聚乳酸(PLA)的合成及改性研究

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生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用

生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用

生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用摘要:聚乳酸(PLA)是人工合成的可生物降解的的热塑性脂肪族聚酯,其具有良好的机械性能、热塑性、生物相容性和生物降解性等,广泛应用于可控释材料、生物医用材料、组织工程材料、合成纤维等领域。

本文主要介绍了聚乳酸的合成、改性及其在各个领域的应用。

关键词:聚乳酸;生物降解;合成;应用随着大量高分子材料在各个领域的应用,废弃高分子材料对环境的污染有着日益加剧的趋势。

处理高分子材料的一些老套方法如焚烧、掩埋、熔融共混挤出法、回收利用等都存在缺陷并有一定的局限性,给环境带来严重的负荷,因此开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。

而乳酸主要来源于自然界十分丰富的可再生植物资源如玉米淀粉、甜菜糖等的发酵。

聚乳酸(polylactide简称PLA)在自然环境中可被水解或微生物降解为无公害的最终产物CO2和H2O,对其进行堆肥或焚烧处理也不会带来新的环境污染[1]。

此外聚乳酸及其共聚物是一种具有优良的生物相容性的合成高分子材料。

它具有无毒、无刺激性、强度高、可塑性强、易加工成型等特点,因而被认为是最有前途的生物可降解高分子材料[2]。

利用其可降解性,也可用作生物医用材料如组织支架、外科手术缝合线、专业包装、外科固定等。

1 生物降解机理[3,4]生物降解是指高分子材料通过溶剂化作用、简单水解或酶反应,以及其他有机体转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。

高分子材料的生物降解过程可分为4个阶段:水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。

微生物首先向体外分泌水解酶,与可生物降解材料表面结合,通过水解切断这些材料表面的高分子链,生成低相对分子质量的化合物(有机酸、糖等),然后,降解的生成物被微生物摄入体内,合成为微生物体物或转化为微生物活动能量,在耗氧条件下转化为CO2,完成生物降解的全过程。

材料的结构是决定其是否可生物降解的根本因素。

合成高分子多为憎水性的,一般不能生物降解,只有能保持一定湿度的材料才有可能生物降解。

生物降解材料聚乳酸的合成与改性工艺的研究

生物降解材料聚乳酸的合成与改性工艺的研究

molecular weight co-polymer. 、7 ̄re found that the hydrophilic performance of the polymer was obViously
improVed and the Tg was reduced through introducing polyethylene the polylactic acid chain through contact angle and DSC analysis.
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在白色污染日益严重的今天,聚乳酸由于有可降解性以及降解产物的矿化作
用,人们已经开始利用可降解的聚乳酸来代替一般通用聚合物产品。同时,现代
社会的大量能源消耗使得煤和石油等化工原料越来越紧张,传统的高聚物合成又 依赖于从天然资源石油中提取的单体,而石化燃料需数百万年才能产生。可以预 见,随着石油等资源的枯竭,源自石化原料的聚合物生产必将受到限制,与之相
polylactic acid products was 4.5×1 04 which was determined by Viscosimetry. Synthesize the co-polymer—PLA—PEGl using the lactide and PEG
as
monomer and temperature,

生物医用材料聚乳酸的合成及其改性研究进展

生物医用材料聚乳酸的合成及其改性研究进展

化工进展CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS2020年第39卷第1期开放科学(资源服务)标识码(OSID ):生物医用材料聚乳酸的合成及其改性研究进展詹世平1,2,万泽韬1,2,王景昌1,2,阜金秋1,2,赵启成1,2(1大连大学环境与化学工程学院,辽宁大连116622;2辽宁省化工环保工程技术研究中心,辽宁大连116622)摘要:聚乳酸是一种具有良好生物相容性的可降解生物材料,被广泛应用于医药、医疗和食品包装等领域。

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,研究者在合成方法和改性研究方面也取得了新的成果。

本文阐述了聚乳酸的化学结构和基本特性,常用合成方法,包括阳离子聚合、阴离子聚合和配位聚合的基本概念和应用实例,介绍了近年来发展的酶催化聚合、超临界二氧化碳中聚合等绿色合成方法,着重介绍了聚乳酸亲水改性、pH 响应改性和分支结构改性等几种用于医用方面的改性方法,最后对聚乳酸材料研究发展方向进行了展望,提出在聚乳酸基体中添加极低含量的无机纳米粒子填充物,可显著改善复合材料的性能,指出生物纳米复合包装材料的技术开发是未来几年着重研究的方向。

关键词:聚乳酸;合成方法;改性;生物相容性中图分类号:TB34文献标志码:A文章编号:1000-6613(2020)01-0199-07Synthesis and modification of biomedical material polylactic acidZHAN Shiping 1,2,WAN Zetao 1,2,WANG Jingchang 1,2,FU Jinqiu 1,2,ZHAO Qicheng 1,2(1College of Environmental and Chemical Engineering,Dalian University,Dalian 116622,Liaoning,China;2Chemical andEnvironmental Protection Engineering Research Technology Center,Dalian 116622,Liaoning,China)Abstract:Due to its good biocompatibility and biodegradability,polylactic acid is widely used in thefields of the drug,medicine and food packing and so on.With the progress of science and technology,some new requirements and purposes have been put forward for the properties of polylactic acid materials.Researchers have also made some new achievements in the synthesis methods and the modification research.The chemical constitution and basic properties of polylactic acid were described and the common synthetic methods of polylactic acid were discussed,including the basic concepts and application examples on cationic polymerization,anionic polymerization and coordination polymerization.The green synthetic methods such as enzymatic catalytic polymerization and polymerization in supercritical carbon dioxide developed in recent years were introduced.The hydrophilic modification,pH response modification and branch structure modification of polylactic acid were also emphatically introduced.Finally,the development directions of polylactic acid material research were prospected.It was proposed that adding very low content of inorganic nanoparticles filler into polylactic acid matrix can significantly improve the properties of composite materials.It was pointed out that the development of bio-nanocomposite packaging materials was a development direction of emphasis on research in the next few years.Keywords:polylactic acid;synthetic method;modification;biocompatibility综述与专论DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2019-0656收稿日期:2019-04-24;修改稿日期:2019-06-16。

