可降解聚乳酸／淀粉共混复合材料的研究进展
木粉_聚乳酸可降解复合材料性能研究
文章编号 :1001-9731(2014 05-05037-04木粉 /聚乳酸可降解复合材料性能研究 *宋丽贤 , 姚妮娜 , 宋英泽 , 丁涌 , 杨松(西南科技大学四川省非金属复合与功能材料重点实验室 -省部共建国家重点实验室培育基地 , 四川绵阳 621010摘要 :用生物可降解材料聚乳酸 (P L A 和桉木粉 (W F 为原料 , 制备木粉 /聚乳酸 (W F /P L A 复合材料 , 为实现木塑复合材料完全生物降解提供新思路。
采用傅立叶变换红外光谱仪 (F T -I R 、扫描电子显微镜 (S E M 、同步热分析仪 (T G /D S C 及电子万能试验机研究了改性前后木粉的红外结构 , W F /P L A 复合材料的微观形貌、热性能和结晶性能以及其力学性能。
结果表明 , 偶联剂 K H -570的烷基结构成功接枝到了木粉表面 ; 改性后的木粉在聚乳酸基体中分散均匀 ; 木粉的添加有利于 W F /P L A 复合材料异相成核结晶和热稳定性的提高 ; 木粉对 P L A 起到增强作用 , 当木粉填量为50%(质量分数时 , W F /P L A 复合材料的拉伸强度最大 , 值为 29. 9M P a , 比纯 P L A 提高了 10M P a , 木粉填量为 30%(质量分数时 , W F /P L A 复合材料的弯曲强度最大 , 值为 43. 2M P a , 比纯 P L A 提高了 7. 3 M P a 。
关键词 :聚乳酸 ; 木粉 ; 复合材料 ; 力学性能 ; 微观形貌中图分类号 : T Q 327. 8文献标识码 :A D O I :10. 3969/j . i s s n . 1001-9731. 2014. 05. 0081引言木塑复合材料因其兼具原木材料和高分子材料的优点而得以飞速发展 , 在航天、汽车内饰、建筑结构材料、物流、园林、室内装潢等方面得到极为广泛的应用 [1-2]。
聚乳酸类可生物降解复合材料研究进展
【作者简介】严平（1976- ），女，四川泸州人，硕士，实验师，从事环境保护方面的研究。
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3.2 聚乳酸与有机材料复合 3.2.1 PLA 与 PEG 的复合材料
由于 PEG 所具备的亲水性能, 在人体血液内部有特殊的 应用。在此方面有很多报道, 如在直径为 100- 150 纳米左右的 PLA 和 PLGA 微球上吸附或接枝上 PEG 层, 能够延长血液的 循环时间并减少被网状内皮组织系统识别的几率。当微球的直 径只有十个纳米左右的时候, 这种相对较小的聚合物胶囊很容 易通过细胞的内吞作用进入人体器官(如肝脏,肿瘤等)，为实现 药物的靶向提供了很好的材料。
聚乳酸是一种新型的、对环境友好且性能优良的高分子材 料。它所用的原料是天然产物乳酸(酸奶的主要成分)，可以由玉 米或薯类经加工成淀粉并经发酵大批量廉价制得。而聚乳酸本 身又无毒、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[3]。
３ 聚乳酸类复合材料
3.1 聚乳酸与无机材料复合 3.1.1 聚乳酸与羟基磷灰石的复合使用
羟基磷灰石(HA)是人体骨骼的基本成分, 具有极高的生物 活性，一直以来被公认为是连接硬体或软体组织起关键作用的 物质,能与胶原蛋白和细胞紧密结合，能为新骨的形成提供生 理支架作用。但是，HA 缺乏机械强度，特别是在张力方面，脆性 大、强度较低、易断裂。因此，需将 HA 与 PLA 进行复合以达到 使用要求。PLA/HA 复合材料的制备工艺有多种，如热压成型 法、直接喷涂法、原位聚合法、溶液共混法和纤维复合法等。 3.1.2 聚乳酸与其它含有磷酸盐类无机钙质成分的复合材料
淀粉_聚酯体系生物可降解材料
淀粉_聚酯体系⽣物可降解材料淀粉/聚酯体系⽣物可降解材料马骁飞,于九皋*(天津⼤学理学院,天津 300072)摘要:主要从淀粉/聚酯共混、聚酯淀粉聚酯复合层、交联及⽣物降解性⽅⾯综述了近年来淀粉/聚酯体系的⽣物可降解材料的研究进展。
关键词:淀粉;聚酯;复合层;⽣物降解聚合物材料是上个世纪发展最为迅速的材料,但是⼤多数聚合物都是来源于⽯油这种不可更新能源。
⾯对全球能源危机和持续增长的环境污染,⽣产新型可⽣物降解聚合物的要求越来越迫切。
来源于农业资源的天然聚合物具有原料可更新,产品可⽣物降解、⽆污染等特点,近⼗年来成为众多学者的研究对象。
淀粉产量丰富、价格便宜、易⽣物降解,通常以颗粒形式存在于⽟⽶、⼩麦、⼤⽶和⼟⾖等⼤量植物中[1]。
直链淀粉和⽀链淀粉是淀粉颗粒的两种主要组分,直链淀粉相当于⼀个链状分⼦,其中包含有数百个 1,4连接的D 吡喃葡萄糖单元;⽀链淀粉是⼀种⾼度⽀化的分⼦,由短链多糖(10 ~50残基)通过l~6⽀化点(5%~6%的总链段)连接到⼀起,是⼀种树形结构[2,3]。
淀粉中两种组分的⽐例对淀粉的性能有很⼤影响,直链淀粉含量增加,颗粒结晶度下降。
有实验证明在淀粉颗粒内部[4,5],直链淀粉多数不参与形成有序结构,⽽是形成部分⽆定型区域。
淀粉是多羟基聚合物,每个葡萄糖结构单元中的2,3,6位碳上含有羟基,形成了⼤量的分⼦内、分⼦间氢键,需要加⼊增塑剂(如,⽔和多元醇)降低淀粉分⼦间作⽤⼒以提⾼加⼯性能。
实际上,纯热塑性淀粉(不含合成聚合物)可以⽤传统⽅法加⼯成塑料,但是纯淀粉塑料的强亲⽔性使其对湿度⼗分敏感低湿度环境中,增塑剂会从产品中扩散出来,使产品变脆;⾼湿度环境时,⽔会扩散进⼊产品,改变产品形状、降低⼒学性能。
另外,弹性低和回缩性⾼也是淀粉的弱点。
具有良好实⽤性能的新型可⽣物降解合成聚合物是解决环境问题的⼀种⽅法。
聚合物的⽣物降解是指在微⽣物活性(有酶参与)的作⽤下,酶进⼊聚合物的活性位置并渗透到聚合物的作⽤点后,使聚合物⽔解,⼤分⼦⾻架断裂成⼩的链段,最终成为⼩分⼦稳定产物。
生物降解聚乳酸共混复合材料的研究进展
生物降解聚乳酸共混复合材料的研究进展摘要：聚乳酸（PLA）是具有生物相容性和生物相容性的高分子材料，一般是由乳酸直接缩聚或丙交酯间接开环聚合成的脂肪族聚酯。
但由于本身的疏水性、脆性及韧性差、降解周期难以控制和合成成本高等缺点，限制了PLA的大范围应用及生产，故需要各种无机、有机材料对其共混改性。
合成可完全生物降解的聚乳酸共混复合材料，成为目前的研究热点。
