聚乳酸生物可降解材料填料复合改性研究进展
聚乳酸材料性能改进研究进展

收稿日期:2023-04-20基金项目:河北省大学生创新创业训练计划项目(课题号:S202210101005、S202210101008)作者简介:王培(1982-),女,毕业于山西师范大学,讲师,研究方向:可生物降解高分子材料的加工及应用,***************;通讯联系人:冯嘉玮(2002-),女,本科生在读,研究方向:高分子材料,*****************。
聚乳酸材料性能改进研究进展王 培,冯嘉玮,邓祎慧,刘雪微,张 帅(衡水学院 应用化学系,河北 衡水 053000)摘要:聚乳酸(polylacticacid ,PLA )是一种以植物资源为原料合成的聚酯,主要应用于医学、生物、环境保护等领域。
随着科学技术的进步,对聚乳酸材料的性能提出了新的要求和用途,必须通过改性提高其加工与应用性能。
从物理改性、化学改性方面综述了PLA 性能改进的研究进展。
旨在保留PLA 性能的优势,为拓宽PLA 应用市场提供一定参考价值。
关键词:聚乳酸;物理改性;化学改性doi :10.3969/j.issn.1008-553X.2024.02.003中图分类号:O648.17 文献标识码:A 文章编号:1008-553X (2024)02-0009-05安 徽 化 工ANHUI CHEMICAL INDUSTRYVol.50,No.2Apr.2024第50卷,第2期2024年4月聚乳酸(PLA ),又称聚丙交酯或聚羟基丙酸,一种重要的乳酸衍生物,是由乳酸单体缩聚而成的可生物降解的高分子材料[1]。
因其具有可降解性、良好的生物相容性和力学性能及易于加工等特性被认为是最具发展前景的生物可降解材料之一,是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。
PLA 广泛应用于医疗卫生、包装材料、纤维、非织造物、建筑、农业等领域。
在医疗卫生方面,PLA 已应用于可降解手术缝合线、缓释药物载体[2]、医用伤口敷料[3]、3D 多孔聚乳酸支架[4]、人工皮肤[5]口腔固定材料、眼科材料等方面。
聚乳酸类可生物降解复合材料研究进展

【作者简介】严平(1976- ),女,四川泸州人,硕士,实验师,从事环境保护方面的研究。
22
3.2 聚乳酸与有机材料复合 3.2.1 PLA 与 PEG 的复合材料
由于 PEG 所具备的亲水性能, 在人体血液内部有特殊的 应用。在此方面有很多报道, 如在直径为 100- 150 纳米左右的 PLA 和 PLGA 微球上吸附或接枝上 PEG 层, 能够延长血液的 循环时间并减少被网状内皮组织系统识别的几率。当微球的直 径只有十个纳米左右的时候, 这种相对较小的聚合物胶囊很容 易通过细胞的内吞作用进入人体器官(如肝脏,肿瘤等),为实现 药物的靶向提供了很好的材料。
聚乳酸是一种新型的、对环境友好且性能优良的高分子材 料。它所用的原料是天然产物乳酸(酸奶的主要成分),可以由玉 米或薯类经加工成淀粉并经发酵大批量廉价制得。而聚乳酸本 身又无毒、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[3]。
3 聚乳酸类复合材料
3.1 聚乳酸与无机材料复合 3.1.1 聚乳酸与羟基磷灰石的复合使用
羟基磷灰石(HA)是人体骨骼的基本成分, 具有极高的生物 活性,一直以来被公认为是连接硬体或软体组织起关键作用的 物质,能与胶原蛋白和细胞紧密结合,能为新骨的形成提供生 理支架作用。但是,HA 缺乏机械强度,特别是在张力方面,脆性 大、强度较低、易断裂。因此,需将 HA 与 PLA 进行复合以达到 使用要求。PLA/HA 复合材料的制备工艺有多种,如热压成型 法、直接喷涂法、原位聚合法、溶液共混法和纤维复合法等。 3.1.2 聚乳酸与其它含有磷酸盐类无机钙质成分的复合材料
生物可降解材料——聚乳酸的研究进展

