高分子聚乳酸材料的合成与应用探讨
聚乳酸合成及应用研究
聚乳酸合成及应用研究摘要：综述了聚乳酸的合成方法，介绍了其生产应用现状。
关键词：聚乳酸乳酸丙交酯生物降解材料随着科学与社会的发展，环境和资源问题越来越受到人们的重视，成为全球性问题。
以石油为原料的塑料材料应用广泛，这类材料使用后很难回收利用，造成了目前比较严重的“白色污染”问题。
而且石油资源不可再生，大量的不合理使用给人类带来了严重的资源短缺问题。
可降解材料的出现，尤其是降解材料的原材料的可再生性为解决这一问题提供了有效的手段。
聚乳酸（PLA）是目前研究应用相对较多的一种，它是以淀粉发酵（或化学合成）得到的以乳酸为基本原料制备得到的一种环境友好材料，它不仅具有良好的物理性能，还具有良好的生物相容性和降解性能。
聚乳酸属于脂肪族聚酯化合物。
聚乳酸的分子构象存在3种异构体，即左旋的L-PLA，右旋的D-PLA以及内消旋的D，L-PLA。
由发酵产生的聚乳酸大部分为L-PLA。
PLA 的几种旋光性结构中，L- PLA及D-PLA是半结晶高分子，机械强度较好；D，L-PLA是非结晶高分子，降解快，强度耐久性差。
其中L-PLA由于降解产物是左旋乳酸，能被人体完全代谢，无毒、无组织反应。
由于不同的聚乳酸的分子构象，对最终产品的性能产生影响，所以在聚乳酸形成时，控制不同分子构象的相对比例，就可得到不同性能的聚合体。
1913年法国人首先用缩聚的方法合成了聚乳酸，其产量、相对分子质量都很低，实际用途不大。
1954年，美国Dupont公司用间接法制备出高相对分子质量的聚乳酸，1962年，美国Cyanamid 公司发现聚乳酸具有良好的生物相容性并将聚乳酸应用于医学领域，作为生物降解医用缝线。
美国的Dow化学公司和Cargill公司各出资50%组建的CargillDow聚合物公司研制、开发出了新一代PLA树脂及其合金。
日本Mitsui Toatsu公司也推出了新一代改进型聚乳酸树脂(商品名为Lacea)，并于1994年建成年产100t的发酵设备。
聚乳酸合成及应用研究
聚乳酸合成及应用研究摘要：综述了聚乳酸的合成方法，介绍了其生产应用现状。
关键词：聚乳酸乳酸丙交酯生物降解材料随着科学与社会的发展，环境和资源问题越来越受到人们的重视，成为全球性问题。
以石油为原料的塑料材料应用广泛，这类材料使用后很难回收利用，造成了目前比较严重的“白色污染”问题。
而且石油资源不可再生，大量的不合理使用给人类带来了严重的资源短缺问题。
可降解材料的出现，尤其是降解材料的原材料的可再生性为解决这一问题提供了有效的手段。
聚乳酸（PLA）是目前研究应用相对较多的一种，它是以淀粉发酵（或化学合成）得到的以乳酸为基本原料制备得到的一种环境友好材料，它不仅具有良好的物理性能，还具有良好的生物相容性和降解性能。
聚乳酸属于脂肪族聚酯化合物。
聚乳酸的分子构象存在3种异构体，即左旋的L-PLA，右旋的D-PLA以及内消旋的D，L-PLA。
由发酵产生的聚乳酸大部分为L-PLA。
PLA 的几种旋光性结构中，L- PLA及D-PLA是半结晶高分子，机械强度较好；D，L-PLA是非结晶高分子，降解快，强度耐久性差。
其中L-PLA由于降解产物是左旋乳酸，能被人体完全代谢，无毒、无组织反应。
由于不同的聚乳酸的分子构象，对最终产品的性能产生影响，所以在聚乳酸形成时，控制不同分子构象的相对比例，就可得到不同性能的聚合体。
1913年法国人首先用缩聚的方法合成了聚乳酸，其产量、相对分子质量都很低，实际用途不大。
1954年，美国Dupont公司用间接法制备出高相对分子质量的聚乳酸，1962年，美国Cyanamid 公司发现聚乳酸具有良好的生物相容性并将聚乳酸应用于医学领域，作为生物降解医用缝线。
美国的Dow化学公司和Cargill公司各出资50%组建的CargillDow聚合物公司研制、开发出了新一代PLA树脂及其合金。
日本Mitsui Toatsu公司也推出了新一代改进型聚乳酸树脂(商品名为Lacea)，并于1994年建成年产100t的发酵设备。
