聚乳酸PLA改性
完全生物降解材料聚乳酸的改性及应用
完全生物降解材料聚乳酸的改性及应用1、聚乳酸聚乳酸(PLA)是一种具有优良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料。
PLA这种线型热塑性生物可降解脂肪族聚酯是以玉米、小麦、木薯等一些植物中提取的淀粉为最初原料,经过酶分解得到葡萄糖,再经过乳酸菌发酵后变成乳酸,然后经过化学合成得到高纯度聚乳酸。
聚乳酸制品废弃后在土壤或水中,30天内会在微生物、水、酸和碱的作用下彻底分解成CO2和H2O,随后在太阳光合作用下,又成为淀粉的起始原料,不会对环境产生污染,因而是一种完全自然循环型的可生物降解材料。
1.1聚乳酸的制备目前聚乳酸的生产和制备主要有两条路线:(1)间接法即丙交酯开环聚合法(ROP法);(2)直接聚合法(PC法)。
两类方法皆以乳酸为原料。
丙交酯开环聚合法是先将乳酸缩聚为低聚物,低聚物在高温、高真空等条件下发生分子内酯交换反应,解聚为乳酸的环状二聚体2丙交酯,丙交酯再开环聚合得到聚乳酸,此方法中要求高纯度的丙交酯。
直接法使用高效脱水剂使乳酸或其低聚物分子间脱水,以本体或溶液聚合的方式制备聚乳酸。
1.2聚乳酸的基本性质由于乳酸具有旋光性,因此对应的聚乳酸有三种:PDLA、PLLA、PDLLA(消旋)。
常用易得的是PDLLA和PLLA,分别由乳酸或丙交酯的消旋体、左旋体制得。
聚乳酸(PLA)是一种真正的生物塑料,其无毒、无刺激性,具有良好的生物相容性,可生物分解吸收,强度高,不污染环境,可塑性好,易于加工成型。
由于聚乳酸优良的生物相容性,其降解产物能参与人体代谢,已被美国食品医药局(FDA)批准,可用作医用手术缝合线、注射用胶囊、微球及埋植剂等。
同时聚乳酸存在的缺点是:(1)聚乳酸中有大量的酯键,亲水性差,降低了它与其它物质的生物相容性;(2)聚合所得产物的相对分子量分布过宽,聚乳酸本身为线型聚合物,这都使聚乳酸材料的强度往往不能满足要求,脆性高,热变形温度低(0146MPa负荷下为54℃),抗冲击性差;(3)降解周期难以控制;(4)价格太贵,乳酸价格以及聚合工艺决定了PLA的成本较高。
完全分解生物环保材料改性聚乳酸(PLA)介绍.doc
完全分解生物环保材料改性聚乳酸（PLA）介绍
一、特点：
1、以PLA为主体的，但不单只是PLA的产品。
2、是将PLA彻底改性后的新发明，有国家发明专利为证。
3、不是降解性环保材料而是100%完全生物分解的环保新型材料。
二、改性PLA材料的工艺流程
淀粉乳酸聚合物生产原材料源（聚乳酸PLA）
加工形成的产品的原料实际物料复合物
（客户）（成品）改性
三、原PLA原料物理性能及优缺点
原PLA优点：可分解、可堆肥、天然无毒、透气性高
原PLA缺点：耐热性差（一般的50℃~65℃），结晶速度慢，质脆，采用特殊设备才能生产，因此成本昂贵。
四、我公司改性PL产品A的特点：
1、改善结晶
2、改善其脆度和韧度
3、提高耐热温度
4、加上我公司独家专利研发的植物纤维填充料和有机结晶体改性配方技术，使产品的分解时间可控和调整
5、同时保持原PLA原料的优良特质。
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。
聚乳酸的合成与改性ppt课件
聚乳酸属于合成脂肪族聚酯，是一种用途非常广泛的 完全可生物降解的新型高分子材料，它以绿色植物经过现 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，也被称为生物质塑料。它是以可 再生能源而非石油资源的生物基高分子，摆脱了人来对石 油资源的过分依赖。
聚乳酸的特点
法
CH3
3-methoxybutan-2-one
1
3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione
丙交酯
聚乳酸(PLA)
丙交酯合成原理
开始人们认为，直接缩合法只
能得到相对分子质量低的低聚物。
聚
直接
如今在反应过程中及时除去产生
乳
缩聚
的小分子水的技术，已有所突破。
