聚乳酸PLA纳米纤维的制备方法

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分析聚乳酸纳米颗粒的制备与表征

分析聚乳酸纳米颗粒的制备与表征

分析聚乳酸纳米颗粒的制备与表征本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意!1 前言聚乳酸[Poly(lactic Acid), PLA]是一种高分子聚合物,分子式为(C3H4O2)n. 美国食品药品监督管理局(FDA)已批准聚乳酸为药用辅料,其在生物医药领域的应用被广泛地研究. 聚乳酸具有良好的生物可降解性和生物相容性,能被降解为CO2和水,中间产物乳酸也是体内正常的糖代谢产物,不会在重要器官聚集,在生物医学领域有广泛的应用,如用于骨折手术固定材料、手术缝合线、药物递送系统等. 近年来,基于纳米技术的药物输送方法引起了科学界和企业界的极大关注,纳米颗粒已成为具有巨大应用前景的新型药物或基因递送载体,可将药物定向输送到器官、组织或细胞,为恶性肿瘤、心脑血管疾病,神经系统疾病的治疗提供新的解决方案.某些纳米颗粒还可通过毛细管渗透穿越生理屏障,使药物在体内特定部位累积,改变药物在体内的分布,降低药物的毒副作用,同时提高药物的治疗效率. 另外,纳米颗粒可作为抗原递送与佐剂系统,显著增强机体对抗原的特异性免疫应答水平,并能改变抗原提呈途径,显著增强细胞免疫应答水平. 目前,PLA 纳米颗粒通常采用乳化溶剂挥发法制备,用二氯甲烷溶解PLA,通过高速搅拌、均质、超声制备乳液,溶剂挥发后得到PLA纳微颗粒. 采用该法制备PLA 纳米颗粒时,通常需要超声波制备乳液,能量消耗高,且不易规模化制备;以二氯甲烷为有机溶剂,存在溶剂残留;制备过程中加入乳化剂,增加了后期去除步骤;所制纳米颗粒粒径分布宽,收率较低. 本研究采用改良的纳米沉淀技术制备PLA 纳米颗粒,使用毒性较低的乙醇和丙酮作为油相,提高了纳米颗粒应用的安全性;不添加任何乳化剂或沉淀剂,省去了去除杂质过程,提高了收率. 利用PLA在溶剂中溶解性能的改变使其从溶剂中析出形成纳米颗粒. 油相加入水相时,油相中的水溶性有机溶剂向水相中扩散,迅速穿透油水界面,在界面形成湍流,降低表面张力,使液滴不断变小. 不溶于水的聚合物向界面迁移、沉积并固化,形成纳米级颗粒. 采用响应面分析法[13,14]对影响纳米颗粒制备的因素进行了优化,得到了最佳工艺条件.2 实验材料与试剂聚乳酸(相对分子质量约10 Da,山东医疗器械研究所),无水乙醇(20℃时密度为g/mL,相对分子质量为,纯度≥%,国药集团化学试剂有限公司),丙酮(20℃密度为g/mL,相对分子质量为,纯度≥%,北京化工厂),尼罗红(北京索莱宝科技有限公司),Alexa635-鬼笔环肽(Invitrogen 公司),去离子水实验室自制. 实验设备和分析仪器RT10 磁力搅拌器(德国IKA 公司),SB25-12DTD超声波清洗器(宁波新芝生物科技股份有限公司),Zetasizer Nano ZS 动态光散射粒度仪(英国Malvern Instruments 公司),Ultrospec 2100 pro 紫外分光光度计[安玛西亚(中国)有限公司],ABJ 220-4M 分析天平(德国KERN 天平公司) ,JSM-6700F 扫描电子显微镜和JEM-2100 透射电子显微镜(日本JEOL 公司),3 cm 长条形搅拌磁子,TCS SP 5 激光共聚焦显微镜(德国Leica公司).实验方法聚乳酸在混合油相中的溶解性测定选择丙酮与乙醇混合油相溶解PLA. 称取100 mg PLA,置于样品瓶中,油相总体积为10 mL. 改变油相中乙醇体积比,用紫外分光光度计测定油相溶液在680 nm 下的透过率,观测聚乳酸在油相中的溶解性.聚乳酸纳米颗粒的制备采用纳米沉淀法制备PLA 纳米颗粒,流程如图1所示. 称取一定量PLA,加入混合油相中,置于超声清洗器中超声10 min使其充分溶解. 量取90 mL去离子水置于250 mL 的烧杯中,烧杯置于磁力搅拌器上,调整磁力搅拌速度为400 r/min,用滴管将油相缓慢滴加到水相中,持续匀速磁力搅拌,使有机试剂挥发,形成粒径均一的纳米颗粒.聚乳酸纳米颗粒制备工艺优化采用响应面法(Response Surface Methodology, RSM)对制备工艺条件进行优化,采用Design Expert软件进行优化实验设计,依据中心组合实验设计原理,通过前期考察,以PLA 质量(A)、油相中乙醇含量(B)及油相体积(C)作为因素,以纳米颗粒的粒径为指标,实验因子与水平设计见表聚乳酸纳米颗粒粒径测定PLA 纳米颗粒粒径采用动态光散射粒度仪测定. 取1 mL PLA 纳米颗粒悬浮液加入样品池中,置于动态光散射粒度仪的样品槽中,测定PLA 颗粒的粒径及其分布.3 结果与讨论聚乳酸在混合油相中的溶解性能物质的内聚性质用内聚能表征,单位体积材料的内聚能为内聚物密度,其平方根为溶度参数,可衡量两种材料是否共溶. 当聚合物与有机试剂的溶度参数相近时,二者可共混且共溶性良好.响应面法优化纳米颗粒制备工艺通过Design Expert 软件设计响应面实验,考察聚乳酸用量(A)、油相中乙醇体积分数(B)及油相体积(C)三个因素对聚乳酸纳米颗粒制备的影响,以纳米颗粒粒径最小为指标进行评价,实验方案与结果见表 2.4 结论通过纳米沉淀法制备聚乳酸(PLA)纳米颗粒,采用响应面分析法建立数学模型对制备工艺进行优化,由研究结果得到如下结论:(1)当混合溶剂中乙醇的体积分数大于65%时,PLA不能很好地溶解于混合溶剂中. (2)采用响应面法优化得到的最优制备条件为:PLA用量mg,油相中乙醇体积分数%,油相体积mL. 该条件下所制PLA颗粒粒径为nm,多分散系数PDI 值为,与预测值偏差较小. (3)所制PLA 纳米颗粒与巨噬细胞共培养,巨噬细胞将大量PLA 纳米颗粒吞噬,表明PLA 纳米颗粒有望后续作为免疫佐剂。

