完全生物降解材料聚乳酸的改性及应用
生物降解型塑料-聚乳酸(PLA)
生物降解型塑料-聚乳酸(PLA)清华大学美术学院 贺书俊 学号2012013080摘要： 近年来世界各国都高度重视源于可再生资源的可降解高分子材料的研究开发，聚乳酸因可生物降解、性能优异、应用广泛而深受青睐。
本文主要介绍了聚乳酸的降解机理、作为可降解塑料的应用现状、改进方法以及未来的发展趋势。
1、 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。
[1]2、 聚乳酸降解机理聚乳酸是典型的“绿色塑料”，因其良好的生物相容性、完全可降解性及生物可吸收性，是生物降解材料领域中最受重视的材料之一，下面就聚乳酸的降解机理进行介绍。
聚乳酸是一种合成的脂肪族聚酯，其降解可分为简单水解（酸碱催化）降解和酶催化水解降解。
从物理角度看，有均相和非均相降解。
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交链点裂解生成可溶性线性高分子。
本体侵蚀机理认为聚乳酸降解的主要方式为本体侵蚀，根本原因是聚乳酸分子链上酯键的水解。
聚乳酸类聚合物的端羧基（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。
[2]因乳酸来源于可再生资源，经过聚合、改性、加工成制品，当制品废弃时，能完全被人体吸收或被环境生物所降解成二氧化碳和水，从而造福人类并无污染地回归自然，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。
完全生物降解性高分子材料——聚乳酸的合成及应用
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近年来， 生物降解高分子材料的研究迅速发展， 并且在不同
１ 聚乳酸的合成 １１ 乳酸的擞 生物发 酵合成 ．
领域的开发和应用 日益广泛。生物降解高分子村料一般是指在 生物或生物化学过程可以发生的环境中能降解的高分子材料。 生物降解性高分子村 料的 降解首先是 高分子材 料的表 面被微生物粘附 ． 其次 微生物在高分 子材料表 面分泌酶 ， 酶 再作用高分子 ， 并通过水解和氧化等反应将高分子断裂成低 分子量的脆片 ， 然后微生 物吸收或 消耗 低分子 的脆片 ， 最终 形成二 氧化碳和水 。 聚乳酸是一种典型的完全生物降解性高分子村料 ， 属于 脂肪旗羟基酸聚合物 ， 有关聚乳酸的研究一直是生物 降解 性 高分子材料研究领域的热点 。
维普资讯
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完全 生物 降解 性 高分 子材 料 聚 乳 酸 的 合 成 及 应 用
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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(PLA)生物可降解材料全
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6 聚乳酸材料的发展前景
2024/8/27
简而言之：发展前景广阔
国内 追求 国外
环保 绿色 可再生 低能耗 可持续
PLA
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LOGO
2024/8/27
开环聚合法
首先由乳酸脱水缩合成环状丙交酯，再在引发剂存在下丙 交酯开环聚合成聚乳酸，如下：
开环聚合法是制备高分子量PLA的一个重要途径，可以制 备分子量高达70到100万的PLA。
缺点：工艺路线长且复杂、价格昂贵。
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3 聚乳酸材料的合成
2024/8/27
直接缩聚法
在高温条件下乳酸分子中的羟基和羧基发生酯化反应，逐 步缩合聚合成聚乳酸。其反应过程可简单表示如下：
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PLA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。
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6 聚乳酸材料的发展前景
2024/8/27
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 物医学领域的研究和应用将会越来越广泛深入。
要想获得高分子量的聚乳酸，水分的脱出及抑制聚合物的 降解是关键。
聚乳酸直接缩聚合成方法主要分为溶液聚合和熔融聚合。
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4 聚乳酸材料的应用
2024/8/27
