聚乳酸化学改性
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。
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是一种新型的环保塑料,具有较好的力学性能、适度的耐热性、高抗冲击性和柔韧性,对包装行业具有较高的价值。
本文通过实验研究,研究了聚乳酸的改性、表征及在包装领域的应用。
1、聚乳酸的改性聚乳酸原料通常是由植物油或动物油经水解、酸催化及结晶加工制得,目前被广泛应用在纤维、表面涂层及塑料制品等领域。
为了改变聚乳酸的结构和性能,在很多应用过程中将聚乳酸进行改性处理,可以改变聚乳酸的性能,使其更加适用于某些特定应用。
聚乳酸改性处理的常用方法有空气乳化法和溶剂液化法。
空气乳化法可以有效地改变聚乳酸分子链构造,从而改变聚乳酸的物理性质;溶剂液化法则可以对分子结构进行改变,使聚乳酸具有更高的抗氧性。
2、聚乳酸的表征聚乳酸的表征包括理化性质表征和不同基态表征。
理化表征采用液相热重分析(LCR-GPC)法,可以计算出聚乳酸的分子量、分子量分布及其分子结构。
不同基态表征包括X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外光可见分光光度计(UV-Vis)等,可以准确地检测出聚乳酸的结构变化。
3、聚乳酸在包装领域的应用聚乳酸可以用作包装材料,在包装行业有着重要的应用。
聚乳酸的改性可以提高其力学性能、耐热性和抗冲击性,使其应用在包装行业,特别是食品包装具有重要的意义。
此外,聚乳酸还具有良好的附着性和抗疲劳属性,可以有效地抵御温度变化和湿度变化,保护产品不受污染。
因此,聚乳酸在包装领域有着广泛的应用前景。
总之,聚乳酸在包装领域有着重要的应用,本文通过改性、表征研究去深入研究,分析了聚乳酸在包装领域的应用,发现聚乳酸具有良好的力学性能、耐热性、抗冲击性和抗疲劳性,可以更好地用作包装材料,为塑料包装领域的发展提供新的思路和方向。
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。
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]。
聚乳酸合成和改性

n H0一 CH— C00H C l H 3
H - E 0 一c H —c 0 于 0 H +( n一 1 ) H 2 0
由于反应 中存 在 着 游 离 乳 酸 、 水、 聚 合 物 之 间
收 稿 日期 : 2 0 1 4 02 - ・ 2 5:
的平衡 , 要 想获 得 高分子 质量 的聚 乳酸 , 就必 须尽量 脱 除 反应 生成 的水 , 使反 应 向缩聚 物生成 方 向进行 。 但 是 在反 应后期 , 去 除高 黏 度 聚 合熔 体 中 的水 分相 当 困难 , 同时 由于存 在聚 合物 降解 成丙交 酯 的反应 , 从 而 限制 了 P L A分 子 质 量 的提 高 。所 以一 步 法 合 成 出的 聚乳酸相 对 分子质 量往 往小 于 4 0 0 0, 且 强度
聚 乳 酸 合 成 和 改 性
马 佳
( 中国昆仑工程公 司, 北京 1 0 0 0 3 7 )
摘要 : 介绍了聚乳酸的合成 [艺一步法 、 两步法及其改进 , 通过分析 聚乳酸 自身存 在的特性及局 限性 , 介绍 了近几年聚乳 酸 的改性发展 , 包括耐热性的改性 , 亲水性改性以及机械性能方面 的改性 。 关键词 : 聚乳酸 ; 一步法 ; 两 步法 ; 改性 中图分类号 : T Q 2 4 5 . 1 2 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 8 82 - 6 1 ( 2 0 1 4) 0 3 - 0 0 0 5 - 0 5
提高反 应 温度 , 及 时将反 应产 生 的水分脱 出 , 反应条 件较 为苛 刻 。
面对 以上 问题 , 近几 年 来 直接 法 合 成 聚乳 酸有
和一 C O 0 H 分别 与其 他 乳 酸 分 子 中 的一 c O O H 和一 O H脱 水 缩合 , 形 成大 分子 的 聚合物 叫做聚乳 酸 。 目前 , 聚乳 酸 的制备 方 法通 常 可 以分 为 2大 类 :
