聚乳酸的研究进展

聚乳酸的研究进展

摘要

乳酸主要应用于食品保健、医药卫生和工业等方面。聚乳酸是以乳酸为主要原料的聚合物，聚乳酸作为生物可降解材料的一种，对环境友好、无毒害，可应用于组织工程、药物缓释等生物医用材料，以及石油基塑料的替代材料。本文综述了聚乳酸在可降解塑料，纤维，医用材料，农用地膜，和纺织等领域的应用，并对其发展方向进行了展望。

关键词：聚乳酸聚乳酸纤维生物医药生物降解

Abstract

Lactic acid green chemistry is the basic structure of one of the unit ，Mainly used in food, medicine, sanitation and health care industry, etc。Poly lactic acid is lactic acid as the main raw material polymer，Poly lactic acid as biodegradable material of a kind，Friendly to environment, non-toxic, can be applied to tissue engineering, drugs such as slow release of biomedical materials，And instead of the petroleum base plastic material。This paper reviewed the biodegradable polylactic acid in plastic, fiber and medical materials, agricultural plastic sheeting, and textile application in the field, and its developing prospects。

Key world: PLA PLA fiber Biological medicine Biodegradable

前言

由于人口的日益膨胀，以及地球上资源和能源的短缺，环境污染日益成为全人类需要急需关注的问题，各国在享受现代科技带来的便利的同时，也应该认识到人类即将面临的及其紧迫的环境危机。因此绿色化学成为了今国际化学和化工科学创新的主要动力来源，它是未来科学发展最重要的领域之一。绿色化学是实现污染预防最基本的科学手段，具有极其重要的社会和经济意义。

当今的世界是追求节能环保的时代，可降解塑料无疑就成为国内外关注的绿色产品。当前研究的可降解塑料主要有，聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物（PBSA）、聚丁二酸∕对苯二甲酸丁二醇酯（PBST）、光降解性塑料、生物高分子聚合物等等。聚乳酸作为生物可降解材料之一，因其最突出的优点是具有生物降解性，所以聚乳酸在医药，以及医用材料方面有着广阔的应用前景。聚乳酸可以通过玉米等农作物发酵生成乳酸聚合制备，单体来源丰富，具有可再生性，它本身及其降解产物不会对环境和生物体产生危害，是最具发展前景的生物降解材料之一。

1.原料

乳酸，学名为2-羟基丙酸。分子中有一个不对称碳原子，具有旋光性，因此有L-乳酸与D-乳酸两种旋光异构体。工业上生产乳酸的方法有发酵法和化学合成法。目前国内外的L-乳酸的方法有化学合成法，酶法，微生物发酵法，其中主要用发酵法生产；化学合成法则生成外消旋乳酸，即DL-乳酸。L-乳酸的分子式为C3H6O3，结构式简式为CH3CHOHCOOH，相对分子质量为90.08。由于其分子内含有一个不对称碳原子，因此具有旋光性，L-乳酸为右旋，当L-乳酸和D-乳酸等比例混合时，即成为外消旋的DL-乳酸。60％以上浓度的乳酸具有很强的吸湿性。L-乳酸分子内含有羟基和羧基，因此有自动酯化能力，脱水能聚合成聚L-乳酸。一般工业用L-乳酸含量为50％-80％，食品及医药工业用L-乳酸的含量为80％-90％。

乳酸纯品为无色液体，工业品为无色到浅黄色液体。无气味，具有吸湿性。能与水、乙醇、甘油混溶，不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚。在常压下加热分解，浓缩至50%时，部分变成乳酸酐，因此产品中常含有10%-15%的乳酸酐。乳酸分子存在两种光学对映体(D-乳酸和L-乳酸)，其理化性能十分相近，只是旋光性相反，L-乳酸旋光为右旋，而D-乳酸旋光为左旋。医学研究证明，人体只具有代谢L-乳酸的酶（L-乳酸脱氢酶）；而D-乳酸进入人体后，由于不能代谢，使血尿酸度提高，过量的摄入就引起代谢紊乱等不良反应。为此，世界卫生组织规定，成人每天摄入的D-乳酸量每公斤体重不得超过100毫克，并禁止在婴儿食品中添加 D-乳酸，对L-乳酸无任何限制。