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4 聚乳酸材料的应用
2024/8/27
聚乳酸人造皮肤 聚乳酸导管支架
聚乳酸包装袋
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5 聚乳酸材料的不足及改性
聚乳酸材料的不足
a) PLA脆性大、抗冲击力差、缺乏柔性和弹性； b) 结晶度不高、降解速度不易控制； c) 含有很多酯基，亲水性差。
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。
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。
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。
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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。
这都促使人们对聚乳酸的改性展开深入的研究。
2、聚乳酸的改性正由于聚乳酸的上述缺点,使得目前通过对聚乳酸进行增塑、共聚、共混和复合等改性方法来改进聚乳酸的力学性能,改善其亲水性,并使其降解性能不受影响,从而能更好地满足生物医用以及环保的应用。
2.1增塑改性目前,广泛研究用生物相容性增塑剂例如柠檬酸酯醚、葡萄糖单醚、部分脂肪酸醚、低聚物聚乙二醇(PEG)、低聚物聚乳酸(OLA)、丙三醇来提高聚乳酸的柔韧性和抗冲击性能。
对增塑后的聚乳酸进行热分析和机械性能表征研究其玻璃化转变温度(Tg)、弹性摸量、断裂伸长率等的变化,从而来确定增塑剂的效能。
大量研究结果显示:其中较有效的增塑剂是OLA和低分子量的PEG(PEG4 00),加入20%(wt)的PEG400和OLA可使得聚乳酸的玻璃化转变温度由原来的5 8℃分别降低至12℃和18℃。
2.2共聚改性共聚改性是目前研究最多的用来提高聚乳酸柔性和弹性的方法,其主旨是在聚乳酸的主链中引入另一种分子链,使得PLLA大分子链的规整度和结晶度降低。
目前聚乳酸的共聚改性主要可以分为以下几个方面:2.2.1丙交酯与乙交酯共聚聚乙交酯(PGA)是最简单的线型脂肪族聚酯,早在19 70年,PGA缝合线就已以“Dexon”商品化,但PGA亲水性好,降解太快,目前用单体乳酸或交酯与羟基乙酸或乙交酯共聚得到无定型橡胶状韧性材料,其中通过调节LLAPGA的比例可控制材料的降解速度,作为手术缝合线已得到临床应用,其中L2丙交酯与乙交酯GA的共聚物已商品化。
2.2.2聚乳酸与聚乙二醇(PEG)的嵌段共聚物聚乙二醇(PEG)是最简单的低聚醚大分子,具有优良的生物相容性和血液相容性、亲水性和柔软性。
朱康杰等以辛酸亚锡作为催化剂的条件下,通过开环聚合合成了PLA2PEG2PLA的三嵌段共聚物。
这类嵌段共聚物具有亲水的PEG链段和疏水的PLA链段,通过改变共聚物组成,可大幅度调节材料的亲疏水性能和降解融蚀速率[7]。
华南理工大学的葛建华等[8]将可生物降解高分子聚乳酸与具有亲水性链段的聚乙二醇共聚制得嵌段共聚物,在一定反应条件下,使得材料的接触角由46°降为10°～23°,显著改善了聚乳酸材料的亲水性。
2.2.3丙交酯与己内酯(CL)共聚合聚(ε2己内酯)(PCL)是一种具有良好的生物相容性和降解性的生物医用高分子,其降解速度比聚乳酸慢,因此制备LAPCL嵌段共聚物来达到控制降解速度,LAPCL嵌段共聚物近年来由于优异的生物降解和生物相容性受到广泛的关注,主要用于生物医学领域。
Jeon等制备了聚L2丙交酯和聚(ε2己内酯)多嵌段共聚物,进一步改善了其加工和降解等性能。
2.2.4丙交酯与醚段和环状酯醚共聚合聚醚高分子有着优良的血液相容性,但其水溶性太大从而限制了其应用。
聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物(PEO2PPO2PE O)(聚醚)Pluronic已被美国食品和医药管理部门批准可用于食品添加剂和药物成分,Xiong等将PLA成功地接枝到Pluronic共聚物的两端从而得到了含有短PLA链段的两性分子P(LA2b2EO2b2PO2b2EO2b2LA)嵌段共聚物,研究结果表明这种嵌段共聚物保留了原有Pluronic体系的热响应性,并由于PLA链段的引入有效地降低了临界胶束浓度,以亲水性药物为模型,观察到可持续释放,极有望用于药物控释。
另外,丙交酯与环状酯醚如对2二氧六环酮的共聚后可改善其亲水性,该共聚物是一种具有优良的柔韧性和弹性的手术缝合线材料。
2.2.5 L2丙交酯与淀粉共聚Chen等合成了淀粉接枝聚L2乳酸共聚物,这种接枝共聚物可直接用于淀粉2聚(ε2己内酯)和淀粉2聚乳酸共混物的热塑性塑料和两相相容剂。
涂克华等研究发现淀粉2聚乳酸接枝共聚物可有效地增加淀粉与聚乳酸的相容性,从而提高共混体系的耐水性和力学性能。
