聚乳酸
聚乳酸简介
单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基,多个乳酸分子在一起,-OH与别的分子的-COOH脱水缩合,-COOH与别的分子的-OH脱水缩合,就这样,它们手拉手形成了聚合物,叫做聚乳酸. 聚乳酸也称为聚丙交酯，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。
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。
聚乳酸的热稳定性好，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，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。
聚乳酸的优点主要有以下几方面：（1）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。
淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。
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。
（2）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。
（3）相容性与可降解性良好。
聚乳酸
环保纤维或环境友好纤维体现了可持续发展的时代 要求。从一个纤维产品的全循环过程即从原材料、 加工过程、消费使用、遗弃处理等面考虑 环保纤维 至少应具备以下特征中的一项或多项Ι 4纤维产品的 原材料无污染或少污染或尽可能是可持续发展的绿 色资源 合成纤维产品的合成过程节能、降耗、减污 符合环保和可持续发展的要求纤维产品的加工过程 特别是印染、整理等加工过程∋ 尽可能使用无毒、
纺织品与人们的生活密切相关,作为与人类紧 密接触的一大类产品被视为人的第二皮肤和第 一生存环境直接影响到人们的健康和安全。因 此对来自纺织品的污染更加引起广泛的关注和 警惕。一些发达国家有关绿色纺织品环保要求 的法规越来越多其检验手段和标准要求也越来 越高。例如欧盟有关国家通过的纺OekeTexStandard100织品环保标准和美国国家 标准ANSI, 对进口服装的甲醛、重金属、防 腐剂等4 6 6 多种有害物质进行控制。
纺织品与人们的生活密切相关,作为与人类紧密接触的一 大类产品被视为人的第二皮肤和第一生存环境直接影响 到人们的健康和安全。因此对来自纺织品的污染更加引 起广泛的关注和警惕。一些发达国家有关绿色纺织品环 保要求的法规越来越多其检验手段和标准要求也越来越 高。例如欧盟有关国家通过的纺OekeTexStandard100织品环保标准和美国国家标准ANSI, 对进口服装的甲醛、重金属、防腐剂等4 6 6 多种有害 物质 进行控制。
1991 年美国卡吉尔( Cargill) 公司以玉米为原料发 酵生产乳酸，然后在真空条件下采用溶剂脱水技术， 生产高分子质量PLA。2001 年11 月，美国陶氏化 学( Dow Chemical) 与Cargill 合作成立的 CargillDow Polymers( 简称CDP) 公司，投资3 亿美元，采用两步法聚合技术，在美国内布拉斯加 州Blair 投产兴建了一套14 万t /a 的PLA 生产装置， 这是目前世界上最大的聚乳酸生产工厂。2005 年， CDP 公司更名为Nature Works 公司;2008 年末， Nature Work 公司开发出PLA 树脂IngeoTM的新 技术，成为全球PLA 生产的引领者。2009年， IngeoTM的产能达到14 万t /a。NatureWork 公 司还推出了IngeoTM6252D 和6201D 2 种新产品， 适用于低成本熔喷非织造布，产品可用作揩布和滤 材，若与木浆或黏胶纤维混合，还可增强其吸液性
聚乳酸
一、聚乳酸( Polylactic Acid , PLA) 是以玉米等农作物为原料, 经微生物发酵获得乳酸单体, 再通过聚合得到的生物降解高分子材料。
它是一种热塑性聚酯，具有很好的生物降解性, 生物相容性和生物可吸收性, 降解后不会遗留任何环保问题, 又兼具胜于现有塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料的优点, 被产业界定为新世纪最有发展前途的新型包装材料。
二、聚乳酸的合成方法有两种：直接缩聚法和开环聚合法。