L-丙交酯的结构性质：英文名称:L-Lactide ,分子量:144.13CAS、外观：白色针

状晶体、纯度：≥99.5(%)、熔程：96-98℃、水分：≤200ppm。

L-丙交酯的制备方法：首先以L-乳酸为原料，合成了L-丙交酯。L-丙交酯的制备方法，在500ml的三口烧瓶中加入220ml，80%L-乳酸，磁力搅拌，油浴加热至90℃，同时开启真空系统逐步减压，过程持续2h,在剧烈搅拌下缓慢加入预先称量好的氧化锌。重新开启真空泵，逐步减压，缓慢升温至110℃，反应体系逐渐粘稠，过程持续数小时直至没有水分蒸出为止。然后快速降温至常温，关掉真空系统，更换接收装置，重新密封整个反应系统，快速升温至223℃，接收瓶置于冰水浴中，高速搅拌，快速抽真空，此时不断有大量白色液体流出，水浴中迅速凝固结块，2h左右不再有产物蒸出，停止反应。

D-丙交酯的结构性质：外观：无色透明片状或针状晶体、纯度（%）≥99.5、熔点（%）：124 ~128、含水量（%）：≤0.4、物理化学性质：易水解、易聚合、应低温保存。

D -丙交酯的制备方法：常压脱水温度为125℃，然后加入乙酸锌，继续减压脱水，乙醇是最理想的重结晶溶剂，经三次重结晶制备。

DL-丙交酯的结构性质：英文名称：DL-Lactide 、分子式：C6H8O4 、分子量：144.13CAS 、外观：白色片状晶体、纯度：≥99.5(%)、熔程：122-126℃、水分：≤200ppm[1]。

2.聚乳酸的制备

丙交酯（乳酸的环状二聚体）的合成方法有：开环聚合，乳酸的直接聚合，低聚乳酸固相聚合法。

（1）丙交酯的开环聚合

此法是目前使用较多的生产方法，合成过程中一般以辛酸亚锡为催化剂，得到的聚丙交酯分子量可达数百万，且聚合过程中不产生水。

（2）乳酸直接聚合

利用乳酸分子的羟基和羧基，直接酯化脱水进行缩聚反应合成聚乳酸。聚乳酸的制备研究始于二十世纪三四十年代，技术关键是反应中产生的水较难完全除去，致使聚合物分子量低于4000，制备的材料强度低，容易分解而无实用性。

由精制的乳酸直接进行聚合，是制备聚乳酸最早也是最简单的方法。该法生产工艺简单，但得到的聚合物分子量低，且分子量分布较宽，其加工性能等尚

不能满足成纤聚合物的需要，而且聚合反应在高于180℃的条件下进行，得到的聚合物极易氧化着色，使应用受到一定的限制[2].

（3）低聚乳酸固相聚合法

将直接聚合法得到的低分子量的聚乳酸树脂切片，在高真空且聚合温度低于聚合物熔点Tm，高于聚合物玻璃化温度Tg的条件下进行的以提高聚合度，增大分子量为目的的聚合方法。通过此方法得到的聚乳酸制备的纤维具有更高的强度和更好的加工性能。

3.左旋聚乳酸（PLLA）改性进展

（1）纳米复合改性

利用纳米复合技术对PLA 进行改性是一种有效提高纯PLA的力学、耐热、气体阻隔等性能的方法,极大地拓展了材料的应用范围。PLA与纳米材料复合,可以明显地提高PLA 的性能。纳米SiO2与PLA 复合而成的纳米SiO2复合材料, 既能发挥纳米SiO2自身的小尺寸效应、表面效应以及粒子的协同效应,又兼有PLA本身的优点, 使复合材料具有良好的机械、光、电和磁等功能特性,引起了国内外科学家的广泛关注。如马红[2]杰报道以乳酸为原料,合成了丙交酯,再进一步制备聚乳酸/ 纳米二氧化硅有机无机复合材料。实验确定了制备复合材料最优工艺: 以辛酸亚锡为催化剂,其用量为丙交酯用量0.25%( wt,下同),聚合反应时间72h,反应温度140℃,改性纳米SiO2 的用量为丙交酯的5%。在此条件制得的复合材料中,聚合物的平均分子量为1.5091×105。通过分析发现:纳米SiO2 与PLA 发生了化学结合,并且均匀的分散于PLA基体中。PLA 还可与聚酯酰胺类及纳米SiO2 等多元复合, 产物也是一种很有发展前景的绿色材料。如专利101570625[3]发明了一种聚乳酸/ 超支化聚酯酰胺/ 纳米二氧化硅，三元复合材料及其制备方法。该复合材料可完全生物降解, 加工性能明显改善,拉伸强度39.3~ 62.5MPa, 拉伸模量0.94~ 1.87GPa, 断裂伸长率6.5~ 340, 缺口冲击强度5.8~

