最新聚乳酸的降解机理复习进程
聚乳酸(PLA)生物可降解材料资料
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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。
pla降解条件
PLA降解条件简介聚乳酸（Polylactic Acid，PLA）是一种生物可降解的聚合物，由乳酸分子通过酯化反应聚合而成。
PLA具有良好的生物相容性和可降解性，因此被广泛应用于医药、食品包装、纺织品等领域。
然而，PLA的降解速度受到多种因素的影响，本文将探讨PLA的降解条件及其影响因素。
PLA降解条件PLA的降解条件包括温度、湿度、pH值、微生物等因素。
这些条件对PLA的降解速度产生重要影响。
温度温度是影响PLA降解速度的重要因素之一。
一般而言，较高的温度会加速PLA的降解过程。
在常温下，PLA的降解速度较慢，但当温度升高到一定程度时，PLA的链断裂速率会明显增加。
这是由于高温能够提供足够的能量，使PLA分子链内部的键能够被破坏，从而导致降解的发生。
湿度湿度是另一个影响PLA降解速度的重要因素。
湿度越高，PLA的降解速度越快。
这是因为湿度会导致PLA分子链中的酯键水解，从而加速降解过程。
当湿度较低时，PLA的链断裂速率较慢，降解速度也相对较慢。
pH值pH值是影响PLA降解速度的另一个关键因素。
一般而言，较低的pH值会加速PLA的降解。
这是由于酸性环境能够促使PLA分子链中的酯键水解，从而导致降解的发生。
相反，较高的pH值会减缓PLA的降解速度。
微生物某些微生物也可以影响PLA的降解速度。
一些特定的细菌和真菌具有PLA降解的能力，它们能够分泌特定的酶来水解PLA分子链中的酯键，从而加速降解过程。
这种微生物降解PLA的过程被称为生物降解。
PLA降解过程PLA的降解过程主要包括水解和微生物降解两种方式。
水解水解是PLA降解的主要方式之一。
在水解过程中，PLA分子链中的酯键被水分子水解，形成乳酸单体。
水解过程可以通过湿度、温度和pH值等因素来调控。
当这些条件适宜时，水分子能够进入PLA分子链内部，与酯键反应，从而导致链断裂和降解的发生。
微生物降解微生物降解是另一种重要的PLA降解方式。
一些特定的细菌和真菌能够分泌特定的酶，能够水解PLA分子链中的酯键，从而加速降解过程。
聚乳酸的降解研究
化 工 新 型 材 料 ＮＥＷ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ
第 ４１ 卷 第 １ 期 ２０１３ 年 １ 月
聚乳酸的降解研究
孙 媚 华１ 陈 迁２ 宋 光 泉３＊
（１．江 门 市 环 境 监 测 中 心 站 ，江 门 ，５２９０００；２．中 国 科 学 院 广 州 生 物 医 药 与健康研究院，广州 ５１０６６３；３．仲恺农业工程学院化学化工学院，广州 ５１０２２５）
油浴 加 热。 升 温 至 １１０℃ 搅 拌 脱 水 ０．５ｈ；真 空 压 力 为 ０．０８５ＭＰａ，温度 １２０℃ 下 反 应 ３ｈ；按 比 例 加 入 催 化 剂 碘 化 钾 ， 在一定的温度和０．０８５ＭＰａ压 力 下 搅 拌 反 应 一 定 的 时 间。 反 应结束后冷却 到 室 温，将 产 物 溶 解 于 丙 酮，用 无 水 乙 醇：蒸 馏 水＝１∶２ 沉 淀 产 物，离 心 （５０００ｒ／ｍｉｎ，１０ｍｉｎ），得 沉 淀。４０℃ 真空干燥２４ｈ，得产物。所得 ＰＬＡ 的数均分子量为５５３００。 １．３．２ 水 解 法
３．Ｚｈｏｎｇｋａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０２２５）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏ－
