生物医用高分子聚乳酸知识交流
聚乳酸的降解机理讲课文档
4 降解影响因素
(3)分子量及分子量的分布
分子量与降解速率成反比。分子量越大， 聚合物的结构越紧密， 内部的酯键越不容易断裂；而且，分子量越大，经降解所得的链段越
长， 不易溶于水中，产生的水和氢正离子越少，使pH 值下降缓慢， 这也是其降解速率比低分子量聚乳酸的低的原因之一。
对于平均分子量相同的聚合物来说，分子量分布越宽， 降解速率越快。这是因为分子量较小的聚合物先分解后， 环境pH值由中性向酸性转变，从而加快了降解速度。
5 生物体吸收代谢的途径
5.2 经糖异生途径生成葡萄糖和糖元
缺氧时，乳酸大量进入血液，血乳酸的浓度升高， 激活肝脏和骨骼肌细胞中的糖异生途径，将大量的乳酸 转变成葡萄糖，并且释放入血液，以补充运动时血糖的 消耗；
在糖异生过程中，要吸收大量的H+，因此通过该过 程可维护人体内环境的酸碱平衡，使机体内环境重新 恢复稳态。
聚乳酸的端羧基(由聚合引入及降解产生)对其水解起催 化作用， 随着降解的进行， 端羧基量增加， 降解速率 加快， 从而产生自催化现象 。
内部降解快于表面降解， 这归因于具端羧基的降解产物 滞留于样品内，产生自加速效应 。
第八页，共21页。
2 PLA的体内降解
随着降解进行，材料内部会有越来越多的羧基加 速内部材料的降解，进一步增大内外差异。当内部材 料完全转变成可溶性齐聚物并溶解在水性介质中时， 就会形成表面由没有完全降解的高聚物组成的中空结 构。进一步降解才使低聚物水解为小分子，最后溶解 在水性介质中。
第五页，共21页。
1 概述
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) 。
PLLA和PDLA是部分结晶高分子，力学强度较好， 常用作医用缝合线和外科矫形材料。药物控释制剂常 采用PLLA和PDLLA,但更多的是使用PDLLA。PLLA的降 解产物L一乳酸能被人体完全代谢，因而比D-PLA更具竞
聚乳酸沸点
聚乳酸沸点聚乳酸（Poly lactic acid, PLA）是一种生物可降解的高分子材料，具有良好的可加工性、机械性能和热性能，广泛应用于包装、医疗、纺织、电子等领域。
在了解聚乳酸的沸点前，我们需要了解一下聚乳酸的性质和结构。
聚乳酸是由乳酸（Lactic acid）分子通过缩聚反应形成的高聚物。
乳酸是一种天然有机化合物，通过发酵或化学合成的方式可以得到。
聚乳酸的化学式为（C3H4O3）n，其中n表示聚合度，即聚合物中乳酸分子的重复次数。
聚乳酸是一种无色或淡黄色固体，在常温下是透明的。
它具有良好的可加工性，可以通过注塑、吹塑、膜拉伸等方式制备成不同形状的制品。
聚乳酸的机械性能优异，具有较高的抗拉强度、模量和硬度，适用于制作强度要求较高的制品。
此外，聚乳酸还具有良好的热稳定性和耐热性能，可以在一定温度范围内使用。
由于聚乳酸具有良好的生物降解性，因此在环保意识增强的今天，聚乳酸作为替代传统塑料的可降解材料受到了广泛关注。
聚乳酸在应用过程中，会经历熔融、固化等阶段，而沸点是一种物质液态转化为气态的温度，对于聚乳酸来说，其沸点是研究其物理性质的重要指标之一。
根据文献记载，《加工工艺学》一书中指出，聚乳酸的熔点为163-173℃，熔融状态下的聚乳酸具有良好的可流动性和可塑性，适合于塑料加工成型。
然而，对于聚乳酸的沸点，我们在相关文献中没有找到确切的数值。
这可能是因为聚乳酸在普通大气压下很难达到沸腾状态，因此没有被广泛研究。
然而，聚乳酸的性质可以通过其化学结构来推测。
根据乳酸的熔点为17℃和沸点为122℃，可以推测聚乳酸的沸点应该高于122℃，否则在加热过程中会熔化。
此外，聚乳酸的热稳定性较好，一些研究表明，在高温条件下，聚乳酸可以保持较好的物理性能和形状稳定性。
综上所述，聚乳酸的沸点虽然没有明确的数值，但可以通过乳酸的熔点和沸点进行估计。
另外，聚乳酸作为一种热稳定的高分子材料，其在高温条件下具有较好的物理性能和热稳定性。
生物医用高分子材料——聚乳酸
生物医用高分子材料——聚乳酸姓生物医用高分子材料——聚乳酸摘要：聚乳酸由于其突出特点如可降解、生物相容性好且对人无毒等而备受重视，并且在生物医学领域的应用中得到了良好的效果。
本文对聚乳酸的发展史、现状、性能、优缺点及其等做了简介，并对其未来应用前景做了展望。