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。
聚乳酸的性能、合成方法及应用
聚乳酸的性能、合成方法及应用一、本文概述聚乳酸（Polylactic Acid，简称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，具有良好的生物相容性和生物降解性。
随着全球环保意识的日益增强和可持续发展理念的深入人心，聚乳酸作为一种环保型高分子材料，其研究和应用受到了广泛的关注。
本文将全面介绍聚乳酸的性能特点、合成方法以及在实际应用中的广泛用途，旨在为读者提供关于聚乳酸的深入理解，推动其在各个领域的应用和发展。
本文首先将对聚乳酸的基本性能进行概述，包括其物理性能、化学性能以及生物相容性和降解性等方面的特点。
接着，将详细介绍聚乳酸的合成方法，包括开环聚合和缩聚法等，并分析不同合成方法的优缺点。
在此基础上，文章还将深入探讨聚乳酸在各个领域的应用情况，如包装材料、医疗领域、汽车制造、农业等。
文章还将对聚乳酸的未来发展趋势进行展望，以期为读者提供全面的聚乳酸知识，并为其在实际应用中的创新和发展提供参考。
二、聚乳酸的性能聚乳酸（PLA）作为一种生物降解塑料，具有一系列独特的性能，使其在众多领域中具有广泛的应用前景。
聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性。
由于其来源于可再生生物质，聚乳酸在自然界中能够被微生物分解为二氧化碳和水，不会对环境造成污染。
这使得聚乳酸在医疗、包装、农业等领域具有广阔的应用空间。
聚乳酸具有较高的机械性能。
通过调整合成方法和工艺条件，可以得到具有优异拉伸强度、模量和断裂伸长率的聚乳酸材料。
这些特性使得聚乳酸在制造包装材料、纤维、薄膜等方面具有显著优势。
聚乳酸还具有良好的加工性能。
它可以在熔融状态下进行热塑性加工，如挤出、注塑、吹塑等，从而制成各种形状和尺寸的制品。
同时，聚乳酸的表面光泽度高，易于印刷和染色，为其在装饰、包装等领域的应用提供了便利。
另外，聚乳酸还具有较好的阻隔性能。
它可以有效地阻止氧气、水分和其他气体的渗透，从而保护包装物品免受外界环境的影响。
聚乳酸材料在3D打印中的研究与应用进展
聚乳酸材料在3D打印中的研究与应用进展一、本文概述随着科技的不断发展，3D打印技术已经成为现代制造业的重要组成部分。
作为一种创新的增材制造技术，3D打印在多个领域都展现出了巨大的应用潜力。
而聚乳酸（PLA）材料，作为一种生物降解塑料，因其良好的生物相容性、环保性以及优良的加工性能，在3D 打印领域得到了广泛的应用。
本文旨在概述聚乳酸材料在3D打印中的研究与应用进展，分析其在不同领域的应用现状，探讨其面临的挑战及未来发展趋势。
通过深入了解聚乳酸材料在3D打印中的应用，我们可以更好地把握这一技术的发展方向，为未来的研究和应用提供有益的参考。
二、聚乳酸材料的特性聚乳酸（PLA）是一种生物降解塑料，由可再生植物资源（例如玉米）提取出的淀粉原料制成。
它具有一系列独特的特性，使得它在3D打印领域中得到了广泛的应用。
PLA具有良好的生物相容性和生物可降解性。
这意味着它在人体内不会产生有害物质，且在自然环境中能够被微生物分解，从而有助于减少环境污染。
因此，PLA在医疗和生物领域的应用中表现出巨大的潜力。
PLA具有良好的加工性能。
在3D打印过程中，PLA具有较高的熔融温度和较低的熔融粘度，使得打印出的模型具有较高的精度和表面质量。
PLA的打印温度适中，不需要过高的打印温度，这有助于延长3D打印机的使用寿命。
PLA还具有优异的机械性能。
虽然其强度和硬度相对较低，但PLA 具有较高的抗拉伸强度和抗弯曲强度，能够满足大多数3D打印应用的需求。
同时，PLA还具有较好的热稳定性和化学稳定性，能够在一定的温度范围内保持其性能稳定。
PLA材料还具有良好的环保性。
由于它是从可再生植物资源中提取的，因此在使用过程中不会对环境造成负担。
PLA的降解产物为乳酸，可以被自然界中的微生物分解为水和二氧化碳，从而实现真正的循环利用。
