聚乳酸复合材料共29页
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]。
聚乳酸复合材料的制备与性能研究
聚乳酸复合材料的制备与性能研究随着环保意识的提高和非可再生资源的消耗，聚乳酸复合材料作为一种可生物降解的新型材料，取得了广泛的应用。
它是由聚乳酸以及其他各种高分子材料组成的材料，具有较好的力学性能、生物降解性和可加工性。
本文将从材料制备、结构特征、性能表征和应用前景等方面综述聚乳酸复合材料的最新研究进展。
一、材料制备1、常规方法聚乳酸复合材料的制备方法有很多种，其中最常见的是熔体共混法、溶液共混法和原位聚合法。
熔体共混法是将两种或多种材料熔化混合后再通过挤出或压片等方式制备聚乳酸复合材料。
溶液共混法则是将聚乳酸和其他高分子材料溶解在一种溶剂中，待溶胶共混后再通过溶剂挥发或凝胶成型的方式制备材料。
原位聚合法是在聚乳酸中引入单体，通过聚合反应将其聚合成高分子，与聚乳酸相混合，得到复合材料。
2、改进方法常规方法的制备成本较高、工艺比较复杂。
为了降低制备成本和提高材料性能，人们不断改进聚乳酸复合材料的制备方法。
如金属酸催化剂引发的原位聚合制备聚乳酸聚合物，可获得更高的分子量和更好的热稳定性。
微波辅助制备方法可降低高分子量的制备成本、生产周期和三噁烷残留量。
还有利用超临界二氧化碳工艺合成的聚乳酸复合材料，具有优异的结晶行为和热稳定性。
二、结构特征聚乳酸复合材料的结构特征主要包括相态结构、力学特性、断面形貌等。
研究发现，随着复合系数的增加，复合材料中纤维和填料的分散程度显著提高，造成复合材料的微观结构的变化。
聚乳酸本身是一种不规则的聚合物，因此在制备过程中，往往会引入其他的聚合物或无机材料来改善聚乳酸的特性。
通过改变复合材料中不同材料的用量，可以进一步控制其结构特征。
三、性能表征聚乳酸复合材料的性能表征包括力学性能、生物降解性、热分解性等。
在力学性能方面，复合材料随着添加其他高分子或无机材料的比例提高，强度、刚度也随之提高。
生物降解性是聚乳酸复合材料应用的重要性能之一。
多数研究表明，其生物降解性能均优于单一聚乳酸，且进行组分优化或添加生物催化剂和控肥剂等措施还能进一步提升降解性能。
聚乳酸复合材料
生物可降解聚乳酸材料的研究进展李松（西北工业大学理学院应用化学系，陕西西安710129）摘要：综述了近些年来国内外生物可降解聚乳酸材料（ＰＬＡ）的制备方法，以及利用增塑、共聚、共混、复合改性的方法得到聚乳酸改性材料的研究进展，展望了聚乳酸及其聚乳酸改性材料的发展前景。
关键字：聚乳酸材料生物可降解制备方法改性方法Research Progress of biodegradable polylactic materialLi song(Department of Applied Chemistry，School of Science，Northwestern Polytechnical University，Xi’an 710129，China)Abstract:Reviewed at home and abroad in recent years the preparation methods of biodegradable polylactic material and the new development of polylactic modified materials obtained by the use of the modification methods of plastification, copolymerization, blend and composite. Moreover，the direction of the development of polylactide and polylactic modified materials is projected．Key words: polylactic material; biodegradable; preparation method; modification method1、概述目前所使用的高分子材料如PE，PP，PVC，PS等大多数都有很好的稳定性，在自然界中难以降解，这给环境造成很大污染，因此人们对研究生物可降解材料极为重视。
先进高分子材料——聚乳酸ppt课件
22
• 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
23
聚乳酸及其共聚物的研究与应用是近年 来生物医学材料研究的重要方向，为生物医 学的发展提供了新的手段。
目前国内外学者正从基础和应用两方面 广泛展开对聚乳酸体系的研究开发，重点是 生物降解性试验方法及评价标准、降解机理、 合成加工和应用技术等。随着研究的不断深 入，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将 会越来越广泛和深入。