关键词：聚乳酸；性能；展望聚乳酸在医学领域中的发展史聚乳酸（PLA）是一种具有优良生物相容性和可生物降解的合成高分子材料，它是美国食品和药物管理局(FDA)认可的一类生物医用材料。
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PLA对水敏感这一特性时,发现聚乳酸适合作为可降解手术缝合线材料。
1966年,Kulkarni等提出:低分子量的PLA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PLA在生物体内降解后不会对生物体产生不良影响。
随后报道了高分子量的PLA 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。
聚乳酸性能、优缺点PLA的制备以乳酸为原料进行，较为成熟的方法有两种：一种是乳酸直接缩聚法，另一种是先由乳酸合成丙交酯，再在催化剂的作用下开环聚合。
PLA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。
如：在体内，PLA分解成乳酸，再经酶的代谢生成CO2和H2O，由人体排出，没有发现严重的急性组织反应和毒性反应。
但PLA仍会导致一些温和的无菌性炎症反应。
如颧骨固定术后3年产生了无痛的局部肿块，皮下组织出现了缓慢降解的结晶PLLA颗粒引发的噬菌作用，产生组织反应的真正原因没有定论。
Sugonuma认为PLA降解所产生的碎片是导致迟发性无菌炎症反应的根本原因。
植入部位也决定组织反应类型和强度，皮下植入时炎症发生率较高，在吞噬细胞较少的髓内固定组织反应发生率较低。
生物降解高分子材料——聚乳酸
生物降解高分子材料——聚乳酸生物降解高分子材料——聚乳酸摘要：生物降解材料聚乳酸的性质及其制备方法的研究进程，其中主要介绍了通过开环聚合反映制取聚乳酸的方法以及聚乳酸易降解的特性，此外还讲了我国在聚乳酸方面的研究，最后介绍了聚乳酸在医药等方面的重大应用以及聚乳酸的发展前景。
关键词：环境材料生物降解聚乳酸前景正文：人类经济和社会的发展常常以扩大开发自然资源和无偿利用环境作为发展模式，这一方改造了空前巨大的物质财富和前所未有的社会文明，另一方面也造成了全球性自然环境的破坏。
资源与能源是制造材料和推动材料发展的两大支柱。
同时，材料的生产和使用过程也会带来众多的环境问题。
因而，传统材料的生态化和开发新型生态材料以缓解日益恶化的环境问题，即材料与环境如何协调发展的问题日益受到人们重视，出现了“环境材料（ecomaterial）”的概念和环境材料学这一新兴的交叉学科，要求材料在满足使用性能要求的同时具有良好的全寿命过程的环境协调性，赋予材料及材料产业以环境协调功能。
环境材料是未来新材料的重要方面之一。
开发既有良好的使用性能，又具有较高的资源利用率，且对生态一步发展，能够更有效地利用有限的资源和能源，尽可能地减少环境负荷，实现材料产业和人类社会的可持续发展。
随着人类驾驭自然的本领按几何级数增长,向自然环境摄取的物质和抛弃的废弃物就越多。
人类对自然环境的影响和干预越大,自然环境对人类的反作用就越大［1］。
当自然环境达到无法承受的程度时,在漫漫岁月里建立起来的生态平衡,就会遭到严重的破坏。
材料的性能在很大程度上决定于环境的影响，环境包括“社会环境”和自然环境。
其中人所组成的社会因素的总体称为社会环境。
自然因素的总体称为自然环境，目前认为是以大气、水、土壤、地形、地质、矿产等一次要素为基础，以植物、动物、微生物等作为二次要素的系统的总体。
为了得到更好的环境，开始从不同的环境材料开始研究.。
一、聚乳酸的合成与制备方法乳酸的直接缩合是作为早期制备PLA的简单方法，但一般只能得到低聚物(数均分子量小于5000，分子量分布约2.0)，而且聚合温度高于180℃时，通常导致产物带色。
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。
生物医用高分子聚乳酸
(4)价格太贵,乳酸价格以及聚合工艺决定了PLA的成本 较高。这都促使人们对聚乳酸的改性展开深入的研究。
精品课件
生物相容性
聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性，其降解 产物能被生物体所吸收，并且其代谢产物—乳酸是体内 三竣酸循环的中间物质。
PLA的强度较高，主要用于医疗器械以及骨折固 定装置等。
现在市场上的PLA纤维及其原 料大部分来源于日本，美国 和德国
L/O/G/O
精品课件
发展历史
Pelouze 首先发现了聚酸线性二聚体——乳酰乳酸的形成；
Nef证实乳酸在低压和高温下发生脱水反应可形成3-7聚合度的低聚物
Carothers等提出使用乳酸二聚物聚合的二步法，合成高分子量的PLA
20世纪60年代后期，研究者开始研究PLA及其共聚物在生物医学方面的 运用，如手术缝合线
Natureworks公司的PLA纤维2004年开始进入我国市场，非纤维用途的 PLA树脂2005年2月进入我国市场，精我品课国件目前工业用聚乳酸的制备主要处于 在实验室
四、PLA的应用 及发展前景
L/O/G/O
精品课件
聚乳酸（PLA)的应用
聚乳酸 （PLA）
1、包装材料（食品，汽车，电子 等领域 2、一次性生活用品和餐饮用具 3、农林渔业材料
4、纤维纺织材料 5、生物医学材料 。。。。。。
精品课件
• 外科手术缝合线 • 药物控制释放系统 • 组织工程方面的应用 • 骨折内固定材料 • 基因治疗载体 • 眼科材料
精品课件
聚乳酸及其共聚物的研究与应用是 近年来生物医学材料研究的重要方向，为生 物医学的发展提供了新的手段。
目前国内外学者正从基础和应用两方 面广泛展开对聚乳酸体系的研究开发，重点 是生物降解性试验方法及评价标准、降解机 理、合成加工和应用技术等。随着研究的不 断深入，随着生物医学和材料学的进一步结 合，聚乳酸及其共聚物在生物医学领域的研 究将会越来越广泛和深入。
生物医用高分子聚乳酸34页PPT
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 以废除 法律。 ——塞·约翰逊
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
生物医用高分子聚乳酸
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
生物医用高分子材料——聚乳酸
生物医用高分子材料——聚乳酸生物医用高分子材料——聚乳酸姓生物医用高分子材料——聚乳酸摘要：聚乳酸由于其突出特点如可降解、生物相容性好且对人无毒等而备受重视，并且在生物医学领域的应用中得到了良好的效果。
本文对聚乳酸的发展史、现状、性能、优缺点及其等做了简介，并对其未来应用前景做了展望。
关键词：聚乳酸；性能；展望聚乳酸在医学领域中的发展史聚乳酸（PLA）是一种具有优良生物相容性和可生物降解的合成高分子材料，它是美国食品和药物管理局(FDA)认可的一类生物医用材料。
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PLA对水敏感这一特性时,发现聚乳酸适合作为可降解手术缝合线材料。
1966年,Kulkarni等提出:低分子量的PLA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PLA在生物体内降解后不会对生物体产生不良影响。
随后报道了高分子量的PLA 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。
聚乳酸性能、优缺点PLA的制备以乳酸为原料进行，较为成熟的方法有两种：一种是乳酸直接缩聚法，另一种是先由乳酸合成丙交酯，再在催化剂的作用下开环聚合。
PLA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。
如：在体内，PLA 分解成乳酸，再经酶的代谢生成CO2和H2O，由人体排出，没有发现严重的急性组织反应和毒性反应。
但PLA仍会导致一些温和的无菌性炎症反应。
如颧骨固定术后3年产生了无痛的局部肿块，皮下组织出现了缓慢降解的结晶PLLA 颗粒引发的噬菌作用，产生组织反应的真正原因没有定论。
Sugonuma认为PLA降解所产生的碎片是导致迟发性无菌炎症反应的根本原因。
植入部位也决定组织反应类型和强度，皮下植入时炎症发生率较高，在吞噬细胞较少的髓内固定组织反应发生率较低。
