聚乳酸降解条件
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。
生物降解材料
生物降解材料聚乳酸及其共聚物的降解研究塑料、橡胶和合成纤维虽然与人类的生活密切相关，但大多数不能自然分解，其废弃物会造成大量的白色污染。
随着非降解塑料所引起的白色污染问题变得越来越严重，寻找可降解的替代材料已经成为必然的趋势。
自20世纪60年代以来，人们开始研究与开发生物可降解聚合物及其制品，以保护环境，实现资源的可循环利用。
20世纪90年代末，生物降解性材料的研究日渐活跃，已经涉及到食品包装、农用薄膜和医用材料等领域。
刚刚工业化的聚乳酸(PLA)就是其中最有发展前景的一种材料，它是新型绿色高分子材料，也是目前综合性能最出色的环保材料之一。
PLA以谷物发酵得到的乳酸(LA)为原料聚合而得，废弃后它能在自然界的微生物、酸、水、碱等介质的作用下完全分解，最终产物是CO2和H2O，不会对环境产生污染。
它具有良好的生物相容性、力学性能和耐水性。
因此，在已经开发的生物材料中，PLA由于来源于天然，完全生物降解，对环境无污染等优点，成为最具有前途的可生物降解高分子材料。
相信随着合成技术的不断提高及应用范围的逐渐扩大，价格问题将不再是阻碍PLA使用的主要因素。
当前对PLA的合成研究较为广泛，而对其降解的探讨则相对较少。
为此，笔者对PLA的降解进行了系统讨论。
对于拓展PLA类高分子材料在工业、药物、农业等方面的应用具有指导意义。
1 PLA的基本性质与降解性能1.1 PLA的基本性质由于乳酸分子中具有一个手性碳原子，根据其光学活性不同可将其分为L-乳酸和D-乳酸，因此乳酸二聚体丙交酯以及其聚合物也存在不同的立体构型。
由它得到的PLA也就具有三种基本立体异构体:聚右旋乳酸(PDLA)、聚左旋乳酸(PLLA)、聚消旋乳酸(PDLLA)。
由于PLA的光学活性不同，使其在聚集态的微观结构上业存在显著的差异，从而导致其力学强度、降解速率、加工性能、硬度等方面存在着很大的差异。
其中，PDLA与PLLA具有结晶性，PDLA为结晶结构，PLLA为半结晶性结构，熔点可高达170～180℃，因此其力学强度好且降解吸收时间也比较长，是制作内植骨固定装置的理想材料。
聚乳酸(PLA)生物可降解材料资料
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聚乳酸降解概述
❖ 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) 。
聚乳酸降解因素
(4)立构规整性的影响：
在碱性条件下， 降解速率为PDLA (PLLA)<P (LDL)A<PDLLA PDLLA 由于甲基处于间同立构或无规立构状态， 对水的吸收
速度较快， 因此降解较快； 而对PLLA及PDLA来说水解分为2个阶 段：第一阶段，水分子扩散进入无定型区，然后发生水解；第二阶段 是晶区的水解，相对来说较为缓慢。 （5)酶
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聚乳酸生物可降解材料
目录
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2021/4/21
1 生物可降解材料概况
2021/4/21
生物降解材料是20世纪80年代后随着环境、能源等矛盾的凸 显而发展起来的新型材料，作为一种可自然降解的材料，在环 保方面起到了独特的作用，其研究和开发已得到迅速发展，作 为解决“白色污染”最为有效的途径，已引起环境专家、材料 学家及更多领域人士的关注。
聚乳酸的端羧基(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 。
内部降解快于表面降解， 这归因于具端羧基的降解产物滞留于 样品内，产生自加速效应 。
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PLA的体内降解
❖ 随着降解进行，材料内部会有越来越多的羧基加速内部材 料的降解，进一步增大内外差异。当内部材料完全转变成 可溶性齐聚物并溶解在水性介质中时，就会形成表面由没 有完全降解的高聚物组成的中空结构。进一步降解才使低 聚物水解为小分子，最后溶解在水性介质中。整个溶蚀过 程是由不溶于水的固体变成水溶性物质。
聚乳酸材料介绍
聚乳酸材料介绍聚乳酸是一种生物可降解的高分子材料，其化学名称为聚乳酸酯（PLA），是由乳酸分子经过聚合反应而成。
它具有优异的物理、化学和机械性能，同时还具有良好的生物相容性和可降解性，被广泛应用于医疗、食品包装、纺织等领域。
聚乳酸材料的物理性质聚乳酸是一种无色透明的高分子材料，在常温下为固体。
它的密度约为1.25 g/cm³，熔点在165-175℃之间。