11
安全性：
聚乳酸是由脂肪族聚酯构成的疏水性结晶性聚 合物，只要不在高温·高湿环境下长时间放置，就 几乎不产生加水分解。作为发酵食品容器也有在 一定时间能够安全使用的质地。 焚化聚乳酸的燃烧热值是焚化传统塑料（如聚 乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸绝对不会释放出 氮化物、硫化物等有毒气体。
12
以PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯） 为例与PLA作比较
Natureworks公司的PLA纤维2004年开始进入我国市场，非纤维用途的 PLA树脂2005年2月进入我国市场，我国目前工业用聚乳酸的制备主要处20 于在实验室
四、PLA的应用 及发展前景
L/O/G/O
21
聚乳酸（PLA)的应用
聚乳酸 （PLA）
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 3、农林渔业材料
——江镇海 2010年《聚乳酸的应用与市场前景》》
30
聚乳酸（PLA)发展前景
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
31
聚乳酸复合材料
效果：柔性提高，玻璃化温度降低明显， 弹性模量下降，断裂伸长率提高，即在一 定程度上韧性增加，生物相容性提高。
共聚改性
背景：均聚PLA为疏水性物质、降解周期难控制 刚性大、难以加工
定义：通过调节乳酸和其他单体的比例来改变聚 合物的性能
例：
FeiJen合成了乳酸与带保护基的L-天冬氨酸、 L-赖氨酸、L-半胱氨酸和L-甘氨酸 的二聚体。 Ohya合成了羟基乙酸与带保护基的L-天冬 氨酸、L-赖氨酸、L-半胱氨酸的二聚体。
骨科固定及组织修复材料
人工合成载体
在修复骨缺损方面，PLGA-MS释放 系统结合生物活性骨诱导蛋白,作为 骨组织工程的生物材料具有重要的 应用意义
机理：
骨形成蛋白(BMP)可诱导未分化 间充质细胞不可逆地分化为软 骨细胞的成骨细胞,为骨缺损修 复重建的重要生长因子。而单 纯的BMP在机体内会发生流失、 降解和吸收,故不能有效地发挥 其骨诱导作用。
聚乳酸及聚乙二醇改性聚乳酸IR谱图
聚乳酸及聚乙二醇改性聚乳酸DSC谱图
聚乳酸及聚乙二醇改性聚乳酸的接触角和吸水率
共混改性
共混改性：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达到改性目 的
按共混组分生物降解性分：
完全生物降解体系
PLA完全生物降解共混体系 PLA／PHA共混体系 PLA／PCL共混体系 PLA／PEO共混体系 PLA／PVP共混体系 PLA／淀粉共混体系
Morita合成了羟基乙酸与带保护基的L-丝氨 酸的二聚体。
聚乙二醇改性聚乳酸共聚物
PLA-PEG-PLA三嵌段共聚物由精制的丙交酯与 聚乙二醇本体聚合而得，以辛酸亚锡为催化剂， 共聚产物用丙酮溶解，蒸馏水中沉淀纯化
聚合温度、时间、聚乙二醇摩尔含量、聚乙二醇链段长度等对共聚物 分子量都有影响
环境友好新型聚乳酸复合材料的研究及应用
环境友好新型聚乳酸复合材料的研究及应用盛敏刚1,2,张金花1,李延红2(1.池州学院工程材料实验中心,安徽池州247000;2.合肥工业大学农产品生物化工教育部重点实验室,安徽合肥230009)摘要:聚乳酸(PLA)复合材料是一类重要的环境友好新型可降解材料。
该材料通常是以PLA 高分子为基体,以无机钙质成分(如羟基磷灰石、磷酸钙、珊瑚、珍珠层)、碳纤维、生物活性成分、有机物等为增强材料复合而成。
概述了近年来国内外通过共聚、共混、复合等改性方法获得PLA 复合材料的研究进展;论述了PLA 复合材料的制备方法、生物相容性、力学性能、开发现状及应用等;指出使用新型的复合工艺、采用超细的无机粒子或纳米增强材料或加入特殊填料,同时开发新型增强物质是PLA 复合材料的发展趋势;展望了PLA 复合材料的应用前景。
关键词:聚乳酸复合材料;降解性;应用中图分类号:O63 文献标志码:A 文章编号:1005-8141(2007)11-1012-03Research Progress and A pplication of Environmental Friendly Polylactic Acids CompositesSHENG Min-gang 1,2,ZHANG Jin-hua 1,LI Yan-hong 2(1.Experiment Center of Engineering Materials,Chizhou College,Chizhou 247000,China;2.Key Laboratory of Bio-process Mini stry of Education,PRC,Hefei University of