1.直接缩聚法的主要特点是合成的聚乳酸可以不含催化剂，聚合工艺短，易分解且分子量小，但反应条件相对苛刻，对聚合单体的要求与普通缩聚单体的要求一致, 其所得聚乳酸产品性能差, 实用价值小。
2.开环聚合法因为是环状二聚体的开环聚合，不同于一般的缩聚, 没有小分子水生成, 聚合设备简单。
此法所得聚乳酸分子量高，且机械强度也高。
三、聚乳酸的原料来源都是农作物。
四、聚乳酸的优点：1.具有良好的生物降解性。
在常温下, 聚乳酸树脂可保持稳定的性能。
在堆肥条件下( 56—60℃, 湿度大于80—90%) 可在2—3 个月内经由微生物完全分解, 最终生成水和二氧化碳, 不污染环境。
生产过程无污染。
聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可吸收性是因为聚乳酸的基本原料乳酸是人体固有的生理物质之一，对人体无毒无害无刺激性。
2.聚乳酸树脂是热塑性树脂, 具有良好的力学性质、机械性能、热塑性及成纤性,耐油、气味阻隔方面也较好, 具有与聚酯相似的防渗透性, 与聚苯乙烯相似的光泽度、清晰度和加工性, 提供了比聚烯烃更低温度的可热合性。
3.可以采用通用塑料的通用设备进行挤出、注射、吹塑、拉伸、纺丝等加工成型, 且加工方便。
4.聚乳酸是一种低能耗产品, 比以石油产品为原料生产的聚合物低30%—50%。
5.原料来自可再生的植物资源, 所有富含淀粉的农作物都能生成聚乳酸, 不消耗不可再生的矿物资源, 也不增加二氧化碳的排放,符合循环经济原则, 利于社会可持续发展。
聚乳酸材料介绍
聚乳酸材料介绍聚乳酸是一种生物可降解的高分子材料，其化学名称为聚乳酸酯（PLA），是由乳酸分子经过聚合反应而成。
它具有优异的物理、化学和机械性能，同时还具有良好的生物相容性和可降解性，被广泛应用于医疗、食品包装、纺织等领域。
聚乳酸材料的物理性质聚乳酸是一种无色透明的高分子材料，在常温下为固体。
它的密度约为1.25 g/cm³，熔点在165-175℃之间。
聚乳酸具有良好的耐热性和耐候性，在高温下也不易变形或变色。
此外，它还具有一定的透光性和柔软性。
聚乳酸材料的化学性质聚乳酸是一种相对稳定的高分子材料，在常规条件下不会发生明显的化学反应。
但在强碱或强酸环境下，聚乳酸会发生水解反应，并最终分解成二氧化碳和水。
这使得它成为一种非常环保的材料，可以有效地减少对环境的污染。
聚乳酸材料的机械性能聚乳酸具有较高的强度和硬度，可以用于制造各种机械零件和工业用品。
它还具有良好的抗拉伸性、弯曲性和冲击性能，在一定程度上可以代替一些传统材料。
此外，聚乳酸还具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，可用于制造化学容器、医疗器械等。
聚乳酸材料的生物相容性由于聚乳酸是一种天然产物，因此它具有良好的生物相容性。
在人体内分解时，它会被分解成二氧化碳和水，并被人体代谢掉。
这使得聚乳酸成为一种理想的医疗材料，在制造缝合线、支架、修复组织等方面应用广泛。
聚乳酸材料的可降解性聚乳酸是一种生物可降解的高分子材料，在自然界中会被微生物分解成二氧化碳和水。
这使得它成为一种环保的材料，可以有效地减少对环境的污染。
此外，聚乳酸还可以通过物理方法（如加热）或化学方法（如水解）来分解，从而实现回收再利用。
聚乳酸材料的应用由于聚乳酸具有良好的物理、化学和机械性能，以及优异的生物相容性和可降解性，因此被广泛应用于医疗、食品包装、纺织等领域。
在医疗领域中，聚乳酸被广泛用于制造缝合线、支架、修复组织等医疗器械。
它具有良好的生物相容性和可降解性，在人体内不会产生任何不良反应。
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。
医药用高分子材料——聚乳酸
医药用高分子材料——聚乳酸聚乳酸（PAL）也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。
它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。
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。
聚乳酸作为一种新型的高分子聚合材料有良好的生物相容性和生物降解性，是FDA认可的一类生物降解材料，最终降解产物是二氧化碳和水，对人体无毒、无刺激，因此聚乳酸及其共聚物已经成为生物医用材料中最受重视的材料之一。