酸
直接缩聚的方法日渐成熟
合
成
把乳酸单体进行直接缩合已经成为制备聚
的 乳酸的重要方法，其直接缩聚反应过程如下：
方 法 2
O H
H O C C OH
CH3
2-hydroxypropanoic acid
催化剂
O
H OCC
+
2n
CH3
3-methoxybutan-2-one
nH2O
•
COOH
COOH
OH
H
H
OH
CH3
CH3
左旋的L-PLA
开环 阳离子聚合及配位聚合。用于阳离子聚合的
聚
聚合 引发剂主要包括质子酸、路易斯酸及烷基化
乳
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
酸
子质量的聚乳酸。阴离子开环聚合的引发剂
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（Polylacticacid，简称PLA）是一种高分子聚合物，主要由乙二醇及相关有机物质合成而成，以生物碳源为原料，不涉及石油等化石燃料，因此是一种绿色环保的材料。
目前，聚乳酸已经被广泛应用在食品包装、生活用品、医疗器械等方面。
本文主要就聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用作一深入探讨。
首先，我们来看看聚乳酸改性研究。
聚乳酸是一种具有优异耐久性、稳定性及耐氧化性的天然高分子聚合物，因此拥有绝佳的应用前景，但由于其缺乏必要的物理性质，因此需要经过改性才能更好地发挥它的威力。
研究人员把不同种类的材料添加到聚乳酸中，使之具备更优的物理性能，以及对温度的耐受能力和耐酸碱性。
这些改性化合物又被称为聚乳酸改性材料，例如添加环氧树脂、聚氨酯树脂、硅胶或水性涂料等，使之具有更高的强度、韧性及水分抗性，从而更有利于应用。
其次，我们来看看聚乳酸改性材料在包装领域的应用。
聚乳酸改性材料可被广泛应用在食品包装、纸箱包装、塑料包装等多种包装形式中。
由于聚乳酸具有很好的耐久性，它能够有效地抵御水分、有机溶剂、光及细菌等，使食品保存更加安全，并且可以保持其原有的质量。
此外，聚乳酸改性材料还可以应用于制作各种型号的安全袋，用于保护物品不受外界的破坏或水分渗透。
最后，聚乳酸改性材料在包装领域的应用拥有着非常广阔的前景。
聚乳酸改性材料具有可降解性、环保性、安全性等优点，使它们可以替代传统的塑料包装，从而可以节约原材料，减少对环境的破坏。
同时，聚乳酸改性材料的抗氧化性能也会大大提高，从而使其能够更好地进行食品包装，保持食品的安全及新鲜度。
综上所述，聚乳酸改性材料在包装领域的应用已经越来越成熟，它被越来越多的企业和消费者所认可，同时在效率及环保方面也取得了显著的成果。
因此，聚乳酸改性材料在未来会取得更大的发展，将逐渐成为一种可持续性的新型包装材料。
完全分解生物环保材料改性聚乳酸(PLA)介绍
完全分解生物环保材料改性聚乳酸（PLA）介绍
一、特点：
1、以PLA为主体的，但不单只是PLA的产品。
2、是将PLA彻底改性后的新发明，有国家发明专利为证。
3、不是降解性环保材料而是100%完全生物分解的环保新型材料。
二、改性PLA材料的工艺流程
淀粉乳酸聚合物生产原材料源（聚乳酸PLA）
加工形成的产品的原料实际物料复合物
（客户）（成品）改性
三、原PLA原料物理性能及优缺点
原PLA优点：可分解、可堆肥、天然无毒、透气性高
原PLA缺点：耐热性差（一般的50℃~65℃），结晶速度慢，质脆，采用特殊设备才能生产，因此成本昂贵。
四、我公司改性PL产品A的特点：
1、改善结晶
2、改善其脆度和韧度
3、提高耐热温度
4、加上我公司独家专利研发的植物纤维填充料和有机结晶体改性配方技术，使产品的分解时间可控和调整
5、同时保持原PLA原料的优良特质。
生物降解聚乳酸改性及应用
生物降解聚乳酸改性及应用摘要：综述近几年来聚生物降解聚乳酸主要的改性方法以及聚乳酸目前的应用领域。