T echnology,Hefei 230009,China)Abstract:Polylactic acids(PLAs)composi tes were important environ mental friendly and degradable materials.PLAs composi tes was obtained usually by using PLAs as matrix.In this paper,the recent research develop ment on PLAs comp osi tes by means of copolymerizing,blend and composite was described briefly.In terms of different reinforcements or fillers such as inorganic calcium materials (hydroxylapatite,calcium phosphate,coral,nacre),carbon fiber,organic materials and bioactive components,etc,recent progress of PLAs composites were reviewed in details.The preparation,biocompatibili ty,mechanical property and applications of PLAs composites were also introduced.It was pointed out that the researches on the using of novel preparation technology,more tiny inorganic reinforcemen t particle or nanometer or novel reinforcemen ts or fillers were development directions for PLAs composi tes.Finally,the application of PLAs composites was prospected.Key words:polylactic acids composites;degradability;application收稿日期:2007-09-25;修订日期:2007-10-11基金项目:安徽省自然科学基金项目(编号:01044803);安徽省高校青年教师自然科学基金项目(编号:2007jq1186,2007jq1187);池州学院研究生资助项目(编号:X YK200505)。
聚乳酸复合材料31页文档
Hale Waihona Puke 谢谢！聚乳酸复合材料51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
可生物降解聚乳酸复合材料
注：1. EPE和EPP分别代表粒珠法发泡的PE和PP软质发泡材料；2. 发泡率低，强度高、 质硬；发泡率高，材料质轻、缓冲性提高；3. kgf/cm2=98kPa。
PLA发泡材料和相同发泡倍率的EPS性质相似，其中拉伸 强度、压缩强度相当，弯曲强度和模量略高于EPS。
以代替发泡PS为目标，PLA发泡材料能够在缓冲包装、绝 热、农林园艺、填充等许多方面开展应用：
棉花、椰子壳纤维
软木、硬木
天然植物纤维相对玻璃纤维的优势
1. 生态保护性能（生长期短，对环境 要求不高，能量消耗少，对二氧化碳 有强吸收能力）。
2. 可替代人造材料，节约有限石油资 源。
3. 填埋后可生物降解，再生循环利用。 从可持续发展和环境保护理念出发，天然植物纤维增强可 生物降解高分子从而制备生物复合材料具有相当的前景。
应用潜力：
可用于加工各种塑料制品、包装食 品、快餐饭盒、无纺布、工业及民 用布。进而加工成农用织物、保健 织物、抹布、卫生用品、室外防紫 外线织物、帐篷布、地垫面等。 同时，由于聚乳酸相容性与可降解性良好，其在医药领域应 用也非常广泛：可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线 等，低分子聚乳酸作 药物缓释包装剂等。
聚乳酸的耐热改性
表4. PLA用结晶成核剂
种类 名称
单体 金属氧化物
黏土类 无机盐类
石墨 二氧化硅
滑石（水合硅酸镁）、高岭土、黏土、云母、蒙脱土 乳酸型（乳酸钙）、碱性无机铝化合物（Al(OH)3、Al2O3、碳酸铝、 水滑石化合物）、BaSO4、硅酸盐化合物（Na、Al）、GF、贝 壳粉 山梨糖醇化合物、金属磷酸盐、安息香酸盐（Na、K、Ca）、芳香 族和脂肪族酰胺化合物、苯甲酸盐
1. 绝热材料：PLA发泡材料的优良绝热性和保冷性可以用 作冷冻食品、药品等的保温材料及冷冻车等的绝热材料；