本文介绍了近几年的PLA共混复合材料，并综述了其研究进展及对其进行了未来的展望。
关键词：聚乳酸共混复合可生物降解目前，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。
聚乳酸就是一种可生物降解材料。
聚乳酸的熔点为178℃，玻璃化温度为59℃，透明性与PS（聚苯乙烯）、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）相似，为一种燃烧热小的结晶聚合物，具有较好的结晶性能及与PET相近的拉伸强度与弹性。
由于聚乳酸侧链上含有甲基，因此疏水性强，加水分解速度相对较慢。
聚乳酸双向拉伸后透光率为94%，具有优良的表面光泽性和透明性，很高的刚性，良好的低温热封性、抗油性和耐润滑侵蚀性。
[2]但是，由于PLA树脂的结晶速率慢，制品收缩率大，本身质脆等缺点，应用受到限制。
利用各种无机或有机材料对其进行共混改性，可以扩展PLA的应用范围。
本文介绍的是可生物降解PLA共混体系，主要包括PLA/无机填料体系、PLA/有机填料体系、PLA/生物降解高分子合金等三大类。
1、含无机填料的PLA基复合体系1、1PLA/磷酸盐类无机钙质复合材料[3]与PLA进行共混改性的磷酸盐类无机钙质材料，主要有羟基磷灰石(HA)，磷酸三钙( TCP)和聚磷酸钙纤维(CPPF)三种。
HA是人体骨骼的基本成分，具有极好的生物活性。
但是，HA缺乏力学强度，需要与PLA进行复合提高其力学性能[3]。
聚乳酸材料制备及性能研究
聚乳酸材料制备及性能研究在人工合成可降解高分子材料中，聚乳酸是近年来最受研究者们关注的一种。
它是一种生物可降解的热塑性脂肪族聚酯，是一种无毒、无刺激性，具有良好生物相容性、强度高、可塑性加工成型的生物降解高分子材料。
合成聚乳酸的原料可以通过发酵玉米等粮食作物获得，因此它的合成是一个低能耗的过程。
废弃的聚乳酸可以自行降解成二氧化碳和水，而且降解产物经光合作用后可再形成淀粉等物质，可以再次成为合成聚乳酸的原料，从而实现碳循环[3]。
因此，聚乳酸是一种完全具备可持续发展特性的高分子材料，在生物可降解高分子材料中占有重要地位。
迄今为止，学者们对聚乳酸的合成、性质、改性等方面进行了深入的研究。
2.1聚乳酸的合成聚乳酸以微生物发酵产物-乳酸为单体进行化学合成的，由于乳酸是手性分子，所以有两种立体结构。
聚乳酸的合成方法有两种；一种是通过乳酸直接缩合；另一种是先将乳酸单体脱水环化合成丙交酯，然后丙交酯开环聚合得到聚乳酸[4]。
2.1.1直接缩合[4]直接合成法采用高效脱水剂和催化剂使乳酸低聚物分子间脱水缩合成聚乳酸，是直接合成过程，但是缩聚反应是可逆反应，很难保证反应正向进行，因此不易得到高分子量的聚乳酸。
但是工艺简单，与开环聚合物相比具有成本优势。
因此目前仍然有大量围绕直接合成法生产工艺的研究工作，而研究重点集中在高效催化剂的开发和催化工艺的优化上。
目前通过直接聚合法已经可以制备具有较高分子量的聚乳酸，但与开环聚合相比，得到的聚乳酸分子量仍然偏低，而且分子量和分子量分布控制较难。
2.1.2丙交酯开环缩合[4]丙交酯的开环聚合是迄今为止研究较多的一种聚乳酸合成方法。
这种聚合方法很容易实现，并且制得的聚乳酸分子量很大。
根据其所用的催化剂不同，有阳离子开环聚合、阴离子开环聚合和配位聚合三种形式。
（1）阳离子开环聚合只有在少数极强或是碳鎓离子供体时才能够引发，并且阳离子开环聚合多为本体聚合体系，反应温度高，引发剂用量大，因此这种聚合方法吸引力不高；（2）阴离子开环聚合的引发剂主要为碱金属化合物。
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
原位法合成聚乳酸接枝淀粉共聚物的研究与应用
第23卷 第10期中 国 塑 料Vol.23,No.10 2009年10月CHINA PLASTICS Oct.,2009材料与性能原位法合成聚乳酸接枝淀粉共聚物的研究与应用邵 俊,赵耀明3(华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510640)摘 要:首次采用阴离子开环聚合的方法,在淀粉上一步法原位接枝聚合得到聚乳酸和淀粉的接枝共聚物。
采用强极性溶剂二甲基亚砜(DMSO)将淀粉溶解,然后以叔丁醇钾为引发剂,引发L2丙交酯接枝聚合,提纯后的接枝产物通过红外光谱、核磁共振、XRD等测试方法进行表征。
结果表明,在聚合温度为75℃,时间为4h,淀粉/丙交酯/叔丁醇钾为10/75/3条件下,接枝产物的接枝率可达83%。
将该接枝产物添加到淀粉和聚乳酸共混体系中,与未添加接枝物的共混体系相比,添加接枝物的共混体系中淀粉的分布更加均匀,性能更加均一。
关 键 词:阴离子开环聚合;原位聚合;聚乳酸接枝淀粉;共混物中图分类号:TQ321 文献标识码:B 文章编号:100129278(2009)1020015206Investigation and Application of In2situ SynthesizedPolylactic Acid G rafting Starch CopolymerS HAO J un,ZHAO Yao2ming3(School of Polymer Materials and Engineering,South China University of Technology,Guangzhou510640,China)Abstract:Polylactic acid was in sit u grafted onto starch via anionic ring opening polymerization.Starch was first dissolved in dimet hyl sulfo xide,in which ring opening grafting of lactide was initi2ated by potassium text2buto xide.The product was characterized using F T2IR,NMR,and XRD.Itwas found t hat t he optimal copolymerization temperat ure and time were75℃and4h.When t heweight ratio s of starch/lactide/potassium