26.8kJ/ m2。此材料有望取代传统非降解塑料, 应用于包装、医用、农用、工程等各个领域, 解决白色污染带来的环境问题。

(2)聚乳酸共混改性

PLA 也可与丙烯酸、淀粉共混改性。如藩丽军[4]制备了丙烯酸、淀粉接枝/ 聚乳酸复合材料。HBP等脂肪族聚酯虽可以改善PLA 的柔韧性,但改性后材料的成本较高,而塑化淀粉的成本虽低, 但改性效果不显著。因此,为寻求低成本增韧剂,许多研究者

做出了许多探索。如任洁莹[5]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,并对其动态热机械性能、冲击强度及相态结构进行了研究,结果表明, PGA 的加入改善了PLA 材料的柔性,PGA 含量为15%的PGA/ PLA 共混物的冲击强度达到48J/ m, 比纯PLA 提高了300%。PGA/ PLA 共混物可以大幅度改善柔韧性,而且生产成本较低, 是一种很有推广价值与使用价值的增韧添加剂。

而且将聚乳酸与聚己内酯、聚丁烯二酸、聚羟基丁酸酯、聚乙二醇聚脂肪酐，等生物降解高分子共混改性，以及与聚氨酯、聚异戊二醇接枝、聚乙酸乙烯酯共聚物，橡胶等非生物降解材料的共混，可在一定程度上提高其力学性能。可用普通高聚物的加工方法（如挤出、注塑等）。首先，熔融缩聚合成较低分子量的PDLA 和PLLA；然后将这两种构型的聚乳酸等量比熔融共混，以形成立体配合物；最后，使熔融态的立体配合物降温进行固相聚合反应，非晶态的聚乳酸链延长为高分子量的有规嵌段外消旋聚乳酸[6-8]。这种sc-PLA生物高分子材料可用于熔融纺丝和双向拉伸薄膜。而当PLLA和PDLA非等比共混时，则可以部分形成不完全的立体复合物微晶。这种立体复合物的微晶可以作为成核剂大大促进随后的PLLA的结晶，如在加入0.5%~5%的PDLA时[9]，形成的立体复合物微晶增强了聚合物链自发结晶的能力，诱导长链PLA进行结晶，使PLLA的结晶速度明显加快，缩短结晶时间，效果优于滑石粉成核剂。

将生物相容性增塑剂如柠檬酸酯醚、葡萄糖单醚、部分脂肪酸醚、低聚物聚乙二醇、低聚物乳酸、丙三醇添加到聚乳酸基体中。增塑剂的加入使聚乳酸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。

4.立构复合聚乳酸研究进展

近年来，生物降解材料成为了广泛研究的课题，其中聚乳酸作为具有代表性的生物可降解材料，更是成为众多研究者以及相关公司的重点研究方向，原料乳酸具有光学活性，存在左旋和右旋两种对映异构体，因此相应的聚合物也存在多种光学特性。PLLA和PDLA具有良好的结晶特性，两种均聚物的熔点都在180℃左右。而PLLA和PDLA形成的立构复合物则具有230℃的熔点，提高了50℃左右，这种结构有效地提高了聚乳酸的耐热性，能够直接对生产加工产生影响。