关键词：聚乳酸改性方法应用Abstract: To review the recent years poly biodegradable polylactic acid main modification methods and application field of polylactic acid at present. Keywords: polylactide modification methods of application一、前言聚乳酸（PLA）是乳酸的一种重要的衍生物，其无毒、无刺激性, 强度高,不污染环境,可塑性好有良好的生物相容性和生物可降解性，在生物体内可逐渐降解为CO2和水，对人体无毒、无积累，被认为是21 世纪最有前途的可生物降解的功能材料。
同时聚乳酸存在的缺点是:①聚乳酸中有大量的酯键,亲水性差,降低了它与其它物质的生物相容性; ②聚合所得产物的相对分子量分布过宽,聚乳酸本身为线型聚合物,这都使聚乳酸材料的强度往往不能满足要求,脆性高,热变形温度低(0146MPa 负荷下为54 ℃) ,抗冲击性差; ③降解周期难以控制; ④价格太贵,。
改性能提高材料力学性能，降低成本，改善降解性能的有效途径[1]。
1、聚乳酸化学合成机理合成聚乳酸的单体主要有乳酸和它的环状二聚体丙交酯，根据光学活性不同可分为下列几种：从旋光性角度将丙交酯分成4 种异构体。
即：L，L-丙交酯，D，D-丙交酯，内消旋D，L-丙交酯和外消旋D，L-丙交酯。
内消旋丙交酯聚合得到的聚合物其降解性能和物理性能与外消旋丙交聚合得到的聚合物的性质有所不同。
丙交酯法给聚乳酸高聚体的研发和应用提供了一种潜在的可能性!即可根据最终产品的性能要求裁剪设计高聚物的分子结构。
从而可赋予产品许多特殊的使用性能，如结晶度、熔点和机械强度等差异[2]。
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
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。
聚乳酸改性的研究进展
聚乳酸改性的研究进展*梅芳芳彭娅＊＊孙飞鲁手涛（西华大学材料学院，成都610039）摘要综述了聚乳酸在力学性能、热稳定性及降解特性、药物载体应用等方面的国内外最新改性研究进展，并对其发展和应用前景进行了展望。
关键词聚乳酸改性力学性能热稳定性药物载体大多数合成高分子材料在自然环境下难以分解，给人类社会带来了严重的环境污染问题，因此在自然状态下可生物降解的高分子材料便成为人们关注的焦点。
聚乳酸（PLA）是一种可生物降解的绿色高分子材料，在生物降解高分子领域中占据着重要的地位，它可由含淀粉的农作物发酵后得到的乳酸缩聚而成。
PLA的物理性能良好，可用于成型加工各种工业用和民用的塑料制品，如食品包装、快餐饭盒、无纺布和工业及民用布等。
同时PLA属于脂肪族聚酯类化合物，具有良好的生物相容性和生物可降解性，并且无毒无刺激，在人体内可以自然代谢、无残留，因此在生物医用领域被广泛用作组织工程、人体器官、仿生智能材料、手术缝合线、控释药物等。
但是由于PLA存在的一些缺陷［1－9］，如脆性大、耐冲击性差、耐热性差和在自然条件下降解速度缓慢等，阻碍了它的广泛应用。
因此对PLA进行改性，制备出性能优异的PLA改性材料已经成为当今热门研究的方向之一。
1PLA力学性能改性的研究1．1高分子材料共混改性PLAPLA性脆且耐冲击性差，为了提高其力学性能，通常将PLA和其它高分子材料进行混合，通过各组分性能的复合来达到增强增韧PLA的目的。
目前对PLA力学性能方面的改性研究主要集中在使用天然高分子材料对PLA进行改性，如淀粉类高分子材料。
邵俊等［1］将PLA与二甲基亚砜塑化淀粉进行共混制备了PLA/淀粉共混物。
结果表明，二甲基亚砜塑化淀粉能够提高共混物的冲击强度和弯曲应变。
Wang Ning［10］等使用玉米淀粉改性PLA，发现玉米淀粉能够有效地提高PLA的断裂伸长率。
张水洞等［11］将乙酸淀粉（AS）和PLA共混，采用自设计的双螺杆挤出机挤出，制备了PLA/AS全生物降解材料，扫描电子显微镜（SEM）照片显示AS以海岛结构的形式分散在PLA的连续相中，当AS取代度为2．1时，AS与PLA相容性最好。
聚乳酸PLA改性