PLA的扩链合成及其降解性能研究

PLA的扩链合成及其降解性能研究

PLA的扩链合成及其降解性能探究专业品质权威编制人:______________审核人:______________审批人:______________编制单位:____________编制时间:____________序言下载提示:该文档是本团队精心编制而成,期望大家下载或复制使用后,能够解决实际问题。

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聚乳酸的合成与改性研究进展

聚乳酸的合成与改性研究进展
关键词 : 聚乳酸 ; 合 成 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 改性 ; 研 究
聚乳酸在医疗界中被广泛使用 , 主要在外科 手术 中缝合 等临床 对于聚乳酸而言 , 降低了降解速率 , 具有更好的强度保持性 , 可更好 界得 到广泛 的使用 。因此 , 随着历史 的发 展 , 聚乳 酸依然在不 断完 地满足骨折内固定材料 的使用要求。 善 。然 而, 由于聚乳 酸分子 中的相关结构会 对分子主链产 生一定的 2 . 3聚乳 酸的增 塑改性 。增 塑聚乳 酸可以理解 是依据生物具有 影响, 同时是结晶的主要组成部分 , 即使熔点较高但是速度却很慢 , 相容性 的特点 , 将增塑剂加人 到聚乳 酸中能够改变 聚乳 酸的柔韧性 致使温度停 留在不小于 5 8  ̄ C 不大于 6 0  ̄ C 之间 ,比聚苯乙烯温度要 等多方面的功能。 利用增塑 的方式进行 改变 聚乳酸的情况是较 为普 小 。因此 , 通过不断的实践找到方法进行合理完善 。 遍 的。聚乳酸在增塑以后通过弹性模量变化从不同方面合理分析 , 1 聚 乳 酸 的 合成 从而对增塑剂的性能得 到确定 。 目前 , 常用合成 聚乳酸的方法有两种 : 3 在超临界二氧化碳中合成 P I _ A 1 . 1 直接缩聚( P C法 ) 。在脱水机存在 的环境下 , 脱去一分 子的 在超 临界 当中的二氧化碳有较多不可思议 的特质 现象 ,例如 : 羧基 和一分子的羟基 , 使乳酸分子间形成低分子的聚合物 。然后在 由于压力的变化溶解性 能也会发生变化 , 而且具有较 强的溶胀性 能 使 用催化剂 以及升温的条件下 , 把低分子聚合物转化成高分子的聚 等 多方面特质。在这些不可思议 的特质下 , 能够将传统 的方式所存 合 物。 这一过程常采用的聚合方法有 : 熔 融缩 聚法 , 熔融缩聚——固 在 的不足进行合理完善 , 从而提高 P L A的性能 。 相聚合法 , 溶液缩聚法 。 通过传统 的方式对 P L A进行合成过程 中, 由于相关 的化合 物会 在熔融 聚合 的过程中 , 使用这个方式 即使能够得到 比较干净的 对 高分子产生一定的影 响 , 因此一定要除去。二氧化碳在 超临界中 产物 , 同时处理方式也较 为简便 。然而 , 产生的分子数量 不多 , 反应 进行合成时 , 能够较好的减少这种情况的发 生。 由于通过超临界的 在持续 时的粘度也会逐渐增加 , 这样就会对反应 的效率带来一定的 形式在溶解状态下的小分子 和高分子之 问存在较大 的区别 , 通常可 影响。 除此之外 , 温度也会对分子量大小带来干扰。 倘若温度逐渐升 以轻而 易举 的就能够将其分离 。 同时 , 通过传统的方式进行生产 时, 高时 , 低聚物就会出现裂解环化的现象 , 形成丙交酯。 倘若使用 固相 也许会 出现溶液残留的现象 , 产品存在一定的毒性。 但是 , 采取超临 缩聚的方式对分子量进行提升 , 应 当将压力减少或者是将副产物排 界方法 中的二氧化碳作 为反应的物质 , 根本不会出现毒性 , 也 确保 出等操作 。这样做会让制备过程变得很繁琐 , 与此 同时也增加 了大 了产品的品质有所提高。 除此之外 , 相关物质在反应过程中 , 由于粘 量资金。 度变大 , 分子运 动速度较慢 , 从而对聚合速率产生一定的影响。 倘若 溶液聚合优点是 反应 温度相对较低 , 副反应少 , 容易得 到较高 相关物质在超临界进行反应过程 中, 分子就能够运动较快。 分子质量 的产 物 , 但反应 中需要大量 的溶剂 , 因此需要增设 溶剂提 通过使用 超临界二 氧化碳 的形式 ,能够有效 的增加反应效率 。 纯、 回收设备 。另外难以除净 的溶剂残 留, 对制品也有一定的危害。 然而 , 这种方式也存 在一定 的不足之处 。在超临界 中有多数聚合物 此外 , 由于单体浓 度低 , 集合 速率较慢 , 设 备 的生 产能力也 相对较 是很难 进行溶解 的, 因此不是所有的方法都能够实施。 但是 , 随着科 低 。此外还有乳液法和悬浮造粒法。将 P L A溶于有机溶剂 , 再 与药 学技术水平 的提 高 ,这项技术 同样也在其他领 域中得到广泛 的使 物水溶 液及 助剂高速搅拌混合 , 形成微小 的包覆 体 , 再通 过有机溶 用 , 比如 : 在高分子加工 中就能达到预期 的效果等多种 的领域 中。 剂萃取或真空喷雾的方法成型 。但缺点是药物损失较大 , 无法避免 用超临界 喷射成型技术可以制备 P L A纤维 。 P L A纤维 的缓释过 有机溶剂及助剂 的残 留。 程受 P L A纤维 的降解所控制 , 突释时 间短 , 有较好 的缓解 性能 。超 1 . 2 开 环聚合法( R O P法 ) 。这 种方法常常采用的聚合方法 主要 临界技术制备 P L A泡沫 目前有温度诱导 , 溶液诱 导 , 压力诱 导三种 有三种 : 阳离子 聚合 、 阴离子聚合 、 配位 聚合 。这些方法都需要 引发 技术 , 其 中压力诱导发泡是最成功 的, 因为它的相变 速度很快 , 没有 剂来引发经行 , 对于引发剂的选择是 至关重要 的。引发剂在有机溶 压力梯度 ,而温度和溶液诱导需要仔 细考 虑温度梯 度和扩散 势垒 , 剂 中与溶剂分子可能发生很复杂 的副反应而生成混合物。另外 , 相 控制难度较大 。超临界二氧化碳能大幅度降低 P L A的玻 璃转变温 比之下 ,这种方法的到的产物后处理 比较麻烦 ,成本也相对较高。 度, 使P L A溶解于超临界二 氧化碳 中。 L A的配位开环聚合常用 的引发剂 为羧酸锡盐类 、 异丙醇铝 、 烷 氧铝 4 结论 或 双金属烷氧化合物等。其 中 , 羧酸锡盐类 , 尤其是辛酸亚锡 , 处理 通过 以上 内容 的总体阐述 , 我 国应 当沿着 可持续 发展的路线 出 相对简单 。其催化活性高 , 也安全无毒 。 发, 聚乳酸实现 了工业 化的发展 , 并 且随着时间 的推移会 越来越具 2 聚 乳 酸 的 改性 有潜力 , 在塑料领域 中发挥出重要 的作用。 聚乳酸具有较多的优势 , 现今为止 , 我 国以及世界 已经有很多 聚乳 酸的改性方法 , 以下 可 以用在多个领域。但是 , 由于聚乳酸 合成 的方式都是在机溶剂里 简单介 绍几种常用的改性 方法 。 实现的 , 并且还存在一些残留以及 废液等其他情况成 为了难题 。对 2 . 1 聚乳酸的共 聚改性 。这种共聚改性的方法是利用两种 单体 此 , 随着科学 的不断发展 , 相关人员的技术不断创新 , 这类 问题会得 活性相近 , 极 性也相近 的性质 , 将两种单体 混合 , 以 自由基共聚合 , 到较好 的解决 , 从而为我国的社会经济做出贡献 。 生成无规共 聚物 。 若两种单体活性相近 , 但极性相反 , 且竞 聚率 r 1 — 参 考 文 献 0 或r 2 —0 , 将 两种单体混合 , 通过 自由基聚合 , 可得到交 替共 聚物 。 【 1 】 余木 火, 徐红, 滕翠青, 韩克清. 一种 高分子量聚乳酸的制备 方法『 P 】 . 2 . 2聚乳酸的复合改性 。 由于聚乳酸具有一定 的脆性 , 在骨科固 中国专利: C N I 7 5 7 6 5 9 . 定 中作 为重要 的材料 ,把聚乳 酸和相关 的材料通过改性 的方式 , 能 [ 2 ] 任 杰, 王秦峰, 张乃文. 一种直接 熔融制备 高分子 量聚乳酸 的方法 够较好 的将 聚乳酸产生脆性的问题进行处理 。 [ P ] . 中国专f f  ̄ ] : C N 1 5 6 3 1 3 9 . 例如: 上海交通 大学孙康等发 明了一种改性 甲壳素纤维增强聚 f 3 】 刘文明, 赵凌 冲, 肖青, 李凤仪. 稀土 固体超 强酸 S 0 4 2 一 0 2 一 C e 4 + 乳 酸复合材料 , 该 复合材料具有很好 的界面结合与生物相容性 。相 直接法催化合成聚乳酸『 J 1 . 应用化学 , 2 0 0 6 ( 1 2 1 .

聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用

聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用

聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用聚乳酸是一种新型的环保塑料,具有较好的力学性能、适度的耐热性、高抗冲击性和柔韧性,对包装行业具有较高的价值。

本文通过实验研究,研究了聚乳酸的改性、表征及在包装领域的应用。

1、聚乳酸的改性聚乳酸原料通常是由植物油或动物油经水解、酸催化及结晶加工制得,目前被广泛应用在纤维、表面涂层及塑料制品等领域。

为了改变聚乳酸的结构和性能,在很多应用过程中将聚乳酸进行改性处理,可以改变聚乳酸的性能,使其更加适用于某些特定应用。

聚乳酸改性处理的常用方法有空气乳化法和溶剂液化法。

空气乳化法可以有效地改变聚乳酸分子链构造,从而改变聚乳酸的物理性质;溶剂液化法则可以对分子结构进行改变,使聚乳酸具有更高的抗氧性。

2、聚乳酸的表征聚乳酸的表征包括理化性质表征和不同基态表征。

理化表征采用液相热重分析(LCR-GPC)法,可以计算出聚乳酸的分子量、分子量分布及其分子结构。

不同基态表征包括X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外光可见分光光度计(UV-Vis)等,可以准确地检测出聚乳酸的结构变化。

3、聚乳酸在包装领域的应用聚乳酸可以用作包装材料,在包装行业有着重要的应用。

聚乳酸的改性可以提高其力学性能、耐热性和抗冲击性,使其应用在包装行业,特别是食品包装具有重要的意义。

此外,聚乳酸还具有良好的附着性和抗疲劳属性,可以有效地抵御温度变化和湿度变化,保护产品不受污染。

因此,聚乳酸在包装领域有着广泛的应用前景。

总之,聚乳酸在包装领域有着重要的应用,本文通过改性、表征研究去深入研究,分析了聚乳酸在包装领域的应用,发现聚乳酸具有良好的力学性能、耐热性、抗冲击性和抗疲劳性,可以更好地用作包装材料,为塑料包装领域的发展提供新的思路和方向。

《2024年聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》范文

《2024年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、引言随着人类对环保意识的提高和可持续发展战略的推进,生物可降解塑料已成为研究热点。

聚乳酸(PLA)作为一种生物相容性好、可降解的环保材料,广泛应用于医疗、包装、农业等领域。

然而,为了进一步提高聚乳酸的性能,纳米复合材料的研究备受关注。

本文将详细探讨聚乳酸纳米复合材料的制备方法及其性能研究。

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。

常见的纳米填料包括纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米粘土等。

这些纳米填料具有优异的物理、化学性能,可有效提高聚乳酸的力学、热学等性能。

2. 制备方法聚乳酸纳米复合材料的制备方法主要包括熔融共混法、原位聚合法等。

其中,熔融共混法操作简便,适用于大规模生产;原位聚合法则可在纳米填料表面引入官能团,提高填料与聚乳酸的相容性。

本文采用熔融共混法,将聚乳酸与纳米填料在高温下熔融共混,制备出聚乳酸纳米复合材料。

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

实验结果表明,纳米填料的加入可显著提高聚乳酸的拉伸强度、冲击强度等力学性能。

此外,纳米填料的种类和含量对力学性能的影响也进行了详细分析。

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

实验结果表明,纳米填料的加入可提高聚乳酸的热稳定性,降低其熔点和结晶温度。

此外,纳米填料的分散性对热学性能的影响也进行了探讨。

3. 生物相容性聚乳酸作为一种生物相容性好的材料,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、血液相容性试验等方法,研究聚乳酸纳米复合材料的生物相容性。

