生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用演示教学
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。
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。
聚乳酸的合成与改性ppt课件
聚乳酸属于合成脂肪族聚酯，是一种用途非常广泛的 完全可生物降解的新型高分子材料，它以绿色植物经过现 代生物技术生产出的乳酸为原料，再经过特殊的聚合反应 过程生成的高分子材料，也被称为生物质塑料。它是以可 再生能源而非石油资源的生物基高分子，摆脱了人来对石 油资源的过分依赖。
聚乳酸的特点
法
CH3
3-methoxybutan-2-one
1
3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione
丙交酯
聚乳酸(PLA)
丙交酯合成原理
开始人们认为，直接缩合法只
能得到相对分子质量低的低聚物。
聚
直接
如今在反应过程中及时除去产生
乳
缩聚
的小分子水的技术，已有所突破。
酸
直接缩聚的方法日渐成熟
合
成
把乳酸单体进行直接缩合已经成为制备聚
的 乳酸的重要方法，其直接缩聚反应过程如下：
方 法 2
O H
H O C C OH
CH3
2-hydroxypropanoic acid
催化剂
O
H OCC
+
2n
CH3
3-methoxybutan-2-one
nH2O
•
COOH
COOH
OH
H
H
OH
CH3
CH3
左旋的L-PLA
开环 阳离子聚合及配位聚合。用于阳离子聚合的
聚
聚合 引发剂主要包括质子酸、路易斯酸及烷基化
乳
试剂，如三氟甲磺酸、甲基三氟甲磺酸等， 阳离子外消旋不可避免，难以得到高相对分
酸
子质量的聚乳酸。阴离子开环聚合的引发剂
聚乳酸PLA生物可降解材料ppt课件
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
7聚乳酸材料的发展前景
2024/8/6
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
17
4PLA的体外降解
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，通过主链上不稳定的酯键水解 而成低聚物，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应的环 境下，分解过程是循序渐进的。
2 聚乳酸降解概述
2024/8/6
聚乳酸(PLA)属于线型热塑性生物可降 解脂肪族聚酯。
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。
聚乳酸制品废弃在土壤或水中，47天 内会在微生物、水、酸和碱的作用下彻 底分解成CO2和H2O，成为植物光合作用 的原料，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 。
乳酸大量存在时，会导致人体内环境稳态的丧失，尤其是固有的酸碱平衡将被
打破，轻则代谢紊乱，重则危及生命，因此，人体内必须消除乳酸。 直接氧化分解为CO２和H２O
在氧气充足的条件下，骨骼肌、心肌或其它组织细胞能摄取血液中的乳酸，在 乳酸脱氢酶的作用下，将乳酸转变成丙酮酸，然后进入线粒体被彻底氧化分解 ，生成ＣＯ２和Ｈ２Ｏ，通过呼吸道、大小便、汗液排除体外。
降解的主要方式：本体侵蚀。
PLA材料浸入水性介质中或植人体内后，首先发生材料吸水。 水性介质渗入聚合物基质，导致聚合物分子链松弛，酯键开始初 步水解，分子量降低，逐渐降解为低聚物。
生物降解材料聚乳酸的合成与改性工艺的研究
ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｅｉｇｈｔ ｃｏ－ｐｏｌｙｍｅｒ． 、７￣ｒｅ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｗａｓ ｏｂＶｉｏｕｓｌｙ
ｉｍｐｒｏＶｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ Ｔｇ ｗａｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｈｅ ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｃｈａｉｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ ａｎｄ ＤＳＣ ａｎａｌｙｓｉｓ．
