塑料工业东华大学材料学院东华大学纤维材料改性国家重点实验室PLA：PLA3051D，美国Natureworks公司；2012年4月尤伟，潘礼存，孟涛，杨淳，韩克清，余木火PLA／PPA共混材料的相容性和热力学性能塑料工业东华大学材料科学与工程学院，纤维材料改性国家重点实验室PLA(美国Natuer Work公司)、2009.05张显华SF/PLA共混非织造纤维网的制备与性能研究苏州大学硕士学位论文聚乳酸均为L一型聚乳酸即PLLA，由华东理工2004年10月洪华，钱颖，许勇，刘昌胜低分子量聚乳酸对聚乳酸膜结构及性能的华东理工大学学报华东理工大学教育部医用生物材料工程研究中心，大学和中科院长春应用化学研究所提供：聚乳酸1﹟：数均分子量Mn=381 633，分子量分布d=Mw／Mn=2．08；聚乳酸2﹟：Mn=182 360，d=2．14；聚乳酸3﹟：Mn=12 750，d=2．23；聚乳酸13﹟：聚乳酸1﹟和3﹟的混合物；聚乳酸23﹟：聚乳酸2﹟和3﹟的混影响PLA：分子质量1.0×美国Natureworks公司；2012年2月刘华，王曙东PLGA/PLA 共混纳米纤维膜的结构与性能纺织学报盐城纺织职业技术学院纺织工程系PLA(美国Natuer Work公司)、2009.02桂宗彦, 陆冲, 李勇锋,程树军PGS-PLA共混材料的制备和性能华东理工大学学报(自然科学版)华东理工大学材料科学与工程学院,超细材料制备与应用教育部重点实验室聚乳酸吹膜级宁波环球塑料制品有限公司# 2012.04夏刘文涛朱诚身何素芹王丽娜PET/PLA共混物相容性和结晶性能的研究中国塑料郑州大学材料科学与工程学院聚乳酸(PLA):数均相对分子量Mn为1200 g/mol,美国Natureworks公司生产2009年11月王燕燕,陈思羽中,王玉忠,李洪超,华尔德PC/PLA共混物的酯交换反应与相容性高分子材料科学与工程四川大学化学学院,环境友好材料教育部工程研究中心,四川成都610064;2.拜耳材料科技贸易(上海)有限公司,上海201206; 3.拜耳材料科技有限公司,香港)5 10。

聚乳酸的合成、结构及性能

聚乳酸的合成、结构及性能摘要聚乳酸是生物可降解的高分子合成材料，由于其降解产物无毒，在生物医学和环保领域都得到了广泛的关注。

本文对聚乳酸的合成方法、结构、性能等进行了系统阐述。

并对聚乳酸进行了展望。

关键词聚乳酸合成方法结构性能引言聚乳酸（PLA）又称为聚丙交酯，是一种新型的、对环境友好且性能优良的高分子材料。

而聚乳酸本身无毒、无刺激性．还具有很好的生物相容性和人体体内可吸收性，它在环境中能被微生物或在酸碱性水溶液介质中被降解为乳酸并最终被完全分解成二氧化碳和水。

对环境不造成任何的污染与危害。

因此，可以广泛地应用于人造骨骼等医用塑料、地膜保温棚等农用塑料，一次性餐盒等食具塑料以及各种塑料制品，也可以加工成纤维、织物并制成服装，市场潜力极大[1]。

1.聚乳酸的晶体结构[2]只要PLA的立体规整度足够高，本体或溶液中的PLA就会结晶。

PLA结晶度、晶体大小和形态均影响制品的性能(如冲击强度、开裂性能、透明性等)。

现已发现PLA有3种晶格结构，即α晶系,β晶系，γ晶系,它们分别具有不同的螺旋构象和单元对称性。

在不同结晶条件或不同外场诱导作用下，可形成不同类型的球晶。

α晶系是最常见也是最稳定的一种晶型，它可以在熔融、冷结晶以及低温溶液纺纱等过程中形成。

Sancta等最先报道α晶系为斜方晶体，晶胞的三条棱的边长a，b，c分别为1．07，0．645，2．78nm，晶轴之间的夹角(α，β，γ)均为90°。

晶胞中PLA分子链的构象为左旋的103 螺旋(每3个乳酸单元上升10×10-10m，下同)。

Marge等的研究显示，PLA的α晶系中a，b，c分别为1．07，0．61，2．89 nm，α，β, γ均为90°。

α晶系的熔融温度为185℃。

β晶系最先由Elgin等提出：β晶系可在高温溶液纺纱过程中形成，它也是一种稳定的晶型。

只有在高温、高拉伸率的情况下，α晶系才能够转变成β晶系。

β晶系a，b，c分别为1.031，1．821，0．900nm，α，β，γ均为90°，是斜方晶体,分子链构象为左旋的31螺旋(每个乳酸单元上升3×10-10m，下同)，每个晶格包含6个螺旋。