可降解聚乳酸纤维(PLA)开发生产方案(二)

可降解聚乳酸纤维(PLA)开发生产方案(二)

可降解聚乳酸纤维(PLA)开发生产方案一、实施背景随着全球对环境保护的关注日益提高,绿色、可持续的产业发展成为了主流趋势。

聚乳酸纤维,作为一种生物可降解材料,具有优良的环保性能和广阔的市场前景。

然而,其生产成本高、技术难度大等问题成为了制约其广泛应用的主要障碍。

因此,从产业结构改革的角度出发,探讨聚乳酸纤维(PLA)的开发和生产方案具有重要意义。

二、工作原理聚乳酸纤维(PLA)是以乳酸为原料聚合得到的聚合物。

其工作原理主要包括以下步骤:1.乳酸聚合:通过催化剂的作用,将纯度较高的乳酸分子聚合形成长链,得到聚乳酸。

2.熔融纺丝:将聚乳酸熔融,通过纺丝机喷丝,形成纤维。

3.冷却拉伸:纤维经过冷却装置后进行拉伸,强化纤维结构。

4.卷绕成型:经过卷绕装置,使纤维卷绕成卷,完成PLA纤维的生产。

三、实施计划步骤1.资源整合:整合相关乳酸原料资源,确保原料的稳定供应。

2.技术研发:研发高效、环保的PLA生产技术,降低生产成本。

3.生产线建设:根据PLA纤维生产工艺要求,建设或改造生产线。

4.试生产与调试:进行试生产,对生产过程进行监测和调试。

5.批量生产:经过试生产验证成功后,开始批量生产。

6.市场推广:对PLA纤维进行市场推广,扩大销售渠道。

四、适用范围1.纺织服装:PLA纤维具有优良的生物相容性和可降解性,适用于制作医疗用品、运动服、内衣等。

2.包装材料:PLA纤维制成的包装材料可替代传统塑料,应用于食品、药品等领域。

3.生物医用:PLA纤维可用于制作手术缝合线、人工韧带等医疗用品。

4.环境治理:PLA纤维可用于制作生物降解塑料,有助于减少白色污染。

五、创新要点1.开发高效、环保的PLA生产技术,降低生产成本。

2.探索新的生产工艺,提高产品质量和性能。

3.结合市场需求,开发多样化的PLA制品,满足不同领域的需求。

4.加强产业链上下游合作,实现资源共享和优势互补。

六、预期效果1.提高PLA纤维的生产效率和产品质量。

可生物降解抗菌性聚乳酸无纺布的制备及工艺研究

可生物降解抗菌性聚乳酸无纺布的制备及工艺研究

可生物降解抗菌性聚乳酸无纺布的制备及工艺研究摘要:聚乳酸(PLA)是一种可生物降解的聚酯,由可再生原料合成,具有生物相容性、生物降解性、透明性、低毒性和易加工性等优良的性能,在医疗、卫生、包装材料等领域得到了广泛的应用。

随着人们生活水平的不断提高和健康观念的深化, 以及新冠肺炎疫情的持续蔓延,为了防止各种细菌对人类的干扰,非织造材料的抗菌化改性变得尤为必要。

本文着手于聚乳酸(PLA)的抗菌改性,以纳米ZnO为抗菌剂,采用熔融共混法制备了抗菌型聚乳酸非织造布切片并对其性能进行了测试。

(1)采用熔融共混法,在聚乳酸纺粘非织造布切片中分别添加2%、4%的不同粒径的纳米ZnO(20nm、30nm、50nm、100nm)制备可生物降解抗菌性PLA非织造布复合切片。

在制备复合切片过程中就纳米ZnO的添加量和粒径对于共混温度的影响进行了探究,结果表明:随着纳米ZnO添加量的增加共混温度随之升高,随着粒径的减小共混温度也随之升高。

(2)用模压机将制备的抗菌型复合切片压成3mm左右厚的薄片,并依据塑料表面抗菌性能试验方法GB/T31402-2015对其进行抗菌性测试,测试结果表明:2%、4%纳米ZnO含量的聚乳酸非织造布切片对大肠杆菌(ATCC 8739)和金黄色葡萄球菌(ATCC 6538P)的抗菌率均达到了99.9%。

关键词:聚乳酸、抗菌、复合纺粘切片、纳米ZnO1引言近年来,全球抗菌纺织品市场一直保持着较高的增速,后疫情时代,健康、天然、环保将成为大众所公认的纺织工业的发展方向,因此该市场将持续蓬勃发展。

目前市场上的各种抗菌非织造产品中,以后整理的方式居多,产品的耐洗性及抗菌耐久性较差。

本章将以纺粘法为基础采用共混改性的方式,选用纳米ZnO 为抗菌剂,制备抗菌型PLA复合纺粘非织造布切片,对抗菌型复合切片的各项性能进行研究,以期为非织造布的功能化和差异化提供一种有效手段。

2实验部分2.1实验原料及仪器设备表1 原料原料名称原料规格原料厂家聚乳酸(PLA)FY801安徽丰原集团有限公司纳米氧化锌20nm/30nm/50nm/100nm北京博宇高科新材料技术有限公司表2仪器及设备仪器名称仪器型号仪器厂家熔体流动速率测定仪RL218上海思尔达科学仪器有限公司电子分析天平AUY220日本岛津同步热分析仪STA499F5德国耐驰同向双螺杆挤出机SHJ-30南京杰恩特机电有限公司微型注射成型仪WZS10D上海新硕精密仪器有限公司微机控制电子万能试验机WDW-1济南一诺世纪实验仪器有限公司真空干燥箱DZF-6020上海博迅实业有限公司模压机CH-0206东莞市创宏仪器设备有限公司2.3可生物降解抗菌性PLA非织造布切片的制备先将PLA和纳米ZnO在60℃的条件下真空干燥12h备用,然后用双螺杆挤出机进行混料,按纳米ZnO比例2%、4%,粒径100nm、50nm、30nm、20nm的顺序进行。

《聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》范文

《聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》范文

《聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步,聚乳酸(PLA)作为一种可生物降解的聚合物材料,在环保和可持续性方面得到了广泛的关注。

为了进一步提高其性能,纳米复合材料技术被广泛应用于聚乳酸的改良。

本文旨在研究聚乳酸纳米复合材料的制备方法及其性能,以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、聚乳酸纳米复合材料的制备1. 材料选择制备聚乳酸纳米复合材料,首先需要选择合适的纳米填料和聚乳酸基材。

常见的纳米填料包括纳米碳酸钙、纳米二氧化硅等。

本实验选择纳米二氧化硅作为填料,具有高比表面积和优异的物理化学性能。

2. 制备方法聚乳酸纳米复合材料的制备主要采用熔融共混法。

首先,将聚乳酸与纳米二氧化硅按一定比例混合,然后在高温下进行熔融共混,使纳米填料均匀分散在聚乳酸基材中。

三、聚乳酸纳米复合材料的性能研究1. 力学性能通过拉伸试验和冲击试验,研究聚乳酸纳米复合材料的力学性能。

实验结果表明,加入纳米二氧化硅后,聚乳酸纳米复合材料的拉伸强度和冲击强度均有所提高,表明纳米填料的加入有助于提高材料的力学性能。

2. 热学性能采用差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TGA)研究聚乳酸纳米复合材料的热学性能。