第2 1卷第 4期
20 0 7年 4月
化 工时 刊
Ch m ialIdu ty Ti e c n s r mes
VoI21, 。 No。 4 Apr 4。 07 。 20
生物 可 降解 材 料
聚 乳 酸 的研 究 进 展
陈 蕾 张 炎 陈 萍 汝 玲 刘 晓荣 黄 毅 萍
备系 统 一齐考 虑 , 水 发 酵制 乳 酸 , 熔 融 态 的丙 交 用 用
酯 和 聚合物 作为 制备 单体 和 P A的反 应 介 质 , 过 L 3个
( 安徽 大 学化学 化工 学 院 , 徽 合 肥 2 0 3 ) 安 3 09
摘 要 聚乳 酸具有 良好 的生物相容性 、 降解性和可吸收性 , 已经广泛用 于医药包 覆 、 释药物 、 缓 手术缝合线 、 骨折 固
定 材 料 。综 述 了聚 乳 酸 的 主 要 合 成 方 法 , 以及 通 过 与 其 它 材 料 的 复 合 , 进 聚 乳 酸 的结 构 及 性 能 , 改 以进 一 步 扩 大 应 用 范围。 关键 词 聚乳 酸 合成 改 性
的聚 乳酸 。
1 1. 配 位 聚 合 . 3
配 位 聚合是 目前 研究 的最 多 的一类 , 化剂 主要 催 为过 渡金 属 的有 机 化 合 物 和 氧化 物 , 格 氏试 剂 [ 如 引,
1 1 开环 聚合 .
1 11 阳离子开环 聚合 . .
稀 土化合 物 等 。稀 土 金属元 素具 有较 强 的配合 能力 。
为 阳离子 先与单 体 中氧 原 子作 用 生 成 铺 离 子或 氧 铺 离子 , 经单 分子开 环 反 应 生 成 酰基 正离 子 , 引 发单 并 体进行 增 长。 阳离 子 引发 开 环 聚 合难 以得 到 高相 对
生物降解聚乳酸共混复合材料的研究进展

生物降解聚乳酸共混复合材料的研究进展摘要:聚乳酸(PLA)是具有生物相容性和生物相容性的高分子材料,一般是由乳酸直接缩聚或丙交酯间接开环聚合成的脂肪族聚酯。
但由于本身的疏水性、脆性及韧性差、降解周期难以控制和合成成本高等缺点,限制了PLA的大范围应用及生产,故需要各种无机、有机材料对其共混改性。
合成可完全生物降解的聚乳酸共混复合材料,成为目前的研究热点。
本文介绍了近几年的PLA共混复合材料,并综述了其研究进展及对其进行了未来的展望。
关键词:聚乳酸共混复合可生物降解目前,全世界塑料年产量已经超过2亿t,相应的塑料废弃物也逐年增加,严重污染环境。
减少废塑料污染的方法之一是使用在自然界无论生物体内外都可以自然降解,不会造成环境污染的生物降解材料。
聚乳酸就是一种可生物降解材料。
聚乳酸的熔点为178℃,玻璃化温度为59℃,透明性与PS(聚苯乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)相似,为一种燃烧热小的结晶聚合物,具有较好的结晶性能及与PET相近的拉伸强度与弹性。
由于聚乳酸侧链上含有甲基,因此疏水性强,加水分解速度相对较慢。
聚乳酸双向拉伸后透光率为94%,具有优良的表面光泽性和透明性,很高的刚性,良好的低温热封性、抗油性和耐润滑侵蚀性。
[2]但是,由于PLA树脂的结晶速率慢,制品收缩率大,本身质脆等缺点,应用受到限制。
利用各种无机或有机材料对其进行共混改性,可以扩展PLA的应用范围。
本文介绍的是可生物降解PLA共混体系,主要包括PLA/无机填料体系、PLA/有机填料体系、PLA/生物降解高分子合金等三大类。
1、含无机填料的PLA基复合体系1、1PLA/磷酸盐类无机钙质复合材料[3]与PLA进行共混改性的磷酸盐类无机钙质材料,主要有羟基磷灰石(HA),磷酸三钙( TCP)和聚磷酸钙纤维(CPPF)三种。
HA是人体骨骼的基本成分,具有极好的生物活性。
但是,HA缺乏力学强度,需要与PLA进行复合提高其力学性能[3]。
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。
绿色可降解生物高分子聚乳酸改性及应用研究进展