聚乳酸材料的优良特性使其在3D打印领域具有广阔的应用前景。
随着科技的不断发展，PLA材料在3D打印中的研究与应用将会取得更多的突破和进展。
医用级聚乳酸研究报告
医用级聚乳酸研究报告随着医疗技术的不断发展，医用材料的研究也越来越受到重视。
其中，聚乳酸作为一种生物可降解的高分子材料，逐渐被广泛应用于医疗领域。
本文将从聚乳酸材料的性质、制备方法、应用领域等方面进行探讨。
一、聚乳酸的性质聚乳酸是一种由乳酸分子重复连接而成的高分子材料。
乳酸分子是一种天然存在于人体内的有机酸，具有良好的生物相容性和生物可降解性。
聚乳酸的主要特点包括以下几个方面：1. 生物可降解性聚乳酸是一种生物可降解的高分子材料，可以在人体内被分解成二氧化碳和水，不会对环境造成污染。
2. 生物相容性聚乳酸具有良好的生物相容性，不会引起免疫反应和组织排斥反应。
3. 可塑性聚乳酸可以通过改变其分子结构和加工工艺来调节其可塑性，可以制备出不同形状和性能的材料。
4. 机械性能聚乳酸的机械性能与其分子结构、分子量和晶化度等因素有关，可以通过调节这些因素来改变其机械性能，以适应不同的应用需求。
二、聚乳酸的制备方法聚乳酸的制备方法主要包括两种：化学合成和生物合成。
1. 化学合成聚乳酸的化学合成方法主要是通过乳酸的缩合反应制备。
乳酸可以通过化学合成和生物发酵两种方法来获得。
化学合成方法包括乳酸的酯化反应、缩合聚合反应等。
2. 生物合成生物合成方法是通过利用微生物发酵生产聚乳酸。
目前广泛应用的微生物包括乳酸菌、放线菌等。
三、聚乳酸的应用领域聚乳酸具有生物可降解、生物相容性和可塑性等优良性质，因此在医疗领域有着广泛的应用。
1. 医疗器械聚乳酸可以制备出各种形状和性能的医疗器械，如缝合线、手术用具、植入物等。
这些器械在使用后可以被人体分解吸收，不会对人体造成损害。
2. 药物控释聚乳酸可以作为药物控释材料，可以将药物包裹在聚乳酸微球中，通过控制聚乳酸微球的降解速度来实现药物缓慢释放，从而达到长效治疗的效果。
3. 组织工程聚乳酸可以作为组织工程材料，可以制备出与人体组织相似的材料，如骨替代材料、软骨替代材料等。
这些材料可以用于治疗组织损伤、修复组织缺陷等。
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。
聚乳酸在医学领域应用研究进展
聚乳酸在医学领域应用研究进展一、本文概述随着全球对可持续发展和环保意识的日益增强，生物可降解材料在众多领域，特别是在医学领域的应用受到了广泛关注。
其中，聚乳酸（PLA）作为一种生物相容性良好且可降解的高分子材料，其在医学领域的应用研究进展尤为引人注目。
本文旨在综述聚乳酸在医学领域的应用研究进展，包括其在药物载体、组织工程、手术缝合线以及医疗器械等方面的应用，以期为进一步推动聚乳酸在医学领域的应用提供理论参考和实践指导。
本文将首先简要介绍聚乳酸的基本特性，包括其生物相容性、可降解性以及在医学领域的应用潜力。
随后，重点综述聚乳酸在药物载体、组织工程、手术缝合线以及医疗器械等方面的应用研究进展，分析其在不同医学领域的应用优势及存在的问题。
在此基础上，本文还将探讨聚乳酸在医学领域未来的发展趋势，展望其在生物医学材料领域的应用前景。
通过本文的综述，旨在为读者提供一个全面、系统的了解聚乳酸在医学领域应用研究进展的平台，为推动聚乳酸在医学领域的深入研究和广泛应用提供有益的参考。
二、聚乳酸的生物相容性与可降解性聚乳酸（PLA）作为一种生物可降解的高分子材料，在医学领域的应用中，其生物相容性与可降解性成为了研究的热点。
生物相容性是指材料与生物体之间相互作用后产生的相容程度，是评价生物材料能否在人体内安全使用的关键指标。
而可降解性则是指材料在生物体内能够被分解、代谢并最终排出体外的能力，这对于减少植入材料对人体的长期影响至关重要。
聚乳酸的生物相容性得到了广泛的研究和认可。
其分子结构中的酯键能够被人体内的酶所水解，生成乳酸并进入三羧酸循环，最终转化为二氧化碳和水排出体外。
这种生物降解过程避免了植入材料长期留存于体内可能引发的炎症、感染等风险。