聚乳酸的结构、性能与展望

聚乳酸的结构、性能与展望聚乳酸是一种由乳酸分子聚合而成的生物降解性高分子材料，具有优良的生物相容性和可降解性。

近年来，随着环保意识的增强和生物医学领域的需求，聚乳酸的研究和应用越来越受到。

本文将探讨聚乳酸的结构、性能及其在各个领域的应用前景，同时分析当前研究中面临的挑战和问题，并提出相应的解决方案。

聚乳酸的分子结构由乳酸分子中的羟基与另一个乳酸分子中的羧基之间进行缩聚反应形成。

其分子链中存在大量的酯键，使得聚乳酸具有较好的生物降解性。

聚乳酸具有较好的机械性能，如高强度、高模量等，同时具有优异的热稳定性和绝缘性能。

聚乳酸还具有较好的耐油性和耐化学腐蚀性。

聚乳酸具有良好的生物相容性和可降解性，在体内可被分解为水和二氧化碳，最终排出体外。

聚乳酸还具有较低的免疫原性和较好的生物活性，使其在生物医学领域中具有广泛的应用前景。

在生物医学领域，聚乳酸被广泛应用于药物载体、组织工程、人工器官等方面。

例如，利用聚乳酸制备的药物载体能够实现药物的定向传输和可控释放，提高药物的疗效并降低副作用。

由于聚乳酸具有优异的可降解性和环保性，其在包装材料领域的应用越来越受到。

利用聚乳酸制备的包装材料能够有效地保护商品，同时减少对环境的污染。

在建筑领域，聚乳酸可用于制备建筑材料，如塑料门窗、防水材料等。

这些材料不仅具有较好的物理性能，还可实现资源的有效利用和环境保护。

聚乳酸的制备需要使用大量的乳酸原料，导致其成本较高。

为降低成本，可考虑采用廉价的原材料替代部分乳酸，如淀粉、纤维素等。

提高生产工艺的效率也是降低成本的重要途径。

聚乳酸的降解速率过快，可能导致其在某些领域的应用效果不佳。

为解决这一问题，可通过对聚乳酸进行改性处理，如添加交联剂、引入长支链结构等，以调节其降解速率。

聚乳酸的加工成型较困难，对其应用范围造成一定限制。

为此，可研发新型的加工设备和工艺，提高聚乳酸的加工成型效率和质量。

聚乳酸作为一种生物降解性高分子材料，具有优良的生物相容性和可降解性，在生物医学、包装材料、建筑等领域具有广泛的应用前景。

聚乳酸综述

聚乳酸的合成、生产、加工及应用发展综述摘要：综述了在目前面临石油危机情况下，聚乳酸作为一种可生物降解的高分子聚合物，在当今社会的发展现状及其前景。

阐述了聚乳酸的直接合成法、聚合法、改性合成及新型合成工艺。

关键词：聚乳酸，合成，改性，应用一、前言聚乳酸(PLA)，也称聚丙交酯，是以玉米等富含淀粉的农作物为原料，经过现代生物技术合成乳酸，再经过特殊的聚合反应过程生成的高分子材料。

聚乳酸具有完全可降解性，埋入土壤中6-12个月即可发生降解，聚乳酸制品在使用后可降解成二氧化碳和水。

因此，聚乳酸是一种真正意义上的能完全降解的生物环保材料，被视为继金属材料、无机材料、高分子材料之后的“第四类新材料”。

由于聚乳酸树脂具有环境保护、循环经济、节约化石类资源、促进石化产业持续发展等多重效果，是近年来开发研究最活跃、发展最快的生物可降解材料，也是目前唯一一种在成本和性能上可与石油基塑料相竞争的植物基塑料[1]二、聚乳酸（PLA）公开的相关专利聚乳酸使用后可完全降解，不会对环境造成污染，使之技术开发成为当前研究的热点，从近几年聚乳酸相关专利的申请就可见端倪。