20世纪50年代，由丙交酯（LA）开环聚合制得了高分子量的聚乳酸，但由于这类脂肪族聚酯对热和水比较敏感，长时间未引起人们的足够重视。
直到20世纪60年代，科学工作者重新研究PAL对水敏感这一特征时，发现聚乳酸适合作为可降解手术缝合线材料。
1966年，Kulkami等提出低分子量的PAL能够在体内降解，最终的代谢产物是CO2和H2O，中间产物乳酸也是体内正常代谢的产物，不会在体内积累，因此PAL在生物体内降解后不会对生物产生不良影响。
随后报道了高分子量的PAL也能在人体内降解，由此引发了以这类材料作为生物医用材料的开端。
1 聚乳酸及其共聚物在缓释药物中的作用缓释、控释制剂又称为缓释控释给药系统（sustained and controlled release drug delivery system）,不需要频繁给药，能够在较长时间内维持体内有效的药物浓度，从而可以大大提高药效和降低毒副作用[4]。
聚乳酸及其共聚物被用作一些半衰期短、稳定性差、易降解及毒副作用大的药物控释制剂的载体，有效的拓宽了给药的途径，减少了给药的次数和给药量，提高了药物的生物利用度，最大限度的减少药物对全身特别是肝、肾的毒副作用。
高相对分子量聚乳酸用作缓释药物制剂的载体可分为两种:一是使用聚乳酸制作药物胶囊，可有效抑制吞噬细菌的作用，让药物定量持续释放以保持血药相当平稳；另一种是作为-囊膜材料用于药物酶制剂、生物制品微粒及微球的微型包覆膜，更有效控制药物剂量的平稳释放。
聚乳酸
聚乳酸的合成方法
• 目前合成聚乳酸（PLA）的方法主要分为直接缩聚法和间 接法（即丙交酯开环聚合、扩链反应等）。 •
直接缩聚
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．但是乳酸的来源充足， 价格便宜，所以直接法合成聚乳酸比较经济合算． • 直接缩聚法包括： • 溶液缩聚法、熔融固相缩聚、 熔融缩聚法 、 微波辐射熔 融缩聚法、反应挤出聚合
• 开环聚合
目前研究合成聚乳酸的最多方法是丙交酯的开环聚合， 其开环聚合的机理有阳离子聚合、阴离子聚合、配位聚合3 种。分别为：阳离子开环聚合、阴离子开环聚合、 配位插入 开环聚合。 • 阳离子开环聚合： 阳离子开环聚合反应是引发剂与单体相互作用生成鎓子 或鎓氧离子，经单分子开环反应生成酰基正离子，然后单体 再对这种增长中心进攻。这类引发剂种类很多质子酸（HCl， RSO3H等）、路易斯酸（AlCl3，SnCl4等）、烷基化试剂 （CF3SO3CH3等）还有ZnO，SnO，PbO，SnO2，MgO，TiCl4 等．以引发剂SnCl4 为例，其反应机理：
• 。这类引发剂种类很多质子酸（HCl，RSO3H等）、路易斯 酸（AlCl3，SnCl4等）、烷基化试剂（CF3SO3CH3等）还有 ZnO，SnO，PbO，SnO2，MgO，TiCl4 等．以引发剂SnCl4 为例，其反应机理：
• 配位插入开环聚合: 配位插入开环聚合反应一般认为是单 体上的氧原子与催化剂金属的空轨道配位络合，单体再在 金属-碳或金属-烷氧链上进行插入和增长．催化剂主要为 过渡金属有机化合物和氧化物．这类反应的催化剂种类很 多如烷基金属和烷基金属化合物．如AL（Oi2Pr）3，Sn （Oct）2、烷基稀土配位化合物、BuSnOMe、卟啉铝 等．其中Sn（Oct）2已成为最常用、最有效的催化剂，其 催化剂机理为:
聚乳酸结构简式
聚乳酸结构简式
（实用版）
目录
1.聚乳酸的概述
2.聚乳酸的结构特点
3.聚乳酸的应用领域
正文
1.聚乳酸的概述
聚乳酸（Polylactic acid，简称 PLA）是一种生物降解塑料，由乳酸单体经过聚合而成。
乳酸是一种有机酸，可通过发酵过程制得，因此聚乳酸是一种具有生物源性的材料。
聚乳酸具有良好的生物相容性、生物降解性和环保性能，被广泛应用于医疗、生物医药、食品包装、环保等领域。
2.聚乳酸的结构特点
聚乳酸的结构特点是由乳酸单体通过α-羟基酸酯键连接而成。
乳酸单体结构式为 HOCH2CH(OH)COOH，其中含有一个羟基和一个羧基。
在聚乳酸分子链中，这些官能团不参与聚合反应，因此聚乳酸分子链中存在大量的羟基和羧基。
这些官能团赋予聚乳酸许多特性，如良好的水溶性、生物降解性和生物相容性。
3.聚乳酸的应用领域
聚乳酸因其独特的性能，被广泛应用于以下几个领域：
（1）医疗领域：聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性，可用于制作生物医用材料，如生物降解型医用缝合线、药物缓释系统、组织工程支架等。