4.1聚乳酸立构复合体制备方法的多样性

（1）以丙交酯为原料制备SC。

通常采用rac-丙交酯进行定向选择聚合，制备立构嵌段的PLA。其中，控制rac-丙交酯的定向开环聚合是形成sb-PLA的关键点。MajerskaK. [10]等人采用了一种手性引发剂对rac-丙交酯进行了聚合。分子量在104数量级地产物达到了210℃的熔点，并且熔融焓也比较高。通过计算，产物可达到70%的结晶度。熔点的提高，证明了sb-PLA结构中形成了SC的结晶。

（2）以乳酸为原料制备SC

FukushinaK.等人[22-23]以L乳酸和D乳酸为原料，分别制备两种均聚物。随后将两种分子量相近，等物质量的均聚物进行熔融共混，通过改变工艺条件，控制sb-PLA的形成。将共混物再进一步进行固相聚合，可以有效提高产物的分子量。另外，通过改变D、L的比例，可以用同样的方法制备出PLLA过量或者PALA过量的共聚物。除此之外，还可以在PLLA和PALA均聚物的共混物中添加sb-PLA，以提高共混物的结晶性能。利用不同原料制备SC结构，采取的制备工艺也有所不同，总体上以本体固态反应和溶液反应为主，另外也有其它一些制备方式。

近年来，国外主要的PLA生产厂家，也将SC结构作为提高PLA耐热性能的研究重点。欧洲生物降解塑料生产商研制的HycailXM1020材料可耐温200℃而不变形，用这种材料制作的盒子盛放橄榄油，可以经受205℃下微波加热30min。日本帝人公司与日本京都工艺纤维大学共同研发成功了具有耐热性高的PLA。许多国际化公司将重点定位于SC结构的制备上，特别是提高其在注塑工艺上的应用价值。PLA的发展趋势日益蓬勃，SC结构促进PLA耐热性的研究也逐渐成为各研究机构、各企业的重点。未来的PLA工业充满了机遇与挑战，将引领生物降解材料产业的飞速发展。

5.聚乳酸降解研究进展

5.1聚乳酸的生物降解性

聚乳酸具有良好的可降解性，能被酸、碱、生物酶等降解。聚乳酸的降解首先是非晶区的水解，导致力学性能降低，其次是晶区的水解，水解反应会因羧基的存在而加快。

PLA降解依靠水解，可不需特殊酶参与。国外学者用14C标记PLA，追踪发现97%PLA酵解，在呼吸中以C02形式排出。影响其降解和吸收因素有三个方面:

(1)微观结构因素:材料化学特性、分子量和分子量分布、结晶度及表面特性等.

(2)宏观结构因素:包括大小、形状和重量表面积比等.

(3)环境因素:包括局部组织耐受性、清除能力、消毒和储存条件等.

PLLA半衰期为6周，自身增强PLLA(SR-PLLA)为12周。一般认为，PDLLA降解吸收较PLLA快，PDLLA体内完全吸收需24周一18月，PLLA则需32周一4年。Bostman OM[11-15]等报道PLLA初期在无定形区域水解，降解速度由其羧基末端浓度控制。PLA与液体环境接触即开始降解，而质量丢失只有当降解后寡聚物、单体从材料中扩散出去后才开始表现。阮狄克[29]等试验发现:体外降解后PLA分子量明显下降，浸泡液pH值保持稳定。体内降解8周时分子量下降达57.02%;质量吸收仅8.15%，形状无明显变化。王立、金大地等[30]用国产PDLLA棒植入兔背肌肉内，8周后生物降解率为49.43%，生物吸收率仅4.13%。因此认为PLA的降解和吸收并不平衡，应使材料周围pH值在相当长时间内保持稳定，从而避免局部或全身副作用发生。

从物理角度看，PLA降解存在均相和非均相降解。非均相降解指降解反应发生在聚合物表面，而均相降解则是降解发生在聚合物内部。从化学角度看，主要有三种方式降解:

(1)主链降解生成低聚体和单体;

(2)侧链水解生成可溶性主链高分子;