聚乳酸具有良好的耐热性和耐候性，在高温下也不易变形或变色。
此外，它还具有一定的透光性和柔软性。
聚乳酸材料的化学性质聚乳酸是一种相对稳定的高分子材料，在常规条件下不会发生明显的化学反应。
但在强碱或强酸环境下，聚乳酸会发生水解反应，并最终分解成二氧化碳和水。
这使得它成为一种非常环保的材料，可以有效地减少对环境的污染。
聚乳酸材料的机械性能聚乳酸具有较高的强度和硬度，可以用于制造各种机械零件和工业用品。
它还具有良好的抗拉伸性、弯曲性和冲击性能，在一定程度上可以代替一些传统材料。
此外，聚乳酸还具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，可用于制造化学容器、医疗器械等。
聚乳酸材料的生物相容性由于聚乳酸是一种天然产物，因此它具有良好的生物相容性。
在人体内分解时，它会被分解成二氧化碳和水，并被人体代谢掉。
这使得聚乳酸成为一种理想的医疗材料，在制造缝合线、支架、修复组织等方面应用广泛。
聚乳酸材料的可降解性聚乳酸是一种生物可降解的高分子材料，在自然界中会被微生物分解成二氧化碳和水。
这使得它成为一种环保的材料，可以有效地减少对环境的污染。
此外，聚乳酸还可以通过物理方法（如加热）或化学方法（如水解）来分解，从而实现回收再利用。
聚乳酸材料的应用由于聚乳酸具有良好的物理、化学和机械性能，以及优异的生物相容性和可降解性，因此被广泛应用于医疗、食品包装、纺织等领域。
在医疗领域中，聚乳酸被广泛用于制造缝合线、支架、修复组织等医疗器械。
它具有良好的生物相容性和可降解性，在人体内不会产生任何不良反应。
聚乳酸生物降解的研究进展
聚乳酸生物降解的研究进展一、本文概述随着全球环境问题的日益严峻，特别是塑料废弃物对环境的污染问题，生物降解材料的研究与应用越来越受到人们的关注。
聚乳酸（PLA）作为一种重要的生物降解材料，因其良好的生物相容性、可加工性和环保性，在包装、医疗、农业等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在综述聚乳酸生物降解的研究进展，包括其生物降解机制、影响因素、改性方法以及应用现状，以期为聚乳酸的进一步研究和应用提供参考。
本文首先介绍了聚乳酸的基本性质，包括其分子结构、合成方法以及主要性能。
接着，重点分析了聚乳酸的生物降解机制，包括酶解、微生物降解和动物体降解等过程，并探讨了影响聚乳酸生物降解的主要因素，如结晶度、分子量、添加剂等。
在此基础上，本文综述了聚乳酸的改性方法，包括共聚、共混、填充和表面改性等，以提高其生物降解性能和机械性能。
本文总结了聚乳酸在包装、医疗、农业等领域的应用现状，并展望了其未来的发展趋势。
通过本文的综述，旨在为聚乳酸生物降解的研究与应用提供有益的参考，同时为推动生物降解材料的发展贡献一份力量。
二、聚乳酸的生物降解机理聚乳酸（PLA）的生物降解主要依赖于微生物的作用，这些微生物包括细菌和真菌，它们能够分泌特定的酶来降解PLA。
生物降解过程通常包括两个主要步骤：首先是微生物对PLA表面的附着和酶的产生，然后是酶对PLA的催化水解。
在降解过程中，微生物首先通过其细胞壁上的特定受体识别并附着在PLA表面。
随后，微生物开始分泌能够降解PLA的酶，这些酶主要包括聚乳酸解聚酶和酯酶。
聚乳酸解聚酶能够直接作用于PLA的酯键，将其水解为乳酸单体；而酯酶则能够水解PLA链末端的乳酸单体。
水解产生的乳酸单体可以被微生物进一步利用，通过三羧酸循环等途径转化为二氧化碳和水，或者用于微生物自身的生长和代谢。
这个过程中，微生物扮演了关键的角色，它们不仅能够降解PLA，还能够将降解产生的乳酸完全矿化为无害的物质。
值得注意的是，PLA的生物降解速率受到多种因素的影响，包括PLA的分子量、结晶度、形态、微生物的种类和活性、环境温度和湿度等。
聚乳酸合成及降解
聚乳酸合成及降解《课程设计(一)》课程设计报告设计题目: 聚乳酸合成及降解院系: 化学与材料科学学院专业: 高分子材料与工程学号: 071334129 姓名: 王潇指导教师: 颜永斌生物降解高分子材料———聚乳酸合成及降解的研究进展摘要:简要介绍了生物降解高分子材料聚乳酸的基本性能，对近年来聚乳酸的两种合成方法:开环聚合法和直接缩聚法，以及聚乳酸降解性的研究进展进行了较详细地综述和总结，并对聚乳酸的发展前景进行了展望。
关键词:聚乳酸;合成;降解性能;进展引言自1935年杜邦公司合成出尼龙一66到现在短短几十年时间里，高分子材料已经渗透到国民经济各部门和人们生活的各个方面。
然而，在高分子材料给人们生活带来便利的同时，因其大部分材料不具备生物降解的特性，废弃后引起了严重的环境污染问题。
目前对不可降解制品的处理手段往往是掩埋及焚烧，这样只能缓解环境污染。
而可降解高分子材料的应用能从根本上解决这一问题。