Abstract :The latest research progress of poly(lactic acid) (PLA) modification in recent years was mainly introduced. The modification methods of PLA were described from the following aspects :blending modification,copolymerization modification, branching and crosslinking modification,nanocomposite modification and stereocomposite modification. The applications of PLA in the fields of packaging materials,tissue engineering scaffold materials and drug carrier materials were also reviewed. Eventually,the possible development directions of modification and application of PLA were summarized and prospected.
Keywords :poly(lactic acid) ;modification ;application
21 世纪,建设可持续发展的资源循环型社会已成为我 国的基本国策,大力发展可再生、环境友好型生物降解高分 子材料是发展的必然趋势。特别是基于淀粉、秸秆、甘蔗渣 等可再生生物质资源的生物质基高分子材料,由于具有良好 的生物降解性,并且原料丰富易得,得到了快速的发展 。 [1–2] 与传统高分子材料相比,生物质基高分子材料不仅减少了对 石化资源的消耗,而且在生产过程中经历的光合作用消耗了 二氧化碳和水,减少了二氧化碳的释放;同时生物质基高分 子材料由于其优异的生物降解性使其具有环境友好的可堆 肥性 [3]。因此,“源于自然,归于自然”的生物质基高分子材 料满足可持续发展的需要,具有巨大的发展潜力,未来将有 广阔的应用市场。在众多的生物质基高分子材料中,聚乳酸 (PLA) 因其植物来源性和良好的生物降解性、生物相容性以 及高的强度等性能优势,未来在取代传统石化基高分子材料 方面具有巨大的潜力 [4]。PLA 是由淀粉或马铃薯、蔗糖、玉
生物降解塑料聚乳酸(PLA)的改性研究进展

生物降解塑料聚乳酸(PLA)的改性研究进展潘文静;白桢慧;苏婷婷;王战勇;李萍【摘要】近些年来国内外在聚乳酸改性方面的研究进展情况进行了综述,其物理改性方法主要包括增塑剂共混改性、成核剂共混改性、无机填料共混改性以及纤维素共混改性等,化学改性方法主要包括共聚改性、扩链改性、交联改性、接枝改性等.最后就目前PLA存在的缺陷进行总结,并对未来PLA改性的发展方向作出展望.%The progress of modification of PLA in recent years.Physical modification aspects include plasticizer blending modification,inorganic filler,nucleating agent and its blending modification and cellulose blending modification,etc.Chemical modification aspects include copolymerization modification,chain extension modification and crosslinking modification,graft modification,etc.Finally,the problems of the modified PLA are pointed out and the future development directions of PLA are prospected.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2017(046)005【总页数】5页(P977-981)【关键词】聚乳酸;改性;进展【作者】潘文静;白桢慧;苏婷婷;王战勇;李萍【作者单位】辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TQ316.6近年来,环境污染和能源短缺问题越来越严重。
聚乳酸(PLA)合成与改性的研究进展