实验结果表明,纳米填料的加入对聚乳酸的生物相容性影响较小,仍具有良好的生物相容性。

四、结论本文通过熔融共混法制备了聚乳酸纳米复合材料,并对其性能进行了深入研究。

实验结果表明,纳米填料的加入可显著提高聚乳酸的力学性能和热学性能。

聚乳酸(PLA)合成与改性的研究进展

聚乳酸(PLA)合成与改性的研究进展

聚乳酸(PLA)合成与改性的研究进展范兆乾【摘要】在无数种类的可降解聚合物中,聚乳酸(PLA)塑料是一种脂肪族聚酯,是具有生物相容性的热塑性塑料,它是目前最具有发展前景的环境友好型塑料材料。

这篇综述提供了目前的PLA市场信息,并介绍了近年来PLA合成和PLA改性方面的研究进展。

%In myriad types of biodegradable polymer, polylactic acid plastic is a kind of aliphatic polyester, it have the biocompatibility of thermoplastic, it is currently the most potential environment - friendly plastic material. The market information are provides in this paper, the advances in the research of PLA synthesis and PLA modification in recent years are introduced.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2011(000)015【总页数】4页(P21-24)【关键词】聚乳酸;PLA;塑料;合成;改性【作者】范兆乾【作者单位】青岛科技大学化工学院,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TQ325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(Poly Lactic Acid,PLA)就是一种可生物降解材料。

PLA有三种立体化学存在形式,聚L-乳酸(PLLA)、聚D-乳酸(PDLA)和聚DL-乳酸(PDLLA)。

聚乳酸的合成与改性课件

聚乳酸的合成与改性课件

聚乳酸的合成与改性课件聚乳酸(Polylactic Acid,简称PLA)是一种使用天然和可再生资源(如玉米淀粉和蔗糖)制造的生物降解塑料。

PLA能分解成二氧化碳和水,降解速度较快,不会造成环境污染。

聚乳酸可以通过两种主要方法合成:1. 乙酸乙酯法聚乳酸的乙酸乙酯法是由乙酸乙酯和乳酸的环状缩合反应得到的。

此时,锡催化剂在反应过程中起到了催化作用。

发生反应后,PLA在高真空条件下被制备出来。

这种方法生产PLA的优点在于反应速度快,在反应结束后,产物的纯度很高。

2. 玉米淀粉法玉米淀粉法是由含高量玉米淀粉、lactic acid和无机物盐构成的杂交体系反应而成的。

反应进行在130°C - 150°C工作温度的高真空条件下,在其中加入≤5%的过氧化钙(PMC)作为引发剂。

酒精是反应的副产物之一,副反应的成本是压低玉米淀粉法所生产的PLA的优点之一。

控制分子量和分子量分布是PLA高速率合成的主要涉及。

分子量的分布与聚合反应的催化机理,含有Pd均相催化剂在反应中催化了乳酸分子的马尾退化,使聚乳酸分子量不均匀分布。

不同反应条件下的淀粉和lactic acid的含量,包括溶剂类型和使用时间等也会影响分子量和分子量分布。

改性聚乳酸是通过添加某些物质,改变PLA的物理性能、热稳定性、耐磨性和生物降解性能的一种方法。

一些常用的改性方法包括添加纳米颗粒、均聚物和活性剂。

例如,纳米颗粒的添加可以提高PLA的机械强度和耐热性,而均聚物的添加可以改善PLA的生物降解性能。

总之,聚乳酸的合成是一个很重要的课题,也是塑料方面的发展方向之一。

通过不断改进合成方法和改善性能,有望实现生产环保塑料的目标,促进可持续发展。

聚乳酸的改性及应用研究进展

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。

pla聚乳酸研究报告

pla聚乳酸研究报告

PLA聚乳酸研究报告1.引言PLA(聚乳酸)是一种可生物降解的聚合物材料,因其良好的可降解性、生物相容性和可加工性受到了广泛的关注和研究。

近年来,随着环境保护意识的日益增强,PLA作为一种可替代传统塑料的材料,受到了更多的关注。

本研究旨在通过对PLA的综述,并探讨其应用领域以及未来的发展方向,进一步推动PLA的应用和研究。

2. PLA聚乳酸的性质和特点PLA属于聚羟基酸类聚合物,由乳酸经聚合反应得到。

其主要性质和特点如下:•可降解性:PLA是一种可生物降解的聚合物材料,能够在自然环境中被微生物降解,减少对环境的污染。

•生物相容性:PLA具有良好的生物相容性,对人体无毒无害,可广泛应用于生物医学领域。

•可加工性:PLA可以通过注塑、挤出、吹塑等传统塑料加工工艺进行成型,加工性能优越。

•机械性能优异:PLA具有良好的刚度、强度和耐热性能,可满足各种应用需求。

3. PLA聚乳酸的应用领域3.1 包装材料由于PLA具有良好的可降解性和生物相容性,被广泛应用于包装材料领域。

PLA包装材料可以替代传统的塑料包装材料,减少对环境的污染。

此外,PLA还具有较好的物理性质和耐热性能,能满足不同包装需求。

3.2 生物医用材料由于PLA具有良好的生物相容性,被广泛应用于生物医学领域。

PLA可以制备成各种生物医用材料,如PLA纳米纤维膜、PLA显微球等。

这些材料可以用于组织工程、药物缓释等方面,为生物医学研究和应用提供了新的可能。

3.3 3D打印材料PLA由于其良好的可加工性和机械性能,成为了广泛应用于3D打印领域的材料之一。

PLA可以通过3D打印技术制备出复杂的结构和器件,应用于建筑、工业制品等领域。

4. PLA聚乳酸的制备方法4.1 乳酸聚合法乳酸聚合法是目前制备PLA的主要方法之一。

该方法主要通过乳酸的缩聚反应得到PLA。

乳酸聚合法的优点是反应条件温和,产率高,制备过程简单。

4.2 乳液聚合法乳液聚合法是另一种常用的制备PLA的方法。

聚乳酸(PLA)的合成及改性研究

聚乳酸(PLA)的合成及改性研究

聚乳酸(PLA)的合成及改性研究摘要介绍聚乳酸(PLA)的基本性质、合成方法及应用范围。

综述了国内外PLA 的改性研究及目前有关PLA性能改进的方法。

概括了PLA在合成改性中需要注意的问题,展望了PLA的发展前景:不断改进、简化和缩短PLA的合成工艺;用新材料、新方法对PLA进行改性,开发出新用途、高性能的PLA材料是PLA的研究方向。