聚乳酸改性聚乳酸由于自身存在一些缺陷，从而影响了其加工性能和应用，主要缺陷有：自身强度不高、脆性、阻透性差、耐热性差等。
具有较高的拉伸强度、压缩模量，但质硬而韧性较差，缺乏柔性和弹性，极易弯曲变形；另外，PLA的化学结构缺乏反应性官能团，也不具有亲水性，降解速度需要控制，因此有必要对PLA进行改性。
聚乳酸可与丝素、木质素、淀粉、羟基磷灰石、据羟基脂肪酸酯、聚己内酯、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯、聚乙烯等进行共混，制备各种不同结构和性能的共混体系，满足不同的应用。
聚乳酸的改性方法一般分为化学改性和物理改性。
化学改性主要是通过接枝交联等途径引入各种类型的功能化侧基（如羧基、氨基、羟基等）改变PLA主链的化学结构或表面结构，从而改善其脆性、疏水性及降解速度等性能；物理改性主要是通过添加增塑剂、纳米材料等改变PLA的机械、光学、热学等性能。
一、化学改性⑴表面改性PLA表面改性原理是，利用改性剂改善其表面组织与性能，从而提高与其他材料之间的粘附性。
通过表面改性，赋予了PLA衍生物良好的生物相容性，使其应用更为广泛。
Li等用淀粉（starch）对PLLA进行表面改性，获得了中等阻抗性的St-g-PLLA，将St-g-PLLA与PLLA共混得到的材料的机械性能明显优于PLLA/starch共混物。
Aiping Zhu等通过壳聚糖上的自由氨基与4-叠氮苯甲酸上的羧基进行反应，将4-叠氮苯甲酸固定在壳聚糖上。
利用4-叠氮苯甲酸的光敏性，采用咋外光照射涂抹在PLA薄膜表面的壳聚糖，叠氮基团光解，从而将PLA和壳聚糖共价连接起来。
改性后壳聚糖上的羟基和氨基又可以引入其他的官能团，从而可以对PLA进行进一步的改性。
⑵共聚改性由于内酯开环均聚物如PLA、聚己内酯等均为疏水性物质，且降解周期也难于控制，常需与其他单体共聚来改变材料的亲水疏水性、结晶性等，根据共聚物的分子量及共聚单体种类及配比等加以控制聚合物的降解速度。
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。
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。
PLA改性材料行业分析报告
因此，PLA改性材料在国内市场竞争力可能较差。
6.政策因素对行业的影响：
2.潜在进入者分析：
PLA改性材料的生产，必须将成本和理化性质两个维度进行平衡，在成本尽可能低的情况下获取尽可能好的理化性质是衡量PLA改性技术好坏的标准。分析潜在进入者，可以关注以下内容：
（1）国内改性PLA产业化达千吨级的企业目前并不多，产业的集中化程度较高。作为行业市场的先进入者，必定会利用已有的市场地位、学习曲线效应来提高行业的进入标准，这是减少潜在进入风险的因素。
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还具有一定的耐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目前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
PLA改性材料行业分析
一．行业运营本质：
1.行业基本定义：
（1）PLA简介：
PLA是生物降解塑料聚乳酸的英文简写，全写为：polylactice acid。聚乳酸也称为聚丙交酯(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。但是纯PLA材料具有一些缺点，比如韧性不强、抗冲击能力较差等等，因此适合实际使用的PLA材料，必须经过改性工艺或者与其他的材料复合形成合金的方式，来改善相应的理化性质，提高可应用性。
聚乳酸的改性及应用进展
聚乳酸的改性及应用进展摘要：综述了近几年聚乳酸生物降解材料的改性进展。
改性方法分为化学改性和物理改性。
化学改性包括共聚、交联、表面修饰等,主要是通过改变聚合物大分子或表面结构改善其脆性、疏水性及降解速率等；物理改性主要是通过共混、增塑及纤维复合等方法实现对聚乳酸的改性。