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。
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(教育知识)
6
三醇、乙酰柠檬酸·三正 丁酯(ATBC)以及邻苯二甲酸二辛酯(DOP)作为增塑剂，采 用转矩流变仪熔融制备改性PLA。研究结果表明，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，且当其用量为15～20份时，改性PLA的力学性能较 佳；随着ATBC的用量增加，PLA 的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
间非常短，需进一步寻找相容剂。
15
教书育人
16
教书育人
5
教书育人
PLA的增塑改性
▪ PLA一般为线性分子，相对分子质量一般较小，且相对分 子质量分布较宽，这就决定了PLA只是一种强度中等的材 料，韧性较差，缺乏柔性和弹性，极易弯曲变形。
▪ 把生物相容性增塑剂加入到PLA基体中，经增塑后的PLA的 玻璃化温度、结晶温度、熔点、结晶度、弹性模量、断裂 延伸率有明显变化，增塑剂的加入使PLA大分子链的柔性 提高，玻璃化温度降低非常明显，其弹性模量下降，断裂 伸长率提高，即在一定程度上韧性增加。
聚乳酸的改性
1
教书育人
引言
聚乳酸(Polylactic acid.PLA)是以乳酸(Lacticacid．LA]为原料生产 的新型聚酯材料。PLA是无色、透明的热塑性聚合物。玻璃化转变温 度是60℃．熔点大约175℃ 。并且在室温下PLA是一种处于玻璃态的 比较硬的高分子。其热性能类似于聚苯乙烯。
11
教书育人
羊森林等采用过氧化物交联及添加10％(质量分数)的邻 苯二甲酸二辛酯(DOP)对PLA进行改性；通过拉伸测试、 扫描电镜、动态力学、热稳定性、毛细管流变等分析， 研究了交联及DOP对PLA 的力学性能、热性能以及流变 性能的影响。结果表明，通过引入交联以及添加DOP可 以有效地改善PLA的力学性能以及热性能；在交联PLA 中添加10 ％的DOP后，熔体表观黏度下降，加工性能 改善，结晶度以及拉伸断裂伸长率显著提高，具有良好 的力学综合性能与热性能。
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-医用
姓名：学号：10103114117 专业班级：10小教数学生物医用高分子材料——聚乳酸摘要：聚乳酸由于其突出特点如可降解、生物相容性好且对人无毒等而备受重视，并且在生物医学领域的应用中得到了良好的效果。
本文对聚乳酸的发展史、现状、性能、优缺点及其等做了简介，并对其未来应用前景做了展望。
关键词：聚乳酸；性能；展望聚乳酸在医学领域中的发展史聚乳酸（PLA）是一种具有优良生物相容性和可生物降解的合成高分子材料，它是美国食品和药物管理局(FDA)认可的一类生物医用材料。
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PLA对水敏感这一特性时,发现聚乳酸适合作为可降解手术缝合线材料。
1966年,Kulkarni等提出:低分子量的PLA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PLA 在生物体内降解后不会对生物体产生不良影响。
随后报道了高分子量的PLA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。
聚乳酸性能、优缺点PLA的制备以乳酸为原料进行，较为成熟的方法有两种：一种是乳酸直接缩聚法，另一种是先由乳酸合成丙交酯，再在催化剂的作用下开环聚合。
PLA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。
如：在体内，PLA分解成乳酸，再经酶的代谢生成CO2和H2O，由人体排出，没有发现严重的急性组织反应和毒性反应。
但PLA仍会导致一些温和的无菌性炎症反应。
如颧骨固定术后3年产生了无痛的局部肿块，皮下组织出现了缓慢降解的结晶PLLA颗粒引发的噬菌作用，产生组织反应的真正原因没有定论。