关键词:聚乳酸合成改性前言聚乳酸(PLA)是一种以可再生生物资源为原料的生物基高分子,具有良好的生物降解性、生物相容性、较强的机械性能和易加工性。

聚乳酸材料的开发和应用,不但可解决环境污染问题,更重要的意义在于为以石油资源为基础的塑料工业开辟了取之不尽的原料资源。

此外,由于它的最终降解产物为二氧化碳和水,可由机体正常的新陈代谢排出体外,是具有广泛应用前景的生物医用高分子材料(如可吸收手术缝合线)、烧伤覆盖物、骨折内固定材料、骨缺损修复材料等。

近几年来,有应用到纺织材料、包装材料、结构材料、电子材料、发泡材料等更广泛的领域的研究报道。

PLA 的应用市场空间和发展潜力巨大,有关它的研究一直是可生物降解高分子材料研究领域的热点。

1、聚乳酸的研究背景聚乳酸(PLA)是由人工合成的热塑性脂肪族聚酯。

早在20 世纪初,法国人首先用缩聚的方法合成了PLA[1];在50 年代,美国Dupont 公司用间接的方法制备出了相对分子质量很高的PLA;60 年代初,美国Cyanamid 公司发现,用PLA 做成可吸收的手术缝合线,可克服以往用多肽制备的缝合线所具有的过敏性;70 年代开始合成高分子量的具有旋光性的D 或L 型PLA,用于药物制剂和外科等方面的研究;80 年代以来,为克服PLA 单靠分子量及分子量分布来调节降解速度的局限,PLA 开始向降解塑料方面发展[2]。

作为石油基塑料的可替代品,其最大的缺点就是脆性大、力学强度较低,亲水性差,在自然条件下它降解速率较慢;因此近年来对PLA 的改性己成为研究的热点。

生物可降解聚乳酸的改性及其应用研究进展

生物可降解聚乳酸的改性及其应用研究进展

聚物橡胶、对乙烯基苯酚(PVPh) 、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 、聚丙烯酸甲
酯(PMA) 、线性低密度聚乙烯(LLDPE) 组成部分生物降解共混体系,这类体系 不能从根本上解决环境污染问题。
16
2.4
复合改性
将聚乳酸与其它材料复合旨在解决聚乳酸的脆性问题,达到增强 的目的,使其能满足于作为骨折内固定材料的用途。目前可以分为
22
把药物包埋于高分子聚合物基质中形成微球或微粒有多种技 术:凝聚法、乳液聚合法及界面聚合法、界面沉积法、乳液— 溶剂蒸发法等。其中乳液—溶剂蒸发法是应用最为普遍的一 种,对于含油性药物微球大都采用OPW乳化溶剂挥发P抽提 法。制备亲水性的多肽、蛋白质、疫苗微球通常采用相分离 法 和W1POPW2 复乳法溶剂挥发法。界面沉积法也可称
酯GA 的共聚物已商品化。
9
2.2.2
聚乳酸与聚乙二醇(PEG) 的嵌段共聚物
聚乙二
醇(PEG) 是最简单的低聚醚大分子,具有优良的生物相容性
和血液相容性、亲水性和柔软性。朱康杰等以辛酸亚锡作为
催化剂的条件下,通过开环聚合合成了PLA2PEG2PLA 的
三嵌段共聚物。这类嵌段共聚物具有亲水的PEG链段和疏水
8
2.2.1
丙交酯与乙交酯共聚
聚乙交酯(PGA) 是最简
单的线型脂肪族聚酯,早在1970 年,PGA 缝合线就已以 “Dexon”商品化,但PGA 亲水性好,降解太快,目前用单体 乳酸或交酯与羟基乙酸或乙交酯共聚得到无定型橡胶状韧性 材料,其中通过调节LLAPGA 的比例可控制材料的降解速 度,作为手术缝合线已得到临床应用,其中L2丙交酯与乙交
为自发乳化P溶剂扩散法,是制备均匀的纳米级微球的一种方
法。

聚乳酸及其改性的研究和应用进展

聚乳酸及其改性的研究和应用进展

聚乳酸及其改性的研究和应用进展1 聚乳酸的研究进展绿色化学为开发新的乳酸衍生物拓展了思路,生物聚合物(如聚乳酸)就是绿色化学的应用领域之一。

目前环保行业的明星是利用乳酸生产的新型聚酯材料——聚乳酸(PLA),它也称为聚丙交酯(polylactide),属于聚酯家族。

聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,原料来源充分而且可以再生,主要以玉米、木薯等为原料。

聚乳酸的生产过程无污染,而且产品可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是理想的绿色高分子材料。

聚乳酸中间体丙交酯具有3种立体异构体,因此由丙交酯开环聚合所得到的聚乳酸有多种链结构,如聚L一乳酸(PLLA)、聚D一乳酸(PDLA)和聚D,L 一乳酸(PDLLA)等,链结构决定了聚乳酸的性能。

Purac公司和Sulzer Chemtech公司联合开发一种新型低成本、高效的聚合工艺以生产高质量聚乳酸。

这种新型工艺基于先进的聚合和液化技术并利用由Purac提供的特种丙交酯以高效生产各种各样的PLA产品。

Purac提供丙交酯单体作为聚合进料并利用先进聚合技术与Sulzer合作以生产PLA。

这项工艺可大幅度降低工艺和产品的开发时间,从而促进PLA产品快速可靠地进入市场。

这项新工艺仅要求较少的投资,并具有放大化生产的巨大潜力。

Purac介绍说,由丙交酯合成PLA相当简单,而且不会产生任何副产品。

丙交酯是一种环状二聚物,由两种不同构型的乳酸单体组成。

使乳酸生成环状二聚体(丙交酯),再开环缩聚成PLA。

在此过程中,丙交酯必须经过提纯,否则难以获得分子量较高的聚合物。

Pyramid Bioplastics公司在德国东北部威廉·皮克城应用Uhde Inventa Fischer公司(德国纤维机械制造商)的技术在建设年产6万t的装置。