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在白色污染日益严重的今天，聚乳酸由于有可降解性以及降解产物的矿化作
用，人们已经开始利用可降解的聚乳酸来代替一般通用聚合物产品。同时，现代
社会的大量能源消耗使得煤和石油等化工原料越来越紧张，传统的高聚物合成又 依赖于从天然资源石油中提取的单体，而石化燃料需数百万年才能产生。可以预 见，随着石油等资源的枯竭，源自石化原料的聚合物生产必将受到限制，与之相
ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｗａｓ ４．５×１ ０４ ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ Ｖｉｓｃｏｓｉｍｅｔｒｙ． Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅ ｔｈｅ ｃｏ－ｐｏｌｙｍｅｒ—ＰＬＡ—ＰＥＧｌ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｌａｃｔｉｄｅ ａｎｄ ＰＥＧ
ａｓ
ｍｏｎｏｍｅｒ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，
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。
聚乳酸的模化制备技术及关键单体的一步法产业示范
聚乳酸的模化制备技术及关键单体的一步法产业示范
目前，聚乳酸（Polylactic acid，PLA）的模化制备技术主要有两种：直接酯交换法和聚合法。
直接酯交换法是一种常用的制备PLA的模法，它主要通过聚酯和乳酸进行酯交换反应得到聚乳酸。
该方法的步骤如下：1. 将聚酯和乳酸混合，并加入催化剂，如锡催化剂或有机酸催化剂。
2. 在一定温度下进行反应，促使聚酯与乳酸发生酯交换反应，形成含有乳酸的聚合物。
3. 分离得到的产物，并通过后续处理步骤进行纯化和制备。
聚合法是另一种常用的制备PLA的方法，它主要通过乳酸的聚合反应得到聚乳酸。
该方法的步骤如下：
1. 将乳酸与催化剂混合，通常使用金属盐或有机碱类催化剂。
2. 在一定温度下进行聚合反应，促使乳酸分子之间发生酯键的连接，形成聚乳酸。
3. 分离得到的聚乳酸产物，并通过后续处理步骤进行纯化和制备。
关键单体乳酸（Lactic acid）的一步法产业示范主要指的是通过一步反应将乳酸转化为聚乳酸的工业化示范。
这种方法可以大幅提高生产效率，并降低生产成本。
这种一步法产业示范的主要步骤是：
1. 提取或合成乳酸。
2. 将乳酸与催化剂混合，如氧化锌、卤化铯等。
3. 在一定温度和压力下进行聚合反应，将乳酸转化为聚乳酸。
4. 分离得到的聚乳酸产物，并进行后续处理和纯化。
聚乳酸是一种具有良好生物可降解性和光学活性的聚合物，广泛应用于塑料制品、纤维、医疗器械等领域。
通过模化制备技术和一步法产业示范，可以实现高效、低成本的聚乳酸生产，推动聚乳酸产业的发展。
聚乳酸ppt
发展历史
1989年 日本钟纺公司与岛津公司合作开发PLA纤维 1994年开发出lactron纤维 1998年开发出用此纤维制造的服饰产品 三井化学 固相缩聚直接合成PLA低聚物 惰性气体 中得到分子质量较高的PLA 帝人公司 纤维级耐热PLA Biofront 熔点210℃
发展历史
德国STFI研究所和Leibniz聚合物研究所 以 PLA为原料的纺黏非织造布 国内 PLA 的生产技术仍处于起步阶段 对纤 维纺丝的生产技术研究少 在生物应用上有所突破 2010年 南开大学 可代替金属材料的骨折内 固定钉
聚乳酸（PLA）发展前景
简而言之：发展前景广阔
国内
追求
环保 绿色 可再生 PLA
国外
低能耗 可持续
聚乳酸（PLA)发展前景
聚乳酸本身具有一些缺点 1、制品有脆性，抗冲击性差、亲水性差 2、降解周期难以控制 3、价格太贵
共混改性 增塑改性 共聚改性
改性
交联改性 表面改性 复合改性
谢谢！
L/O/G/O
四、PLA的应用及 发展前景
L/O/G/O
聚乳酸（PLA）的应用
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
聚乳酸 （PLA）
3、农林渔业材料 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