关键词：聚乳酸，生物降解，共聚，交联聚乳酸(PLA)是一种无毒、可完全生物降解的聚合物。
它不仅具有较好的化学惰性、易加工性，而且还具有良好的生物相容性，是最有前途的可生物降解高分子材料之一。
然而,PLA的均聚物存在不少缺陷。
PLA属聚酯，亲水性差,降低了其生物相容性；在自然条件下它降解速率较慢，而高分子药物的控制释放体系对不同的药物要求其载体材料具有不同的降解速率；此外，它性脆、力学强度较低，难以满足某些医疗修复人体部件的要求等，因此近年来对聚乳酸的改性已成为研究的热点。
1 化学改性1.1 PLA 基体的改性对基体的改性通过共聚、交联等方法改变其整体大分子结构。
l.1.1 共聚改性共聚改性是通过调节乳酸和其他单体的比例改变聚合物的性能，或由第二单体提供聚乳酸以特殊性能。
均聚PLA为疏水性物质，降解周期难控制,通过与其他单体共聚可改善材料的疏水性、结晶性等，聚合物的降解速率可根据共聚物的分子量及共聚单体种类及配比等加以控制。
常用的改性材料有亲水性好的聚乙：二醇(PEG)、聚乙醇酸(PGA)及药物通透性好的聚E-己内酯(PCL)等。
宋谋道等用廉价的PEG与丙交酯共聚，制得高分子量的PLA-PEG-PLA嵌段共聚物。
研究表明，随着PEG含量增加，玻璃化温度降低,伸长率增加,当含量达到一定程度(如PEG的质量分数达到7.7%)后，共聚物出现了屈服拉伸,克服了PLA 的脆性。
这种脆性向韧性的转变说明PEG 改性的PLA是一种综合性能可调控的生物降解材料。
A c h I m Gopf e r ic h等与PLA聚合得到了二嵌段的共聚物，研究了成骨细胞在材料上的粘附、增殖、分化等行为，发现亲水的聚乙二醇链段能够调节蛋白质的吸附，从而改善细胞繁殖能力。
聚乳酸扩链改性及其纳米复合材料的研究
聚乳酸扩链改性及其纳米复合材料的研究聚乳酸（poly lactic acid, PLA）作为一种生物可降解高分子材料，在纳米复合材料中具有广泛的应用潜力。
其良好的可降解性、优异的生物相容性以及可调节的力学和热性能使得聚乳酸成为替代传统塑料的环保材料。
然而，聚乳酸的应用受到一些限制，如低热稳定性、易脆性和较慢的降解速度。
为了克服这些问题，研究人员广泛探索对聚乳酸进行扩链改性的方法。
聚乳酸扩链改性是在分子链上引入两性或多性组分，以改善聚乳酸的综合性能的一种方法。
扩链改性可以通过热压共混、化学交联、共聚合等方法实现。
在研究中，聚乳酸常常与其他生物可降解聚合物或纳米粒子进行复合改性，以提高其力学性能、热性能和降解速度。
例如，聚乳酸与聚酯、聚己内酯等聚合物进行共混，可以显著提高聚乳酸的力学性能和热稳定性。
此外，将聚乳酸与纳米纤维素、纳米矿物质等纳米粒子进行复合，可以提高聚乳酸的屏障性能和降解速度。
在聚乳酸扩链改性中，研究人员还利用聚合物功能单体与聚乳酸分子链反应，实现对聚乳酸结构的调控。
例如，通过与聚乳酸分子链反应的丙烯酸或马来酸酐等功能单体，可以引入共聚块或交联结构，提高聚乳酸的力学性能和降解速度。
此外，利用引入粘性单体，可调节聚乳酸的黏度和流变性质。
聚乳酸扩链改性后的纳米复合材料在各个领域具有广泛的应用前景。
在生物医学领域，扩链改性的聚乳酸可以制备成纳米纤维膜、纳米颗粒和纳米球，用于药物缓释、组织工程和诊断等方面。
在包装材料领域，扩链改性的聚乳酸可以制备成纳米复合薄膜，用于食品包装和药物包装等。
此外，扩链改性的聚乳酸还可以制备成纳米复合材料，用于环境保护、光电材料和电子器件等方面。
总之，聚乳酸扩链改性是提高聚乳酸性能和拓展其应用领域的重要途径之一。
通过引入复合组分、调控结构和制备纳米复合材料，可以实现对聚乳酸的性能的精确调控。
未来，随着扩链改性方法的不断发展和完善，扩链改性的聚乳酸纳米复合材料将在各个领域展示出更广阔的应用前景总的来说，聚乳酸扩链改性是一种重要的方法，可以提高聚乳酸的性能，并拓展其在各个领域的应用前景。
聚乳酸耐热和增韧改性研究
聚乳酸耐热和增韧改性研究
聚乳酸（PLA）是一种生物可降解的聚合物，具有广泛的应用前景。
然而，其性能限制了其在一些特殊领域的使用。