计划于2012年建成,预计2010年全世界塑料消费量预计将达为2.5亿t,西欧消费量为4900万t(占19.5%,其中29.5 用于包装材料),预计1445万t包装材料中5 (约70万t)会被以聚乳酸为主的生物塑料所替代。

聚乳酸(PLA)的研究进展

聚乳酸(PLA)的研究进展

1、玻璃纤维增强聚乳酸的改性
玻璃纤维(GF)具有高强度、耐候、耐热、绝缘性好等特 点,与其他纤维比较,玻璃纤维的价格很低,是廉价高性能增 强材料。玻璃纤维增强PLA能够提高PLA的力学性能和热变形温 度。 如表3-2所示,40%的长玻璃纤维增强PLA的拉伸强度、弯曲 强度分别是纯PLA的1.6倍、1.7倍,弯曲模量是纯PLA的3.1倍 ,冲击强度是纯PLA的5.2倍,热变形温度由纯PLA的58℃提高 到167℃; 表3-2 40%玻璃纤维增强PLA力学性能比较
丙交酯开环聚合 第一步是乳酸经脱水环化制得丙交酯。
第二步是丙交酯经开环聚合制得聚丙交酯。
优点:可以使用纯度不高的乳酸为原料,并且得到的是高 分子量的PLA。 缺点:提纯丙交酯工艺复杂,技术要求高,设备投资大, 产品成本高。
4、聚乳酸的性质
(三)聚乳酸的降解
PLA在高温和应力作用下成型时,PLA大分子由于受热和应力 作用或在高温下受微量水分、酸、碱等杂质及空气中氧的作 用而发生分子量降低或大分子结构改变等化学变化。 在细菌、真菌、藻类等自然界存在的微生物作用下能发生化 学、生物或物理作用而降解或分解。其特点是在失去作为塑 料的利用价值而变成垃圾之后,不但不会破坏生态环境,反 而会提高土壤的生物活性,这种降解也称为生物降解。
30%的短玻璃纤维增强PLA的拉伸强度、弯曲强度分别比纯 PLA提高了27.5%、10.2%,弯曲模量比纯PLA提高了148.5%,冲 击强度比纯PLA提高了53.3%,热变形温度提高了10℃左右。
表3-3 30%玻璃纤维增强PLA力学性能比较
2、天然植物纤维增强聚乳酸的改性
天然植物纤维增强高分子能够提高材料的强度和硬度。常用 的天然植物纤维可以分为3类,见表3-4。

生物降解高分子聚乳酸的合成和改性研究进展

生物降解高分子聚乳酸的合成和改性研究进展

生物降解高分子聚乳酸的合成和改性研究进展摘要:聚乳酸(polylactic acid ,PLA) 是一种具有良好生物相容性、可降解性和可吸收性的高分子材料。

本文较全面地介绍了聚乳酸的合成与改性方法, 并对聚乳酸的合成及改性的研究方向进行了展望。

关键字:聚乳酸;合成;改性聚乳酸具有优良的生物相容性、生物可降解性,最终的降解产物是二氧化碳和水,不会对环境造成污染。

这使之在以环境和发展为主题的今天越来越受到人们的重视,并对其在工农业领域、生物医药领域、食品包装领域的应用展开了广泛的研究。

聚乳酸的合成是以乳酸为原料,直接缩聚得到,由于反应产物水难以从体系中排除,所以产物分子量较低,很难满足实际要求。

若采用两步聚合法丙交酯开环聚合,虽可制备出高相对分子质量的聚乳酸,但其流程冗长,成本高。

聚乳酸合成的高成本及其疏水性、脆性等性能缺陷,限制了其应用范围,所以目前对聚乳酸的研究主要集中在改性上。

本文主要从聚乳酸合成和改性两方面综述国内外聚乳酸的最新研究进展。

1 聚乳酸合成方法目前聚乳酸的合成主要有两种方法,即丙交酯开环聚合法和直接缩聚法[1-4]。

1.1 直接缩聚法乳酸同时具有—OH 和—COOH,是可直接缩聚的。

聚乳酸的直接缩合制备聚乳酸方法简单, 利用乳酸的活性, 在加热条件下, 乳酸分子间发生脱水缩合,可以直接合成分子量较高的聚乳酸。

但是, 乳酸的直接缩聚由于存在着乳酸、水、聚酯及丙交酯的平衡, 不易得到高分子量的聚合物。

直接合成法要获得高分子量的聚合物必须注意以下三个问题: (1) 动力学控制; (2) 水的有效脱出; (3) 抑制降解。

Hiltunen[5]等研究了不同催化剂对乳酸直接聚合的影响。

日本Ajioka 等开发了连续共沸除水直接聚合乳酸的工艺。

国内赵耀明[6]以联苯醚为溶剂,通过溶液直接聚合制得粘均分子量为 4 万的聚合物。

现已可由直接聚合方法制得具有实用价值的PLA 聚合物,并且此聚合方法工艺简单,化学原料及试剂用量少,但直接聚合的PLA 分子量仍偏低,需进一步提高,才能使其具有更加广泛的用途。

聚乳酸的基本性质与改性研究

聚乳酸的基本性质与改性研究

PLA的基本性质与改性研究1.1 物理性质[1,9]无定形PLA的密度为1.248g/cm3,结晶PLLA的密度为1.290g/cm3,因此PLA的密度一般在两者之间。

PLA为浅黄色或透明的物质,玻璃化温度约为55℃、熔点约175℃,不溶于水、乙醇、甲醇等,易水解成乳酸[6]。

其性质如表1-1所示:表1-1 PLA的基本性能Table 1.1 The basic properties of PLA性能PLLA PDLLA熔点/℃170-190 <170玻璃化转变温度/℃50~65 50~60密度(g/cm3) 1.25~1.29 1.27溶度参数(MPa0.5) 19~20.5 21.2拉伸强度(kg/mm2) 12~230 4~5弹性模量(kg/mm2) 700~1000 150~190断裂伸长率(%) 12~26 5~10结晶度(%) 60 /完全降解时间(月) >24 12~16乳酸有两种旋光异构体即左旋(L)和右旋(D)乳酸,聚合物有三种立体构型:右旋PLA(PDLA)、左旋PLA(PLLA)、内消旋PLA(PDLLA)。