以玉米淀粉为原料的聚乳酸纤维和织物是脂肪族可完全生物降 解的合成纤维。 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ色纤维
天然纤维
合成纤维
聚乳酸与纤维的比较
聚乳酸纤维具有与聚酯几乎同等强度和伸长， 此外还具有极佳的悬垂性、 滑爽性、 吸湿透气性、 良好的耐热性 抗紫外线功能
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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。
含有亲水性基团的高分子可保持一定的湿度，宜生物降解，同时含有亲水和憎水基的聚合物生物降解性好。
一般分子量大的材料较分子量小的更难生物降解；脂肪族聚合物比相应的芳香族聚合物容易生物降解；支化和交联会降低材料的生物降解性。
另外，材料表面的特性对生物降解也有影响，粗糙表面材料比光滑表面材料更易降解。
影响可生物降解性的化学因素主要有高分子的亲水性、构型、形态结构、链段的活动性、分子量、高聚物的组成以及上述因素之间的相互关系等。
高分子的亲水性越强越易水解，水解酶对酯键、酰胺键和氨基甲酸酯都有较强的作用；无定型态的高聚物比结晶状态容易水解；分子链段越柔顺，玻璃化温度越低，越有利于降解；链段活动性越大，自由体积越大，越容易受到酶的进攻，也就越容易降解；可降解性随着分子量增大而降低；高聚物的组成，如共混、共聚等也影响着高分子的可降解性。
一般情况下只有极性高分子才能与酶相吸附并能很好亲和，因此高分子具有极性是生物降解的必要条件。
具有生物降解性（包括水解）的分子化学结构有：脂肪族酯键、酞键、脂肪族醚键、亚甲基、氨基、酰氨基、烯氨基、芳香族偶氮基、脲基、氨基甲酸乙酯等。
2 聚乳酸的基本性质聚乳酸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，可以分为聚左旋乳酸（PLLA)、聚右旋乳酸（PDLA)和聚消旋乳酸（PDLLA)三种。
具体性能[5]见表1。
其中，常用易得的是PLLA和PDLLA。
PLLA是半结晶性相当硬的材料。
PLLA和PDLA的外消旋体是结晶性的，相反PDLLA是无定形的透明的材料[6]。
聚乳酸的熔点较高，其物理性质介于PET（聚对苯二甲酸类塑料)和PA-6（尼龙塑料)之间，结晶度大、透明度极好，有良好的抗溶剂性、防潮、耐油脂、透气性，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性。
聚乳酸的热稳定性好，适用于吹塑、吸塑、挤出纺丝、注塑和发泡等多种加工方法，可加工成薄膜、包装袋、包装盒、一次性快餐盒、饮料用瓶以及医用材料，使得其在服装、包装、玩具和医疗卫生等领域拥有广泛的应用前景。
3 聚乳酸的合成方法PLA 一般可以通过乳酸的直接缩聚也可以由丙交酯经阴离子型阳离子型和配位型的开环聚合制得。
一般来说乳酸直接聚合或丙交酯（lactide 简称 LA) 的阴离子开环聚合所得到的 PLA 分子量较低因此要合成高分子量高转化率的 PLA 需要采用阳离子型或配位型开环聚合。
3.1 乳酸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。
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，加入催化剂，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-固相缩聚法和反应挤出聚合法等。
直接缩聚法生产工艺简单但一般只能得到分子量小于 1 万的 PLA 当缩聚温度低于 120 时加入脱水剂 ZnO 可以加快缩聚速度 Ajioka 等[7]利用一步法制备出重均分子量达 30 万的PLA 但难于进一步提高分子量且分子量分布较宽其性能不能满足生物医学上的某些需要。
3.2 丙交酯的开环聚合目前研究合成聚乳酸的最多方法是丙交酯的开环聚合，其开环聚合的机理有阳离子聚合、阴离子聚合、配位聚合3种[8]。
3.2.1 阴离子开环聚合1990年 Kricheldorf H. R.[9]以 BzOKPhOK tBuOK 和 BuLi 为催化剂对 L-LA 实施开环聚合。
发现只有当引发剂的碱性较大时如 tBuOK 和BuLi 才可能使 L-LA 发生开环聚合，得到的聚合物分子量也较低，并且在聚合过程中发生聚合物部分消旋化的现象。
Kricheldorf 等[10]报道了 BuMgCl Bu2Mg Mg(Oet)2等对内酯的开环聚合， Mg 有一定的络合能力，反应活性有所提高，但缺点是反应时间过长。