实验结果显示,纳米填料的加入使聚乳酸纳米复合材料的玻璃化转变温度和热分解温度均有所提高,表明纳米填料有助于提高材料的热稳定性。

3. 生物相容性聚乳酸作为一种可生物降解的聚合物材料,其生物相容性是评价其性能的重要指标。

通过细胞毒性试验和体内降解试验,研究聚乳酸纳米复合材料的生物相容性。

实验结果表明,聚乳酸纳米复合材料具有良好的生物相容性,且降解速度适中,有利于减少对环境的污染。

四、结论本文研究了聚乳酸纳米复合材料的制备方法和性能。

通过熔融共混法将纳米二氧化硅与聚乳酸混合,制备出具有优异力学性能和热稳定性的聚乳酸纳米复合材料。

此外,该材料还具有良好的生物相容性和适中的降解速度,有望在环保和生物医学等领域得到广泛应用。

pla的合成路线及方法

pla的合成路线及方法

pla的合成路线及方法PLA(聚乳酸)是一种可生物降解的聚合物材料,具有广泛的应用领域。

本文将介绍PLA的合成路线及方法。

一、聚乳酸的合成路线聚乳酸的合成主要有两种路线,即乙酯化法和直接聚合法。

1. 乙酯化法:该方法是将乳酸酯进行酯交换反应,生成聚乳酸。

具体步骤如下:(1)将乳酸酯与过量的醇反应,生成酯化产物。

(2)将酯化产物进行酯交换反应,去除副产物。

(3)将反应产物经过脱溶剂和脱色处理,得到纯净的聚乳酸。

乙酯化法的优点是反应条件温和,反应产率较高,但醇的选择和酯交换反应的副产物处理对产品质量有一定影响。

2. 直接聚合法:该方法是将乳酸进行聚合反应,生成聚乳酸。

具体步骤如下:(1)将乳酸加热至一定温度,使其熔化。

(2)在惰性气氛下,通过开环聚合反应,将乳酸分子连接成长链聚合物。

(3)得到的聚乳酸产品经过冷却、固化和后处理,得到所需的产品。

直接聚合法的优点是反应简单,无需醇的参与,但反应条件要求高,且聚合产物的分子量分布较广。

二、聚乳酸的合成方法1. 乙酯化法的合成方法:(1)醇的选择:常用的醇有甲醇、乙醇等,选择不同的醇会对最终聚乳酸的性能产生影响。

(2)酯交换反应:乳酸酯与醇反应时,通常需要在催化剂的作用下进行。

催化剂可以选择碱性催化剂或金属盐类。

(3)脱溶剂和脱色处理:通过蒸馏和活性炭吸附等方法,去除反应中产生的溶剂和色素等杂质。

2. 直接聚合法的合成方法:(1)乳酸的纯化:通过蒸馏和结晶等方法,将乳酸纯化,去除杂质。

(2)开环聚合反应:在惰性气氛下,将乳酸加热至熔点以上,通过催化剂的作用,实现乳酸分子间的酯键开裂和聚合。

(3)冷却、固化和后处理:将聚合反应得到的聚乳酸冷却,固化成固体,然后经过后处理,如热处理、抽真空等,得到所需的产品。

三、PLA的应用领域PLA具有良好的生物降解性、可加工性和可塑性,因此在许多领域得到广泛应用。

1. 包装领域:PLA可用于食品包装、药品包装等。

由于其生物降解性,可以减少对环境的污染。

pla微球制备方法

pla微球制备方法

PLA(聚乳酸)微球是一种常见的微粒,可以用于药物传递、细胞培养、组织工程等应用。

以下是一种常用的PLA微球制备方法:
1. 材料准备:准备聚乳酸(PLA)和有机溶剂(如甲苯或二氯甲烷)作为溶剂。

也可以添加一些辅助剂,如表面活性剂(如聚乙二醇)或稳定剂(如聚乙烯醇)。

2. 溶解聚乳酸:将PLA加入有机溶剂中,并在室温下搅拌,直到PLA完全溶解。

可以根据需要调整PLA的浓度。

3. 乳化:将溶解的PLA溶液缓慢滴入一个较大的容器中,其中含有一个表面活性剂溶液(如聚乙二醇)。

同时,用超声波或机械搅拌器将溶液乳化。

这会导致PLA形成微小的液滴。

4. 固化:继续搅拌,使PLA液滴在表面活性剂溶液中固化。

可以通过调整搅拌速度和时间来控制微球的大小和分布。

5. 洗涤和干燥:用适当的溶剂(如乙酸乙酯或乙醇)洗涤固化的微球,以去除残留的有机溶剂和表面活性剂。

然后将微球放在通风的条件下晾干或使用真空干燥。

这是一种基本的PLA微球制备方法,可以根据需要进行调整和优化。

制备PLA微球时,需要注意选择适当的溶剂、调整PLA 的浓度和溶解时间、控制乳化和固化条件等,以获得所需的微球形状、大小和分布。

聚乳酸pla生产工艺

聚乳酸pla生产工艺

聚乳酸pla生产工艺一、 PLA生产工艺简介为了推动可持续发展,PLA生产工艺日益受到关注。

PLA,全称聚乳酸,是一种可生物降解的聚合物,可以通过发酵或化学合成获得。

在可持续发展向导下,PLA具有广泛的应用范围,如食品包装、纺织品、医疗设备等领域,具有可降解性、可再生性和高生物相容性等优点。

二、发酵法生产PLA发酵法生产PLA,是将淀粉等发酵物质在发酵菌的作用下转化为乳酸,再将乳酸进行聚合化学反应。

PLA生产工艺分为三个阶段,分别是发酵、提纯和聚合。

其中,发酵是关键步骤。

发酵生产PLA的主要步骤如下:1.材料准备:将原料淀粉和营养物质混合,并进行消毒和调整pH值,以适应乳酸菌生长的环境。

2.发酵过程:将混合物加入发酵罐中,并加入乳酸菌菌种。

在适当的温度、压力和氧气供应下,乳酸菌进行代谢过程,产生乳酸。

3.提纯过程:通过蒸馏和离子交换等方式,将乳酸分离提纯。

4.聚合过程:将分离出的乳酸经过酯化反应,形成PLA聚合物。

三、化学法生产PLA化学法生产PLA,是通过将乳酸和其它单体进行聚合化学反应的过程,产生PLA聚合物。

化学法生产PLA的主要步骤如下:1.材料准备:将乳酸和混合单体混合。

常用的混合物质为DL-乳酸和乙二醇等。

2.聚合过程:加入催化剂,通过酯化、缩聚等反应,形成PLA聚合物。

3.粗提过程:将反应混合物进行蒸馏、溶剂萃取等步骤,得到PLA聚合物的溶液或粉末。

4.精制过程:通过洗涤、过滤等过程,去除混杂物质,得到高纯度的PLA聚合物。

四、 PLA生产工艺的优势与局限PLA具有可生物降解、可再生和生物相容性好等优势,使其在一些特定的应用领域拥有广泛的应用前景。

PLA生产工艺可以通过利用可再生材料、绿色生产技术和节能技术等手段,实现对环境和人类健康的保护。

但是,PLA的生产工艺中,发酵法生产PLA所需的食用淀粉、玉米等原料会导致食品、饲料供给不足,而化学法生产PLA的过程中,使用的碳酸一氧化物等化学原料则存在环境风险。