右旋PLA和左旋PLA是两种具有光学活性的有规立构聚合物,比旋光度分别为+157℃、-157℃。

在熔融和溶液条件下均可形成结晶,结晶度高达60%左右。

内消旋PLA是无定形非结晶材料,T g为58℃,由于内消旋结构打乱了分子链的规整度,无法结晶因此不存在熔融温度。

纯的PLA为乳白色半透明粒子,PLA经双向拉伸加工可具有良好的表面光泽性、透明性、高刚性、抗油和耐润滑侵蚀性。

结晶性对PLA材料力学性能和降解性能(包括力学强度衰减、降解速率)的影响很大,PLA性脆、冲击强度差,特别是无定形非晶态的PDLLA力学强度明显低于晶态的PLLA,用特殊增强工艺制备的Φ3.2mmPLLA,PDLLA棒材的最大弯曲强度分别是270MPa和140 MPa,PLLA弯曲强度几乎是PDLLA的2倍。

聚乳酸材的合成和改性

聚乳酸材的合成和改性

聚乳酸材的合成和改性
聚乳酸属于合成脂肪族聚酯,是一种用途非常广泛的完成科生物降解的新型高分子材料,以绿色植物经过现代生物技术生产出的乳酸为原料,再经过特殊的聚合反应过程生成的高分子材料,也被成为生物质塑料,是以可再生能源而非石油资源的生物基高分子。

聚乳酸的特点:
●是百分百生物基的材料;
●是完全降解的(温度60度,80%湿度,有氧有微生物存在下,3-6个月可以接近百分之
百生物降解;
●有很好的生物相容性,进入人体内是可以将降解成乳酸,通过代谢;
●材料透明度较好;
●机械强度比较高,收缩性比较低。

聚乳酸的原料:
聚乳酸(PLA)是以乳酸为基本原料制得的。

所有碳水化合物富集的物质,例如粮食,有机废弃物(玉米芯其他农作物的根、茎、叶、皮等)都是乳酸生产的原料。

发酵聚合燃烧/堆肥
植物淀粉乳酸PLA 聚纤产品燃烧降解(CO2)
开环聚合:
首先把乳酸制得丙交酯,然后进行开环聚合。

丙交酯的开环聚合可用阴离子聚合,阳离子聚合及配位聚合。

用于阳离子聚合的引发剂主要包括质子酸、路易斯酸及烷基化试剂,如三氟甲磺酸、甲基三氟甲磺酸等,阳离子外消旋不可避免,难以得到高相对分子质量的聚乳酸。

阴离子开环聚合的引发剂有苯甲酸钾、苯酚钾、硬脂酸钾。

直接缩聚:
需在反应过程中及时出去产生的小分子水的技术。

把乳酸单体进行直接缩合已经成为制备聚乳酸的重要方法,其直接缩聚反应过程:。

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聚乳酸(PLA)的合成及改性研究摘要介绍聚乳酸(PLA)的基本性质、合成方法及应用范围。

综述了国内外PLA 的改性研究及目前有关PLA性能改进的方法。

概括了PLA在合成改性中需要注意的问题,展望了PLA的发展前景:不断改进、简化和缩短PLA的合成工艺;用新材料、新方法对PLA进行改性,开发出新用途、高性能的PLA材料是PLA的研究方向。

关键词:聚乳酸合成改性前言聚乳酸(PLA)是一种以可再生生物资源为原料的生物基高分子,具有良好的生物降解性、生物相容性、较强的机械性能和易加工性。

聚乳酸材料的开发和应用,不但可解决环境污染问题,更重要的意义在于为以石油资源为基础的塑料工业开辟了取之不尽的原料资源。

此外,由于它的最终降解产物为二氧化碳和水,可由机体正常的新陈代谢排出体外,是具有广泛应用前景的生物医用高分子材料(如可吸收手术缝合线)、烧伤覆盖物、骨折内固定材料、骨缺损修复材料等。

近几年来,有应用到纺织材料、包装材料、结构材料、电子材料、发泡材料等更广泛的领域的研究报道。

PLA 的应用市场空间和发展潜力巨大,有关它的研究一直是可生物降解高分子材料研究领域的热点。

1、聚乳酸的研究背景聚乳酸(PLA)是由人工合成的热塑性脂肪族聚酯。

早在20 世纪初,法国人首先用缩聚的方法合成了PLA[1];在50 年代,美国Dupont 公司用间接的方法制备出了相对分子质量很高的PLA;60 年代初,美国Cyanamid 公司发现,用PLA 做成可吸收的手术缝合线,可克服以往用多肽制备的缝合线所具有的过敏性;70 年代开始合成高分子量的具有旋光性的D 或L 型PLA,用于药物制剂和外科等方面的研究;80 年代以来,为克服PLA 单靠分子量及分子量分布来调节降解速度的局限,PLA 开始向降解塑料方面发展[2]。

作为石油基塑料的可替代品,其最大的缺点就是脆性大、力学强度较低,亲水性差,在自然条件下它降解速率较慢;因此近年来对PLA 的改性己成为研究的热点。

目前国内外对PLA的改性主要有共聚、共混以及制成复合材料等几种方法。

2、PLA的合成以玉米、小麦、木芋等植物中提取的淀粉为原料.经过酶分解得到葡萄糖.再通过乳酸菌发酵转变为乳酸,然后经化学合成得到高纯度的PLA。

PLA的合成通常有:1)直接缩聚法[3-4]。

以乳酸、乳酸酯和其他乳酸衍生物等为原料在真空条件下,采用溶剂使之脱水聚合成PLA。

该法生产工艺简单、成本低,且合成的PLA中不含催化剂.但由于体系中存在杂质且乳酸缩聚是可逆反应,故该法很难得到高相对分子质量的PLA。

具体反应式如下[5]:nHOCH(CH3)COOH→ H一[OCH(CH3)CO]n一OH + (n-1)H2OH一[OCH(CH3)CO]n一一[OCH(CH3)CO]n一OH + H2O若用直接缩聚法获得高相对分子质量PLA.反应中须注意:水的有效脱除.动力学控制.抑制解聚。