ｐｙ（ＦＴ－ＩＲ）ａｎｄ ｇｅｌ ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｉｔｓ ｇｒｏｕｐｓ ａｎｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｗｅｒｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｅｓｔｅｒ ｂｏｎｄｓ ｃｌｅａｖａｇｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｓｔｅｒ ｂｏｎｄ ｂｒｏｋｅｎ ｗａｓ ｏｆ ａｎｙ ｆｒａｃｔｕｒｅ．Ｉｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ＰＬＬＡ，ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｓｓ ｌｏｓｓ ｗａｓ ＨＣｌ＞ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｂｕｆｆｅｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎ＞ ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ；Ｉｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ＰＬＬＡ，ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｗａｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇ ｏｆ ｄｅｇｒａｄａ－ ｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｉｎｓｔｅａｄ ｏｆ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｈａｄ ｓｏｍｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｌｏｓｓ ｕｎｄｅｒ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｆｏｒ ３０ｍｉｎ． Ｉｔ ｗａｓ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｔｈａｔ ｓｏｍｅ ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｉｎｇ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ａｍｏｎｇ ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ．
浅谈聚乳酸及共聚物的降解
浅谈聚乳酸及共聚物的降解随着科学的进步，社会的发展，越来越多的高分子聚合物出现在人们日常生活中，俨然已经成为人们必不可少的生活用品，与人们的日常生活密切相关，如塑料口袋、汽车轮胎以及一些复合纤维。
高分子聚合物的应用，的确给人们带来了很多方便，与此同时，它也带来了一些问题，因为它们都属于有机物，所以在使用以后的善后处理工作就显得不那么容易。
首先，它不能燃烧，因为不论是塑料还是轮胎，它们在燃烧的时候会造成很大的污染，伴随着燃烧不充分的一氧化碳排到空气，对人体的伤害很大，对自然的破坏也很大；其次，不能掩埋，由于其特殊的高分子聚合物性质，注定了它的高含碳量，而碳的稳定性极强，因此，也不能对其进行掩埋。
由于它们的不可降解性，给人们对其善后处理带来了考验，处理成本高，处理不好会产生很多白色垃圾，造成严重的污染。
由于我们的日常生活出行已经离不开这些聚合物，因此，开发一种新的可降解的高分子聚合物取代这些不可降解的聚合物势在必行，在全球提倡净化空气，保护环境的大潮流下，聚乳酸（PLA）应运而生。
聚乳酸是由谷物的发酵，产生的乳酸（LA）为原料聚合而成，由于乳酸的主要成分是碳水化合物，所以聚乳酸的主要成分也是碳水化合物，聚乳酸在废弃以后，可以在自然界中降解为水和二氧化碳，不会对空气造成污染，在生活中使用也不会有毒副作用，是传统塑料很好的代替品。