为了克服这些限制，研究人员一直在寻找能够提高聚乳酸耐热性和增韧性的改性方法。
目前，有两种常见的方法用于改性聚乳酸：添加剂改性和共混改性。
添加剂改性是通过向聚乳酸中添加特定的添加剂来改变其性能。
例如，添加纳米粒子可以提高聚乳酸的热稳定性和机械性能。
添加剂改性的优点是简单易行，但添加剂的选择和添加量需要精确控制，以避免对聚乳酸的性能产生负面影响。
另一种方法是共混改性，即将聚乳酸与其他聚合物混合以改变其性能。
常用的共混改性剂包括聚丙烯酸酯（PPA）、聚己内酯（PCL）和聚乙烯醇（PVA）等。
这些共混物可以提高聚乳酸的热稳定性、韧性和拉伸强度。
共混改性的优点是可以根据需要选择不同的共混物组合，以实现对聚乳酸性能的精确调控。
除了添加剂改性和共混改性，还有一些其他的改性方法被用于改善聚乳酸的性能。
例如，通过改变聚乳酸的分子结构，如改变其分子量、分子量分布和晶体结构等，可以调控其热稳定性和力学性能。
此外，通过改变聚乳酸的加工工艺，如挤出、注塑、拉伸等，也可以改善其性能。
总的来说，聚乳酸耐热和增韧的改性研究具有重要的意义。
通过改性方法的不断探索和改进，聚乳酸的应用领域将得到进一步扩展。
然而，需要注意的是，在改性过程中要保持聚乳酸的生物可降解性和环境友好性，以确保其在可持续发展的背景下得到广泛应用。
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聚乳酸改性聚乳酸由于自身存在一些缺陷，从而影响了其加工性能和应用，主要缺陷有：自身强度不高、脆性、阻透性差、耐热性差等。
具有较高的拉伸强度、压缩模量，但质硬而韧性较差，缺乏柔性和弹性，极易弯曲变形；另外，PLA的化学结构缺乏反应性官能团，也不具有亲水性，降解速度需要控制，因此有必要对PLA进行改性。
聚乳酸可与丝素、木质素、淀粉、羟基磷灰石、据羟基脂肪酸酯、聚己内酯、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯、聚乙烯等进行共混，制备各种不同结构和性能的共混体系，满足不同的应用。
聚乳酸的改性方法一般分为化学改性和物理改性。
化学改性主要是通过接枝交联等途径引入各种类型的功能化侧基（如羧基、氨基、羟基等）改变PLA主链的化学结构或表面结构，从而改善其脆性、疏水性及降解速度等性能；物理改性主要是通过添加增塑剂、纳米材料等改变PLA的机械、光学、热学等性能。
一、化学改性⑴表面改性PLA表面改性原理是，利用改性剂改善其表面组织与性能，从而提高与其他材料之间的粘附性。
通过表面改性，赋予了PLA衍生物良好的生物相容性，使其应用更为广泛。
Li等用淀粉（starch）对PLLA进行表面改性，获得了中等阻抗性的St-g-PLLA，将St-g-PLLA与PLLA共混得到的材料的机械性能明显优于PLLA/starch共混物。
Aiping Zhu等通过壳聚糖上的自由氨基与4-叠氮苯甲酸上的羧基进行反应，将4-叠氮苯甲酸固定在壳聚糖上。
利用4-叠氮苯甲酸的光敏性，采用咋外光照射涂抹在PLA薄膜表面的壳聚糖，叠氮基团光解，从而将PLA和壳聚糖共价连接起来。
改性后壳聚糖上的羟基和氨基又可以引入其他的官能团，从而可以对PLA进行进一步的改性。
⑵共聚改性由于内酯开环均聚物如PLA、聚己内酯等均为疏水性物质，且降解周期也难于控制，常需与其他单体共聚来改变材料的亲水疏水性、结晶性等，根据共聚物的分子量及共聚单体种类及配比等加以控制聚合物的降解速度。
通过共聚改性，在PLA大分子链中引入特殊功能的基团，使其兼备各种基团优势，赋予材料特殊性质。
因此具有不同组成和特定结构的PLA共聚物的合成越来越受到重视。
人们将乳酸与其他单体或低分子量聚合物共聚改性，以调节共聚物的分子量、共聚物单体数目和种类来控制降解速度并改善材料机械性能、结晶度、亲水性等。
常用的改性材料有亲水性好的聚乙二醇（PEG）、聚乙醇酸（PGA）及聚ε-己内酯（PCL）等。
⑴线性结构的聚乳酸共聚物①聚酯-聚酯共聚物聚酯-聚酯共聚物是目前聚乳酸共聚物中最多的一种，人们将多种酯类和丙交酯共聚制得了不同用途的产物，其中涉及的机理主要是将共聚物单体制成环状化合物再开环聚合生成不同单体间的交替共聚物。