Sugonuma认为PLA降解所产生的碎片是导致迟发性无菌炎症反应的根本原因。
植入部位也决定组织反应类型和强度，皮下植入时炎症发生率较高，在吞噬细胞较少的髓内固定组织反应发生率较低。
医用高分子——聚乳酸
目录摘要1关键字1引言 1 正文 11、聚乳酸属性 12、聚乳酸合成 22．1 乳酸直接缩聚法 2 2．2 开环聚合 3 2．3 扩链聚合 5 3、聚乳酸的生物降解性能 53．1 降解机制 5 3．2 材料组成对降解的影响 5 3．3 材料结晶状态对降解速率的影响 5 4、聚乳酸在临床医学领域的应用 64．1 药物载体材料 6 4．2 医用材料 6 5、聚乳酸的改性85. 1 化学改性 85. 2 物理改性 86、聚乳酸研究展望97、参考文献9医用高分子——聚乳酸摘要：聚乳酸( PLA) 是一类可生物降解的高分子聚合材料，不仅具有优良的机械性能、化学稳定性，还具备良好的生物相容性、可吸收性以及可降解性。
近些年来, 这类高分子聚合材料以其优良的特性从众多人工合成的材料中脱颖而出, 已被广泛用于医院临床及实验室组织填充、细胞培养工程以及缓释药物载体, 特别在免疫学、抗肿瘤、骨缺损修复及眼部疾病治疗等许多领域发挥着不可替代的作用。
本文将对聚乳酸的发展背景、性能及其改性做一简单介绍。
关键词：聚乳酸，性能，改性，生物可降解高分子材料引言：聚乳酸（PLA）是一种完全可生物降解的聚酯类化合物。
20世纪30年代，著名高分子化学家Carothers首次报道了聚乳酸的合成。
由于高昂的生产成本的限制，直到上世纪80年代末PLA在人体内的降解性和降解产物的高度安全性相继得到确认，成为少数被美国FDA批准的生物降解医用材料，在外科手术缝合线、骨科固定材料、体内植入材料、药用控制系统、人造皮肤及组织工程支架材料等医用领域中取得了巨大突破。
此后，在工艺技术与降低生产成本方面取得重大突破，使得生物降解材料得到大规模的应用。
这种生物技术和化学一体化的一个重要战略，对聚乳酸的改性研究有至关重要的作用。
聚乳酸被全球公认为新世纪最有前途的生物医用材料。
但单纯PLA均聚物有较高的熔点和黏度，流动性和热稳定性较差，大分子链中不含可反应活性基团，因此导致亲水性差、降解速度慢、不利于细胞在材料表面黏附和生长。
生物可降解高分子材料——聚乳酸
生物可降解高分子材料——聚乳酸摘要：论述了聚乳酸的基本性质、性能、应用及展望，指出了聚乳酸是一种新型绿色环保可生物降解的高分子材料．关键词：绿色高分子；聚乳酸；生物可降解高分子材料人类在21世纪的最大课题之一是保护环境。
橡胶、塑料和合成纤维虽然与人类的生活密切相关，但大多不能自然分解，其废弃物会造成白色污染。
20世纪90年代末刚刚实现工业化的聚乳酸(Poly Lactic Acid，PLA)是其中最有发展前景的一种，它是一种真正的新型绿色高分子材料，也是目前综合性能最出色的环保材料【1】。
1聚乳酸的基本性质聚乳酸(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,具体性能【2】见表1．由于具有独特的可生物降解性能、生物相容性能和降解后不会遗留任何环保问题等特点，将成为未来应用发展前景广阔的生态环保材料。
聚乳酸的分子量对降解性能有重要的影响．在相同降解时间和降解环境下，分子量高的降解速率比分子量低的慢．这是因为随着聚合物分子量的提高，聚合物分子间的作用力增大、结晶度增高，且分子量低的聚合物末端羧基的数目较多，更容易发生水解．PDLLA的降解速率比PLLA的快．就是由于PLLA为结晶性聚合物，而PDLLA为无定型聚合物．无定型聚合物的结构疏松，水的渗透快，可以由外到里同时水解【3】。
表1聚乳酸的基本性能2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)【2】。
2.1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。