一、聚乳酸的基本性质聚乳酸有三种: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。
因为PLA光学活性不一样，所以在微观结构上存在着显著的差异，进而致使它们的硬度、力学强度、加工性能、降解速率等方面有巨大的差异。
而PDLA、PLLA两者具备结晶性，具有熔点高的特点，其力学强度高，降解吸收时间长，适用于内植骨装置的固定。
PDLLA 为非结晶结构，降解吸收速度较快，适用于软组织修复。
此外，PLA有良好的光泽度与透明度，还有很好的拉伸度和延展度，有染色和织布等加工性能。
聚乳酸的合成_生物降解及应用研究现状
目前, 聚乳酸的合成主要有 2 种方法, 即直接缩聚法和 丙交酯开环聚合法 [1- 4]。 2. 1 直接缩聚法 该方法是通过乳酸分子间的脱水和酯化 作用, 将乳酸单体逐步缩合聚合成聚乳酸。乳酸分子同时具 有 OH 和 COOH, 可直接缩聚。反应方程式如下:
该方法的弊端是水作为产物难以从体系中排除, 从而使
自 1935年杜邦公司成功合成尼龙以来, 高分子材料已 经广泛应用于人们的日常生活中。但是, 大部分高分子材料 在废弃后由于不能被生物降解, 因此严重地污染了环境。目 前, 除了采取掩埋焚烧的手段外, 暂时没有更好的处理方法。 在环境污染状况日趋严重的情况下, 如果将高分子材料降解 便可从根本上解决污染问题, 因此, 越来越多的科学家将目 光聚集在生物可降解高分子材料这一领域。聚乳酸就是这 样一种具有良好生物可降解性能的高分子材料, 在替代塑料 制品方面具有广阔的应用前景。聚乳酸来源于诸如玉米等 可再生资源, 在一定程度上可缓解人类资源危机。鉴于此, 笔者对有关聚乳酸的国内外最新研究进展进行了综述。 1 聚乳酸的基本性质
目前, 聚乳酸的降解大致可分为简单水解降解和微生物 及酶降解两种。 3. 1 简单水解降解 该方法主要是水分子攻击聚乳酸分子 中的酯键, 使其分为羧酸和醇。聚乳酸分子链中含有的酯键 极易在氢离子作用下断裂, 降解过程中产生的酸可能会对降 解起到催化作用, 形成自催化效应。简单水解降解是酯化反 应的逆反应, 其速率在很大程度上取决于温度、湿度、pH 值、 聚合物本身性质等因素。如麦杭珍等 [15] 在蒸馏水中加入一 定量的 NaH2 PO4、N aHCO3、KC、l N aC ,l 配制成中性、酸性、弱 碱缓冲液, 然后将聚左旋乳酸分别投入各溶液中。结果发 现, 在这 3种溶液中聚乳酸都能降解, 且降解程度为: 碱性溶 液 > 酸性溶液 > 中性溶液。
可降解聚乳酸纤维(PLA)开发生产方案(一)
可降解聚乳酸纤维（PLA）开发生产方案一、实施背景随着人们对环境保护意识的提高，绿色生产和生活方式越来越受到重视。
传统纺织纤维的生产过程中，大量排放的二氧化碳和其他污染物对环境造成了严重影响。
因此，开发可降解、环保的纺织纤维成为了当务之急。
聚乳酸（PLA）作为一种生物可降解材料，具有良好的生物相容性和降解性，受到广泛关注。
本方案旨在从产业结构改革的角度，探讨可降解聚乳酸纤维（PLA）的开发生产。
二、工作原理聚乳酸（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。
其工作原理主要是通过微生物发酵方法，将淀粉原料转化为乳酸，再经过聚合反应生成PLA树脂。
最后，通过纺丝工艺将PLA树脂加工成为纤维。
这种纤维在一定的条件下可完全降解，对环境友好，且具有良好的生物相容性和力学性能。
三、实施计划步骤1.原料准备：首先需要准备足够的可再生植物资源，如玉米淀粉或其他淀粉类原料。
2.微生物发酵：利用特定的微生物将淀粉原料转化为乳酸。
3.聚合反应：将得到的乳酸进行聚合反应，生成PLA树脂。
4.纺丝工艺：将得到的PLA树脂进行纺丝，加工成为纤维。
5.后处理：对得到的纤维进行后处理，如拉伸、定型等，以获得所需的物理性能。
6.品质检测与评估：对生产的PLA纤维进行品质检测和评估，确保其满足相关标准。
7.市场推广与销售：将产品推向市场并进行销售。
四、适用范围1.服装纺织品：PLA纤维可用于制作各种服装，如运动服、内衣、外衣等。