聚乳酸的生物相容性还表现在其对细胞的粘附、增殖和分化行为的影响上。
研究表明，聚乳酸材料表面能够支持细胞的生长，且与周围组织具有良好的结合能力，这对于组织工程、药物载体等领域的应用具有重要意义。
聚乳酸的生产和应用及市场前景
ＰＡ及 Ｄ ＰＡ是半 结晶高分 子 ，机械 Ｌ －Ｌ
收性。使用后的固体废弃物在土壤 和水
中能 被 微 生 物 完 全 降 解 成 是 Ｃ 和 Ｈｏ ０ ２
－
保持性 、 疏水性和光泽度 等特 点， 十分适
合做服装， 可用 于 Ｔ 恤 、 克衫 、 衣 、 茄 外 礼
为主要原料， 经发酵制得 乳酸 ， 乳酸再通
过 缩聚 制得 的高 分 子化 合 物： 有 良好 它具 的 生 物 降解 性 、 生物 相 容 性 和 生 物 可 吸
服等。由于聚乳酸纤维有丝感外观、 蓬松 的手感 ， 对皮肤不发黏 ， 没有任何 刺激 ，
聚乳酸树脂 可用来生产包装袋 、透 明食
品袋 及 盒 子 、拉 伸 薄 膜 和 发 泡 容 器 等产
料， 主要 用 于 制 造 可 生 物 降解 纤 维 、 生 可
魏 湖南包装
品。由于 目前 聚 乳酸 树 脂价 格 昂贵 ， 广 推 应用 尚受 到 限 制 ， 目前 有 些 生 产 企 业 将 廉价 的可 生 物 降解 材 料 作 为 填 料 添 加 到 聚乳 酸 中 ， 以降低 生产 成本 。
２１ 可 降 解 纤 维 ．
用 的一般有 聚乙烯， 聚氯 乙烯 ， 聚苯 乙烯 等。这些塑料具有重量轻 、 强度高 、 化学
稳 定 性 好 以及 价 格 低 廉 等 优 点 ，但 大 量 的废 弃 塑 料 制 品难 以分 解 ， 对 环境 造 成
用 聚乳 酸 制 造 的 可 降 解 纤 维 ， 可 以
生物医用高分子材料的合成与应用
生物医用高分子材料的合成与应用近年来，随着生物医学技术的快速发展，生物医用高分子材料已经成为最具发展潜力的材料之一。
生物医用高分子材料是指具有良好生物相容性和生物可降解性的高分子化合物，它们可以广泛应用于生物医学领域，如医用生态材料、生物医学成像、药物传递和生物传感器等。
本文将介绍几种常见的生物医用高分子材料的合成与应用。
一、聚乳酸（PLA）聚乳酸是一种崭新的生物医用高分子材料，具有可降解性和良好的生物相容性。
它可以被分解为CO2和H2O，不会对环境造成污染，具有广泛的应用前景。
PLA可以制备成各种形状的材料，如纤维、薄膜、泡沫等，可以广泛应用于医疗器械、生物支架、药物传递等。
二、聚己内酯（PCL）聚己内酯是一种生物降解型的高分子材料，具有良好的生物相容性和可加工性。
它可以被多种酶类和水解作用降解为健康无害的产物，是理想的生物医用高分子材料。
PCL可以制备成各种形状的材料，如支架、膜、微球等，可以广泛应用于组织工程、骨修复、神经修复和皮肤再生等领域。
三、聚乳酸-聚己内酯共聚物（PLGA）聚乳酸-聚己内酯共聚物是一种创新型的生物医用高分子材料，它是由聚乳酸和聚己内酯两种单体共聚而成的高分子化合物。
PLGA具有优于单体的降解性能和生物相容性，还可以通过改变单体的比例来调节其降解速率和物理性质。
PLGA可以制备成各种形状的材料，如支架、微粒、微胶囊等，可以广泛应用于药物控释和组织工程等领域。
四、聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）聚（甲基丙烯酸甲酯）是一种非可降解型的高分子材料，具有良好的生物相容性和可加工性。
它可以制备成各种形状的材料，如支架、薄膜、微球等，可以广泛应用于组织修复、药物传递和生物成像等领域。
五、羟基磷灰石（HAP）羟基磷灰石是一种无机骨修复材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性。
它可以为体内的骨细胞提供生长所需的矿物质和微量元素，具有促进骨组织再生的作用。
HAP可以制备成支架、微球、薄膜等形状，可以广泛应用于口腔、骨科等领域。
聚乳酸的合成、结构及性能
聚乳酸的合成、结构及性能摘要聚乳酸是生物可降解的高分子合成材料，由于其降解产物无毒，在生物医学和环保领域都得到了广泛的关注。