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(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。
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聚乳酸化学改性的研究
摘要为了改善聚乳酸的使用性能,需要将聚乳酸改性,改善其力学性能、耐热性、柔韧性和作为生物材料所需的亲水性、生物相容性等。
近年来有许多研究者对聚乳酸的改性进行了大量研究。
本文致力于综述各种化学改性的方法如共聚、交联改性、表面改性,并对各种方法进行分析。
关键词聚乳酸化学改性共聚表面改性
0引言
合成聚乳酸的原料来自可再生的农副产品,而且聚乳酸本身可以生物降解、有较好生物相容性,因此聚乳酸在通用材料特别是一次性材料和生物材料等方面有较好的应用前景。
然而聚乳酸的韧性、强度等力学性能和耐热性较差,同时亲水性不高、生物相容性还不能满足作为生物材料的许多要求,因此近年来许多研究者从化学改性、物理改性、复合改性方面进行了大量研究。
而本文将从最有效的改性手段之一-化学改性的进展进行诉述和分析。
共聚改性
共聚改性是指将乳酸和其他单体按一定比例进行共聚,以此改善聚乳酸某些性能。
1.1任建敏等【1】分别研究了聚乳酸与聚乙二醇改性聚乳酸的体外降解特性,通过测定分子量和重量在pH7.4的磷酸盐缓冲液中的变化表征它们的体外降解特性。
结果表明,聚乙二醇改性聚乳酸开始降解的时间早于聚乳酸,在相同时间内,前者的重量下降也较后者明显。
他们提到这些材料的降解与水引起酯基水解有关,降解较快表明亲水性更好,所以聚乙二醇改性聚乳酸亲水性优于聚乳酸,这使得它可能是蛋白抗原等亲水性药物的缓释载体材料。
而乙二醇的比例应该与亲水程度有关,因此研究乙二醇的比例与降解速率的关系对满足不同的缓释效果有重大的意义。
樊国栋等【2】就对在共聚物中PEG分子量对亲水性能的影响进行了研究,结果表明PEG聚合度为800时亲水性最好,水在其表面的接触角为63。
1.2马来酸酐改性聚乳酸指将乳酸和马来酸酐进行共聚而得到的共聚物。
许多研究证明了马来酸酐可以改性聚乳酸的亲水性和力学性能。
程艳玲和龚平【3】在不同的pH值的环境下研究了聚乳酸和马来酸酐改性聚乳酸的降解性能,结果表明聚乳酸在碱性环境中降解更快,而在酸性环境中马来酸酐改性聚乳酸降解更快。
曹雪波等【4】研究了马来酸酐改性聚乳酸的力学性能,结果显示其压缩强度和压缩模量均优于未改性的聚乳酸。
作为生物材料,经常需要更好的力学性能,因此马来酸酐改性聚乳酸在作为组织工程支架材料方面有更好的优势。
当然,力学性能改性也能改善聚乳酸作为环保材料的力学性能要求。
曹雪波等【5】还研究了大鼠成骨细胞在聚乳酸、马来酸酐改性聚乳酸表面的粘附性能。
他们的实验表明:与玻璃材料相比,成骨细胞在聚乳酸表面的粘附力有较大的提升,而在马来酸酐改性聚乳酸表面的粘附力更是提升了近两倍。
这体现了马来酸酐改性聚乳酸对成骨细胞有较好的亲和力。
马来酸酐改性聚乳酸相比聚乳酸有更好的亲水性、力学性能和细胞粘附力,这体现它可能在组织工程材料方面有一定的应用前景。
同时,聚乳酸降解会产生乳酸,这将会导致机体不良反应,因此再次改性消除这种效应对于最终的成功应用是不可或缺的。
为此,罗彦风等【6】合成了基于马来酸酐改性聚乳酸和丁二胺的新型改性聚乳酸BMPLA。
他们测定了BMPLA在12周内降解过程中pH的变化,结果表明降解过程中未出现pH快速下降的现象,没有表现酸致自加速特征。
丁二胺上的氨基有效地改善了降解产生的酸导致的pH变化,同时阻止了酸催化降解的加速效应。
不仅如此,他们还测定了水接触角,发现这种新型改性聚乳酸相比于聚乳酸和马来酸酐改性,其亲水性有了很大的改性。
这可能与氨基与水形成了氢键有关。
优良的细胞亲和性和降解行为,使得马来酸酐、丁二胺改性聚乳酸在组织工程支架上有良好的应用前景。
1.3 2-甲基烯丙酸异丙氰酸酯改性聚乳酸。
聚乳酸在作为材料时表现出脆性、较低的断裂伸长率,强度和模量也不太高,这大大地限制了它的使用性能。