2.2.6其它He等将含双键的天然代谢物质苹果酸(羟基丁酸,马来酸)引入聚乳酸大分子的主链或侧链中,得到既具降解性、力学性能,又具反应性的功能材料,可作靶向控释载体以及组织和细胞工程的支架材料。
重庆大学罗彦凤等合成了基于马来酸酐改性聚乳酸(MPLA)的丁二胺新型改性聚乳酸(BMPLA),改善了聚乳酸的亲水性,完全克服了聚乳酸和马来酸酐改性聚乳酸降解过程中的酸性,并为进一步引入多肽和胶原等生物活性分子提供活性基团。
丁二胺改性聚乳酸可望具有优良的细胞亲和性,在组织工程中具有重要的应用潜力。
Wu等合成了新型两性分子壳聚糖聚丙交酯接枝共聚物,可在水性介质中形成以憎水性聚丙交酯链段为内核、亲水性壳聚糖链段为外壳的核壳胶束结构。
有望用于憎水性药物的诱捕和控制释放。
Luo等合成了低分子量聚N2乙烯吡咯烷酮(PVP)与聚D,L2丙交酯的新型两性二嵌段共聚物,这种二嵌段共聚物在水性溶液中能自组装成为胶束,有望用于肠道外注射用药物的药物载体。
Breitenbach等将聚乳酸和乙二醇的共聚物(PLG)嫁接到亲水性聚乙烯醇(PVA)上得到了生物可降解梳形聚酯PVA2g2PLG,通过调节PLG链长、组成以及PVA分子量等参数能有效控制降解速度,避免憎水性聚合物使亲水性大分子药物变性,可用于亲水性大分子药物蛋白质、缩氨酸和低(聚)核苷酸的肠道外药物传输体系。
Lo等合成了具有核壳结构的聚DL丙交酯与聚N2异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯酸共聚物的接枝共聚物[PLA2g2P(NIPAm2co2MAA)],其具有温度敏感性和p H敏感性,可用于抗癌类药物在细胞内传输的药物载体。
2.3共混改性最普通和重要的可生物降解聚合物都是脂肪族的聚脂如聚乳酸(PLA)、聚(ε2己内酯)(PCL)、聚氧化乙烯(PEO)、聚羟基脂肪酸丁酯(PHB)、聚乙醇酸(P GA)。
然而,任何一种都有些短处从而限制了其应用。
共混改性是另一类可以改善材料的机械性能和加工性能,并且降低PLA成本的有效途径。
共混物样品的制备方法目前广泛采用以下几种方式:熔融共混法、溶液浇铸成膜法、溶解P沉降法、用水作发泡剂,单螺杆或双螺杆挤出机制备发泡材料。
聚乳酸与另一类生物可降解高分子如由微生物合成的聚羟基脂肪酸酯(PH A)、化学合成的聚(ε2己内酯)(PCL)、聚氧化乙烯(PEO)、聚N2乙烯基吡咯烷酮(PVP)、可溶性磷酸钙玻璃微粒、葡聚糖以及天然高分子淀粉组成完全可生物降解共混体系,致力于从根本上解决塑料消费后造成的环境污染问题。
另一类,聚乳酸与非生物降解高分子如聚氨酯、聚苯乙烯[、聚异戊二醇接枝聚乙酸乙烯酯共聚物橡胶、对乙烯基苯酚(PVPh)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)[30]、聚丙烯酸甲酯(PMA)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)组成部分生物降解共混体系,这类体系不能从根本上解决环境污染问题。
2.4复合改性将聚乳酸与其它材料复合旨在解决聚乳酸的脆性问题,达到增强的目的,使其能满足于作为骨折内固定材料的用途。
目前可以分为以下几种复合体系:2.4.1聚乳酸与纤维复合将聚乳酸基体与聚乳酸纤维通过纤维集束模压成型得到聚乳酸自增强材料;用碳纤维增强PLLA复合材料,其初始弯曲强度高达412M Pa,模量达124GPa,具有相当的承载能力;Oksman等用天然亚麻纤维增强PLA,与传统用聚丙烯P亚麻复合材料相比,其制备方法类似,但复合物强度大大优于PPP亚麻复合材料;石宗利等先制得可任意调控降解速率且具有良好力学性能、相容性能和毒理学性能的聚磷酸钙(CalciumPolyphosphateCPP)纤维,然后以该纤维为增强材料研制出CPPPPLLA软骨组织工程三维连通微孔支架复合材料。
上海交通大学孙康等研制了改性甲壳素纤维增强聚乳酸复合材料,其中酰化改性可有效改善甲壳素衍生物的溶解性和熔融性,复合材料界面结合好,降低了P LA的降解速度,并使其具有更好的强度保持性,可更好地满足骨折内固定材料的应用。
2.4.2聚乳酸与羟基磷灰石复合羟基磷灰石(HAP)是人体骨骼的基本成分,与胶原蛋白和细胞紧密结合,连接软硬组织,并引导骨的生长,但制成的多孔状羟基磷灰石的力学性质不适合用于骨移植,将羟基磷灰石加入聚乳酸的三氯甲烷溶液,在真空条件下挥发溶剂制备出的复合物相对密度增加,压缩强度为9312MP a,压缩模量为2143GPa;Toshihiro等通过热压含有聚乳酸和羟磷灰石纤维(HA F)的混合物制得陶瓷聚合物复合生物材料,加入少量的HAF可以有效提高弹性模量,当引入20%(wt)～60%(wt)纤维时弹性模量高达5～10GPa。
目前,这种与聚乳酸的复合材料是一种重要的研究方向。
3、聚乳酸的应用3.1在生物医学上的应用目前可用的医用高分子材料有聚四氟乙烯、硅油、硅橡胶等数十种,但是从生物医学的角度上来看,这些材料还不算理想,在使用过程中多少有些副作用,而聚乳酸是应运而生的一种新型医用高分子材料。