text2butoxide were10/75/3,a graft efficiency of83%was obtained.Int roducing t he p repared graft copolymer into blends of starch/PLA,better disper2sion of starch in PL A was observed.K ey w ords:anionic ring2opening polymerization;in2sit u polymerization;polylactic acid graftingstarch;blend 随着人们环保意识的增强,生物降解材料越来越受到广大研究者的关注,淀粉是天然高分子材料,因成本低廉,可生物降解,不依赖石油资源,可反复再生,而成为重点考虑的材料,但单纯的淀粉无法进行热塑成型加工,一般都和其他可降解材料进行共混。
可降解聚合物的研究进展
可降解聚合物的研究进展近年来，随着环保意识的逐渐普及，使用可降解聚合物已成为一种趋势，以减少塑料垃圾的污染和对环境的影响。
可降解聚合物是一种能够在合适的环境下被自然降解或通过生物降解的高分子材料，这种材料具有良好的机械性能和生物相容性。
本文将从可降解聚合物的种类、研究进展和应用前景三个方面，深入探讨可降解聚合物的研究进展。
一、可降解聚合物的种类目前市面上的可降解聚合物主要分为两类：一类是传统聚合物的改性，另一类是全新的聚合物分子结构。
常见的改性聚合物有聚乳酸、聚丙烯酸和聚己内酰胺等，新型可降解聚合物有PHA、PBS等。
聚乳酸（PLA）是一种生物可降解聚合物，是由可再生植物资源如玉米淀粉为原料，经过化学反应、聚合而制成的。
聚乳酸材料有较好的加工性能和力学性能，还有较好的生物相容性，是目前最为广泛应用的可降解聚合物之一。
PHA是由微生物通过发酵合成的生物高分子材料，具有良好的生物可降解性、生物相容性。
它的可塑性、硬度等物理性质可通过调整发酵工艺和原料来改变。
PHB是主要组成的PHA之一，具有与常规石油基聚合物相似的性能，可应用于塑料、纤维和包装等领域。
二、可降解聚合物的研究进展可降解聚合物的研究始于上世纪50年代，目前在制备方法、改性方法、降解过程等方面已取得了一定的进展。
下面从这三方面分别展开讲述。
1.制备方法可降解聚合物的制备方法主要有以下几种：聚合法、酯化法、共聚法、发酵法等。
酯化法是制备聚乳酸的重要方法之一，其原理是将乳酸分子通过酯化反应连成聚合物链，在催化剂的作用下制得聚乳酸。
共聚法是一种常用的合成方法，适用于合成不同化学结构的聚合物，可通过合适的化学反应形成不同化学结构的共聚物。
如将乳酸和乙二醇合成PLGA。
2.改性方法可降解聚合物的改性方法主要包括无规共聚法、共混法、掺杂法、交联法等。
共混法是采用共混剂将两种或多种聚合物混合，在混合物中形成夹杂物或相分离的结构。
掺杂法则是通过向聚合物基质中添加其他的化合物，并使之成为均匀的分散相来改变材料或者性能。
可生物降解塑料PBAT共混改性研究进展
工 程 塑 料 应 用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第49卷，第5期2021年5月V ol.49，No.5May 2021158doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2021.05.030可生物降解塑料PBAT 共混改性研究进展晏永祥，贺哲，张跃飞，李焰，申雄军(长沙理工大学化学与食品工程学院，长沙 410114)摘要：可生物降解塑料聚己二酸对苯二甲酸丁二酯（PBAT ）的改性是降低其成本、提高性能的重要方法。
主要综述了近十几年来国内外PBAT 的共混改性研究进展，主要包括聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基丁酸戊酯、聚乙醇酸、聚乙烯醇缩丁醛等可降解高分子与PBAT 共混改性，玉米淀粉、纤维素和木质素等有机填料与PBAT 共混改性，以及碳酸钙、蒙脱土等无机填料与PBAT 共混改性，并对其发展作出总结与展望，旨在为开发新型高效的PBAT 复合材料提供指导意义。
关键词：聚己二酸对苯二甲酸丁二酯；可降解高分子聚合物；填料；共混改性中图分类号：TQ321 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2021)05-0158-04Progress of Blending Modification of Biodegradable Plastic PBATYan Yongxiang ， He Zhe ， Zhang Yuefei ， Li Yan ， Shen Xiongjun(School of Chemistry and Food Engineering ， Changsha University of Science and Technology ， Changsha 410114， China)Abstract ：Modi fication of poly(butylene adipate terephthalate) (PBAT) is an important method for lowering the production cost and improving properties. The research progress of blending modi fication of PBAT in the past ten years, mainly including blend-ing with biodegradable polymers such as polylactic acid, poly(propylene carbonate), polybutylene succinate , polyhydroxybutyrate valerate, polyglycolic acid and polyvinyl butyral were mainly summarized, blending with organic fillers such as corn starch, cellulose and lignin, and blending with inorganic fillers such as calcium carbonate and montmorillonite were summarized. The prospects its development were also summarized . The objective is to provide guidance for the development of new and ef ficient PBAT composite materials.Keywords ：poly(butylene adipate terephthalate)；degradable high molecular polymer ；filler ；blending modi fication 近几年，由于市场对塑料的需求量飞速上升，而以石油原料合成的塑料无法自然降解，随处可见的白色塑料导致环境污染日益严重。