Miller等研究发现，用乙醇酸生成乙交酯（PGA）再和乳酸开环聚合能使降解速率比均聚物提高10倍以上，并且可以通过改变组分的配比来调节共聚物的降解速度。
张艳红等采用低聚D,L-丙交酯与聚己内酯（PCL）低聚物在2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）作用下进行扩链反应，形成了具有一定强度和韧性的弹性体。
沈正荣等合成了D-L-3-甲基-乙交酯，并用辛酸亚锡为催化剂进行开环聚合，生成了PLA和PGA的交替共聚物，改共聚物结构规整，组成固定，改善了PGA均聚物不溶于一般有机溶剂的缺点。
②聚醚-聚酯共聚物聚醚-聚酯共聚物也是比较常见的聚乳酸共聚物。
由于聚乳酸是疏水性材料，而且不够柔软，缺乏弹性。
因此人们将可水溶性的醚段和聚乳酸结合在一起生成了聚醚-聚酯共聚物，克服了这一缺点。
文献报道中，通常将作为硬段的聚乳酸和作为软段的乙二醇或丙三醇结合在一起。
邓先模等分别用氧化亚锡、烷基铝复合催化剂、大分子引发剂制得了聚乙二醇与己内酯或LA嵌段或多嵌段共聚物，并发现可以通过调节疏水和亲水链段的组成来控制降解速度、亲疏水性及相对分子量等。
将PEG引入到PLA链得到聚乳酸-聚乙二醇共聚物，主要是通过丙交酯与环氧乙烷或PEG开环共聚合的二步法合成。
③其他除了生成聚酯-聚酯和聚酯-聚醚共聚物外，聚乳酸还可与酸酐、葡萄糖、淀粉等共聚。
⑵聚乳酸接枝共聚物淀粉和淀粉衍生物的脂肪族聚酯接枝共聚物是一类完全生物降解的高分子材料，对于这类聚合物材料的合成、性质和应用进行研究对于解决废弃塑料对自然环境的污染具有重要的现实意义。
由英才等以淀粉为接枝骨架，DL-丙交酯为接枝单体，在无水LiCl存在下，合成了淀粉/DL丙交酯接枝共聚物。
降解实验表明改接枝共聚物能够被酸碱及微生物完全降解，防水实验表明改接枝共聚物具有优良的防水性能。
一般为了改善聚乳酸的亲水性，常用亲水性的低聚物PEG或单体、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、氨基酸和多糖类等于聚乳酸共聚。
⑶含有部分交联结构的聚乳酸以多官能团为引发剂或起始剂，可以制备多臂和星形共聚物，常用的交联剂是多官能度的酸酐或异氰酸酯。
Tevssie等以含烯基的有机铝化合物，间苯三酚铝盐作为引发剂引发丙交酯开环聚合，制得了三臂共聚物。
朱康杰等以三乙醇胺、季戊四醇作为起始剂与丙交酯分别合成了三臂、四臂共聚物。
二、物理改性⑴增塑改性PLA是硬性材料，弹性模量很高，约3GPa左右，非常脆。
PLA改性的时候都要添加增塑剂，常见的增塑剂有：三乙酸甘油酯、柠檬酸三丁酯、聚乙二醇（PEG）、葡萄糖酸酯、甘油和乳酸低聚物等。
增塑机理可以分为两种：第一种是分子增塑机理，是指加入的增塑剂与聚合物分子之间的相互作用消弱了聚合物本身大分子之间的作用力，有利于聚合物大分子在外力作用下实现重排，从而提高聚合物的柔韧性，是在分子水平上改变体系的性质；二是结构增塑机理，是增塑剂分子与高分子聚合物大分子在超分子结构的水平上相互改善高分子聚合物的力学性能，是由于增塑剂分布于聚合物超分子结构基本单元之间，促进了聚合物基体的重排。
目前，广泛研究用生物相容性增塑剂，如柠檬酸酯类、葡萄糖单醚、部分脂肪酸醚、低聚物聚乙二醇丙三醇等，来提高PLA的柔韧性和抗冲击性能。
在众多单体增塑剂中，柠檬酸酯类增塑剂由于无毒，安全可靠，价格低，一直被广泛应用于食品，药物，包装材料等众多领域。
尹静波认为柠檬酸酯类增塑剂均能有效降低PLA的玻璃化温度，改善其加工性能，克服脆性断裂。
其中含有羟基并且构成酯的醇分子量越低的柠檬酸酯能有效地降低PLA玻璃化温度，提高其韧性，加快降解速率。
柠檬酸酯分子量越小，越易迁移，且材料耐水性变差。
FDA认为柠檬酸三丁酯（TBC）是最为安全的增塑剂之一，该产品是一种无毒、耐光、耐热性、耐菌性和耐候性均好、安全性高、可用于食品包装的新型增塑剂产品。