2.家居纺织品：如床单、窗帘、地毯等。
3.医疗纺织品：由于其良好的生物相容性，PLA纤维可用于制作医疗用品，如手术服、口罩等。
4.包装材料：PLA纤维可用于制作环保包装材料，如购物袋、食品包装等。
五、创新要点1.生物可降解性：与传统纺织纤维相比，PLA纤维具有生物可降解性，对环境友好。
2.可再生资源：PLA纤维的生产原料来源于可再生植物资源，如玉米淀粉，有利于资源的可持续利用。
聚乳酸(PLA)生物降解的研究进展
达到 ４ 万吨， ５ 年；日 本岛津 、 丰田等公司也实现了年产上
万吨的生产规模， 而我国 目 以浙江海正集团规模最大， 前 已具有年产万吨的生产能力。Ｐ Ａ已经被成功地应用于 Ｌ
医疗 、 纺织和包装等产业Ｉ 】 因此， Ｌ ２。 Ｐ Ａ被认为是最具 潜力的替代现有塑料的新型“ 生态材料” 】 Ｉ 之解的研究进展
李凡， 王莎， 刘巍峰 ， 陈冠军
（ 山东 大学 微生 物技 术 国家 重点 实 验室 ，济南 ２０ ０） ５ １０
摘要 ：聚乳 酸（ｏｙ ｃ ｃ ｃｄ Ｐ Ａ Ｐ ｌｌ ｔ ｉ， Ｌ ）是一种新兴 的，由可再生资源——乳酸 聚合而 成的高分子聚酯 。 ａ ｉＡ 因为其 具有优 良的物理化学性 能 、生物相容性及生 物可降解性，且对环境及人 体无毒害作用 ， 而被认 为是一种最具潜力 的绿 色生物 塑料。作为环境 友好材料，聚乳 酸 日益受到人们 的重视 。基于可循环
结构组成如图 １ 所示 。
并且 这些 聚酯不 论是 生物 合成还 是化 学合 成都存 在 高成本生 产的问题。近年来 ，虽然各国科研工作者在 此 领域 进行 了大量研 究，相 继取 得 了一 些专利 成果 ， 但 Ｐ Ｂ、Ｐ Ｓ和 Ｐ Ｌ仍 只限于小规模生产，在 医疗 Ｈ Ｂ Ｃ
卫生 、高档 化妆 品及高 附加值 产 品包 装 中试用 。 而
境 问题 的 日益重视 ，生物可降解塑料逐步受 到青 睐。
目前 开发 的生 物可 降解 塑料 主要 是 聚酯类 ，包 括 聚 羟基 丁酸酯 （Ｈ ） Ｐ Ｂ ，聚琥 珀酸 丁酸酯 （Ｂ ） 己内 Ｐ Ｓ，聚 酯 （Ｃ ） Ｐ Ｌ ，聚乳酸 （Ｌ 等，这些 聚酯 的优 势主要 体 Ｐ Ａ） 现在其生物 可降解性和可再生性 ；而且 ， 天然 的或经 过改 性 的聚酯具 有和 传统 塑料相 当甚 至更 优 的机械 性 能和 物理 化学 性能 ，能 够满 足 人们社 会 生活 的需 求 ，其 中 聚乳 酸 以其 优 良的物 理 化学性 能 和潜 在 的 成本优 势尤受人们的关注…。 在可 降解聚酯开发 初期， Ｐ Ｂ存 在脆性 高，透明度和机械性能较差 等问题 ，而 Ｈ Ｐ Ｓ和 Ｐ Ｌ熔点低 ， Ｂ Ｃ 物化性 能及加工特性 尚需改进 ，
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。
聚乳酸合成及降解
聚乳酸合成及降解《课程设计(一)》课程设计报告设计题目: 聚乳酸合成及降解院系: 化学与材料科学学院专业: 高分子材料与工程学号: 071334129 姓名: 王潇指导教师: 颜永斌生物降解高分子材料———聚乳酸合成及降解的研究进展摘要:简要介绍了生物降解高分子材料聚乳酸的基本性能，对近年来聚乳酸的两种合成方法:开环聚合法和直接缩聚法，以及聚乳酸降解性的研究进展进行了较详细地综述和总结，并对聚乳酸的发展前景进行了展望。
关键词:聚乳酸;合成;降解性能;进展引言自1935年杜邦公司合成出尼龙一66到现在短短几十年时间里，高分子材料已经渗透到国民经济各部门和人们生活的各个方面。
然而，在高分子材料给人们生活带来便利的同时，因其大部分材料不具备生物降解的特性，废弃后引起了严重的环境污染问题。
目前对不可降解制品的处理手段往往是掩埋及焚烧，这样只能缓解环境污染。
而可降解高分子材料的应用能从根本上解决这一问题。
因此，生物可降解高分子材料这一领域的研究也变得活跃起来。
聚乳酸(PLA)就是一种具有优良生物相容性并可完全生物降解的脂肪族聚酯类高分子材料。
它在自然界中的微生物、水、酸、碱等的作用下能完全分解，最终产物是CO 和HO，对环境无污染，可作为环保材料代替传统的聚合物材料。