研究表明，延长聚合时间，适当提高反应温度，采用高真空度可以有效降低体系水分含量，从而提高聚合物分子量，在脱水剂的存在下，乳酸分子中的羟基和羧基受热脱水，直接缩聚合成低聚物，加人催化剂，继续升温，低相对分子质量的聚乳酸聚合成更高相对分子量的聚乳酸．它主要有溶液缩聚法、熔融缩聚(本体聚合)法、熔融一固相缩聚法和反应挤出聚合法等．2．1．1溶液缩聚法采用一种高沸点的溶剂和乳酸、水进行共沸，高沸点溶剂脱水后再回流到溶液中，将反应中的水带出反应体系，促进反应正向进行，合成聚乳酸．该方法虽然可以合成高分子量的聚乳酸，但是高沸点溶剂的引人使产物的最后纯化比较困难，成本仍然较高．2．1．2熔融缩聚法该方法工艺路线简单，操作简单，要求高真空或者氮气保护．但是产物的分子量不高，主要是因为反应后期体系的粘度较大，小分子水难以除去，因此有待于进一步完善．2000年日本学者合成M。
聚乳酸的基础知识
聚乳酸的基础知识聚乳酸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。
聚乳酸有良好的机械性能及物理性能，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、地面垫等等，市场前景十分看好。
聚乳酸有良好的相溶性和可降解性，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，低分子量聚乳酸作药物缓释包装剂等。
聚乳酸的合成：聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，一淀粉为原料，经过连续式乳酸发酵和连续式非溶剂法乳酸聚合工艺就能生产出聚乳酸。
以聚乳酸为原料可生产全降解塑料，其在环保、医疗、日常包装领域具有广阔的应用前景。
是一种新的可再循环再生材料，符合现代环保趋势。
聚乳酸是一种全新形态的塑料,它来源于自然循环再生的概念，一个和现今传统塑料正好相反的概念，它不是由有限的石化资源（石油）所制成，而是使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。
淀粉原料可经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。
90年代由葡萄糖转成乳酸的制造技术已有重大的突破，聚乳酸生产技术的改进降低了聚乳酸的生产成本。
聚乳酸的分解：聚乳酸的分解有两个阶段：经水解反应分解之后再靠微生物分解。
在自然环境中首先发生水解，然后，微生物进入组织物内，将其分解成二氧化碳和水。
在堆肥的条件下（高温和高湿度），水解反应可轻易完成，分解的速度也较快。
在不容易产生水解反映的环境下，分解过程是循序渐进的。
传统石化原料会增加二氧化碳的释放，但聚乳酸不会有此现象，在分解过程中产生的二氧化碳，可再次被使用成为植物进行光合作用所需的碳原子。
聚乳酸的特性：聚乳酸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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PLA的制备方法
乳酸直接聚合法：
乳酸溶液聚合—复—杂体，系纯共化沸困点难，避免聚合物降解，操作设备 乳酸熔融聚合——分子量不如溶液聚合，催化剂是研究重点
直接固相聚合
——熔融聚合+固相聚合，分子量大，降低副 反应
与其他材料共聚
三、PLA的发展历 史与现状
现在市场上的PLA纤维及其原 料大部分来源于日本，美国 和德国
生物医用高分子聚乳酸
L/O/G/O
潜在的危害：
废旧塑料包装物混在土壤中，影响农作物吸收养分和水分， 将导致农作物减产 抛弃在陆地或水体中的废旧塑料包装物，被动物当作食物吞 入，导致动物死亡 混入生活垃圾中的废旧塑料包装物很难处理：填埋处理将会 长期占用土地，混有塑料的生活垃圾不适用于堆肥处理，分
L/O/G/O
由于其良好的生物活性，也被用做骨填充和 替换材料。
抗菌性
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。
一般的生物降解性塑料，细菌和霉菌等微生 物处于容易附生的倾向。
聚乳酸中含有极微量的乳酸或低聚物，这些 物质在材料表面浸出一部分，将材料表面与人 的肌肤同样保持弱碱性，防止了细菌和霉菌等 微生物的附着和繁殖。
