聚乳酸_纤维素简介

⑸ 聚乳酸（PLA）和石化合成塑料的基本物性类似，也就是说，它可 以广泛地用来制造各种应用产品。聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明 度，和利用聚苯乙烯所制的薄膜相当，是其它生物可降解产品无法提 供的。

聚乳酸
优点

⑹聚乳酸（PLA）具有最良好的抗拉强度及延展度，聚乳酸也可以各 种普通加工方式生产，例如：熔化挤出成型，射出成型，吹膜成型， 发泡成型及真空成型，与广泛使用的聚合物有类似的成形条件，此外 它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。如此，聚乳酸就可以应各不同 业界的需求，制成各式各样的应用产品。 ⑺聚乳酸（PLA）薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧二碳性， 它也具有隔离气味的特性。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表 面，故有安全及卫生的疑虑，然而，聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗 霉特性的生物可降解塑料。 ⑻当焚化聚乳酸（PLA）时，其燃烧热值与焚化纸类相同，是焚化传 统塑料（如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸绝对不会释放出氮化物、 硫化物等有毒气体。人体也含有以单体形态存在的乳酸，这就表示了 这种分解性产品具有的安全性。
生物医学复合材料的发展为获得真正仿生的生物材料开辟了广阔途径。


பைடு நூலகம்
聚乳酸
基本特征

分子式：H-[OCHCH3CO]n-OH

特 点：热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用 多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。由聚乳酸 制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和 耐热性好，光华伟业开发的聚乳酸（PLA）还具有一定的抗菌性、阻 燃性和抗紫外性，因此用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织 造物等，主要用于服装（内衣、外衣）、产业（建筑、农业、林业、 造纸）和医疗卫生等领域。
聚乳酸/纤维素
特性展示

从表 1 中可以看出， 纯PLA 的弹性模量是1.4GPa，拉伸强度是32MPa。木粉 CNFs / PLA 复合材料的弹性模量是 5. 2 GPa， 相对于纯 PLA 提高了 271% ， 弹性模量是 纯 PLA 的三倍左右。木粉 CNFs / PLA 复合材料的拉伸强度是 71. 14MPa， 相 对 于 纯 PLA 提 高 了 122% 。 脱 脂 棉 CNFs /PLA 复合材料的弹性模量是 3. 2 GPa， 比纯 PLA 提高了 128% ，其拉伸强度是 53. 3 MPa， 比纯 PLA 提高了 67% ； 可 见， 脱 脂 棉 CNFs 增 强 效 果 不 如 木 粉CNFs 膜。 由 于 木 粉 CNFs 膜 的 力 学 强 度 比 脱 脂 棉CNFs 膜的好， 所以制备的木粉 CNFs / PLA 复合材料的力 学性能也比脱脂棉 CNFs / PLA 复合材料好。
聚乳酸
优点

⑴聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资 源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由糖化得到葡萄糖， 再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度的乳酸，再通过化学合成方 法合成一定分子量的聚乳酸。其具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，是公认的环境友好材料。关爱地球，你我有 责。世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60℃， 普通塑料的处理方法依然是焚烧火化，造成大量温室气体排入空气中， 而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解，产生的二氧化碳直接进入土壤 有机质或被植物吸收，不会排入空气中，不会造成温室效应。 ⑵机械性能及物理性能良好。聚乳酸适用于吹塑、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、 地垫面等等，市场前景十分看好。
聚乳酸 / 纤维素 复合材料简介
小组成员：113116001151 高
513116001960 513116001995 113116001155 113116001169 欣 朱冰滢 陈娟娟 刘桂菊 钟 燕
生物复合材料

生物复合材料又称为生物医用复合材料，它是由两种或两种以上不同 材料复合而成的生物医学材料。制备此类材料的目的就是进一步提高 或改善某一种生物材料的性能。此类材料主要用于修复及替换人体组 织、器官或增进其功能。
聚乳酸/纤维素
制备方式


1）CNFs膜的制备 将 1% CNFs悬浮液在常温下搅拌1h，取400mL该悬浮液倒入布氏 漏洞中并抽滤，待蒸馏水完全抽干后，将CNFs膜取下并置于两块玻璃 板之间，放入真空干燥箱中干燥24h。完全干燥后取出，备用。 2）浸渍法制备CNFs/PLA复合材料 将PLA在真空干燥箱中于45℃干燥24 h以上，称取PLA5g和二氯甲 烷50mL，倒入烧杯中，放入磁力加热搅拌器中在常温下搅拌，直到 PLA 颗粒完全溶解（约2h）。将CNFs膜浸渍在PLA/二氯甲烷溶液中， 8h后取出，在常温下干燥12h，再在60℃下真空干燥24h，得到CNFs/ PLA复合材料，CNFs的质量分数是58%。

根据不同的基材，生物复合材料可分为高分子基、金属基和陶瓷基复 合材料三类。它们既可以作为生物复合材料的基材，又可作为增强体 或填料，它们之间的相互搭配或组合形成了大量性质各异的生物医学 复合材料。 根据材料植入体内后引起的组织反应类型和程度，生物复合材料又可 分为生物惰性的、生物活性的、可生物降解的和吸收的复合材料等类 型。