Bor-Kuan Chen【7】等人将聚乳酸溶解在甲苯中,然后加入2-甲基烯丙酸异氰酸酯和BPO,最终制得了有一定小的交联度和含有氨酯结构的改性聚乳酸。
他们对它的力学性能、热性能和柔性进行了表征,结果发现:相比于聚乳酸,断裂伸长率提高了20倍,耐冲性提高了1.5倍,同时从DSC曲线和熔融指数-温度曲线看改性后的聚乳酸的耐热性并没有降低,即在没牺牲耐热性的情况下提高了力学性能。
韧性和强度的提升使得改性聚乳酸不管在通用材料的使用上还是生物医学材料应用上有了更好的应用情况。
除了上述共聚单体外,还有许多研究使用了其他的单体,旨在利用其可生物降解特性同时改善其力学性能、亲水性和生物相容性。
如李磊等2008.3【8】以季戊四醇为支化剂将聚乳酸支化,改善了聚乳酸加工时的流动性。
唐智荣等人【9】将U-苄酯保护天冬氨酸的吗啉二酮单体可与丙交酯以很大的比例进行共聚,改善了聚乳酸的亲水性,同时将天冬胺酸引入到了聚乳酸链中,经催化脱去保护基后将可能得到含有反应功能侧链的乳酸-氨基酸共聚物。
罗彦风等人【10】还将I型胶原共价到了乙二胺改性聚乳酸中,形成了一种新型的有良好生物相容性和生物特异性的仿生生物医药材料。
这说明聚乳酸生物医药材料可以通过仿生方法得到更好的使用。
其他共聚单体还有二醇酸、ε-己内酯等。
2表面改性
表面改性是指对材料表面进行化学改性,以此改善材料表面的性质。
表面改性可以有效的改善聚乳酸表面的亲水性。
有许多研究都表面了等离子体改性聚乳酸可以改善亲水性。
杨健等人【11】用无水氨对聚乳酸膜进行等离子体处理,通过测量水接触角发现氨等离子体改性聚乳酸膜的亲水性有了很好的改善;同时对鼠3T3成纤维细胞的培养实验表明改性膜能有效促进细胞在表面的粘附和生长。
常江等人【12】对他们用氨等离子体改性的聚乳酸微球的表面进行X射线表征,发现含氮基团已经接到了其表面。
亲水性改善是由于含氮基团的引入,同时如果通过表面处理的方法引入其他亲水性基团,将有可能获得不同程度亲水性改善的聚乳酸表面。
N. De Geyter 等人【13】用空气和氩气在聚乳酸的表面引入了含氧基团,改善了亲水性;而氮等离子体处理聚乳酸表面引入了含氮基团,测试表征表明引入了含氮基团的聚乳酸表面的亲水性优于引入含氧基团的表面。
除了用等离子体改性聚乳酸表面外,还有许多研究者用不同的方法对聚乳酸表面进行了修饰。
王艺峰等人【14】通过在氨基化聚乳酸表面进行羧甲基香菇多糖与壳聚糖的层层自组装,得到了改性膜,研究发现这种膜有良好的亲水性、血液相容性以及对大肠杆菌抗菌活性。
在聚乳酸表面引入生物多糖,材料的多种性能如亲水性、生物相容性、抗菌性得到很好的改性,体现了这种改性方法十分优良的改性效果。
在材料的表面引入生物活性物质,可能是实现多种生物材料要求最有效的方法。
作为包装材料时,聚乳酸膜对氧和水的阻隔能力较弱,很难对被包装物进行长期保护,以此为了满足包装材料要求,必须对聚乳酸的阻隔性能进行改善。
吴玲玲【15】利用氧化石墨烯在聚乳酸表面进行层层自组装,然后分析了改性膜对氧和水的阻隔性,实验显示改性膜对水和氧的阻隔性能有了明显提升,同时改性膜仍有良好的透光性。
对氧化石墨烯改性聚乳酸膜的力学性能和热稳定性进行研究,发现改性膜改善了聚乳酸的脆性和耐热性。
因此,这种改性方法将会改变聚乳酸材料在作为包装材料相比传统材料的性能劣势,但作为包装材料较低成本将是另一个迫切解决的问题。
3.结语
聚乳酸的优点在于:原料来源于可再生的农副产品等,绿色环保;可生物降解;生物相容性较好,有良好的生物医药材料应用前景。
物理和复合改性中,添入的物质不一定可生物降解,而化学改性中乳酸分子段占据分子主链或在主链中分段分布,最大化地实现了降解特性。
通用材料应用方面,改性能改善聚乳酸的力学和热性能,但成本的问题限制了聚乳酸的应用。
在未来聚乳酸材料成本的降低和性能近一步向高性能材料靠近将成为改性的热点,而化学改性引入柔性链和刚性结构或交联将成为最重要的方式之一。
生物材料应用方面,改性主要在于:(1)力学性能的优化(2)降解速率可控和对降解后pH的消除(4)生物相容性的进一步提升(5)氨基酸、多糖等生物分子的引入,现实多功能化。
研究细胞与细胞外基质之间的作用,将为聚乳酸的仿生改性提供不错的参考价值。