陈佑宁等[6]采用溶液缩聚法直接合成得到黏均分子量为12 320的PLA。

Achmad等[4]在真空条件下直接缩聚制得PLA.降低了生产成本。

2)间接聚合法。

由乳酸脱水缩合生成丙交酯再开环聚合成PLA。

这种反应可以合成相对分子质量高达(7~10)x105的PLA。

许多学者仔细研究了丙交酯开环聚合的条件(包括催化剂浓度,单体纯度,表面活性剂,聚合真空度、温度、时间等)[7],其中,最主要的影响因素是丙交酯的纯化及催化剂的选择。

开环聚合所朋的催化剂不同。

聚合机理也不同。

到日前为止。

人们提出了3种丙交酯开环聚合的反应机理:阴离子型开环聚合、阳离子型开环聚合、配位开环聚合。

3)固相聚合法。

将直接缩聚法得到的低相对分子质量树脂在减压真空、温度为玻璃化转变温度和熔点之间的条件下聚合得到,以提高其聚合度,增加相对分子质量,从而提高材料强度和加工性能。

目前国内外对聚乳酸的研究都转向直接缩聚法制聚乳酸。

此外,最近国外正尝试用生物合成法制取聚乳酸,即培养、筛选合适的生物,在体内直接合成聚乳酸,并通过一定的方法提取聚乳酸。

该法可实现清洁生产,同时可进一步降低生产成本、提高产品的各项性能指标,扩大市场应用范围。

3、PLA的改性由于PLA在性质上存在许多局限性而限制了它的应用,同时在实际应用中还有一些特殊的功能性需要,这都促使人们对PLA材料的改性展开深入研究。

国内外对聚乳酸材料的改性主要研究方法与内容如下:(1) 共混法提高力学性能聚乳酸材料的硬、脆性是其显著的缺点。

为了改善这一力学性能,报道中多见的改性方法是共混法。

在聚乳酸中加入增塑剂,如聚乙二醇(PEG),聚丙醇(PPG)等。

但由于聚乳酸与一般的石油基高分子相容性不好,研究中发现,增塑剂会与基体树脂发生相分离,随放置时间延长而严重,塑性变形率提高不大,力学强度反而急剧下降。

另一类方法是填充、增强,将聚乳酸与改性后的淀粉,纤维素及其微晶、晶须,玻璃微珠共混,以提高断裂韧性和拉伸强度。

发现由于聚乳酸与填充材料的相容性、极性、结晶性的差别,低界面结合强度成为主要问题。

相比于基体相,界面结合区更易于发生降解或水解,使得材料整体的降解速率和剩余强度不可控。

此外,纳米材料也被用于聚乳酸的改性。

纳米粒子作为结晶成核剂,增加了聚乳酸的结晶速度和结晶度,减小品粒尺寸[8],使力学性能得到改善。

国内有人采用纳米粘土插层的方法增加材料韧性,提高冲击强度。

(2)交联法提高耐热性聚乳酸的结晶速度缓慢,软化温度较低,使其应用领域受到限制。

人们通过加入成核剂的方法缩短材料成型中的定型时间,改善材料的耐热性。

成核剂的种类包括聚乙二醇、乳酸低聚物、低分子酯肪酸、酯肪胺和纳米填充剂。

结晶度增大有利于提高材料力学强度和耐热稳定性,但发现,由于聚乳酸分子链上有-C-O-基,使得分子的对称性下降,羧基上的氧原子很容易与相邻链上的氢原子发生氢键作用,影响分子链扩散速度,使得结晶速度非常缓慢,力学强度和热稳定性的提高也是非常有限的。

(3)增塑改性增塑改性是在高聚物中添加一定量的高沸点、低挥发性的低相对分子质量物质,从而改善其机械性能与加工性能。

目前,许多学者研究了柠檬酸酯醚、低聚物聚乙二醇(PEG)、丙三醇、聚丙二醇等增塑剂改善聚乳酸的柔韧性和抗冲击性能。

柠檬酸酯类增塑剂被认为是环保型无毒增塑剂,呵用于与食品直接接触的塑料制品中,因此受到较大关注。

尹静波等[9]叫选用柠檬酸酯系列增塑剂改性聚乳酸,通过相关测试表明,柠檬酸酯类增塑剂均能有效降低聚乳酸的玻璃化转变温度,克服脆性断裂,改善加工性能。

并且在对此类增塑剂比较后得出:含有羟基并且构成酯的醇相对分子质量越低的柠檬酸酯能明显降低聚乳酸的玻璃化转变温度,提高韧性。

但同时相对分子质量越低,越易迁移,会使材料的耐水性变差。

(4)调节降解性能聚乳酸的降解和老化过程受制品的几何形状(主要是拉伸取向的影响)、结晶性、制造过程热历史、单体共聚比等因素的影响。

为了控制聚乳酸具有特定的降解速率和剩余强度,共聚的方法主要有左旋单体与少量消旋体共聚,其中消旋体可以阻碍结晶,加快降解速率;而左旋部分可以形成细小晶粒以提供强度。

但共聚物的结晶速率会变得更慢,且总体晶片厚度下降[10]。

结论聚乳酸是一种具有良好生物相容性、生物降解性的生物医用高分子材料,具有广泛的用途,对其合成、成型、改性、应用的研究是目前功能高分子材料研究的重要领域之一。

(1)现在许多合成共聚物的PLA改性方法,都以价格昂贵的丙交酯为原料随着乳酸直接聚合法合成PLA类生物降解材料研究的深入.各种从结构上对PLA的改性研究.应考虑使用简单易行的乳酸直接熔融聚合法进行,从而降低共聚物成本,为将来的实际应用奠定基础。

(2)因聚乳酸的力学性能及功能尚不能满足某些医学场合的使用,对其特殊成型、共聚、共混、复合等方式的改性显得尤为重要。

(3)PLA树脂经增塑、共聚、共混或复合改性后,其力学性能、机械性能、加工性能、降解性能得到改善。

随着低碳经济时代的来临及生物基材料产业的逐渐兴起,人们的环保意识不断增强,生物基材料与生物可降解材料成为全世界关注的热点。

而聚乳酸是来源于可再生植物淀粉的生物材料,所以制品也具有生物降解性和生物相容性,也可以具备优良的机械性能,可以替代传统的石油基的塑料,减轻对地球的负担。

虽然现在相较于传统石油基工程塑料还具有价格昂贵,韧性不足等问题,但是从长远来看,随着科技的发展,成本的降低和性能的提升,必然使生物降解材料成为未来塑料行业中的主力产品。

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