（2）生物医药领域：聚乳酸可用于制作生物医药载体，如微胶囊、微球和纳米粒等，用于药物和基因传递。
（3）食品包装领域：聚乳酸具有良好的阻隔性能、可生物降解性和环保性能，可用于制作食品包装材料，替代传统的石油基塑料。
（4）环保领域：聚乳酸可降解为二氧化碳和水，可用于制作一次性用品，如餐具、杯子等，减少环境污染。
总之，聚乳酸作为一种生物降解塑料，具有广泛的应用前景。
聚乳酸的医学应用
外科手术材料
外科手术材料是指用于手术过程中的各种材料，如缝合线、手术刀柄、手术夹等。聚乳酸具有优良的机械性能和可降解性， 可作为外科手术材料用于多种手术。
聚乳酸的生物相容性
01
02
03
无毒
聚乳酸在体内可被代谢为 水和二氧化碳，无毒副作 用。
组织相容性好
聚乳酸与人体组织相容性 好，植入体内后不易引发 炎症和免疫排斥反应。
细胞相容性
聚乳酸能够支持细胞的生 长和分化，常用于组织工 程和再生医学领域。
聚乳酸的生物降解性
可降解
聚乳酸在体内可被酶降解为乳酸，最终代谢为水和二氧化碳排出 体外。
部分患者可能对聚乳酸产生免疫反应， 需要进一步研究解决。
力学性能的稳定性
聚乳酸的力学性能可能会随着时间的 推移而发生变化，需要进一步改进。
生产成本较高
虽然生产工艺已经相当成熟，但聚乳 酸的生产成本仍然较高，限制了其广 泛应用。
04
聚乳酸的未来发展前景
新材料与新技术的研发
高分子量聚乳酸的合成
通过改进聚合工艺和催化剂，提高聚乳酸分子量，使其具有更好 的机械性能和加工性能。
聚乳酸的医学应用
contents
目录
• 聚乳酸简介 • 聚乳酸在医学中的应用 • 聚乳酸在医学应用中的优势与挑战 • 聚乳酸的未来发展前景
01
聚乳酸简介
聚乳酸的化学性质
高分子量
聚乳酸的分子量较高，具有良好的机械性能和 加工性能。
热稳定性
聚乳酸PLA
聚乳酸（PLA）利用来自于谷物或其它有机物的发酵糖可以生产乳酸，而乳酸可以通过聚合反应得到一种线形脂肪族聚酯--聚乳酸（PLA）。
PLA的降解分为两个阶段，第一阶段是它的酯基团逐步水解成为乳酸和其它小分子，然后这些小分子被环境中的微生物所分解。
PLA经常和淀粉共混以增强其可降解性能并降低成本。
但是这种共混产物太脆了，因此常常还要加入一些增塑剂如甘油和山梨糖醇使其变得柔软一些。
一些生产者也经常使用一些别的可降解聚酯与PLA共混来达到替代增塑剂的目的。
PLA材料具有光洁的表面和高度的透明度，因此可以在某些应用领域同聚苯乙烯和PET竞争。
PLA 已经应用于如水果蔬菜、鸡蛋、熟食和烘烤食品的硬包装。
PLA薄膜正在用于三明治、饼干和鲜花等商品的包装上。
还有将PLA吹塑成瓶子用于包装水、汤、食品和食用油等方面的应用。
一些汽车制造商，最著名的如日本的丰田公司，正在进行将PLA和其它可生物降解塑料应用于未来轿车的研究。
完全生物质高分子材料——聚乳酸〔PLA〕是被世界视作继金属材料、无机材料、高分子材料之后的“第四类最具广泛应用价值和环保应用价值的新型高分子材料”，是国家列入“九五”、“十五”、“863”、“十一五”和《国家中长期科技发展计划》重点科研攻关项目之一。
PLA是一种高分子环保聚酯材料，此材料具有理化性能优良、透明度极高、生物及化学降解性能好且降解时间可控、无毒无味、耐酸碱、防病菌、防紫外线、易加工成型且表面更加光滑及易降解生成对环境无害的二氧化碳和水等诸多优良的性能，而且在透气性、防皱性、高强度、高弹性、耐热性和可生物降解性等方面更是尤为出众，因而它还是生产纤维类纺织品的良好天然材料。
其用途相当广泛，可应用于工业、农业、林业、建筑业、纺织业、食品包装业、日常用品、文化体育、医疗卫生等各个领域。
生物质材料——聚乳酸〔PLA〕必将取代聚乙烯〔PE〕、聚丙烯〔PP〕等化学石油基塑料，可全面有效地解决世界性“白色污染”的难题。
聚乳酸原理
聚乳酸（Polylactic acid，PLA）是一种生物可降解的聚合物，由乳酸单体通过聚合反应形成。
其原理如下：
1.乳酸合成：乳酸是一种有机酸，可以通过发酵或化学合成等方法制备。
常用的方法是将
植物糖或淀粉经过酶解、发酵等步骤转化为乳酸。
2.聚合反应：乳酸分子中含有羧酸基和羟基，这使得乳酸分子能够进行缩合反应，生成长
链的聚乳酸。
聚合反应通常通过酯化反应进行，将乳酸分子的羧酸基与其他乳酸分子的羟基结合，形成聚合物链。
3.分子结构：聚乳酸的分子结构中包含乳酸单体的重复单元。
乳酸分子中的两个对映异构
体（L-乳酸和D-乳酸）可以形成不同的聚合物结构，如PLLA（聚L-乳酸）和PDLA（聚D-乳酸），以及其共聚物PLA。