1997年至2010年国内聚乳酸专利申请总数呈增长趋势，其中2008年数量达到最多，聚乳酸专利申请数跃居生物降解塑料领域榜首，约占各类生物降解塑料申请总量的38％。

[2]国内申请人公开的聚乳酸相关专利领域分布目前中国申请人公开的聚乳酸相关专利，技术领域分布于医用、制备、包装和纤维等，其中主要为医用和制备。

国外申请人公开的聚乳酸相关专利领域分布上表数据表明，国外申请人的聚乳酸相关专利申请涉及的领域较多，而且分布较为平均。

三、我国聚乳酸产业发展现状解析3.1 生产工艺聚乳酸的生产过程如下：①先将富含淀粉的农作物转化成葡萄糖溶液；②将葡萄糖溶液经过特殊的发酵过程(以生物酶为催化剂)转化成乳酸；③经过提纯和浓缩的乳酸采用直接聚合(一步法)或乳酸脱水环化制成环状二乳酸(丙交酯)，环状二乳酸再开环聚合(二步法)的方法得到聚乳酸，见图1(略)和图2(略)。

聚乳酸相对分子量_解释说明以及概述

聚乳酸相对分子量解释说明以及概述1. 引言1.1 概述聚乳酸是一种重要的生物可降解材料，具有广泛的应用前景。

随着对环境保护和可持续发展的要求日益提高，聚乳酸在包装材料、医药领域、纺织品、食品包装等各个领域都得到了广泛应用。

相对分子量作为聚合物性质的一个重要参数，对于聚乳酸的性能和应用具有关键影响。

1.2 文章结构本文分为五个部分来全面介绍聚乳酸相对分子量及其相关内容。

首先，在引言部分将说明文章的目的和结构。

然后, 第二部分将详细解释聚乳酸的定义和性质，并介绍相对分子量的概念和计算方法以及聚乳酸相对分子量在不同应用领域中的重要性；第三部分将探讨影响聚乳酸相对分子量的因素，如原料选择、制备方法、反应条件、催化剂选择与调控以及环境因素；第四部分将介绍常用于测定和表征聚乳酸相对分子量的方法，包括凝胶渗透色谱法（GPC）以及其他常用测定方法的优缺点比较；最后，在结论部分对聚乳酸相对分子量进行总结，并展望其未来研究方向。