聚乳酸的研究进展及其应用
抗 冲 击 性． 、 筹 亲水 性 差 ， 解 周期 难 以控 制 、 格 降 价
肖淼 等ｆ Ｉ 以柠檬 酸 Ｔ￣ （Ｂ ） 为 相容 刹 ， Ｔ Ｃ作 通
收 稿 ｎ ； ：０ １（ 一 ｛ ２ １ ＿） １ ］ ３
过 熔融 共混 法 制备 了聚 己内ｉ Ｐ Ｌ增 韧 聚乳 酸 的 ￣（Ｃ ）
表 面引 入 了 Ｎ ， 团 。做球 表 面接 触角 测定 结 果 Ｈ 基
共 聚物 组成 调节 材 料 的亲 、疏 水 性 能 和降解 融 蚀
速率 。测试 结果 表 明 ，材 料 的接 触 角 南共 聚前 的
显示 以氨等 离子 体 处理 微球 后 其 表 面接 触 角大 幅
减 小 ， 明 ｌ 亲水性 大 大提 高 。 南于 质子 化 作 ， 表 甘
聚乳 酸 ， 过 相关 测试 表 明 ， 通 柠檬 酸 酯 类增 塑 剂均
相互 作川 力 ， 分子 链 不易 发 生相 对 滑移 ， 使 交联 也
增 大 了聚合 物相 对 分子 质 量 ，从 而 提高 了 材料 的 强度。 而且 ＭＡ 分子 中 的酸酐 基 团也会 增大 材料 Ｈ
的亲水性 ， 利于提 高 材料 的生 物相 容性 。 有
得 出 ：含有羟 基 并且 构 成酯 的醇相 对 分子 质量 越
等 采 川 过 氧化 二 异 丙 苯（ Ｃ ） 联 Ｐ Ａ 后 ， 添 Ｄ Ｐ交 Ｌ 再
加 １ ％的邻苯 二 甲酸 二辛 酯（ ０ １ Ｐ Ａ进 行 增 Ｏ Ｄ Ｐ对 Ｌ
低 的柠 檬 酸 酯 能 明 显 降低 聚 乳 酸 的玻 璃 化 温 度 ，
２ １ 年 第 ４期 （ 第 ８ ０１ 总 ８期 ）
塑 料 助剂
１ ９
聚乳酸的研究进展及其应用
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。
生物降解塑料的研究进展——淀粉基塑料、聚乳酸塑料、聚羟基烷酸酯塑料
两种。
填充型淀粉塑料是在一定条件下对淀粉与塑料 中的羟基进 行活化， 使之形成高聚物共混体。目前我 国的大部分降解塑料
是指这类塑料 ，但它在降解性能上还是存在着一定的局 限性。 全淀粉热塑性塑料 属于 天然聚合 物，其淀粉含量在 ９ ％ ０ 以上 ，添加的其他组分 也是可降解 的。其 制造 原理是使淀粉 分 子无序 化，形 成具有热 塑性能 的热塑性 淀粉 。 ９ ０年代初，意 大利 Ｆ ｉ ｚ ｉ 司宣布 “ ｅｒ ｚ公 ｕ 热塑性 淀粉”研 究成功，该产 品可用通 用塑料设备加工 ，性 能近 似于 Ｐ Ｅ且
化 工 文摘 ２ ０ ０ ７年 ２期
系组成的塑料都属于此 类， 主要可以分为填 充型 和全 淀粉型
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增加到 ２ ０ 的年 ８万 ｔ ０５ ，预计 到 ２ １ Ｏ ５年，生 物聚合物 的 消费量将增加 至 １ ０万 ｔ ０ ，同时欧盟使 用生 物聚合物 的长 期
三周 内即可 降解， 主要 用于生 产农 用薄膜 、饲料 袋和 肥料 袋 ，使用 后可 以造 粒作为饲料 。此后，德 国、美国等公 司也
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Ｃｈ ｎ ｅｍｉａｓ ｉ ａ Ｃｈ ｃ ｌ
生物降解塑料的研究进展
淀粉基 塑料 、聚 乳酸塑料 、聚羟基烷 酸酯塑料
◆ 王 莉 （ 西南化工研究设计院 成都 ６ ２ ５ １ ２） ０
摘 要： 文章介绍 了淀粉基塑料、聚乳酸塑料、聚羟 基烷酸酯塑料三类可生物 降解材料的特 点、应 用及研 究进展 。 关键 词： 淀粉基 塑料 ；聚乳酸 塑料 ；聚羟 基烷酸 酯塑料
发的生物 降解 塑料 品种 已有几十种 ， 可批量 生产和工业化生
适量 玉米淀粉置于反应器 中， 在温度 ９ — ℃， Ｈ ５５ ５ １０ ｐ 值 ．～ １
生物降解高分子材料研究论文
生物降解高分子材料研究论文宿佩华烟台大学化学化工高分子材料与工程专业【摘要】可降解的高分子材料已成为高分子领域的一个重要研究课题，生物降解性高分子材料更是目前研究的热点。
本文简述了生物降解性高分子的生物降解机理、影响因素，着重综述了淀粉、聚乳酸、可生物降解塑料等几种具有生物降解性的高分子材料的最新研究进展及其发展趋势。
【关键字】生物降解高分子降解性塑料淀粉聚乳酸研究进展【前言】塑料是应用最广泛的高分子材料，按体积计算居世界首位，由于其难于降解，而其用量与日俱增，废弃塑料造成的白色污染已成世界性的公害。
我国目前的塑料生产和使用已跃居世界前列，每年产生几百万顿不可降解的废旧物，严重污染环境和危害我们的健康。
可见开发可降解高分子材料，寻找新的环境友好高分子材料已是当务之急。
1.生物降解高分子材料概述从化学角度来定义，高分子是由分子量很大的长链分子所组成，而每个分子链都是由共价键联结的成百上千的一种或多种小分子构造而成［2］。
高分子材料的功能很多，因此应用十分广泛。
可是高分子材料在给人类创造美好生活的同时，也带来了一些负面效应，其中最明显的当属废旧塑料等引起的“白色污染”。
生物可降解高分子是指在一定条件下，一定时问内能被微生物降解的高分子材料。
按美国材料试验学会ASTM在1989年给可降解塑料下的确切定义，可降解塑料是指：在特定时间内造成性能损失的特定环境条件下，其化学结构发生变化的一种塑料，根据促进化学结构发生降解变化的因素来分类，降解塑料可分为生物降解塑料和光降解塑料两种。
前者在细菌、真菌和藻类等微生物的作用下，塑料产生分解直至消失；后者是在日光作用情况下，塑料产生分解直至消失［3］。