4.特性和降解：聚乳酸具有良好的生物相容性和可降解性。
由于其分子结构中含有酯键，
聚乳酸在适当条件下可以被水解，最终分解为二氧化碳和水，不会对环境造成污染。
聚乳酸的原理使其成为一种可持续发展材料，具有广泛的应用潜力，如医疗领域的缝合线、骨修复材料，以及塑料制品、包装材料等领域的替代品。
随着技术的不断进步，聚乳酸的性能和应用范围将得到进一步拓展。
聚乳酸
3一种新型药物缓释载体——聚乳酸Байду номын сангаас（PLA）生物可降解纤维
• • 【关键词】 新型药物缓释载体 聚乳酸 PLA 生物可降解纤维 聚乳酸（poly-lactic acid ,PLA）是以乳酸为主要原料聚合所得到的高分子聚合物。 它是一种绿色、可再生高分子材料,原料来源充分,加工生产方便,具有良好的热塑 性、生物相容性和生物可降解性，且可为人体吸收，是FDA（美国食品和药物管 理局）认可的一类生物医用材料。作为一种用途广泛的新型高分子材料，聚乳酸 已成为生物医药领域最受重视的材料之一〖1〗。制备纤维是目前聚乳酸应用最 成功的例子〖2〗。聚乳酸能在人体内降解，最终代谢产物是无毒的CO2和H2O， 其中间代谢产物乳酸也是人体正常代谢产物，不会在体内积累，因此聚乳酸纤维 植入体内无毒副作用。此外，聚乳酸纤维还具有耐菌性、生物相容性和一定强度 的三维结构。目前，聚乳酸纤维在组织工程领域的应用受到了人们的密切关注。 聚乳酸纤维支架可诱导细胞附着于纤维表面进而迁移到支架内生长，并伴随细胞 外基质等的生成。此外，粘附一定组织干细胞的聚乳酸纤维可修复再生受损组织。 因此，聚乳酸纤维在组织工程领域的应用很广泛，可用于血管组织、周围神经组 织、骨和软骨以及诸如肌腱、韧带、心肌之类组织的构建与修复〖3～6〗。聚乳 酸纤维还可作为药物缓释载体，上载药物的生物可降解局部埋植聚乳酸纤维支架 可以定位缓慢释药，具有很好的发展前景。
聚乳酸（polylactic acid ,PLA)
• 主讲：李金玉 • 学号：131123001
聚乳酸及乙醇酸—乳酸共聚物
• 1、化学结构和制备 • 聚乳酸（PLA）又称为聚丙交酯，可以利用 乳酸直接缩聚制备，但得到的聚合物相对 分子质量较低。可先将乳酸制成二聚体丙 交酯，然后在酸催化剂及有机金属化合物 剂存在下开环聚合：
聚乳酸
聚乳酸理化性质聚乳酸特性聚乳酸的优点生产方法挤出级树脂的市场应用注塑级树脂的市场应用口腔固定材料眼科材料聚乳酸PLA在生物医药领域的应用电子电器领域的应用一次性用品的应用聚乳酸CAS号: 31852-84-3英文名称: 1,3-dioxan-2-one英文同义词: polytrimethylene carbonate;1,3-Dioxan-2-one homopolymer 中文名称: 聚乳酸中文同义词: 聚乳酸;聚三亚甲级碳酸酯;1,3-二氧杂环己烷-2-酮均聚物CBNumber: CB51260965分子式: C4H6O3分子量: 0MOL File: 31852-84-3.mol聚乳酸化学性质安全信息聚乳酸性质、用途与生产工艺理化性质聚乳酸又称聚羟基丙酸或聚交酯。
由乳酸单体缩聚而成的可生物降解的高分子材料。
可溶于氯仿、丙酮、二氧六环、二甲基甲酰胺、苯、甲苯等溶剂，不溶于石油醚等饱和烷烃。
有良好的生物相容性和血液相容性，体外抗凝血性能好，可被人体降解，以二氧化碳和水排出体外。
因此，聚乳酸可制成不同材料，如用熔融挤出法制成纤维作可吸收缝合线；纤维的编织物可作人体组织修补材料；制成薄膜材料用作肌腱组织的防粘连膜、骨膜生长隔离膜、药物缓释载体等。
聚乳酸可与其他生物材料复合使用，如与磷酸三钙或碳纤维复合制成板材，可用作接骨板。
聚乳酸PLA的热稳定性好，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PLA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，还具有PS相似的光泽度和加工性能，因此具有广阔的市场前景，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)、建筑、农业、林业、造纸和医疗卫生等领域。
图1为聚乳酸PLA的化学结构式。
聚乳酸特性聚乳酸简称PLA，是以微生物的发酵产物L-乳酸为单体聚合成的一类聚合物，是一种无毒、无刺激性，具有良好生物相容性，可生物分解吸收，强度高，不污染环境，可塑性加工成型的高分子材料。
聚乳酸