李晓梅等研究表明，丙三醇、乙酰柠檬酸三正丁酯（ATBC）以及邻苯二甲酸二辛酯（DOP）三种增塑剂均能提高PLA的韧性，其中利用ATBC增塑改性时效果最好，随着ATBC的含量增加，PLA熔体流动性进一步增强，熔点、玻璃化转变温度以及结晶温度均有所下降，PLA的结晶能力增强，维卡热变形温度呈先下降后上升的趋势，改性PLA的吸水率有所降低，降解率有所上升。
增塑剂的添加不仅可以降低PLA复合材料的玻璃化转变温度，还能增加材料的柔顺性和伸长率。
但是增塑剂要适当，对于不同复合材料，增塑剂的作用效果不同。
如Martin等研究了PEG、葡萄糖酸酯、甘油和乳酸低聚物增塑PLA/淀粉复合材料的效果，发现甘油几乎无任何效果，而PEG和乳酸低聚物除了降低Tg，还降低了弹性模量，因此选用增塑剂时选用最多的是PEG。
增塑剂改性PLA的工艺路线：A、45℃下，将聚乳酸原料置于DZF-200真空干燥箱中真空干燥24h；B、按比例将聚乳酸、增塑剂一起放入XSS-300转矩流变仪LH60橡胶塑料混合装置在100℃-150℃，混炼5-20min；C、混炼料在0.25兆牛半自动压力成型机上热压成型，热压条件为温度100℃-150℃，时间为5min；D、将片材自然冷却至室温，裁样待测试。
⑵共混改性PLA共混体系的制备仿佛主要有熔融挤出和溶液涂膜法。
与共聚改性相比，共混改性工艺更为简单和经济。
如与丙烯酸、淀粉、聚氧乙烯和聚己内酯等。
共混改性可以改善PLA的亲水性。
张伟将超支化聚酰胺酯（HBP）和PLA共混制备出高韧性的PLA复合材料，并对不同HBP含量的共混物的性能进行了测试和分析。
HBP和PLA之间存在氢键作用，而氢键作用和HBP的稀释作用导致了PLA的结晶度从30.99%降到18.58%。
当HBP含量增加到10%时，PLA共混物的拉伸强度略有提高，且断裂伸长达到43.06%。
结果表明：HBP的加入对PLA祈祷很好的增韧效果。
但是HBP等脂肪族聚酯改性后材料的成本较高，而塑化淀粉的成本虽低，但改性效果不明显。
任洁莹以较低成本丙三醇（G）、己二酸（A）为原料，制备了一种新型PLA增韧改性剂—聚己二酸丙三醇酯（PGA）。
通过熔融共混的方法制备了PGA/PLA共混物，结果表明，PGA的加入改善了PLA材料的柔性，PGA含量为15%时，共混物的冲击强度达到48J/m，比纯PLA提高了300%。
淀粉是一种可自然降解的亲水性材料，它与PLA的工具物可完全生物降解。
在淀粉与PLA共混物中PLA作为连续母相存在，而淀粉则作为填充剂。
当淀粉含量超过60%，PLA相变的不连续。
PLA与淀粉之间的界面粘合力随着共混物的老化而降低，MDI可以改善这种界面粘合力，从而延缓PLA/淀粉共混物的老化，延缓机械性能的降低。
低含量的马来酸二辛酯（DOM）也可以作为相容剂改善PLA/淀粉共混物界面粘合力，进而改善其拉伸强度。
另外一种天然高分子材料壳聚糖与PLA的共混薄膜，采用溶液成型法制得，它的断裂强度和杨氏模量随着己酰壳聚糖含量的提高而下降。
1、提高聚乳酸耐热性方法:PLA的抗冲击性和耐热性差，在室温下是一种脆的热塑性材料。
加入结晶成核剂、无机填料和其他生物降解高分子共混可以提高PLA的抗冲击性和耐热性。
另外，通过拉伸改变取向度和结晶度有可能提高膜或片状物的抗冲击性和耐热性，同时保持其透明度。
改善PLA结晶性能PLA是一种具有160℃~180℃较高熔点的结晶性高分子，但通过注射成型方法得到的PLA制品的热变形温度只有58℃左右，远远低于通用塑料的PS和PP。
其主要原因是，PLA虽然是结晶性高分子，但是在实际成型过程中几乎不结晶。
PLA耐热性差正是由于PLA结晶速率非常慢引起的。
一般高分子的结晶速率与分子链段的运动能力和二次成核概率有关。
PLA的酯基之间只有一个甲基碳原子，分子链呈螺旋结构，与同时聚酯的PBT及PET相比分子链的活动性非常低。
因此，除了在薄膜和纤维成型加工中通过拉伸取向提高二次成核概率从而促进PLA结晶以外，单纯的挤出成型、注射成型或热成型中，PLA几乎不能够结晶。
⑴加入结晶成核剂（HDT＜100℃，结晶速度不够快）在PLA的工业应用中通常添加结晶成核剂，它可大大提高结晶成核密度，加快结晶速度，提高结晶度，还可以提高制品的耐热性、成型性等性能。