2.降解高分子材料的生物降解机理生物降解高分子的降解通常是以化学方式进行的，即在微生物活性(有酶参与)的作用下，酶进入聚合物的活性位置并渗透至聚合物的作用点后，使聚合物发生水解反应从而使聚合物大分子骨架结构发生断裂变成小的链段，并最终断裂为稳定的小分子产物，完成生物降解过程。
生物高分子材料聚乳酸研究新进展_张宁
第32卷 第3期河北理工大学学报(自然科学版)V ol 32 No 3 2010年8月Journal of Hebe i Polyt echnic U niversity(N atural Sc i e nce Edition)Aug 2010文章编号:1674-0262(2010)03-0116-05生物高分子材料聚乳酸研究新进展张宁,张俊杰(河北理工大学化工与生物技术学院,河北唐山063009)关键词:聚乳酸;生物高分子材料;化学合成;进展摘 要:聚乳酸(PLA)是具有可生物降解性和生物相容性的高分子材料。
介绍了聚乳酸的发展背景及其性能。
阐述了合成聚乳酸的主要方法,包括直接缩聚法和开环聚合,以及聚乳酸改性方法。
并揭示了聚乳酸材料的研究开发前景。
中图分类号:Q3 文献标志码:A聚乳酸(PLA)是一种可完全降解、环境友好的脂肪族聚酯类高分子材料,由农作物发酵产生的乳酸聚合而成,废弃后可经微生物、酸、碱作用降解为CO2和H2O。
1913年法国人首先用缩聚法合成了PLA,但产量很低,分子量也小,没有实际应用。
1932年美国著名高分子化学家C ar o thers等首次提出二步法使用乳酸二聚物的聚合高分子量的聚乳酸方法,但仍未进入实用领域。
20世纪60年代后期起,随着PLA合成技术的改进以及聚乳酸共聚物的合成,使得聚乳酸在各个领域中得到广泛的应用[1]。
1 聚乳酸属性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,它们中的-OH与它们中的-COOH互相脱水缩合,形成了高分子的聚合物,叫做聚乳酸(PLA)。
聚乳酸又称聚羟基丙酸或聚交酯,可溶于氯仿、丙酮、苯、甲苯等溶剂,不溶于石油醚等饱和烷烃。
有良好的生物相容性和血液相容性,体外抗凝血性能好,可被人体降解,以二氧化碳和水排出体外。
由于乳酸分子中含有一个手性碳,具有旋光性。
聚乳酸包括左旋聚L-乳酸(PLLA)、右旋聚D-乳酸(PDLA)和外消旋聚D,L-乳酸(PDLLA)等。
淀粉聚乳酸共混可降解材料研究进展要点
塑料作为20世纪被产业化的一种新型材料,以其轻便、耐用、加工性能好等特点被广泛地应用于人类生活的各个领域。塑料在实现自身使用价值后,其耐用性(即不可降解性又成为一大缺陷。长期以来,人们为实现塑料的可降解做了大量尝试。1972年,G .J.L.Griffin提出在惰性聚合物中加入廉价的可生物降解的天然淀粉作为填充剂的概念,申请了世界上第一个淀粉填充聚乙烯塑料的专利
关键词:生物降解材料;淀粉;聚乳酸;共混改性
中图分类号:T B43;X384文献标识码:A文章编号:1001-3563(200701-0023-04
Pr ogress of the blends of starch and Poly Lactic Acid
W E I W ei 1
,W E I Y i 2m in
聚乳酸作为一种以淀粉、纤维素等碳水化合物为原料,经水解、发酵、纯化、聚合而成的一种合成聚酯,原料来源广泛,可再生,能够完全生物降解,具有与传统聚烯烃树脂相似的加工性能,被视为在一次性消费品领域替代传统聚烯烃塑料的最佳选择。使用聚乳酸替代传统聚烯烃树脂,与淀粉共混制备环境友好型可降解材料,不仅能够实现材料的完全生物降解,更能减少对不可再生的石化资源的依赖,避免浪费,意义重大。
[1]
,开创了生物降解塑料的先
河。长期的实践证明,传统淀粉填充型可降解塑料仅仅能够部分降解,不可降解的聚烯烃崩解为大量碎屑甚至碎块,不但没有彻底解决塑料的生物可降解问题,反而阻碍了聚烯烃的回收利用。在能源危机日益突出的今天,继续使用淀粉填充聚烯烃材料制造一次性不可回收用品,将大量浪费有限的石油资源,既不经济,也不符合再生环保的要求。因此,寻找一种可再生的新型材料替代传统聚烯烃树脂制造可降解的一次性用品已成为当前社会的迫切需求。
淀粉／PLA可降解复合材料性能研究
收 稿 日期 ：０ １０ —４ 修 改 稿 收 到 日期 ：Ｏ ｌｏ—８ ２ １ －５２ ； ２ ｌ—８２ 。
关键词 ： 淀粉 聚乳酸 可 降解 复 合 材 料 性 能
Ｓｕ ｙ ｏ ｒｐ ｒｉｓｏ ｔｒｈ Ｐ Ａ Ｂ ｏ ｅｒ ｄ ｂｅＣ ｍｐ ｓ ｅ ｔｄ ｎ Ｐ ｏ ｅｔ ｆＳａ ｃ ／ Ｌ ｉｄ ｇａ ａ ｌ ｏ ｏｉ ｓ ｅ ｔ
Ｃａ ｉ Ｈｅ Ｐｉｇ ｈ ｎ Ｘｉｎ Ｈａ ｇ ｏ ｉＪｅ ｎ ｓ ｅｇ ｏｇ ｎ ｕ
ห้องสมุดไป่ตู้
１ １ 原 材 料 ．
Ｐ Ａ， Ｌ 平均相 对 分子质 量 １ ０ ００ ２ ０ ， ６ ０ ～２ Ｏ ００
Ｎ ｔｒｗ ｒｓＬ Ｃ 美 国 ； ａｕｅ ｏｋ Ｌ ， 玉米 淀粉 ， 主岭市 黄龙 公 食 品工业有 限公 司； 甘油 ， 湖北大学化 工厂 。
１２ 主要仪 器 与设备 ． ＡＬ ０ ２ ４型电 子 天 平 ， 士 梅 特 勒 托 利 多 公 瑞
基金项目： 国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目（０ ７０ ６ 。 ２９ ６ ６ ）
２ 结 果 与 讨 论
２ １ 淀 粉含 量对 复合材 料物理 性能 的影 响 ． 试 验配方 见 表 １ 。
袭 １ 试 验 配 方
叠
合平先明。 体衡升亚一 系转商阡 鼍 的矩后 一
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｓ ａ ｃ ｙ ｒ ｓ： ｔ ｒ ｈ； ｐｏ ｙｌｃ ｉ ａ ｉ ｌ ａ ｔｃ ｃｄ；ｂｉ ｅ ｒ ｄａ ｅ ｃ ｏｄ ｇ ａ ｂｌ ｏｍｐｏ ｉｅ ｓｔ ｓ； ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｒ ｐ ｒ ｉｓ
可完全生物降解的聚乳酸共混体系的发展.
可完全生物降解的聚乳酸共混体系研究进展综述了国内外聚乳酸 (PLA基全生物降解共混体系的研究进展, 主要包括不同光学活性的 PLA 共混、 PLA 与脂肪族聚酯共混、 PLA 与天然高分子共混、 PLA 与聚己内酯共混、 PLA 与聚乙二醇共混等。