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)

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。

可降解材料聚乳酸PLA的合成方法

可降解材料聚乳酸PLA的合成方法

可降解材料聚乳酸PLA的合成方法聚乳酸全名为 Poly Lactic Acid (PLA),又名聚丙交酯(Polylactide),PLA 具有良好的生物相容性、可降解性和来源于生物原材料等特点,因此研究者认为 PLA 是应用前景最好的一种新型生物可降解高分子材料,聚乳酸的合成一般有两种方法,直接缩合聚合法和丙交酯开环聚合法。

一、乳酸聚乳酸的合成需得从乳酸合成讲起,因乳酸的品质直接影响PLA 的合成。

乳酸是自然界中最小的手性分子,以两种立体异构体形式存在于自然界中,即为左旋型L-乳酸和右旋型D-乳酸。

将这两种乳酸等比例混合即为消旋的DL-乳酸。

L-乳酸、D乳酸及DL-乳酸在聚乳酸上及与生物化学有关的食品、医药和农药等领域中的应用是存在区别的。

PLA通常要求L-乳酸含量较高,其光学纯度大于96%~99%(即D-乳酸小于1%~4%)。

乳酸的光学及化学纯度将直接影响聚乳酸生产过程中的产品收率、稳定性及产品品质。

二、乳酸的合成方法乳酸可以由化学法或者微生物发酵法来生产。

1、化学法化学法是以石油基化学品为原料合成,通常只能合成消旋的DL-乳酸。

由于D-乳酸在人体代谢的问题,其在食品饮用方面受限制,同时化学法的消旋乳酸也不符合一般聚乳酸材料的使用要求,因此市场非常小。

纯D-乳酸全球市场需求量仅为2000吨,主要应用在生产农药杀虫剂和除草剂等。

2、微生物发酵法发酵法的主要原料一般是玉米、甘蔗、甘薯等淀粉质原料,发酵法的主要途径是糖在乳酸菌作用下,调节PH值5左右,发酵2~3天得到粗乳酸,一般商业化乳酸浓度为80%~88%(含12%-20%的水),浓缩乳酸达到92%~93%的浓度即可用于聚合应用。

乳酸主要以玉米淀粉发酵制备,玉米淀粉主要由玉米深加工得到,每吨乳酸约消耗1.5吨玉米。

而每吨PLA大约消耗1.5吨乳酸(92%浓度),即每吨PLA需要2.25吨玉米。

以目前PLA全球产能33万吨计算需求的玉米最大消耗量为74.25万吨,2019年全球玉米产量达到11.1亿吨,占比不足0.1%。

静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜操作步骤

静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜操作步骤

静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜是一种先进的纳米材料制备技术,其制备过程十分复杂,需要高度的操作技巧和精确的实验条件。

在这篇文章中,我将为你详细介绍静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜的操作步骤,以及其在纳米材料领域的重要应用。