聚乳酸/纤维素
特性




1） PLA 与 CNFs 膜复合没有发生化学反应， 二者之间是按物理作 用结合。 2） 与 CNFs 膜复合后，PLA 的力学性能显著提高。木粉 CNFs / PLA 复合材料的复合材料比脱脂棉CNFs / PLA 复合材料的力学强度 好。 3） 与 CNFs 膜复合后，PLA 的拉伸断面呈三层结构——三明治夹 心结构，CNFs 膜在中间。 4） 与 CNFs 膜复合后，PLA 的热膨胀系数显著降低，热稳定性明显 提高。木粉 CNFs / PLA 复合材料的 CTE 比脱脂棉 CNFs / PLA 复合 材料的 CTE 低。 5） 与 CNFs 膜复合后，PLA 的透光率明显降低。脱脂棉 CNFs / PLA 复 合 材 料 的 透 光 率 比 木 粉 CNFs /PLA 复合材料的透光率 低很多。
聚乳酸/纤维素
研究现状及发展方向

徐田军等用细菌纤维素(BC)与PLA共混制备复合微球材料，并对其结 构和热性能进行检测，在扫描电子显微镜(SEM)下可以明显看到BC分 散在PLA中，另外还可以看到PLA包裹于BC中，与纯PLA相比，复合材 料的结晶性、玻璃化温度(Tg)、熔融温度(Tm)和降解温度(Td)都没有 显著变化，但拉伸模量和拉伸强度均明显提高，力学性能明显增强。 Kazi M等用纤维素纳米晶须(CNWs)和PLA复合制备纳米复合材料，透 射电子显微镜(TEM)表明：棒状的 CNWs在PLA基质中分散良好；且和 纯PLA相比， CNWs的含量为1 ％时，纳米复合材料的拉伸强度和拉伸 模量分别提高30 ％和31 ％。热重分析表明：复合材料在210 ℃内稳 定；降解实验表明：在25、37及50 ℃的去离子水中放置一周，失重 率达1．5％～5．6 ％，且CNWs的存在使得复合物的溶胀比和吸水率 增加。

聚乳酸
优点

⑶相容性与可降解性良好。聚乳酸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，低分子聚乳酸作药物缓 释包装剂等。

⑷聚乳酸（PLA）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。
聚乳酸/纤维素
特性展示

左图 是木粉 CNFs / PLA 复合材料、 脱脂棉 CNFs /PLA 复合材料的拉伸断面 形貌图， 图 3a 、3b 的放大倍数为 1 000 倍，图 3a‘ 、3b’ 的放大倍数是5 000 倍。 浸渍法制备的 CNFs /PLA复合材料呈三 层结构，上下表面层是 PLA，中间层是 CNFs 膜，PLA 将 CNFs 膜夹在中间。 从图 3a 中可以看到，CNFs 膜被 PLA 紧 紧地包裹着。 复合材料的断面在 CNFs 膜的地方凹凸不平，但是在只有 PLA 的 上下表面层， 断面很光滑。 从图 3a‘ 中 可以看出，PLA全部渗透到 CNFs 膜中， 将 CNFs 膜中纳米纤丝与纳米纤丝之间的 空隙完全填充，CNFs 膜与 PLA 的界面处 黏结得很好，CNFs 膜与 PLA 基本形成一 个整体结构。从图 3b 中可以看出， 脱脂 棉 CNFs / PLA 复合材料的断面相似，在 PLA 处的断面光滑，在 CNFs 膜处的断面 凹凸不平。 从图 3b' 中可以看出，PLA 基本都渗透到 CNFs 膜中， 但是由于脱 脂棉 CNFs 膜自身的断面呈层状结构且层 层结合得不紧密， 所以 PLA 渗透到 CNFs 膜中后也呈现层状结构。
聚乳酸/纤维素
特性展示

从图 3c 中可以看出， 纯 PLA 的断面平整光滑，表面呈鳞片状结构
聚乳酸/纤维素
特性展示

左图 是纯 PLA 和 CNFs / PLA 复合 材料的在不同温度范围内的热膨胀系数。 从图 4 中可以看出，PLA与 CNFs 膜复合 后，不论在哪个温度范围内， 其 CTE均 显 著 降 低。 且由图易得，与 CNFs 膜 复合后， 复合材料的 CTE 显著降低， 热稳定性明显提高。 如果层状物由两种 材料迭置连接而成，则温度变化时，由于 两种材料膨胀值不同，若仍连接在一起， 体系中要采用中间膨胀值。CNFs 膜的 CTE 值很低，所以与 PLA 复合后，其复 合材料的 CTE 降低。 另一方面，与CNFs 膜复合后，CNFs 限制了 PLA 分子间的运 动， 从而热稳定性提高。脱脂棉 CNFs 膜的 CTE 比木粉 CNFs 膜大，所以其复 合材料的 CTE 也比木粉 CNFs 膜大。