(3)交联点裂解成可溶性线性高分子。

在医学领域，当PLLA植入体内以后，降解反应同时进行。在最初阶段降解反应进行比较缓慢，产生的酸性小分子可以被代谢而排出体外，随着时间的推移，降解反应逐步加速产生的酸性小分子来不及被代谢而积累，造成局部酸浓度过大，它们又会加速催化材料的降解，即发生自催化效应。PDLLA可在骨缺损期暂时替代骨组织，支持周围软组织。在这过程中，PDLLA逐渐降解、吸收，同时机械强度下降，骨支撑功能逐渐丧失，PDLLA的聚合大分子逐渐水解成较小聚合物，最终裂解成为乳酸单体，材料结构也随之改变，但结构如何改变目前尚不清楚。人们近来又发现对PGA/PLA共聚物大尺寸的材料，存在不均匀降解[16-24]聚合物内部出现空洞，对此有人解释为加工过程中皮层效应(skin-effect)所致，但这与自催化效应相矛盾[25].

降解速率是决定炎性反应和程度的重要因素，在很大程度上决定了聚合物的生物相容性。最近的一项研究证实，聚合物的生物相容性与降解产物的浓度有很大的关系。当浓度太高时，就会表现出炎性反应，浓度低时，则表现出好的生物相容性,PLLA在初期的降解速率较快，随后减慢，此后PLLA继续降解，最后有小颗粒从植入体上脱落，并随即被巨噬细胞的吞噬活动或后期被巨细胞的溶解活动所消除，没有发现急性的或慢性的炎症反应。但PLLA需3年多的时间才能被完全吸收。有学者同时研究了PLLA的体内外降解，认为其体内外降解无明显区别，从而认为酶对PLLA的降解没有影响。在动态载荷的作用下，PLLA的降解速率加快。

Saikku-Backstrom A等[26-30]研制的SR-PLLA96棒材则是用DLA(4%)/LLA(96%)的共聚物加工而成，材料保持了100%PLLA的性能，弯曲强度达到230MPa以上。降解实验中前24周内弯曲和剪切强度均下降不大，共聚显著降低了材料的结晶性，从而改善PLLA的吸收性，降低炎症反应。

对于乳酸聚合物的降解速度，人们深入研究发现聚合物结构对其影响很大，包括化学结构、物理结构、表面结构等。由于聚醋类高分子含有易水解化学键，有较快的降解速度。但当其固态结构不同时，不同聚集态的降解速度有如下顺序:橡胶态>玻璃态>结晶态。其它影响降解速度的因素有分子量、共聚物组成、几何形状、加工条件、温度、酶、pH值、微生物、电磁、超声波及C射线辐射等[39]。

6.聚乳酸纤维的研究进展

6.1聚乳酸纤维的性能

（1）原料丰富，资源和能源消耗少：

聚乳酸纤维是迄今最名副其实的由人工合成的有机高分子“绿色产品”和“环保产品”。产品综合能耗是目前大类化学纤维生产中最低的。

（2）可生物降解

聚乳酸具有良好的生物降解性。分解速度低且稳定，埋入土壤后2~3年后强度才消失。但与微生物和复合有机废料混合，可以在短时间内完成降解，例如与其他有机废弃物同时埋入地下，几个月之内就会分解成CO2和H2O，因此是一种理想的可生物降解纤维。

（3）物理机械性能和加工性能好

聚乳酸纤维和涤纶的主要物理和化学性质相比，其强度、伸长等与涤纶和锦纶差不多，但熔点最低，模量较低，具有很好的手感。聚乳酸纤维的弹性回复率高，玻璃化转变温度适宜，说明其定性和保型性好。聚乳酸纤维制成的服装其吸湿性优于涤纶，悬垂性和抗皱性好，比涤纶服装更华丽美观。因此聚乳酸纤维是制造内衣，外装，制服，时装的理想材料。

（4）有一定的阻燃性

聚乳酸纤维的极限氧指数是常用纤维中最高的，燃烧时发热量低，只有轻微的烟雾释出，易自熄，火灾危险性小，因此在燃烧性能上的特点引起人们的特别关注。

（5）安全性好

聚乳酸所用的材料都没有毒性，发酵污水的处理不存在难度。纤维生产过程通常采用的熔融法纺丝在化纤工艺中最简洁、最干净，也没有很难处理的三废问题。聚乳酸纤维植入体内无毒副作用，而且有一定的耐菌性和耐紫外线性能，因此安全性好，不但可用作可吸收的手术缝合线和组织工程材料，而且和适于室外应用领域和室内装饰织物。最后，废弃的制品可生物降解，对环境也不造成污染。