1. 材料准备要准备好用于静电纺丝的聚乳酸溶液。

通常情况下,聚乳酸纳米纤维膜的制备需要使用具有特定分子量和浓度的聚乳酸溶液。

在实验室中,研究人员需要精确地称取聚乳酸和溶剂,并进行充分混合和溶解,以得到高质量的聚乳酸纳米纤维膜样品。

2. 装置调试接下来,需要将静电纺丝仪器进行调试和准备工作。

静电纺丝仪器是一种专门用于制备纳米纤维膜的设备,其包括高压电源、注射泵、旋转收集器等部件。

操作人员需要根据实验要求,调整好每个部件的参数,保证实验过程中的稳定性和可重复性。

3. 聚乳酸纳米纤维膜制备当材料准备和装置调试完成后,就可以进行聚乳酸纳米纤维膜的制备工作了。

在实验过程中,操作人员需要将事先准备好的聚乳酸溶液置于注射泵中,并通过精密的控制系统,逐渐将溶液注入到静电纺丝喷头中。

在高压电场的作用下,溶液会被拉伸成极细的纤维,并在旋转收集器上逐渐沉积成薄膜状的纳米纤维材料。

4. 膜形态表征制备好的聚乳酸纳米纤维膜可以进行形态和性能的表征工作。

研究人员可以利用扫描电镜、原子力显微镜等高分辨率仪器,观察和测量纳米纤维膜的表面形貌、直径分布、结晶度等特征参数,从而评估其质量和性能。

5. 应用研究制备好的聚乳酸纳米纤维膜可以用于各种领域的应用研究。

比如在生物医学领域,纳米纤维膜可以作为组织工程支架、药物载体等材料;在环境保护领域,纳米纤维膜可以用于油水分离、污水处理等方面。

聚乳酸纳米纤维膜的制备工作对于推动纳米材料在各领域的应用具有重要意义。

总结通过以上步骤,我们可以清晰地了解静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜的操作过程。

其制备过程需要严格的实验条件和操作技巧,但制备出的纳米纤维膜具有优异的性能和广泛的应用前景。

希望这篇文章可以帮助你更好地理解静电纺丝法聚乳酸纳米纤维膜的重要性和制备过程,促进你在相关领域的研究工作。

聚乳酸纳米纤维材料的制备及其性能研究

聚乳酸纳米纤维材料的制备及其性能研究

聚乳酸纳米纤维材料的制备及其性能研究近年来,纳米材料的制备和研究备受关注,因其特殊的性能和应用前景。

其中,聚乳酸(PLA)纳米纤维材料是一种新兴的功能材料,具有优异的力学性能、光学性能和生物相容性,被广泛应用于医学、纺织、电子等领域。

一、PLA纳米纤维制备方法PLA纳米纤维的制备方法主要有静电纺丝法、旋转纺丝法、相分离纺丝法等。

其中,静电纺丝法是一种被广泛采用的制备方法。

1. 静电纺丝法静电纺丝法的原理是通过高电压电场使溶液中聚合物分子形成锥状液滴,接着在电场作用下产生电荷,使液滴表面张力降低,液滴在电场作用下逐渐变细,并且捕捉室内的湿气,因此可以拉出纤维。

制备PLA纳米纤维的过程中需要有合适的溶剂、聚合物浓度、电压和喷嘴直径等条件。

2. 旋转纺丝法旋转纺丝法也被广泛应用于PLA纳米纤维的制备。

它的原理是利用旋转界面的剪切作用将聚乳酸分子拉成纳米级的纤维,具有低成本、高生产效率等优点。

3. 相分离纺丝法相分离纺丝法的原理是利用液液分离的相分离现象制备纳米纤维。

通过选择合适的非溶剂、溶剂和聚合物体系,以及制备过程的辅助条件,可以获得高质量的PLA纳米纤维。

二、PLA纳米纤维的性能研究1. 力学性能PLA纳米纤维具有优异的力学性能。

研究表明,纳米纤维的强度和模量均比普通PLA纤维高,且具有很高的延展性。

这是因为纤维表面的高比表面积使纤维的分子结构更加紧密,能有效地增强材料的力学性能。

2. 光学性能PLA纳米纤维具有优异的光学性能。

研究表明,纳米纤维的纳米级直径可以使材料在特定波长下产生类似光子带隙的效应,使材料具有光学响应性质,并且在有机太阳能电池、光学器件等领域具有广阔应用前景。

3. 生物相容性PLA纳米纤维具有优异的生物相容性。

研究表明,纳米纤维对生物组织和细胞具有良好的生物相容性,能够有效地降低组织损伤和感染的风险。

在医学、药物缓释、组织工程等领域具有广泛的应用前景。

三、PLA纳米纤维的应用展望PLA纳米纤维具有广泛的应用前景。

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聚乳酸PLA纳米纤维的制备
一、背景
中文别名:聚丙交酯,聚乳酸的热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,聚乳酸(PLA)纤维是最具发展前景的“绿色纤维”之一。

聚乳酸树脂可由单体乳酸环化二聚合成丙交酯,丙交酯再开环聚合合成,也可由乳酸直接聚合得到。

乳酸可由淀粉发酵得到,而淀粉来源广泛,可再生的天然植物如红薯、玉米及其他谷物都可作为它的原料。

聚乳酸是一种无毒、无刺激性、强度高、可塑性强,具有良好生物相容性和生物可吸收性的生物高分子材料。

聚乳酸的结构式
聚乳酸纳米纤维是一种新型的人工合成医用高分子,其良好的生物相容性和生物降解性使得聚乳酸在生物医用上获得广泛的应用,例如手术缝合线、组织工程支架、伤口包覆材料等。