新型包装材料——聚乳酸一、简介聚乳酸(polylactic acid, 简称PLA)是以乳酸为单体化学合成的，也称聚丙交酯，是具有可生物降解的高分子聚酯材料,其分子式为(C3H4O2)n。
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。
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。
聚乳酸的热稳定性好，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，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，还具有聚苯乙烯(PS)相似的光泽度和加工性能，因此具有广阔的市场前景，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。
美国和日本已开始工业化生产PLA。
意大利一公司使用美国生产的天然聚交酯（PLA）设计和制造新鲜农产品包装材料，这种新的包装材料将在欧洲的零售商店使用。
天然的PLA 是一种生物基的聚合物，由100%来自玉米淀粉的细菌发酵而成。
PLA不仅具有较高的强度和透明度，而且为零售商提供了包装天然产品使用天然基包装材料的机会。
二、PLA材料性能聚乳酸的优点主要有以下几方面：（1）聚乳酸（PLA）使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。
淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。
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，是公认的环境友好材料。
（2）机械性能及物理性能良好。
聚乳酸（PLA）含有有序排列的光学活性中心,其结晶性和刚性较高,制成的薄膜抗张强度是聚乙烯薄膜的数倍。
PLA还具有最良好的抗拉强度及延展度，适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便。
也可以采用各种普通加工方式生产，与目前广泛所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。
聚乳酸(PLA)生物可降解材料
良好的透明性和光泽度
PLA具有与传统的石油基塑料相似的 透明性和光泽度，可用于制造需要透 明度的产品。
PLA材料的用途
包装材料
PLA可制成一次性餐具、塑料袋等包装材料， 替代传统的石油基塑料。
3D打印材料
PLA是3D打印领域常用的材料之一，可用于 制造各种定制产品。
医疗领域
PLA可用于制造医疗用品，如手术缝合线、 药物载体等。
水解反应使PLA分子链断裂成较小的分子片段， 氧化反应则使PLA分子链上的碳碳键断裂。
随后，微生物如细菌、真菌等开始利用这些小 分子片段进行生长和繁殖，进一步降解PLA材 料。
影响PLA材料生物降解的因素
环境温度和湿度
较高的温度和湿度有利于PLA材料的生物降 解。
PLA材料的结构和性质
PLA材料的分子量、结晶度、添加剂等都会 影响其生物降解性能。
PLA是一种热塑性聚合物，具有与传 统的石油基塑料相似的加工性能和物 理性质。
PLA材料的特性
可完全生物降解
PLA在自然环境中可被微生物分解为 水和二氧化碳，具有良好的环保特性。
良好的加工性能
PLA具有良好的热塑性，可采用传统 的塑料加工技术进行成型加工，如注 塑、吹塑、挤出等。
良好的机械性能
PLA具有较高的拉伸强度、弯曲模量 和冲击强度，可满足各种应用需求。
PLA的降解速度过快，导致其性能不稳定，容易在正常使 用过程中出现损坏。
01
降解速度过慢
PLA的降解速度过慢，导致其难以在短 时间内完全分解，对环境造成一定的负 担。
02
03
降解条件控制
需要控制PLA的降解条件，以确保其在 适当的条件下进行分解，同时保持良 好的性能和稳定性。
聚乳酸材料
聚乳酸材料聚乳酸（Polylactic acid，PLA）是一种可生物降解聚合物，其由乳酸分子通过聚合反应生成。
与传统的石油基塑料相比，聚乳酸具有许多优点，如可降解性、可再生性和生物相容性，因此被广泛应用于各个领域。
首先，聚乳酸具有良好的可降解性。
在自然环境中，聚乳酸可以被微生物分解为二氧化碳和水，从而实现循环利用。
由于可降解性的特点，聚乳酸在替代传统塑料领域具有巨大潜力。
例如，聚乳酸制成的一次性餐具可以有效减少对环境的污染问题。
其次，聚乳酸是可再生资源的产物。