7.聚乳酸的应用

（1）食品保健

乳酸具有清洁除垢作用，能抑制微生物的生长，是公认的安全食品成分，可降解，对人体无害，无任何环境污染。一些典型的乳酸衍生物投产已有10年的历史，其中最早的是矿物质和盐类(如乳酸钙、葡萄糖酸钙等)，主要用于食品和保健方面，其次是广泛用于改善面部结构的乳酸钠，第三是利用生物过滤技术生产的乳酸乙脂，生物过滤技术也从此得到了广泛的研究。

(2)农用地膜

PLA韧性好，适合加工成高附加值薄膜，用于代替目前易破碎的农用地膜。此外还用于缓释农药、肥料等，不仅无毒、长效，还可在使用后自动降解，而且不污染环境。

(3)纺织制品

PLA在纺织领域的应用研究开发是最近10年左右开始的。聚乳酸可用纺丝法或熔喷法直接制成非织造布，也可先纺制成短纤维，再经干法或湿法成网制得非织造布。聚乳酸非织造布用于农业、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，在生活用品方面，可用作衣料、擦揩布、厨房用滤水、滤渣袋或其他包装材料。

目前，聚乳酸纤维已制成复丝、单丝、短纤维、针织物等，主要用于服装领域。以聚乳酸纤维制得的布料具有真丝的光泽，优良的手感、亮度、吸水性、形状保持性及抗皱性，因此是较理想的面料，适合做服装尤其是妇女服装。2000年，尤尼[31-37]奇卡公司在亚洲产业用纺织品展览会上展出的产品有聚乳酸纤维与Locally纤维交织的毛巾、袜、裤子、衬衫、裙子等。聚乳酸纤维还适于制一次性服装和野外作业服等。目前国外已经采用聚乳酸纤维和棉纱织成混纺纱，用于制作牙刷和毛巾等多种产品。用完后可降解，对环境没有污染，属环保型产品。

（4）工业应用

聚乳酸纤维在产业领域的用途，主要是在土木工程中做网、垫子、沙袋、和制土壤流失材料等，在农业、林业中做播种织物、薄膜、防虫防兽盖布、防草袋和养护膜等，在渔业中做渔网、鱼线等，在家用器具中做垃圾网、手巾、滤器、擦布等，在户外器具中做帐篷、覆盖布等。聚乳酸纤维在卫生医疗领域主要作尿布、一次性失禁用品、妇女保健用品、抗紫外线织物、手术缝合线、骨内固定装置、组织工程支架、绷带、药物控制体系中的载药材料、人工管道、人工韧带或肌腱等[38]。

由于聚乳酸纤维优点突出，发展前景良好，因此已引起世界化纤行业的广泛关注，研究工作正方兴未艾。专家们预言，通过21世纪初期全球PLA聚合物和纤维的生产规模的扩大，随着聚乳酸原料生产成本的降低，其价格会向接近PET纤维发展，其用途将迅速扩展，其经济效益将逐步显现出来。

(5)医药卫生

PLLA被认为是骨折内固定最有应用前景的医用可降解吸收高分子材料。但以通常的加工方法成型的PLLA，初始弯曲强度和剪切强度仅分别为57-145MPa和53-61 MPa[39]。采用高强度的PLLA纤维集束模压的自增强[40]和其它增强技术能够大幅度的提高强度。

L一乳酸及其衍生物(如L-乳酸钠)可与氯化钠、氨基酸等配伍，生产治疗高钾血症或酸中毒的大输液。L一乳酸还被用于罗弗沙星等药物的生产。也用作防腐剂、载体剂、助溶剂、药物制剂、pH调节剂等。由于聚乳酸具有无毒、合适的生物降解性、良好的生物兼容性以及对某些具体的细胞有一定相互作用的能力，使其在在医学方面的应用优势尤为突出，也是目前应用得最为成功的领域。聚乳酸