他使用格氏试剂 BuMgCl催化 LA 聚合发现有部分消旋现象得到产物的分子量低。
推断该引发过程伴随有部分阴离子聚合机理，出现离域阴离子。
3.2.2 阳离子型开环聚合阴离子开环聚合反应是以催化剂亲核进攻丙交酯的羰基，酰氧键断裂后生成的。
这类反应一般以强碱为催化剂，如 Na2CO3、KOH、ROLi、ROK 等。
现以 ROLi 为例，反应为[11]：L-丙交酯阴离子开环聚合经常伴有消旋现象，这是由于丙交酯环上的叔碳原子脱质子所致。
这类催化剂反应速度快、活性高，可进行本体或溶液聚合，但副反应极为明显，不利于制备高分子量的聚合物。
3.2.3 配位插入开环聚合配位插入开环聚合反应一般认为是单体上的氧原子与催化剂金属的空轨道配位络合，单体再在金属-碳或金属-烷氧链上进行插入和增长[12]。
催化剂主要为过渡金属有机化合物和氧化物。
这类反应的催化剂种类很多如烷基金属和烷基金属化合物。
如AL(Oi2Pr)3，Sn(Oct)2、烷基稀土配位化合物、BuSnOMe、卟啉铝等。
其中 Sn(Oct)2已成为最常用、最有效的催化剂，其催化剂机理为：卟啉铝作为配位开环聚合的一种催化剂，其引发聚合得到的聚合物的分子量分布非常窄。
而且这种催化剂有很好的立构选择性。
但是这类催化剂的活性不高。
Kricheldorf 等用MgBu2和格氏试剂作为引发体系，发现在有冠醚作溶剂时它们能非常有效地催化 L-丙交酯开环聚合得到分子量高达 100 万的聚合物，但这类催化剂对实验条件要求非常高。
由此可以看出配位插入开环聚合在合成聚乳酸中发挥的重要作用。
4 聚乳酸的改性4.1化学改性4.1.1共聚改性共聚改性是通过调节LA与其他单体的比例来改变聚合物的性能，或由其他单体向PLA提供特殊功能基团，以此来改善PLA的亲水性、结晶性等性能。
宋谋道等[13]采用PEG与丙交醋共聚，制得高分子质量的PLA一PEG一PLA嵌段共聚物。
当PEG含量达到一定程度（如质量分数达到7.7%)后，共聚物出现了屈服拉伸，克服了PLA的脆性。
这种脆性向韧性的转变说明，用PEG改性的PLA是一种综合性能可调控的生物降解材料。
Yoshikuni Teramoto等[14]用几种方法合成了纤维素双乙酸醋与PLA接枝共聚物。
DSC（差示扫描量热仪)测试结果表明，改性后的共聚物均只具有单一的玻璃化转变温度，而且玻璃化转变温度有很大程度的降低，共聚物的摩尔乳酸基取代系数（MS)变大。
当MS升高到14以上时，PLA侧链具有可结晶性。
且共聚物的可拉伸性随着PLA含量提高有很大的提高，当MS》14时，最大断裂伸长达到2000%。
4.1.2表面改性Ainingzhu等[15]通过壳聚糖上的自由氨基与4一叠氮苯甲酸上的梭基进行反应，将4-叠氮苯甲酸固定在壳聚糖上。
利用4-叠氮苯甲酸的光敏性，采用紫外光照射涂抹在PLA薄膜表面的壳聚糖，叠氮基团光解，从而将PLA和壳聚糖共价连接起来。
改性后壳聚糖上的轻基和氨基又可以引人其他的官能团，从而可以对PLA进行进一步的改性，如肝磷脂进一步改性后可在PLA表面形成聚合（高分子)电解质，能防止血小板附着在聚合物表面上，同时还加强了细胞的附着力。
4.2物理改性4.2.1共混改性共混改性是将两种或两种以上的聚合物进行混合，通过聚合物各组分性能的复合来达到改性的目的。
共混物除具有各组分固有的优良性能外，还由于组分间某种协同效应而呈现新的效应。
淀粉是一种可自然降解的亲水性材料，它与PLA的共混物可完全生物降解。
在淀粉与PLA共混物中PLA作为连续母相存在，而淀粉则作为填充剂。
当淀粉含量超过60%，PLA相变的不连续。
PLA与淀粉之间的界面粘合力随着共混物的老化而降低，MDI可以改善这种界面粘合力，从而延缓PLA/淀粉共混物的老化，延缓机械性能的降低。
Kelly S.Anderson 等[16]，则研究了PLA与LL-DPE熔融共混物，发现半结晶的PIA不用增塑剂，通过共混即可改善其韧性，而无定形的PLA，则需要用PLLA、PE嵌段共聚物作增塑剂，才可以通过共混来改善其韧性。
4.2.2增塑改性增塑改性就是在高聚物中混溶一定量的高沸点、低挥发性的低分子量物质，从而改善其机械性能与加工性能。
4.2.3复合改性纤维复合改性主要是为了提高材料的机械性能。
碳纤维因为其高强度和优良的生物相容性成为很好的PLA增强材料。
无机填料掺人PLA中熔融共混制备复合材料，填料的种类影响复合物的机械性能。
掺入子和晶须类填料后复合材料的拉伸模量分别可达3.1-3.7GPa 和3.7-4.5GPa，弯曲模量为4.1-4.8GPa和4.8-6.1GPa。
掺人晶须类填料时复合材料的拉伸模量、拉伸强度以及弯曲模量与填料的体积分数成比例地增长。