本文对聚乳酸的合成方法、结构、性能等进行了系统阐述。
并对聚乳酸进行了展望。
关键词聚乳酸合成方法结构性能引言聚乳酸（PLA）又称为聚丙交酯，是一种新型的、对环境友好且性能优良的高分子材料。
而聚乳酸本身无毒、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[1]。
1.聚乳酸的晶体结构[2]只要PLA的立体规整度足够高，本体或溶液中的PLA就会结晶。
PLA结晶度、晶体大小和形态均影响制品的性能(如冲击强度、开裂性能、透明性等)。
现已发现PLA有3种晶格结构，即α晶系,β晶系，γ晶系,它们分别具有不同的螺旋构象和单元对称性。
在不同结晶条件或不同外场诱导作用下，可形成不同类型的球晶。
α晶系是最常见也是最稳定的一种晶型，它可以在熔融、冷结晶以及低温溶液纺纱等过程中形成。
Sancta等最先报道α晶系为斜方晶体，晶胞的三条棱的边长a，b，c分别为1．07，0．645，2．78nm，晶轴之间的夹角(α，β，γ)均为90°。
晶胞中PLA分子链的构象为左旋的103 螺旋(每3个乳酸单元上升10×10-10m，下同)。
Marge等的研究显示，PLA的α晶系中a，b，c分别为1．07，0．61，2．89 nm，α，β, γ均为90°。
α晶系的熔融温度为185℃。
β晶系最先由Elgin等提出：β晶系可在高温溶液纺纱过程中形成，它也是一种稳定的晶型。
只有在高温、高拉伸率的情况下，α晶系才能够转变成β晶系。
β晶系a，b，c分别为1.031，1．821，0．900nm，α，β，γ均为90°，是斜方晶体,分子链构象为左旋的31螺旋(每个乳酸单元上升3×10-10m，下同)，每个晶格包含6个螺旋。
聚乳酸材料的合成原理
聚乳酸材料的合成原理聚乳酸是一种生物可降解的聚合物材料，具有广泛的应用领域，例如医疗、生物工程、食品包装等。
它的合成原理主要包括以下几个步骤：单体脱水聚合、高分子化学改性以及加工制备。
首先是单体脱水聚合。
聚乳酸的合成主要是通过乳酸单体的缩合反应实现的。
乳酸分子由一个酸基和一个醇基组成，可以通过快速脱水聚合反应将其缩合成聚乳酸。
在这个过程中，通常会添加过量的酸催化剂来促进反应的进行。
乳酸分子之间的羟基与羧基发生缩合反应，形成酯键，同时伴随着水分子的生成。
这个反应是可逆的，当乳酸单体中的水分含量过高时，反应会向乳酸单体的方向进行，增加单体的含量。
反之，当反应温度和反应时间增加时，聚合反应会更倾向于生成较长的聚合物链。
其次是高分子化学改性。
由于聚乳酸作为一种热塑性聚合物，其机械性能和加工性较差，所以需要通过化学改性来提高其综合性能。
一种常见的改性方式是通过共聚合反应引入其他单体，如乙二醇和己内酰胺等。
这样可以在聚乳酸链上引入不同结构的单体单元，改变材料的物理特性，如热稳定性、溶解度和透明度等。
此外，还可以通过在聚乳酸链上引入交联剂，提高聚乳酸材料的力学性能。
最后是加工制备。
聚乳酸可以通过热塑性加工方法制备成不同形状的材料，例如挤出、注射模塑和压制等。
在加工过程中，需要根据聚乳酸的熔点和熔融温度进行控制，并确保加工温度不会超过聚乳酸的分解温度。
由于聚乳酸是一种可生物降解的材料，所以它的加工温度相对较低，使得加工过程对环境影响较小。
总的来说，聚乳酸材料的合成原理主要是通过乳酸单体的脱水聚合反应来实现，然后通过化学改性和加工制备来改善材料的性能。
这种合成方法简单易行，成本较低，同时聚乳酸材料还具有良好的生物相容性和可降解性能，使得它成为一种非常有前景的材料。
生物可降解材料聚乳酸的制备及应用
生物可降解材料聚乳酸的制备及应用聚乳酸是由微生物发酵所产生乳酸单体聚合而成的高分子聚合物，它的特点是无毒、无刺激气味、可降解、生物相容性良好，所以广泛应用到了医学、食品包装和汽车电子等领域。
聚乳酸在自然界中通过土壤、水或微生物的作用下都能实现无污染的分解，可降解的特性既推动了各个领域的发展，也满足了我国构建绿色环保型社会的要求。