22同时它在人体内的中间产物乳酸对人体也无毒性，经美国食品和药品管理局(FDA)批准广泛用作药物控释载体、医用手术缝合线及骨折内固定材料等生物医用高分[1，2]子材料。
因此，聚乳酸作为一种新型的可生物降解高分子材料逐步得到人们的重视，世界一些主要的生产商，如美国Cargill Dow聚合物公司，十分看好其发展前景翻。
近些年，国内外对聚乳酸进行了大量的研究，本文综述了聚乳酸合成及其降解特性研究的最新进展。
2 聚乳酸的基本性能聚乳酸(Polylactic acid)，简称PLA，是以谷物发酵得到的乳酸(a一羟基丙酸)为原料聚合而得，由于乳酸分子中具有一个手性碳原子，根据其光学活性不同可分为L一乳酸和D一乳酸。
生物可降解高分子增韧聚乳酸的研究进展
生物可降解高分子增韧聚乳酸的研究进展魏泽昌;蔡晨阳;王兴;付宇【摘要】聚乳酸(PLA)是一种新型的生物基可再生生物降解材料,因具有高机械强度、易加工性、高熔点、可生物降解性和生物相容性等优点而得到广泛的关注.然而,其固有的脆性,即低断裂伸长率和断裂强度严重限制了它在实际中的应用,但也因此吸引了更广泛的深入研究.本文综述了以生物可降解高分子增韧聚乳酸的研究进展,重点阐述了生物基聚酯,生物基弹性体,植物基生物高分子,天然橡胶和植物油以及生物大分子增韧聚乳酸的最新研究发展概况,同时提出了在经过改善韧性之后,聚乳酸存在的冲击韧性弱以及低结晶速率和低热转变温度等问题,并分析了未来的发展方向和需要关注的主题.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2019(047)005【总页数】9页(P34-42)【关键词】聚乳酸(PLA);断裂伸长率;增韧;生物可降解高分子;生物相容性【作者】魏泽昌;蔡晨阳;王兴;付宇【作者单位】南京林业大学材料科学与工程学院,南京210037;南京林业大学材料科学与工程学院,南京210037;南京林业大学材料科学与工程学院,南京210037;南京林业大学材料科学与工程学院,南京210037【正文语种】中文【中图分类】TB332生物质高分子材料由于其优异的性能引起了越来越多的关注，因为生物质高分子材料的广泛使用不仅降低了对化石资源的依赖性，而且对环境无害[1-3]。
聚乳酸(PLA)也被称为聚丙交酯，是以生物基玉米淀粉制得的乳酸为单体开环聚合得到的一种新型环保型高分子材料，并且最终可以完全降解成环境友好的终产物，如CO2和H2O[4-5]。
由于其具有高机械强度、易加工、高熔点、可生物降解性和良好的生物相容性[6-8]等优点，近年来在农业、食品包装、医疗卫生[9-11]等领域得到大量应用。
聚乳酸虽具有很好的力学性能，但断裂伸长率低(通常小于10%)和韧性差的缺点限制了它在某些特定领域的广泛使用。
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。
聚乳酸材料的整理
聚乳酸热降解动力学聚乳酸属于对热十分敏感的物质, 当温度超过200 °C时会出现明显的热降解。
热降解的速率取决于降解的时间、温度、低分子量物质的含量以及催化剂的浓度等。
由于聚乳酸的熔点为180 °C左右,因此其加工温度要超过185～ 190 °C。
而过高的温度下会引起热降解,导致聚乳酸分子量和性能的降低, 因此聚乳酸的加工温度范围较窄。
实验部分聚乳酸样品为自制, 其粘均分子量为20 万左右, 催化剂含量为0. 5%。
实验对该样品在纯化前先将聚乳酸样品溶解于氯仿中, 过滤除去其中的杂质, 再将滤液倒入甲醇溶液中以沉淀出聚合物, 得到的滤饼用甲醇洗涤, 然后置于真空干燥箱中于50 °C下干燥至恒重, 得到所需产品。
将纯化前后的聚乳酸样品用铝箔包裹后放入玻璃管中, 在抽真空的条件下将玻璃管封闭, 然后放进恒温干燥箱中, 分别在180、190、200、210 °C下进行热降解实验。
每隔一段时间(10～ 120 m in) 取样分析, 在37 °C下以四氢呋喃为溶剂用乌氏粘度计测定。