乳酸可以通过多种途径产生，其中包括玉米、甘蔗、木薯等植物的发酵过程。
相比之下，传统塑料主要由石油提炼而来，石油资源日益枯竭，而聚乳酸可以通过可持续发展的方式获得，对环境的影响更小。
此外，聚乳酸具有良好的生物相容性。
这使得它在医疗领域广泛应用。
聚乳酸可以用于制作缝合线、外科缝线、骨内固定材料等。
由于其可降解性，不需要二次手术取出材料。
此外，聚乳酸还可以用于制备缓释药物输送系统，以实现长期、可控的药物释放。
另外，聚乳酸还具有一些特殊性质，使其在某些领域具有独特的应用价值。
聚乳酸可以通过控制聚合反应的条件和添加其他添加剂来调节其材料性能，如硬度、透明度、热稳定性等。
这使得聚乳酸在包装材料、纺织品、电子材料等领域找到了广泛的应用。
然而，聚乳酸作为一种新型材料，也存在一些挑战。
首先，其价格相对较高，与传统塑料相比，生产成本更高。
其次，聚乳酸的稳定性较差，易受到光、氧气等外界条件的影响，从而降低了其应用范围和使用寿命。
此外，聚乳酸的降解速度也需要进一步研究和改进，以实现更好的利用和循环利用。
综上所述，聚乳酸作为一种可生物降解聚合物，在替代传统塑料等领域具有广阔的应用前景。
通过不断改进其性能和降低其成本，聚乳酸将能更好地满足人们对环境友好、可持续性材料的需求。
同时，相应的政策和标准也需要制定和完善，以推动聚乳酸及其他可生物降解材料的应用与发展。
聚乳酸的分类及用途
聚乳酸的分类及用途
聚乳酸（PLA）是一种生物降解性的高分子材料，具有良好的生物相容性和性能稳定性。
从化学结构上来看，聚乳酸是一种聚酯，可分为L、D和DL型，其中L型聚乳酸最为常用。
聚乳酸可以根据其旋光异构体进行分类，主要有左旋聚乳酸（PLLA）、右旋聚乳酸（PDLA）、外消旋聚乳酸（PDLLA）及内消旋聚乳酸（meso-PLA）。
具有不同比例手性基团的聚乳酸，其玻璃化转变温度、熔融温度、模量、结晶行为和降解性能等有所不同。
聚乳酸的用途广泛，主要包括以下几个方面：
1.医学领域：聚乳酸在医学领域中具有广泛的应用，可以用于制造缝合线、拟合板等医疗器械。
相较于传统的合成材料，聚乳酸具有更好的生物相容性和生物降解性，能够减少对人体的伤害和环境的污染。
此外，聚乳酸还可以作为药物运输材料、组织工程支架材料、骨修复材料等。
2.纤维制品：聚乳酸纤维具有很好的特性，如柔软、透气、吸湿、防静电、纤维强度高等。
可以制造成不同用途的纤维制品，如无纺布、过滤材料、服装、手套等。
3.环保领域：聚乳酸具有优异的环保性能，是一种可生物降解的高分子材料。
可以制造成塑料薄膜、玩具、包装材料等物品，节约资源、减少对环境的影响。
此外，聚乳酸还可以用于制造农用地膜，用来弥补传统地膜易碎且不可降解的缺陷。
4.其他用途：聚乳酸还可用于制造慢释肥料，实现农业领域的可持续发展。
此外，聚乳酸还可用于汽车行业的配件工程材料、建筑用绳索等领域。
总之，聚乳酸是一种重要的生物降解性材料，具有广泛的应用前景。
随着人们对环保和可持续发展的日益重视，聚乳酸的应用范围将不断扩大，为人类生活带来更多便捷和舒适。
聚乳酸的结构简式
聚乳酸的结构简式1. 引言聚乳酸（Poly Lactic Acid，PLA）是一种生物可降解的聚合物，由乳酸单体通过聚合反应得到。
它具有良好的生物相容性、可降解性和可塑性，因此被广泛应用于医疗、包装、纺织等领域。
本文将详细介绍聚乳酸的结构简式。
2. 聚乳酸的化学结构聚乳酸是由乳酸单体经过聚合反应形成的高分子化合物。
乳酸是一种有机酸，其化学结构为C3H6O3，包含一个羧基和一个羟基。
乳酸单体可以通过酯化反应或缩合反应进行聚合，形成聚乳酸。
聚乳酸的结构简式可以表示为：聚乳酸由乳酸单体通过酯键连接而成，其分子链中的乳酸单体可以是L-乳酸或D-乳酸，也可以是两者的混合物。
在聚乳酸分子中，乳酸单体的羧基与羟基相互作用形成酯键，使得聚乳酸分子链具有一定的稳定性和可塑性。
3. 聚乳酸的物理性质3.1 分子量聚乳酸的分子量可以通过聚合反应条件的控制来调节。
一般而言，聚乳酸的分子量越高，其物理性质越好，如强度、热稳定性和抗蠕变性都会增加。
3.2 结晶性聚乳酸具有一定的结晶性，其结晶度与分子量、结晶温度和结晶速度等因素有关。
高分子量的聚乳酸更容易形成结晶区域，从而提高其力学性能和热稳定性。
3.3 热性质聚乳酸具有一定的热稳定性，其熔点通常在150-180°C之间。
熔化后的聚乳酸可通过注塑、挤出等加工方法制备成各种形状的制品。
3.4 生物降解性聚乳酸是一种生物可降解的聚合物，可以在自然环境中被微生物分解。
其降解产物为二氧化碳和水，对环境无污染。