因此，对于聚乳酸的研究规模随之扩大，通过对聚乳酸合成、改性以及应用，促进聚乳酸的价值发挥，进而为社会进步奠定坚实基础。
1 聚乳酸具备的生物性质1.1 生物可降解性乳酸主要由植物发酵而来，主要成分包括玉米、小麦等可再生资源，所以聚乳酸有着良好的可降解性质。
废弃的聚乳酸产物在土壤中微生物或水的作用下会完全分解成水和二氧化碳，对空气和土壤都没有任何污染，同时还有利于促进植物的光合作用。
1.2 生物相容性据相关研究显示，聚乳酸可以在人体中实现完全无害的分解，分解后的主要产物即是二氧化碳和水，并且在人体新陈代谢的过程中即可完成分解，所以其生物相容性良好。
在不断实践应用的过程中，证实了聚乳酸和人体的相容性，如将其作为植入人体的生物材料，后续没有任何的不良反应发生，逐渐取代了金属材料的地位。
1.3 优越的物理性质聚乳酸优越的物理性质主要体现在柔韧性良好、透明度充足、机械强度足够和良好的热稳定性，这些物理性质无疑满足了各行各业的具体要求，相较于不可降解材料和其他可讲解材料的优势都较为明显。
1.4 可加工性聚乳酸本身的可加工性良好，实际加工起来只需要充分结合其热塑性即可，能够以各种不同的方式进行热塑成型，满足了各种形态的要求，赋予了其良好的加工性能。
2 聚乳酸的合成制备方式2.1 间接聚合制备间接聚合法指的是开环聚合。
首先，将乳酸作为原材料，并通过缩聚和解聚的方式得到环形丙交酯。
其次，将丙交酯进行开环聚合从而得到聚乳酸。
开环聚合的方式主要通过对反应时间、反应温度和选择不同催化剂种类来实现对聚乳酸分子量合成的过程，这一方法的优势在于反应原理简单、反应过程可控，缺点是聚乳酸的后续提纯过程较为复杂且需要的成本偏高。
聚乳酸的结构、性能与展望
聚乳酸的结构、性能与展望聚乳酸是一种由乳酸分子聚合而成的生物降解性高分子材料，具有优良的生物相容性和可降解性。
近年来，随着环保意识的增强和生物医学领域的需求，聚乳酸的研究和应用越来越受到。
本文将探讨聚乳酸的结构、性能及其在各个领域的应用前景，同时分析当前研究中面临的挑战和问题，并提出相应的解决方案。
聚乳酸的分子结构由乳酸分子中的羟基与另一个乳酸分子中的羧基之间进行缩聚反应形成。
其分子链中存在大量的酯键，使得聚乳酸具有较好的生物降解性。
聚乳酸具有较好的机械性能，如高强度、高模量等，同时具有优异的热稳定性和绝缘性能。
聚乳酸还具有较好的耐油性和耐化学腐蚀性。
聚乳酸具有良好的生物相容性和可降解性，在体内可被分解为水和二氧化碳，最终排出体外。
聚乳酸还具有较低的免疫原性和较好的生物活性，使其在生物医学领域中具有广泛的应用前景。
在生物医学领域，聚乳酸被广泛应用于药物载体、组织工程、人工器官等方面。
例如，利用聚乳酸制备的药物载体能够实现药物的定向传输和可控释放，提高药物的疗效并降低副作用。
由于聚乳酸具有优异的可降解性和环保性，其在包装材料领域的应用越来越受到。
利用聚乳酸制备的包装材料能够有效地保护商品，同时减少对环境的污染。
在建筑领域，聚乳酸可用于制备建筑材料，如塑料门窗、防水材料等。
这些材料不仅具有较好的物理性能，还可实现资源的有效利用和环境保护。
聚乳酸的制备需要使用大量的乳酸原料，导致其成本较高。
为降低成本，可考虑采用廉价的原材料替代部分乳酸，如淀粉、纤维素等。
提高生产工艺的效率也是降低成本的重要途径。
聚乳酸的降解速率过快，可能导致其在某些领域的应用效果不佳。
为解决这一问题，可通过对聚乳酸进行改性处理，如添加交联剂、引入长支链结构等，以调节其降解速率。
聚乳酸的加工成型较困难，对其应用范围造成一定限制。
为此，可研发新型的加工设备和工艺，提高聚乳酸的加工成型效率和质量。
聚乳酸作为一种生物降解性高分子材料，具有优良的生物相容性和可降解性，在生物医学、包装材料、建筑等领域具有广泛的应用前景。
聚乳酸的合成及应用
聚乳酸的合成及应用摘要：聚乳酸及其共聚物是具有优良的生物相容性和可生物降解的高分子材料，无毒，可吸收。
其研制与开发受到人们的重视，在各个领域尤其是医药领域得到越来越广泛的应用。
制备的方法有直接缩聚法、开环聚合法、共聚法。
对聚乳酸及其共聚物降解性的试验评价已有三十多年，但都有缺陷。