聚乳酸热降解过程中主要考虑分子内的酯交换反应及其逆反应结论(1) 初步建立了聚乳酸热降解模型, 该模型中考虑了分子内的酯交换反应及其逆反应, 但由拟合的结果发现, 逆反应的速率常数比正反应的要小得多, 因此在本实验条件下可以忽略逆反应。
(2) 温度、时间以及催化剂浓度等因素对聚乳酸热降解过程均有较大的影响。
热降解的温度越高,聚乳酸相对分子质量降低的速率越大; 同样, 降解时间越长其剩余相对分子质量越低。
但降解过程主要集中在前期(约0～ 30 m in) , 此阶段聚乳酸降解速度非常快, 而在后一阶段, 降解的幅度变慢, 相对分子质量的变化较小。
催化剂促进了热降解反应, 浓度越大降解越明显。
(3) 拟合得到了两种情况下聚乳酸热降解反应的活化能, 其中经过纯化处理后降解反应的活化能要高于未处理的, 这也表明催化剂降低了反应的活化能。
抗菌聚乳酸复合膜材料的降解机理及调控研究
抗菌聚乳酸复合膜材料的降解机理及调控研究抗菌聚乳酸复合膜材料是一种新型的生物降解材料，具有优良的生物相容性和抗菌性能，广泛应用于医疗、食品包装等领域。
本文主要研究了抗菌聚乳酸复合膜材料的降解机理及其调控方法，旨在为该材料的应用提供理论基础和实践指导。
下面是本店铺为大家精心编写的3篇《抗菌聚乳酸复合膜材料的降解机理及调控研究》，供大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。
《抗菌聚乳酸复合膜材料的降解机理及调控研究》篇1一、引言抗菌聚乳酸复合膜材料是一种新型的生物降解材料，具有优良的生物相容性和抗菌性能，广泛应用于医疗、食品包装等领域。
然而，该材料在实际应用中存在降解速度过快和抗菌性能不稳定等问题，因此研究其降解机理及调控方法具有重要意义。
二、抗菌聚乳酸复合膜材料的降解机理抗菌聚乳酸复合膜材料的降解机理主要包括两个方面：生物降解和化学降解。
生物降解是指材料在生物酶的作用下分解为小分子物质的过程，化学降解则是指材料在化学反应的作用下分解为小分子物质的过程。
在生物降解过程中，抗菌聚乳酸复合膜材料首先被微生物附着，微生物分泌的酶分解材料表面的聚合物，形成小分子物质，然后被微生物吸收利用。
在化学降解过程中，抗菌聚乳酸复合膜材料在受到光、热、潮湿等环境因素的影响下，会发生氧化、水解等反应，从而导致材料的降解。
三、抗菌聚乳酸复合膜材料的降解调控研究1. 抗菌聚乳酸复合膜材料的生物降解调控研究生物降解调控主要是通过改变材料的表面结构和组成来实现。
研究发现，抗菌聚乳酸复合膜材料的降解速度与材料的结晶度、分子量、添加剂等有关。
因此，可以通过调控材料的结晶度、分子量、添加剂等参数来调节材料的生物降解速度。
2. 抗菌聚乳酸复合膜材料的化学降解调控研究化学降解调控主要是通过改变材料的储存环境和使用条件来实现。
研究发现，抗菌聚乳酸复合膜材料在受到光、热、潮湿等环境因素的影响下，会发生氧化、水解等反应，从而导致材料的降解。
因此，可以通过调控材料的储存环境和使用条件来减少材料受到环境因素的影响，从而延长材料的使用寿命。
聚乳酸工艺流程
聚乳酸工艺流程
《聚乳酸工艺流程》
聚乳酸是一种生物降解性塑料，目前被广泛应用于医疗、包装、纺织等领域。
其生产工艺流程是一个复杂的过程，包括原料准备、聚合反应、后处理等多个环节。
首先，原料准备是生产聚乳酸的第一步。
通常采用的原料是来自玉米淀粉或蔗糖的葡萄糖，经过糖化和发酵，得到聚乳酸的前体物质乳酸。
其次，聚合反应是生产聚乳酸的关键步骤。
在反应釜中，乳酸分子通过聚合反应，形成聚乳酸分子链。
此过程需要一定的温度、压力和催化剂的作用，以促进反应的进行。
最后，后处理是生产聚乳酸的最后一环。
聚乳酸在反应后需要经过一系列物理或化学处理，以去除杂质、调整分子量分布等，最终得到理想的聚乳酸产品。
总的来说，聚乳酸的生产工艺流程是一项综合性的过程，需要多种工艺条件和设备的配合。
同时，随着生物降解塑料的需求不断增长，聚乳酸的生产工艺也在不断优化和改进，以满足市场的需求。
聚乳酸的降解研究
图 ４ 不 同 时 间 磷 酸 缓 冲 液 降 解 的 聚乳酸 ＦＴ－ＩＲ 谱图
图 ５ 磷 酸 缓 冲 液 降 解 不 同 时 间 后－ＯＨ 对红外光吸收量 ＦＴ－ＩＲ 谱图
３．Ｚｈｏｎｇｋａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０２２５）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏ－
（２）
式（１）、（２）中：ｍｏ 为 起 始 质 量 ；ｍｒ 为 残 留 质 量 ；ＭＯ 为 降
解 前 数 均 分 子 量 ；Ｍｒ为 降 解 后 数 均 分 子 量 。
１．３．３ 超 声 波 降 解 法
取若干份等量干燥的ＰＬＡ 样品放入等份的２５０ｍＬ的锥形瓶
中，分别加入１００ｍＬ 丙酮 溶 液 充 分 溶 解 聚 乳 酸，然 后 用 超 声 波 仪
行归一化处理。
２ 结果与讨论
pla降解的原理
pla降解的原理
PLA（聚乳酸）降解的原理是通过水解作用使聚乳酸分子链断裂，最终分解为水和二氧化碳等无害物质。
具体来说，PLA的降解过程如下：
1. 吸水：PLA会吸收周围的水分，使其分子链中的酯键发生水解反应。
2. 水解：水分子进入PLA分子链中的酯键，引发酯键的断裂，将聚乳酸分解为低分子量的乳酸单体。
3. 微生物降解：乳酸单体可以被微生物分解为二氧化碳和水等无害物质。
需要注意的是，PLA的降解速率受到多种因素的影响，如温度、湿度、pH值、微生物活性等。
一般情况下，在适宜的条件下，PLA可以在几个月到几年的时间内完全降解。
plla再生机理
plla再生机理
PLLA再生机理是指聚乳酸-共聚己内酯(Polylactic acid-co-poly-ε-caprolactone) 的再生过程。
PLLA是一种生物可降解材料，广泛应用于医学领域。
它具有良好的生物相容性和可降解性，能够在体内逐渐降解并被代谢掉。
PLLA再生机理可以分为以下几个步骤：
1. 吸收和分解：当PLLA材料被植入体内时，周围的组织和细胞会吸收PLLA，并开始分解它。
这个过程主要是通过酶的作用来实现的，酶会将PLLA分解成更小的分子。
2. 细胞入侵：分解后的PLLA会吸引周围的细胞，细胞会逐渐侵入PLLA材料的内部。
这些细胞会释放一些生物化学物质，促进PLLA 的再生和修复。
3. 细胞增殖和分化：一旦细胞进入PLLA材料的内部，它们会开始增殖和分化。
这些细胞会分化成不同类型的细胞，如成纤维细胞、血管内皮细胞等。
这些细胞会产生胶原蛋白和其他细胞外基质分子，进一步促进PLLA的再生。
4. 血管新生：随着细胞的增殖和分化，新的血管会开始在PLLA材料的内部形成。
这些血管将为PLLA提供氧气和营养物质，促进其再生和修复。
5. 重塑和再生：随着时间的推移，PLLA材料会逐渐重塑和再生。
它会逐渐被新的组织所取代，最终形成一个与周围组织相连的结构。
PLLA再生机理的研究对于开发新的生物可降解材料和促进组织再生具有重要意义。
通过深入研究PLLA再生机理，我们可以更好地理解材料与生物体的相互作用，并为临床应用提供更好的指导。
在未来，随着技术的进步，我们可以预期PLLA再生机理的研究将为医学领域带来更多的突破和创新。
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在自然环境中首先发生水解，通过主链上不稳定 的酯键水解而成低聚物，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 不容易产生水解反应的环境下，分解过程是循序渐进的。
降解的主要方式：本体侵蚀。
2 PLA的体内降解
PLA材料浸入水性介质中或植人体内后，首先发生材料 吸水。水性介质渗入聚合物基质，导致聚合物分子链松弛， 酯键开始初步水解，分子量降低，逐渐降解为低聚物。
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 。
5 生物体吸收代谢的途径
5.1 直接氧化分解为CO２和H２O 在氧气充足的条件下，骨骼肌、心肌或其它
组织细胞能摄取血液中的乳酸，在乳酸脱氢酶的作 用下，将乳酸转变成丙酮酸，然后进入线粒体被彻 底氧化分解，生成ＣＯ２和Ｈ２Ｏ，通过呼吸道、 大小便、汗液排除体外。
5 生物体吸收代谢的途径