目前的研究表明, 将 PLA 与另一种全生物降解组分共混, 通过不同组分分子间的相互作用, 使 PLA 材料在保持环境友好性的同时提高了力学性能, 增加了韧性并降低了生产成本等, 从而拓展了 PLA 在工程塑料领域和包装等领域的应用。
由于具有良好的生物相容性和降解性 , 已被广泛应用于生物医学领域 , 例如用作手术缝合线、支架、药物缓释和组织培养等。
然而由于其脆性和成本问题 , 在日用品领域如包装、食品用具等方面则受到较大限制。
近年来 , 随着生产技术的进步、生产成本的下降 , 使得将大规模用于日常生活用品成为可能,纯的力学性能与聚苯乙烯 (PS 相似 , 比较脆硬 , 力学强度和热变形温度均较低, , 难以进行加工和使用。
为使应用于更多领域 , 必须对其进行改性。
目前人们已经对 PLA 的共聚改性做了很多研究, 共聚改性可以使 PLA 在力学性能、亲水性能、降解性能或反应功能性方面得到明显改善 , 但该方法工艺复杂、过程难以控制、产率低且成本较高 , 因此, 共聚改性的应用一般限制在医学领域 , 而难以在纤维、薄膜、包装材料等领域推广应用。
共混改性是聚合物改性的常用方法 , 将不同性能的聚合物共混 , 可以大幅度提高聚合物的性能 , 其简便有效 , 工艺过程易于实施和调控 , 且可供配对的聚合物多种多样。
由于以上的诸多优越性 , 共混改性在近几十年来一直是高分子材料科学研究和工业应用的一个颇为热门的领域。
通过共混改性 , 可为提供更为宽广的应用空间 , 与完全生物降解聚合物进行共混改性更是目前研究的主流 , 。
组成共混体系的另一组分是完全生物降解的高分子。
淀粉基生物降解材料的研究进展
淀粉基生物降解材料的研究进展1邹鹏，汤尚文，熊汉国*华中农业大学食品科技学院，武汉 (430070)E-mail：zoupeng621@摘要：本文综述了淀粉基生物降解材料的研究现状，为淀粉基生物降解材料的研究提供了理论依据和实际参考。
关键词：淀粉，生物降解，降解材料，机理1. 引言随着人们生活节奏的加快和生活水平的提高，一次性塑料包装袋、包装膜用量越来越大。
大量一次性塑料包装膜、包装袋的使用，给环境造成巨大的污染。
一方面，铁路沿线、旅游景点到处散落一次性购物袋、包装膜，给人们以视觉污染，影响景区生态环境；另一方面，由于塑料在自然环境中很难自行降解，从而给环境产生更深层次的“白色污染”。
因此，如何解决废弃包装膜和地膜的环境污染问题，是摆在各界政府及科技工作者面前一项急需解决的难题。
寻求塑料的代替物势在必行。
20世纪七、八十年代，人们首先想到的就是可降解的天然高分子生物质材料。
从添加淀粉到纸塑替代，从乳酸聚合到热塑性玉米淀粉材料，可以说技术上有了很大的进展，但产品的性价比还不能与普通塑料相比较，只能用于高附加值领域。
日本丰田公司研发用白薯淀粉塑料制成了汽车配件，日本《时代周刊》2002年5月13日刊登了白薯拯救地球的文章，富士通公司用玉米淀粉塑料制成的电脑机壳和其它配件已经商业应用。
目前，国内外已有多种商品出售，如加拿大wrance公司、美国Ampacer公司、意大利Ferruxzi公司等；国内华中农业大学、北京工商大学、长春应用化学研究所、天津大学、四川大学等单位也先后研制开发出淀粉基降解塑料，淀粉塑料的研究得到不断的深入和发展。
2淀粉基生物降解塑料的种类及研究现状生物降解塑料是指在一定条件下,在能分泌酵素的微生物(如真菌、霉菌等) 作用下可完全生物降解的高分子材料, 可分为生物破坏性塑料( biodestructible plastic ) 和完全生物降解塑料(biodegradable plastic)[1]。
聚乳酸淀粉复合材料的制备及性能研究
0" 聚乳酸 ) 淀粉质量比为 %#4 "# ； /" 聚乳酸 ) 淀粉质量比为  2# ； 1" 聚乳酸 ) 淀粉质量比为 3#4 3# 。
提高了聚乳酸的可塑性。 树脂的存在， 使得 + , 下降， 图 ! 中 2 条曲线的熔融峰都出现了双峰现象， 表明聚 乳酸淀粉的相容性较差， 有分相现象， 并且随着淀粉含 量的增加， 双峰变宽变大， 分相更厉害， 结晶度也减小， 这与力学性能下降一致。 — % —
随着淀粉含量的增加作为连续相的聚乳酸不聚乳酸淀粉复合材料的制备及性能研究能很好地包覆住淀粉两相界面的缝隙增大如图5不同配比聚乳酸淀粉的吸水率分析选取了3组聚乳酸淀粉复合材料a1c1和e1进行吸水率测定每隔12天测定质量做了增量对吸水时间的曲线得到如图5的曲线
" " 塑" 料
聚乳酸 ! 淀粉复合材料的制备及性能研究 #$$3 年" .2 卷" 第 1 期
其中： # ! 表示第 ! 天的样品总质量， #’ 表示样品初始 质量。 #$ 结果与讨论 #" !$ 不同配比聚乳酸 6 淀粉复合材料的力学性能研究 按照实验配方挤出的复合材料经力学实验测试 后， 其结果如图 ! 所示。 $ $ 从图 ! 可以看出两个较为明显的趋势： !） 无论是否添加增容剂环氧树脂， 随着聚乳酸 6 淀粉复合材料中淀粉含量的增加， 复合材料的拉伸强 度、 断裂伸长率、 弯曲强度和弯曲模量都呈下降趋势。 拉伸 强 度 从 *’AIJ （ 淀 粉 质 量 含 量 为 !’K ）降 到 !0C .FAIJ （ 淀粉质量含量为 0’K ） ， 降幅达到 )’K ； 类 弯曲强度降幅达到 似的， 断裂伸长率降幅达到 !4K ， 0*K ； 弯曲模量降幅达到 .’K 。这表明淀粉含量对复 合材料力学性能影响较大。 由于在复合材料中， 淀粉主要是以填料形式存在， 其强度主要由基体材料聚乳酸提供。当淀粉含量少
聚乳酸及其共聚物的应用及研究进展
聚乳酸及其共聚物的应用及研究进展随着医学的发展，在现代医学治疗中经常需要一些暂时性的材料，尤其是在外科领域，如可吸收缝线、软组织植入、骨折内固定材料、人工血管、止血剂、外科粘合剂以及药物缓释系统，这就要求植入的材料在创伤愈合或药物释放过程中可生物降解。
所以近年来，可生物降解高分子材料正日益广泛的应用于医学领域。
作为药物缓释系统的载体材料，在药物释放完后不需要再经手术取出，可以减轻用药者的痛苦和麻烦。
因此生物降解高分子材料是很多需长期服用的药物的理想载体。
作为体内短期植入物，也可很大程度的减轻患者的痛苦。
对于医学临床应用于生物组织中的生物材料往往有如下要求：首先要确保材料和降解产物无毒性、不致癌、不致畸、不引起人体细胞的突变和组织反应；其次要与人体组织有较好的相容性，不能引起中毒、溶血凝血、发热和过敏等现象；此外，还要具有化学稳定性，抗体液、血液及酶的体内生物老化作用[1]；适当的物理机械性能及可成型性；具有要求的降解速度等[2]。