1.3 目的本文的主要目的是为读者提供关于聚乳酸相对分子量的详细解释和说明。

通过探讨聚乳酸相对分子量的定义、计算方法和重要性，读者将更加深入了解聚乳酸在不同领域中的应用潜力。

此外，文章还将介绍影响聚乳酸相对分子量的因素以及测定和表征聚乳酸相对分子量的常用方法，帮助读者全面了解这一领域的最新进展。

通过阅读本文，读者将能够获得与聚乳酸相对分子量相关的知识，并为今后的研究和实践工作提供参考依据。

2. 聚乳酸相对分子量解释说明2.1 聚乳酸的定义和性质聚乳酸是一种生物可降解塑料，由乳酸单体通过聚合反应得到。

乳酸是一种天然存在于动植物中的有机酸，可以通过发酵或化学合成方式获得。

聚乳酸具有良好的生物相容性和可加工性，并且其产物二氧化碳和水在自然环境中易于降解。

2.2 相对分子量的概念和计算方法相对分子量表示聚合物链上各个单体的重复次数，是衡量聚合度大小的重要参数。

对于聚乳酸来说，相对分子量通常用多肽链段长度来表示，单位为Dalton（Da）。

聚乳酸(PLA)的文献报告

合成PDLA-b-PDMAEMA和PLLA-b-PDMAEMA
பைடு நூலகம்
三步合成法：（1）用三异丙醇铝引发可控开环聚合（ROP）（2）将PLLA和PDLA和溴代异丁酰溴反应（3）ATRP聚合DMAEMA
ω-羟基聚乳酸（PLA-OH）的合成
用三异丙醇铝作为引发剂合成PLLA和PDLA：
合成ω-溴代异丁酰氯聚乳酸大单体引发剂（PLA-Br）
合成PDLA-PDMAEMA和PLLA-b-PDMAEMA
CH3 H3 C H C CH3 O O C C H O O C
n
CH3 CH CH3 O O C C CH3
Br
DMAE EMA
改性的方法： 1、采用亲水单体和乳酸共聚改善其相容性。比如乳酸和羟基乙酸共聚，和淀粉共聚可以增加其生物降解性且降低成本。 2、加入低分子量的增塑剂改善其脆性，使其塑性增加。如甘油，山梨醇。 3、采用嵌段共聚增强抗张强度和抗张模量比如 PEO，PVAc，聚乙二醇，天然的纤维比如黄麻纤维。 4、PLLA和PDLA以不同的比例的共混提高PLA的熔融温度，结晶度，热变形温度。
聚乳酸（PLA)的文献报告
背景：固体污染越来越严重，提出生物可降解塑料的概念。
可降解材料：聚乳酸（PLA)，聚乙交酯（PGA)，聚羟基脂肪酸聚酯（PHA）
应用：包装材料（薄膜，容器，涂料）、纤维、生物相容性材料（手术缝合线）等等用途。
性质：机械性能介于PS和PET之间缺点： 1、单体右旋丙交酯和左旋丙交酯分离比较困难 2、机械和阻隔性能差 3、PLA是脆性材料，结晶度不高，强度不够高 4、PLA的热变形温度低，在加工过程或湿度条件下易水解

聚乳酸(PLA)生物可降解材料资料

不同细菌对不同构形的聚乳酸的降解情况是不同的。研究结果表明，镰刀酶念珠菌、青霉菌都可以完全吸收D,L 乳酸，部分还可以吸收可溶的聚乳酸低聚物。
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5降解影响因素
(1) pH值
酸或碱都能催化PLA水解。聚乳酸在碱性条件下降解速率>酸性条件下降解速率>中性条件下降解速率。
(2)结晶度
降解过程总是从无定形区到结晶区. 这是由于结晶区分子链段堆积紧密，水不容易渗透进去。先渗入无定型区，导致酯键的断裂，当大部分无定型区已降解时，才由边缘向结晶区的中心开始降解。在无定型区水解过程中，生成立构规整的低分子物质，结晶度增大，延缓了进一步水解的进行
聚乳酸的端羧基(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。
内部降解快于表面降解，这归因于具端羧基的降解产物滞留于样品内，产生自加速效应。
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PLA的体内降解
❖ 随着降解进行，材料内部会有越来越多的羧基加速内部材料的降解，进一步增大内外差异。当内部材料完全转变成可溶性齐聚物并溶解在水性介质中时，就会形成表面由没有完全降解的高聚物组成的中空结构。进一步降解才使低聚物水解为小分子，最后溶解在水性介质中。整个溶蚀过程是由不溶于水的固体变成水溶性物质。
聚乳酸制品废弃在土壤或水中，47天内会在微生物、水、酸和碱的作用下彻底分解成CO2和H2O，成为植物光合作用的原料，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。
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聚乳酸降解概述
❖ 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) 。

聚乳酸的基础知识

聚乳酸的基础知识聚乳酸有良好的生物可降解性使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利。

聚乳酸有良好的机械性能及物理性能，适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛。

可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。

进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地面垫等等，市场前景十分看好。

聚乳酸有良好的相溶性和可降解性，在医药领域应用也非常广泛，如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等，低分子量聚乳酸作药物缓释包装剂等。

聚乳酸的合成：聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，一淀粉为原料，经过连续式乳酸发酵和连续式非溶剂法乳酸聚合工艺就能生产出聚乳酸。

以聚乳酸为原料可生产全降解塑料，其在环保、医疗、日常包装领域具有广阔的应用前景。

是一种新的可再循环再生材料，符合现代环保趋势。

聚乳酸是一种全新形态的塑料,它来源于自然循环再生的概念，一个和现今传统塑料正好相反的概念，它不是由有限的石化资源（石油）所制成，而是使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。

淀粉原料可经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。

90年代由葡萄糖转成乳酸的制造技术已有重大的突破，聚乳酸生产技术的改进降低了聚乳酸的生产成本。

聚乳酸的分解：聚乳酸的分解有两个阶段：经水解反应分解之后再靠微生物分解。

在自然环境中首先发生水解，然后，微生物进入组织物内，将其分解成二氧化碳和水。

在堆肥的条件下（高温和高湿度），水解反应可轻易完成，分解的速度也较快。

在不容易产生水解反映的环境下，分解过程是循序渐进的。

传统石化原料会增加二氧化碳的释放，但聚乳酸不会有此现象，在分解过程中产生的二氧化碳，可再次被使用成为植物进行光合作用所需的碳原子。

聚乳酸的特性：聚乳酸除了有生物可降解塑料的基本的特性外，还具备有自己独特的特性。

传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。