4. 聚乳酸的应用领域4.1 医疗领域聚乳酸具有良好的生物相容性和可降解性，因此在医疗领域有广泛的应用。
例如，聚乳酸可以制备生物可降解的缝线、骨钉和植入物，用于外科手术和组织修复。
此外，聚乳酸还可以制备药物缓释系统，用于控制药物的释放速率。
4.2 包装领域聚乳酸具有良好的可塑性和可降解性，因此在包装领域有广泛的应用。
例如，聚乳酸可以制备生物可降解的食品包装材料，替代传统的塑料包装。
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需求情况
2014年全球聚乳酸市场需求量约为11-12万 吨，预计未来将以20%-30%的速度增长， 至2020年聚乳酸市场将达到30-50万吨。目 前，PLA的主要消费领域是包装材料，占总 消费量的65%左右；其次为生物医学领域， 约占总消费量的26%。2015年，我国聚乳 酸表观消费量达到2.91万吨。
聚合方法
Step 03
直接聚合法 开环聚合法 （阳离子型、 阴离子型开环 聚合） 配位开环聚合
聚合机理
Step 04
自由基聚合 （包括溶液聚 合、本体聚合） 离子聚合 配位聚合
4
聚合方法
01
直接聚合
02
阳离子开环
配位聚合的催化剂主要为过渡金属的 有机化合物和氧化物，如有机铝催化 剂、锡类催化剂、稀土化合物等。过 渡金属的有机化合物可分为三类：烷 基金属、烷氧基金属、羧酸盐。 另一类引发剂是镏系元素的化合物。
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。聚乳酸薄膜具有良好的 透气性、透氧性及透二氧二碳性， 它也具有隔离气味的特性。
Hale Waihona Puke 0403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
05
02 PLA 制品
04 03
计算器外壳
生物降解 包装材料
3D打印材料
15
谢谢观看！
16
市场状况
供需、价格、生产企业
生产公司
美国嘉吉NatureWorks公司、 美国生物塑料Cereplast公司、 格拉特与道达尔合资的Futerro 公司、南通九鼎生物工程有限公 司、汕头市的罗宾生化科技有限 公司、成祥高聚物科技有限公司 11
价格
主要的常用PLA材料价格大约在2000036000元/吨。
市场状况
2007-2015年我国聚乳酸进出口情况
2007-2015年我国聚乳酸进出口单价变动情况
12
四 加工企业及制品
加工企业
日本NEC公司 富士通公司
索尼爱立信 移动通讯公 司
NTT DoCoMo
日本东丽公 司
三洋Mavic Mcdia和三 井化学公司
PLA制品
一次性饭盒
01
血管支架
杯子
06
02
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
01
8
用途
汽车
以高性能PLA纤维为主要成分的车 用脚垫、备用轮胎箱盖以及适用于 车门、轮圈、车座、天棚材料的其 他汽车部件的PLA产品
01 02 03 04
笔记本电脑
笔记本电脑的机壳、红外 线接收部分等主要采用 PLA树脂
03
阴离子开环
04
配位开环
5
二 性能及用途
基本性能
良好的机械及 物理性能
良好的抗拉强 度及延展度
A D B C
良好的相容性 与可降解性
7
良好的光泽性 和透明度
用途
聚乳酸可以通过各种普通加工方式生产， 与目前广泛所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。
PART
01
基本信息
目 录
PART
02
性能及用途
PART
03
市场状况
加工企业及产 品
PART
04
一 基本信息
单体、单体来源、聚合机理、聚合方法
基本信息
单体
Step 01
乳酸； 2-羟基丙酸; α -羟基丙酸; 丙醇酸
单体来源
Step 02
发酵法：以玉米、 大米、甘薯等淀粉 质物质为原料，在 乳酸菌作用下发酵。 合成法：包括乳腈 法、丙烯腈法、丙 酸法 酶化法：氯丙酸酶 法转化、丙酮酸酶 法转化
手机部件
手机外壳、影碟机前面板
光盘盘片
光盘盘片的底板、LSI包装 袋
生物医药
一次性输液工具、免拆型手术缝合线、 药物缓解包装剂、人造骨折内固定材 料、组织修复材料、人造皮肤、骨钉、 骨板等
05
9
三 市场状况
供需情况、价格、生产企业
生产情况
国外PLA年生产能力约15.06万吨，产量约12 万吨，截至2014年底，我国PLA年生产能力 约4.6万吨，但产量不高。