在过去的（近）20年中，发现的符合上述要求的可生物降解高分子材料有很多，如聚乳酸、丙交酯-乙交酯共聚物、聚羟基乙酸、聚羟基丁酸酯等。
这些高分子降解物大多都含有可水解的化学键。
而PLA是聚酯类可生物降解高分子聚合物中的一种，因其具有突出的生物相容性，具有与天然组织相适应的物理力学性能，和其在化学和生物性能上的多功能性而引人注意[3]。
1 聚乳酸(polylactic acid，PLA)概述PLA的结构式为：O C CHCH3OO CCH3CH OnPLA是继聚乙醇酸之后第二类经FDA批准可用于人体的生物降解材料。
其不仅具有优良的机械强度、化学稳定性，还具有良好的生物相容性和生物降解性。
近年来，国内外对其在生物医学方面的应用作了大量的研究。
其已在手术缝合线、骨修复材料、药物控制缓释系统以及组织工程支架（如人工骨、人造皮肤）方面有着较广泛的应用。
PLA还可制成纤维或包装材料用以替代聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等，从而解决废塑料公害问题[4]。
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中， 加入 １ 的 Ｐ Ｌ － ｔ ０ Ｌ Ａ ｓ 相容剂 ， 拉伸强度达 ２．ＭＰ ， ４７ ａ断裂
伸长率达 ８ ７ ， ． 分别提高 了 ２ １ 倍 和 ５ ８ 。 ．９ ．倍
结合力太弱 ， 即两者相容性较差 。 目前 ， 改进共 混复合材料相容
性的方法通常有两 种 ： 一是 引入第三相 ， 减少界面能量 ， 促进扩
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・ ０・ ６
材 料导报
２ ０ 年 ６月第 ２ 第 ６期 ０７ １卷
对 Ｐ Ａ／ Ｌ 淀粉共混 材料 的机械 性能 和 热性 能 的影 响 。淀 粉 的 ＭＣ及凝胶化程度不影响 Ｐ Ａ 的热力学和结晶性能以及 Ｐ Ａ／ Ｌ Ｌ
在一定 引发剂浓度下不 同温度和马来酸酐含量对产物性能 的影 响 。分析发现 ， 随着 引发 剂含量 的增 加马来 酸酐 的接枝 效果越
聚乳酸／ 粉共混复 合材料 的组成 中含有淀 粉或其衍 生物 ， 淀 在 自然条件下可 以被逐渐破坏 ， 最后被完全生物 降解 为小分 子 ， 与环境 同化 ， 而在根本 上解决 塑料消 费后 造成 的环境 污染 问 从 题 。本文介绍 了近年来聚乳酸／ 淀粉共混复合材料在淀粉种类 、 相成分接枝改性 、 面相容等方 面的研究进展 。 界
（） ３ 注射 ， ０ ℃退火 １０
（） ４ 注射 ， ５ ℃退火 １５ （） ５ 压缩 （） ６ 压缩 ，０ ℃退火 １０ （） ７ 压缩 ，５ ℃退火 １０
图 １ 不 同加工条件下 ＭＣ对 结晶度的影响
２ 共混体 系的改性
在聚乳酸／ 淀粉共混复合材 料 中， 聚乳酸是连 续母 相 ， 淀 而 粉 由于颗粒较 小、 成本较低 ， 常在共 混体系 内作为 填充 剂 ， 高 提 共混物 的模量 ， 却降低 拉伸强 度、 裂伸长 率和韧性 ［３ 断 １ 。聚乳 ２ 酸 的缺点限制了其 应用 ， 共混 改性是一 种改善材 料的机械性 能 和加工性能并且 降低成本 的有效途径 。聚乳酸与淀粉共 混体 系
ＸＵ ｑｏ ｇ Ｙｕ ｉｎ ，ＱＵ ｉｐｎ Ｊｎ ｉｇ
（ ｔｏ ａ ｇ ｎ ｅｉｇ Ｒｅ ｅ ｒｈＣｅ ｔｒｏ ｖ ｌ ｕｐ ｎ ｏ ｏｙ ｒＰ ｏ ｅｓｎ ， Ｎａｉｎ ｌ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｓ ａｃ ｎ ｅ ｆＮｏ ｅ Ｅｑ ｉｍｅ ｔｆｒＰ ｌｍｅ ｒ ｃ ｓｉｇ Ｓ ｕ ｈＣｈｎ ｉｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｔ ｉａＵｎｖ ｒｉｙｏ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｇｕ ｎ ｚ ｏ １ ６ ０ ａ ｇ ｈ ｕ５ ０ ４ ）
１ 淀粉种类 的影响
淀粉是一种天然高分子 ， 具有 来源广泛 、 价格 低廉 、 可环 境 降解等独特优 点 ， 常以颗粒存 在于玉米 、 通 大米 、 小麦和 土豆等 植物 中。从 Ｌ ｉｉ １ ７ Ｇｒｆ ｆ ｎ在 ９ ３年首 次获得 有关 淀 粉填 充塑 料
＊国家 自然科学基金重大项 目（ 目编 号 １５ ０ ５ ） 国家 自然科 学基金 面上项 目（０ ７ ０ ４ 项 ０９３１ ； １４ ２ ３ ） 徐喻琼 ： ，９ ４年生， 士研 究生， 女 １７ 博 主要从事聚 合物 复合 材料加 工成 型方面研 究 Ｅ ｍａ ：ｅ ｙ ｄ． ｏ ｃ 瞿金平 ： － ｉ ｋ ｘ ＠ｑ ｃｃｍ． ｎ ｌ 通讯作 者 ， 教授 ， 士， 男， 博 主要从事聚合 物复合材料加工成型方面研 究
合材料 的成本 ， 将聚乳酸与淀 粉共混是 一种简单 易行 的好方法 。 共混物除具有各组分 固有 的优 良性 能外 ， 由于组 分 间某 种协 还
同效应而呈现新 的性能 。
淀粉有线性直 链 和支链 两种 聚合 体 ， 当淀 粉 和 Ｐ Ａ 共 混 Ｌ 时， 淀粉颗粒表面的直链 和支链将影 响共混 物的性能 。当淀粉 含量超过 ６ 时， Ｌ Ｏ Ｐ Ａ相变得 不连续 ， 且高直 链淀粉 共混物 比 普通淀粉 的吸水率低 。直 链淀粉含 量影 响共混物 的吸水性 ， 直 链淀粉含量 大于 ５ ％时共混物 的耐水性提高 ， Ｏ 而机械性能 无明 显变化 。含 ５ ～７ 直链玉米淀粉的共混物 比 Ｏ ～２ 的 Ｏ Ｏ ８ 吸水率低 ５ Ｌ 。 Ｏ ９ ］ Ｋｅ 研究 了含有不 同直链淀粉 的 Ｐ Ａ／ 等［ Ｌ 淀粉共混物 ， 重 点研究 了共混体系 的吸水性能 、 熔融 行为和结 晶动力学 。随着 淀粉含量 的增加 ， 共混 体系 的吸水量 增加 。但直链 淀粉含量影 响体系 的吸水性能 ， 其含量 增加 ， 吸水量 减少 。Ｐ Ａ 淀 粉共混 Ｌ／ 复合材料的结 晶行为主要受 共混组成 和结 晶温 度的影 响， 随着 淀粉含量的增加 ， Ｌ Ｐ Ａ的结 晶速率提 高。 Ｋｅ “ 还研究 了淀粉 的原始 含水 量（ ） 等［］ Ｍｃ 以及加工 条件