5.2 经糖异生途径生成葡萄糖和糖元 缺氧时，乳酸大量进入血液，血乳酸的浓度升
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 。
2 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。
4 降解影响因素
(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。
高，激活肝脏和骨骼肌细胞中的糖异生途径，将大 量的乳酸转变成葡萄糖，并且释放入血液，以补充 运动时血糖的消耗；
在糖异生过程中，要吸收大量的H+，因此通过 该过程可维护人体内环境的酸碱平衡，使机体内环 境重新恢复稳态。
5 生物氨酸等物质的合成 在肝脏细胞中，乳酸经由丙酮酸、乙酰辅酶A
4 降解影响因素
（5)酶 聚乳酸主链上含有酯键，可以被酯酶加速降解。 如根霉属菌酯肪酶、猪胰腺酯肪酶、猪肝脏的
梭基酯酶。
5 生物体吸收代谢的途径
乳酸（C３H６O３）的消除 乳酸大量存在时，会导致人体内环境稳态的丧
失，尤其是固有的酸碱平衡将被打破，轻则代谢紊 乱，重则危及生命，因此，人体内必须消除乳酸。
2 PLA的体内降解
整个溶蚀过程是由不溶于水的固体变成水溶性 物质。
宏观上是材料整体结构破坏，体积变小，逐渐 变为碎片，最后完全溶解并被人体吸收或排出体外；
微观上是聚合物大分子链发生化学分解，如分 子量变小、分子链断开和侧链断裂等， 变为水溶性 的小分子而进入体液，被细胞吞噬并被转化和代谢。
3 PLA的体外降解
途径转变为脂肪酸、胆固醇、酮体和乙酸等物质， 亦可经由丙酮酸，通过氨基转换作用生成丙氨酸， 参与蛋白质代谢。 5.4 随尿液和汗液直接排出
此过程消除量极少，仅占总消除量的5%左右。
5 生物体吸收代谢的途径
L－乳酸作为一种动物体内自然的代谢产物， 不会在人畜体内留下有害物质。D－型乳酸则不能 在体内代谢，并会因过量产生酸中毒。
3 PLA的体外降解
微生物在自然界中普遍存在，聚乳酸可以被多 种微生物降解。如镰刀酶念珠菌，青霉菌，腐殖菌 等。
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。
4 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
聚乳酸的降解机理
1 概述
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。
1 概述
聚乳酸（PLA）分子结构式如图，其中的酯键 易水解，能在体内或土壤中经微生物的作用降解生 成乳酸，代谢最终产物是水和二氧化碳，所以对人 体不会产生毒副作用，使用非常安全。因此聚乳酸 已经被应用于医学、药学等许多方面，如用作外科 手术缝合线、药物控制释放系统等等。
1 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) 。
PLLA和PDLA是部分结晶高分子，力学强度较好， 常用作医用缝合线和外科矫形材料。药物控释制剂 常采用PLLA和PDLLA,但更多的是使用PDLLA。PLLA 的降解产物L一乳酸能被人体完全代谢，因而比DPLA更具竞争力。
2 PLA体内降解
PLA的水解是个复杂的过程，主要包括4个现象： 吸水、酯键的断裂、可溶性齐聚物的扩散和碎片的 分解。
解速率>中性条件下降解速率。
4 降解影响因素
(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
4 降解影响因素
(3)分子量及分子量的分布 分子量与降解速率成反比。分子量越大， 聚合物的结构
越紧密， 内部的酯键越不容易断裂；而且，分子量越大， 经降解所得的链段越长， 不易溶于水中，产生的水和氢正 离子越少，使pH 值下降缓慢，这也是其降解速率比低分子 量聚乳酸的低的原因之一。
对于平均分子量相同的聚合物来说，分子量分布越宽， 降解速率越快。这是因为分子量较小的聚合物先分解后， 环境pH值由中性向酸性转变，从而加快了降解速度。