聚乳酸(PLA)合成与改性的研究进展范兆乾【摘要】在无数种类的可降解聚合物中,聚乳酸(PLA)塑料是一种脂肪族聚酯,是具有生物相容性的热塑性塑料,它是目前最具有发展前景的环境友好型塑料材料。
这篇综述提供了目前的PLA市场信息,并介绍了近年来PLA合成和PLA改性方面的研究进展。
%In myriad types of biodegradable polymer, polylactic acid plastic is a kind of aliphatic polyester, it have the biocompatibility of thermoplastic, it is currently the most potential environment - friendly plastic material. The market information are provides in this paper, the advances in the research of PLA synthesis and PLA modification in recent years are introduced.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2011(000)015【总页数】4页(P21-24)【关键词】聚乳酸;PLA;塑料;合成;改性【作者】范兆乾【作者单位】青岛科技大学化工学院,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TQ325目前,全世界塑料年产量已经超过2亿t,相应的,塑料废弃物也逐年增加,严重污染环境,减少废塑料污染的方法之一是使用在自然界无论生物体内外都可以自然降解,不会造成环境污染的生物降解材料。
聚乳酸(Poly Lactic Acid,PLA)就是一种可生物降解材料。
PLA有三种立体化学存在形式,聚L-乳酸(PLLA)、聚D-乳酸(PDLA)和聚DL-乳酸(PDLLA)。
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物材料在力的作用下不易被拉动变形 ,有效改 善材料 的热力 学 性能。纤维改性聚乳酸类材料微观结构示意 图如 图 1 所示 。
第4 5卷第 3期
2 0 1 7年 2月
广
州
化
工
V o 1 . 4 5 N o . 3
F e b . 2 0l 7
聚 乳 酸 生 物可 降解 材 料 填 料 复 合 改 性研 究进 展
汶 少 华
( 西安 工业 大பைடு நூலகம்学材料 与化 工 学院 ,陕 西 西安 7 1 0 0 2 1 )
摘 要 :综述了聚乳酸类生物可降解材料中加入填料的复合改性研究进展,详细阐述了纤维、有机粒子、无机粒子、纳米
粒子等填料 分别 对聚乳酸类生物可 降解材料 复合 改性 后材料性能的影响 ,并针对不 同填料对材料性能 的影 响程度进行 了对 比分析 ,
以及对未来 生物可降解填料对聚乳酸类材料 复合改性 的发展与应用趋势进 行 了展望 ,为新型绿 色生物可 降解 复合材料 的发展奠 定
理局 ( F D A) 批准用作药物控释载体 ,推动 了该 类材料在 生物 医
药 领 域 的研 究 ] 。
凰
浆乳 酸类 材辩
+
纤 维
一
纤 维改t l : 聚乳酸 类 复俞 捌料
P L A按照不 同 的形 态可 分 为 :左旋 聚乳 酸 ( P L L A) 、右旋 聚乳酸 ( P D L A) 、内 消旋 聚乳 酸 ( m e s o — P L A) 、外 消旋 聚 乳 酸 ( P D L L A) 等 。P L A具 有很 多优 异 的性能 如 :高强度 、高模 量 、
了基 础 。
关 键 词 :聚乳酸:复合改性:进展 中 图分 类号 :T B 3 3 2 文献标 志 码 :A 文章编 号 :1 0 0 1 — 9 6 7 7 ( 2 0 1 7 ) 0 3 - 0 0 0 6 - 0 3
Re s e a r c h Pr o g r e s s o n Fi l l e r Mo d i ie f d Bi o d e g r a d a bl e Po l y l a c t i de
Ke y wo r d s :p o l y l a c t i d e;c o mp o s i t e mo d i i f c a t i o n;p r o g r e s s
随着环境 问题 的 日益恶化 , 自然 资源 的严 重短 缺 。绿色 可 降解材料越来越受 到人 们的关注 。聚乳酸 ( P L A) 作为 一种线性
p a ti r c l e s ,n a no —p a r t i c l e s ,a n d S O o n,wa s d e s c r i be d i n d e t a i l ,a n d t h e e f f e c t o f di f f e r e n t il f l e r s o n t he pr o p e ti r e s o f ma t e r i a l s wa s c o mp a r e d . Th e d e v e l o pme n t a n d t he a p pl i c a t i o n t r e n d s o f c o mp o s i t e mo d i ic f a t i o n o f t h e b i o d e g r a d a b l e ma t e r i a l we r e p r o s pe c t e d a s we l l ,p o l y l a c t i de c o mp o s i t e s l a i d t h e f o u nd a t i o n f o r t h e d e v e l o p me n t o f a n e w t y p e o f g r e e n b i o d e g r a d a b l e c o mp o s i t e s .
WEN S h a o— hu a
( S c h o o l o f Ma t e r i a l s S c i e n c e a n d C h e mi c a l E n g i n e e r i n g ,xi ’ a n T e c h n o l o g i c a l U n i v e r s i t y,
S h a a n x i X i ’ a n 7 1 0 0 2 1 , C h i n a )
Ab s t r a c t :Re s e a r c h p r o g r e s s o f t h e c o mp o s i t e mo d i f i c a t i o n o f b i o d e g r a d a b l e p 0 1 y l a c t i d e ma t e r i a l s w i t h i f l l e r s wa s r e v i e we d .T h e p e r f o r ma n c e o f b i o d e g r a d a b l e p o l y l a c t i d e ma t e r i a l s mo d i i f e d b y t h e i f b e r s ,o r g a n i c p a r t i c l e s ,i n o r g a n i c