及其共聚物用作外科手术缝合线，在伤口愈合后能自动分解并被人体吸收，无需再次手术和拆出缝合线。

聚乳酸还用作手术纱布，国外已进人临床应用阶段。手术用聚乳酸骨钉，病愈后，就降解在人体内。因为降解产生的是二氧化碳和水，所以不会对人体产生不良后果。这种骨钉炎症发生率低，强度高、手术后基本不出现感染等情况。将聚乳酸塑料制成人工脏器的骨架研究也在进行，例如有专家正在聚乳酸塑料肝骨架的整个表面上培养肝细胞，制造人造肝脏。用这种方法制造的人造肝脏移到体内，作为骨架部分的聚乳酸塑料在体内不久就会被分解吸收，最后留下了与骨架同样形状的肝脏。这是有效利用聚乳酸塑料生物降解性质的典范。此外，聚乳酸还用于药物释控体系和眼科植人材料等。

随着人类环保意识不断增强，聚乳酸一定会有广阔的应用前景[41-42]。21世纪是追求环保的时代，可降解塑料成为国内外关注的绿色产品。1966年Kulkarni[43-45]等首次报道了聚乳酸可作为手术植入材料使用。1973年Yolles[46]等报道了聚乳酸在缓释药物包囊材料方面的应用。另外在人工血管、止血剂及可生物降解的外科黏合剂方面也有应用报道。以聚乳酸及其共聚物制得的纤维可用作可吸收型手术缝合线。可吸收缝合线的研究始于20世纪50年代，1962年首次开发了名[47]为Dexon的PGA 可吸收缝合线，其后Ethicon公司开发出名为Vicryi的乙交酯与L丙交酯共聚酯（PGLA）缝合线。上世纪80年代末又开发了两种可降解单丝缝合线，即PDS缝合线和Maxon缝合线。

（6）其他方面的应用

由于未实现工业化生产，聚乳酸及其共聚物的成本相当高，作为高附加值的产品，其近期内的应用将受到限制，主要用于医疗应用方面。聚乳酸及其共聚物制品将广泛用于于农业、渔业、林业、食品工业、服装、包装[48-55].。

乳酸还在日用化学品、农业/农产品等方面有着广泛的应用。生物可降解的食品包装容器及器具食品包装被认为是PLA最大的应用市场，PLA软质薄膜可以制备各种食品包装膜。PLA薄膜对水蒸气、氧气和二氧化碳的透过性很高，但对香味成分右旋柠檬油精却具有极高的阻隔性。此外，PLA薄膜对丁酸乙醋的阻隔性也很高。因此，PLA可以作为咖啡、茶叶、芳香剂等香味逃逸物品的包装材料。近年来，不可降解的塑料造成的污染已成为人们日益关注的环保问题，而这些污染的主要来源是来自于一次性使用的包材及器具。由于聚乳酸具有很多优越性能，因而获得

广泛应用，这为有效地解决白色污染问题提供了可行的办法。

8.结论

绿色化学是化学化工研究创新的驱动力，具有极其重要的社会和经济意义，同时也是改善化学工业的基本方针。乳酸是一种完全符合绿色化学的物质，是精细与专用化学品一种很好地利用了生物质原料的结构单元，在该领域的创新可以减少石油原材料的使用，改善最终产品的性能。改进聚乳酸的合成工艺条件，并简化和缩短工艺流程，降低聚乳酸材料的成本。可以实现由PLA取代热塑性塑料、嵌段共聚物及其衍生物。

PLA的发展趋势日益蓬勃，SC结构促进PLA耐热性的研究也逐渐成为各研究机构、各企业的重点。未来的PLA工业充满了机遇与挑战，将引领生物降解材料产业的飞速发展。

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致谢

在我的写作过程中我得到了石文鹏老师的多次辅导, 正是在他是指导下我的毕业设计才得以圆满结束。在整个写作过程中从最初的定题，到资料收集，到写作、修改，到论文定稿，石文鹏老师给了我耐心的指导和无私的帮助，在此对石老师表示衷心的感谢。同样，在毕业设计过程中，我遇到了很多难题，但当我向我们系其他老师寻求帮助时，他们毫不犹豫的为我提供了方便，在此，我也向他们表示最衷心的感谢！