在有些方面它们的性能和制造工艺还有待改进。
作为可生物降解的高分子材料，聚乳酸在医用及降解塑料方面已经有了初步的成就。
关键词：聚乳酸合成可降解医学应用1 简介近二十年来，国内外对生物降解高分子材料的研究兴趣非常浓厚，涉及到工农业生产领域、医用领域等各个方面。
聚乳酸具有优良的生物相容性和可生物降解，降解的最终产物是二氧化碳和水其研制与开发尤其在医药领域受到越来越多的重视。
早在三十年代，美国著名高分子化学家Carothers就曾对PLA做过报道，但在其后近四十年中，由于聚合物分子量低，机械性能差而无所作为。
到七十年代，开始合成高分子量的具有旋光性的D或L型PLA，进行药物制剂和外科等方面研究。
随着对PLA及其共聚物应用的不断扩大，其进一步的研制开发深受人们关注。
2 制备2.1直接缩聚法[1]此法只能得到分子量小的低聚物，产品性能差，易分解。
日本昭和高分子公司将乳酸置于惰性气体保护下，慢慢加热升温并慢慢减压，使乳酸直接脱水缩合，最后直到使反应物在220°~260°，1333Pa低压下进一步缩聚，可得分子量4000以上的聚乳酸。
但此法反应时间长，产物在高温下会老化分解。
日本合成橡胶公司开发了一种不用催化剂情况下容易制取高分子量PLA 的特殊工艺—介质感应加热聚合法，此法无老化分解，适合用作医疗上的可生物降解吸收性高分子材料。
2.2 开环聚合法[2，3]]目前PLA 及其共聚物的制备一般采用此方法，该法是以乳酸为原料，在引发剂等存在下先制成环状二聚体（丙交酯），再在催化剂存在下开环聚合得PLA。
此法可通过改变引发剂的种类和浓度，将分子量控制在数十万至百万。
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。
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量 聚乳 酸 ， 图１ 是 聚乳 酸直接 合 成过 程 。
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．
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体 及催 化剂 被排 斥在 无定 形 区 ， 可 获得 足够 能量
通 过扩散 互 相靠 近发 生有效 碰撞 ， 使 聚合 反应 得
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扣 － ｝ ＝ 扣ｃ
豳 １ 聚乳ｉ 鹱 赢接聚台 法
以继续 进行 。 通 过真 空 或惰性 气体 将反 应 体系 中
定 温度 、压力 条件 下 制得 高分子 质量 的聚 乳 酸 。 通 过优 化 条件 可 以得 到粘 均 分子 质 量 为 １ ３万一
链 中随机 排列 ，在结 晶性结 构 中引起 了缺 陷 ， 破
坏 了结构 的规 整性 ， 降低 了材 料 的结 晶 能力 。其
结 构 如下 图所示 ：
，
Ｇ Ｈ
Ｏ
Ｈ ＋Ｏ －Ｃ Ｈ －Ｃ 七ｏ Ｈ
二、 聚 乳酸 的合 成 方法
ｆ
ｌ ｆ、
２ ２万 的高 聚物 。 ２ ． 熔融 缩 聚一 固相 聚合法 ．
该 法 是 首 先使 反 应 物单 体 乳 酸减 压 脱 水 缩 聚合 成低 分 子质 量 的聚乳 酸 ， 然 后将 预 聚物在 高
化锑 ，三 氟化 锑 ，四氯 化 锡等 催化 剂 的作用 下 ， 裂解 为聚乳 酸 的环状 二酯 ． 也就 是丙交 酯 。然后
下 的副反 应 ， 从而 提高 聚乳酸 的纯 度和质 量 。 邢 云杰 等［ ６ １ 首 先将 Ｌ 一 乳 酸熔 融 缩 聚 得 到低 分 子 质 量的 Ｌ 一 乳 酸预 聚物 。预 聚物 在 等温 结 晶后可 以
充足 。 大 大 降低 了成 本 ， 有 利 于 聚乳 酸 材 料 的普 及 ，但 该法 得到 的 聚乳酸 相对 分子质 量 较低 ， 机 械 性能较 差 ， 这就 抑制 了该 法得 到 的聚乳 酸 的实
际应 用 。