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ
Ｂ ｅ ｄｎ ｆｐ ｌ（ａ ｔ ｃｄ ｎ ｔｒ ｈｉ ａ ｆｅ ｔ ｅａ ｄｆａ ｉｌ ｙｔ ｂａｎｍａｅ ｉｌ ｔ ｐ — ｌｎ ｉｇｏ ｏｙ １ｃｉ ａ ｉ）ａ ｄ ｓａ ｃ ｎ ｅｆｃｉ ｎ ｅ ｓｂｅｗａ Ｏｏ ｔｉ ｔｒａｓｗｉ ｓ ｅ ｃ ｓ ｖ ｈ
中最主要的问题是疏水性 的聚乳酸与亲水性的淀粉之间的界面
图 ２ ｌ ａ／ 粉 共 混 物和 Ｐ Ａ ｇ从 ／ 粉 共 混 物 的 Ｄ Ｃ图 ， 淀 ｔ Ｌ －－ 淀 Ｓ
Ｃｅ ｈ ｎ等 Ｐ Ｌ 接枝淀 粉 （ Ｌ Ａ－－ ｔ共 聚物作 为相 ”用 Ｌ Ａ Ｐ Ｌ ｇＳ） 容剂， 制备 了 Ｐ Ｌ 淀粉共混物 ， 热性能 （ Ｌ Ａ／ 其 如图 ３ 、 械性能 ）机 （ 如图 ４ 和微观形态均 优于无 相容剂 的共混物 。５／ ０共混 物 ） ０５
ｃ ｉ ｂｏ ｅｒｄｂｅｐｏ ｅｔ ｓ ｈｓ ｒｃｅ ｅｉ ｅｅ ｔ ｒｇｅｓｉ ｐ ｌ（ａｔ ｉ）ｓａｃ ｌｎ ａｅ ｎｔｅｓ ｒｈ ｉｃ ｉ ｇａａ ｌ ｒｐ ｒ ｅ．Ｔ ｉａｔ ｌ ｒｖ ｗｓ ｃｎ ｏ ｒｓ ｏｙ １ ｉａ ｄ ／ｔｒｈｂｅｄｂ ｓｄｏ ｔ ｃ ｆ ｄ ｉ ｉ ｅ ｒ ｐ ｎ ｃｃ ｃ ｈ ａ
ｃ ｔ ｇ ｒ ，ｇ ａ ｔ ｇ ｃ ｍ ｐ ｎ ｎ ，ａ ｄ ｃ ｍ ｐ ｔｂ ｌ ｅ ．Ｔｈ ａ ｅ ｏ ｙ ｒ ｆｉ ｏ ｏ ｅ ｔ ｎ ｏ ａ ｉ ｉ ｚ ｒ ｎ ｉ ｅｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｆ ｃ ａ ｉａ ｎ ｈ ｒ ｌ ｒ ｐ ｒ ｉｓ ｍｏ ｐ ｏｏ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｓｏ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｄ ｔ ｅ ｍａ ｏ ｅ ｔ ， ａ ｐ ｅ ｒ ｈ ｌ—
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可降解聚乳酸／ 淀粉共混复合材料的研 究进展／ 徐喻琼等
・５ ９・
可 降解 聚 乳酸／ 淀粉 共 混 复合 材料 的研 究进 展
徐喻 琼 ， 瞿金 平
（ 华南理 工大学聚合物新型成型装备国家工程研究 中心 ， 广州 ５０４） １６０ 摘要 将聚乳酸 与淀粉共混是一种 简单 易行 的好 方法 ， 以得到完全降解的复合材料 。综述 了聚乳 酸／ 可 淀粉 共
ｇ Ｙ，ａ ｄｉｔｒａｅｐ ｏ ｅ ｔ ｓａｅａｓ ｉｃ ｓｅ ． Ｔｈ ｉ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｔｅ ｄ ｎｔ ｅｆ ｔｒ ｒ ｌｏｉｔｏ ｕ ｅ ｒｅｌ． ｎ ｅ ｆｃ ｒ ｐ ｒｉ ｒ ｌｏ ｄｓｕ ｓｄ ｎ ｅ ｅｒｄ ｖ ｌｐ ｎ ｒｎ ｓｉ ｈ ｕ ｕ ｅａｅａｓ ｎ ｒｄ ｃ ｂ ｉｆ ｄ ｙ
混体 系的研 究进展 ， 分析 了淀粉种类 、 相成 分接枝改性 、 增容剂等 因素对共混体 系的机械 性能 、 热性能和微观形态的影 响， 望 了聚乳酸／ 展 淀粉共混复合材料今后 的发展方 向。
关 键 词 降解 聚乳酸 淀粉 共混
Ｐ ｏｒｓ ｉ ｉｄｇａ ａ ｌ Ｐ ｌ（ ｃｉ ａｉ）Ｓａｃ ｌ ｄＣ ｍｐ ｓ ｅ ｒｇｅｓ ｎＢｏｅｒｄ ｂｅ ｏｙ １ ｔ ｃ ／ ｔｒｈＢｅ ｏ ｏｉ ｓ ａ ｃ ｄ ｎ ｔ
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ
ｂｏ ｅ ｒｄ ｂｅ ｏ ｌ １ｃｉ ｃｄ ，ｓａ ｃ ｉｄ ｇ ａ ａ ｌ ，ｐ ｙ（ａ ｔ ａ ｉ） ｔｒ ｈ，ｂｅ ｄ ｃ ｌｎ
的专利以来 ［ ， ３ 生物降解材料受到 了广泛关注 ， ］ 并在近年来得到
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迅 速发 展和改进 Ｈ 。 Ｊ
聚乳 酸（ ｏｙａｔ ｃ ， Ｌ 是 以乳 酸为单体 经化学合 成 Ｐ ｌｌ ｉ ａｉ Ｐ Ａ） ｃｃ ｄ 的新型生物降解 性高分子材料 ， 无毒 、 刺激性 ， 无 可经生物分解
散， 提高 Ｐ Ａ和淀粉两相间 的粘合力 ； Ｌ 二是反应共混 ， 即引入 带
有功能团或催 化剂 的第 三种 成分 ， 在熔融状 态下促进 两相 的化
学反应 。一般来说 ， 二种方法 比较经济 ［ 第 】 。
２ １ Ｐ Ａ的改性 ． Ｌ
接技共 聚物改 进 了 Ｐ Ａ 淀粉 共混 复 合 材料 的相 间 混溶 Ｌ／ 性， 增强了相 间 的作 用力 ， 其性 能优 于 简单 的机 械 共混 材 料 。 Ｄ ｂｉ 等口］ ｕ ｏｓ 用丙二酸酐对 Ｐ Ａ进行 接枝 改性 ， Ｌ 发现它 与淀粉 的共混物 界面粘合力增强 ， 机械性 能也随之 提高 。Ｗｉｅｔ ］ ｌ ｔ 利 ｌＣ 用双螺杆挤 出机成功制 备 了由聚醚 酯、 淀粉和 聚乳酸组 成 的 ３
其他性 能没有 明显差别 ［ 。 ８ ］
业、 农业及 日常生活 等领 域 ， Βιβλιοθήκη 前 ， 已有多种方式加 工聚乳酸 复
合材料 。
淀粉 是一 种常见 的天然 生物 高分 子 ， 来源 广泛 ， 可再 生 利 用 。将淀粉作为热塑性材 料 ， 在某 些应 用领域 内替代 以石油为
原料 的合成高分子一直备受关注［ 。为 了降低聚乳酸可降解复 ２ ］
为 Ｃ ２ Ｈ ０， ０ 和 不造成环境 污染 ； 具有 良好的生物相容性 、 塑 热 性、 可加工 性和优 良的物 理机械性能 ， 广泛应 用于生物 医学 、 工
聚乳酸／ 淀粉共混体系 中， 淀粉作为填充剂 以一定 的比例与
聚乳酸共混 ［ 。淀 粉 和 Ｐ Ａ 是 不可混 合 的聚 合物 ， Ｌ 的 ５ ］ Ｌ ＰＡ 热行 为受淀 粉的影响。当淀粉 的含 量为 ２ ～４ 时 ， 混物 Ｏ Ｏ 共 的晶状体球 蛋 白减少 。淀粉含量增加 时， 共混 物的拉伸强度 、 延 伸率都 增加 ， 但淀 粉含量 在 ７ 以上 时， Ｏ 共混 物 的模 量才有 所 增加 。当淀粉含量大 于 ６ 时， ＬＡ相 变得不 连续 ， Ｏ Ｐ 吸水率 急 剧增加 。小麦淀粉共混 物的机械 强度略 高于玉米淀 粉共混物 ，