随着PLA纤维聚合工艺的局部成熟，它被认为是最具发展前景的“ 绿色环保”纤维之一。它具有芯吸导湿性、良好的抗紫外线性和耐 菌性，优良的阻燃性、出色的回弹性及悬垂性。因此用PLA纤维制 得的非织造布可用于农业；园艺方面，可用作种子培植、育秧、防 霜及除草用布等；在医疗卫生方面，可用作手术衣、手术覆盖布、 口罩等，也可用作尿布、妇女卫生巾的面料及其他生理卫生用品； 在生活用品方面，可用作衣料、擦揩布、滤渣袋等。
Natureworks公司的PLA纤维2004年开始进入我国市场，非纤维用途的 PLA树脂2005年2月进入我国市场，我国目前工业用聚乳酸的制备主要处 于在实验室
四、PLA的应用 及发展前景
L/O/G/O
聚乳酸（PLA)的应用
聚乳酸 （PLA）
1、包装材料（食品，汽车，电子 等领域 2、一次性生活用品和餐饮用具 3、农林渔业材料
PLA薄膜有高透明度、高光泽度等优点，同时具有 持久宜人香味和优质的透气性，能使得净菜、面 包、油炸圈等保持新鲜，可作为食品包装材料广 泛应用。
拣出来的废塑料也因无法保证质量而很难回收利用
目录 一、聚乳酸简介 二、聚乳酸的制备方法 三、聚乳酸的发展历史及现状 四、聚乳酸的应用及发展前景
一、聚乳酸简介
L/O/G/O
聚乳酸简介
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。
以PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯） 为例与PLA作比较
二、PLA的制备方 法
L/O/G/O
乳酸即2-羟基丙酸
PLA的制备方法
丙交酯聚合法： 乳酸原料转化成丙交酯
乳酸→PLA低聚物→丙交酯（移出）
丙交酯开环聚合得到预期的较高分子量 PLA产品 催化剂
丙交酯→ PLA （连续熔融聚合和间歇熔融聚合）
L/O/G/O
发展历史
Pelouze 首先发现了聚酸线性二聚体——乳酰乳酸的形成；
Nef证实乳酸在低压和高温下发生脱水反应可形成3-7聚合度的低聚物
Carothers等提出使用乳酸二聚物聚合的二步法，合成高分子量的PLA
20世纪60年代后期，研究者开始研究PLA及其共聚物在生物医学方面的 运用，如手术缝合线
Ee Santis等分析了等规的PLLA（聚L-乳酸）和它们的共聚物在制药学 上的运用，如作为药物释放系统的基材等
1986，Battelle公司和杜邦公司各自开始了把PLA作为日用塑料应用的 生产和加工技术的研究
2005年1月，目前世界上最大的PLA生产公司Natureworks LLC，拥有 11-12种不同等级的PLA，适用于吹膜、双轴取向膜、热膜、注塑成型,乳酸价格以及聚合工艺决定了PLA的成本较 高。这都促使人们对聚乳酸的改性展开深入的研究。
生物相容性
聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性，其降解 产物能被生物体所吸收，并且其代谢产物—乳酸是体内 三竣酸循环的中间物质。
PLA的强度较高，主要用于医疗器械以及骨折固 定装置等。
4、纤维纺织材料 5、生物医学材料 。。。。。。
• 外科手术缝合线 • 药物控制释放系统 • 组织工程方面的应用 • 骨折内固定材料 • 基因治疗载体 • 眼科材料
聚乳酸及其共聚物的研究与应用是近年 来生物医学材料研究的重要方向，为生物医 学的发展提供了新的手段。
目前国内外学者正从基础和应用两方面 广泛展开对聚乳酸体系的研究开发，重点是 生物降解性试验方法及评价标准、降解机理、 合成加工和应用技术等。随着研究的不断深 入，随着生物医学和材料学的进一步结合， 聚乳酸及其共聚物在生物医学领域的研究将 会越来越广泛和深入。
安全性：
聚乳酸是由脂肪族聚酯构成的疏水性结晶性聚 合物，只要不在高温·高湿环境下长时间放置，就 几乎不产生加水分解。作为发酵食品容器也有在 一定时间能够安全使用的质地。
焚化聚乳酸的燃烧热值是焚化传统塑料（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。
以PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯） 为例与PLA作比较
优势：
• 原料来源充足 • 能耗量低 • 生物可降解性良好 • 机械性能及物理性能良好 • 安全性
缺点：
(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;