Dasari 等将聚乳酸-二氯甲烷(DCM)溶液与海泡石-去离子水-乙醇溶液按一定比例混合后进行静电纺丝,制备了直径约为2um的多孔结构纳米纤维[1]。

Wan Ju Li等对聚乳酸-聚乙交酯共聚物(PLGA)制备的电纺纤维进行研究,所制得的PLGA电纺纤维孔隙率高,为细胞生长提供了更多的结构空间,是理想的组织工程支架材料[2]。

Kim等将聚乳酸与一定比例的PLGA、聚乳酸-聚乙二醇-聚乳酸三嵌段共聚物共混后进行静电纺丝,制备的组织工程支架的降解速率较快(7周后质量下降约65%);共混物的亲水性能提高了约50%[3]。

Zong等用无定形的PDLA和半结晶的PLLA 静电纺丝法制备了可生物吸收的无纺布纳米纤维膜,发现溶液浓度和盐的加入对纤维直径影响比较明显[4]。

Kataphinan Woraphon等利用静电纺丝在聚乳酸及其共聚物内载入多种药物,制备了比表面积大、载药量高、孔隙率高而利于被遮盖的皮肤表面与大气交换空气和水分的皮肤贴膜和皮肤保护膜[5]。

二、纳米纤维的制备
2.1仪器和试剂
仪器:型静电纺丝装置(SS-2535H);磁力搅拌器;电子天平;扫描电镜。

试剂:聚乳酸(PLA86);二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺(市售,分析纯)
2.2聚乳酸纳米纤维膜的制备
静电纺丝装置制备纳米纤维膜纺丝液制备,以聚乳酸切片为纺丝溶质,以DCM和DMF(体积比为8∶2)的混合液为纺丝溶剂,配制溶液,室温磁力搅拌6h,分别配制质量分数为10%的PLA纺丝液备用。

将配置好的溶液倒入50mL注射器中,连接高压电源的正极,金属接收滚筒连接负极。

,调节溶液推进速度为0.1mm/min,调节正电压为12KV,负高压2KV,喷射距离15cm。

液滴在静电力作用下在喷针形成Taylor锥形成射流和纤维。

纺丝时间为8~10h后制得聚乳酸纤维膜。

三、结构表征
扫描电子显微镜广泛应用于对静电纺纤维表面形貌的观察。

在实际的应用中能够有效地反映
具有不同表面形貌的静电纺纤维,包括光滑表面、珠串结构、带状结构和粗糙表面等。

扫描电子显微镜的试样制备可分为两种:对于导电性良好的试样,可以直接用于电镜观察且能够保持其原始形貌;对于不导电或导电性差的试样,则需要对试样表面进行喷金或喷碳处理后才能够用于电镜观察。

在具体实验中,当要对试样进行高放大倍数和高分辨率观察时,需要喷金或碳厚度在10nm,而一般情况下厚度在10~30nm范围为宜。

扫描电镜观察聚乳酸纳米纤维在不同质量分数下的纤维形貌(见Fig1),结果表明纤维形貌较佳的溶质质量分数为10%。

Fig.1纯PLA纳米纤维的表面形貌
参考文献
[1]Dasari A,Quiros J,Herrero B,et al.Antifouling membranes preparedby electrospinning polylactic acid
containing biocidal nanoparticles
[2]Li W,Laur encin C T,Caterson E J,et al.Eletrospun nanofibrous structure:A novel scaffold for tissue
engineering[J].J Biome Mater Res,2002,60(4):613
[3]Kim K,Yu M,Zong X,et al.[J].Biomaterials,2003,24:4977–4985.[J].J.Membr.Sci.,2012,405-406:
134-140.
[4]Zong X,Kim K,et al.St ructure and process re latio nship of electrospun bioabsorbable nano fiber
membranes[J].Polymer,2002,43(16):4403
[5]Kataphinan Woraphon,et al.Electrospun skin masks and uses there of technical field[P].WO Pat,
01/26610.2001-10-06
来源:永康乐业。

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