己烷一 ２ ， ５ 一 二酮 ， 分子式 Ｃ ６ Ｈ。 Ｏ ． 是 乳 酸 的 环状 二 聚体 。它有两 个不 对称 碳原 子 ， 有 ３种立 体 异构
体： Ｌ丙 交酯 ， Ｄ 一 丙 交酯 ， ｍ ｅ ｓ ｏ 一 丙交 酯 。
１ ． 熔融 缩 聚法
根据 旋光 性 的不 同 。 Ｐ Ｌ Ａ分 为 以下 ４种 ： 右
反应 体 系温度 高 于聚合 物 的熔点 。 反 应在 熔
旋 聚乳 酸（ Ｐ Ｄ Ｉ ￣） ， 左旋 聚乳 酸（ Ｐ Ｌ Ｌ Ａ ） ， 内消 旋聚 乳 酸（ ｍ ｅ ｓ ｏ — Ｐ Ｌ Ａ ） ， 外 消旋 聚乳 酸 （ Ｖ Ｏ Ｌ ￣） 。由于
的进 行 ，体 系 的 黏度 越 来 越 大 ，小分 子 难 以排 出。 平衡 难 以 向聚 合方 向进 行 。在 熔 融聚合 过 程 中 。催 化 剂 、 反应时间、 反 应 温度 及 真 空 度 对 产 物相 对分 子质 量 的影 响很大 。 东 华 大 学余 木 火 等发 明 了一 种熔 融 缩 聚 制 备高 分子 质量 聚乳 酸 的方法 嘲 。通过 以乳 酸 、 脂 肪 族二元 酸 为起始 原 料 。 制 得两 端为 羧基 的乳 酸 预聚物 ， 然后 再 加 入 一定 比例 的环 氧 树脂 ， 于 一
聚乳 酸 的不 同分 子 构 型对 最 终 产 品的 性 能产 生 影响 ， 所 以在 聚 乳 酸合 成 时 ， 控 制 不 有 任 何介 质 的 本体 聚合 反
应， 所 形成 的副产 物（ 水、 丙交 酯 等） 通 过惰 性 气 体 携带或 借 助于体 系 的真空 度 而不断 排 除。 优 点 是 产物 纯 净 。 不 需要 分 离介 质 ； 缺 点 是 熔融 缩 聚
的小分 子 副产 物（ 水） 带走 ， 使反 应平 衡 向正 方 向
采 用 直 接 法 合 成 的 聚 乳 酸 ，原 料 乳 酸来 源
移动 ． 促 进 预 聚体分 子质 量 的进一 步提 高 。 由于
９
纺织 与服 装工程 Ｔ ｅ ｘ ｔ ｉ ｌ ｅ＆ Ｆ ａ ｓ ｈ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
反应是 在 比较缓 和 的条 件 下进行 ． 可 以避免 高 温
成 聚乳 酸 的 方法 ， 即先 由乳 酸 合 成 丙交 酯 ， 丙 交 酯 再开 环聚合 制备 聚乳 酸 。 用 这 种方法 可 以制 备 分子量 高达 ７ ０万 到 １ ０ ０万 的聚合 物 。聚合机 理 为： 在乳 酸脱 水 缩合 后 ， 将 得 到 的低 聚 物 在三 氯
法 得到 的产物 相对 分子 质量 不高 。 因为 随着反 应
的相 对 比例 。 就可得 到 不 同性 能 的聚 乳酸 。左旋
聚乳 酸 和右 旋 聚乳 酸 均 为 热 塑性 结 晶高 分 子 聚
合物 ， 有旋 光性 ， 聚合物 链排 列规 整 ， 有较 高 的结 晶度 和 机械 强 度 。熔 点 约 为 １ ８ ０ ￣ Ｃ， 玻 璃 化 温度 为 ５ ８ ℃， 热分解温度为 ２ １ ５ ｃ Ｉ ＝ ， 熔 融 或 溶 液 中均 可结 晶 ，适 用 于需 高机 械强度 和韧 性 的地方 ， 如 缝 合 线 和 骨钉 等 。而 聚消 旋 乳 酸 为 非 结 晶态 材 料。 无光 学 活性 。 由于 Ｄ 一 单元 和 Ｌ 一 单 元 在 聚酸
： ／ 砺 骺罐 移 己 门 Ｊ ｏ 啪 。 Ｉ 。 ｆ Ｊ ｉ 卸 ｉ ｓ ｃ ｉ 眦。 ｆ Ｆ ａ Ｓ ｈ ｉ ｏ ｎ Ｔ ∞ ｌ １ ｒ Ｉ 。 １ ｏ ｇ ｙ
形 成 Ｌ一 乳酸 和 Ｄ 一 乳 酸两 种旋 光 异构 体 。
丙 交 酯全 名 为 ３ ， ６ 一 二 甲基 一１ ， ４一 二 氧 杂环
于玻璃 化温 度但 低 于熔点 温度 下进行 缩 聚反应 。
（ 一） 直 接合 成法
直 接 合 成 法 是采 用 高 效脱 水 剂 和催 化剂 使 乳 酸 或 乳 酸低 聚物 分 子 间 脱水 缩 合 成 高 分子 质
在低 分子 质量 的乳 酸 预聚体 中 。 大分 子链 部分 被 “ 冻结 ” 形成结晶区 ， 而 官 能 团末端 基 、 小 分子 单