因此，生物可降解高分子材料这一领域的研究也变得活跃起来。
聚乳酸(PLA)就是一种具有优良生物相容性并可完全生物降解的脂肪族聚酯类高分子材料。
它在自然界中的微生物、水、酸、碱等的作用下能完全分解，最终产物是CO 和HO，对环境无污染，可作为环保材料代替传统的聚合物材料。
22同时它在人体内的中间产物乳酸对人体也无毒性，经美国食品和药品管理局(FDA)批准广泛用作药物控释载体、医用手术缝合线及骨折内固定材料等生物医用高分[1，2]子材料。
因此，聚乳酸作为一种新型的可生物降解高分子材料逐步得到人们的重视，世界一些主要的生产商，如美国Cargill Dow聚合物公司，十分看好其发展前景翻。
近些年，国内外对聚乳酸进行了大量的研究，本文综述了聚乳酸合成及其降解特性研究的最新进展。
2 聚乳酸的基本性能聚乳酸(Polylactic acid)，简称PLA，是以谷物发酵得到的乳酸(a一羟基丙酸)为原料聚合而得，由于乳酸分子中具有一个手性碳原子，根据其光学活性不同可分为L一乳酸和D一乳酸。
聚乳酸降解机理及其方法探讨
聚乳酸降解机理及其方法探讨/朱振宇・35・聚乳酸降解机理及其方法探讨*朱振宇，骆光林，任鹏刚(西安理工大学印刷包装工程学院，西安710048)摘要可降解材料聚乳酸是一种高分子聚酯树脂，在自然条件下可降解成二氧化碳和水，对环境十分友好。
凡是能引起酯键断裂的因素都可以使聚乳酸发生降解，分析了聚乳酸间接降解的机理，归纳了引起聚乳酸降解的因素，并对聚乳酸的发展前景做了展望。
关键词聚乳酸共聚物间接降解Study on Degradation Mechanisms and Methods of Poly Lactic AcidZHU Zhenyu，LUO Guanglin，REN Penggang(School of Printing and Packing Engineering, Xi'an University of Technology, Xi'an 710048)Abstract Poly lactic acid is a kind of polyester. It can be degraded into carbon dioxide and water in nature, which do no harm to the environment. Its degradation is resulted from the cleavage of ester bond. The indirect degradation mechanisms of PLA are investigated. The factors affecting degradation are summarized. The development prospect of poly lactic acid is also discussed in the end.Key words poly lactic acid , co-polymer, indirect degradation聚乳酸（PLA）分子结构式如图1[1]，其中的酯键易水解，能在体内或土壤中经微生物的作用降解生成乳酸，代谢最终产物是水和二氧化碳，所以对人体不会产生毒副作用，使用非常安全。
聚乳酸――新型生物降解材料
聚乳酸――新型生物降解材料以天然素材为原料合成新型材料已经成为现今材料科学一个新的发展方向,这种新型材料不仅具有优良的性能,更为重要的是其废弃物可以靠微生物降解,最终生成二氧化碳和水,参加到自然界的生态大循环,对环境的污染可以降至零;同时生物界奇妙的遗传技术也会将材料的特性一代一代地传递下去。
因此,材料学界赋予这种新型材料以一个崭新的名字――新型生物降解材料。
这其中最具有代维普资讯中重检验檀疫2 0 0 6 第9期c I ET N N U RNI N 1 c i D AAT E H A￣P O A Q N以天然素材为原料合成新型材料已经成为现今材料科学一个新的发展方向，这种新型材料不仅具有具有较好的悬垂性和手感，纯纺或与毛、的混纺织物可保形、棉防皱，于适作外套、女装、服、礼内衣、等。
T恤医药行业：主要用途有药物控制释放、材料、术缝合线和眼科材骨手料等。
优良的性能，更为重要的是其废弃物可以靠微生物降解，最终生成二氧化碳和水，参加到自然界的生态大循环，环境的污染可以降至零；对同时生物界奇妙的遗传技术也会将材料的特性一代一代地传递下去。
因此，材料学界赋予这种新型材料()品的缓释：1药聚乳酸及其共聚物根据药物的性质、放要求及给药释途径，可以制成特定的药物剂型，使药物通过扩散等方式在一定时间内，以某一种速率释放到环境中。
()材料：乳酸的性质满足2骨聚了作为人体内的使用的高分子材料I: 11:口杨天以一个崭新的名字――新型生物降解材料。
这其中最具有代表性也是应用最为广泛的当属聚乳酸及其衍生物了。
聚乳酸是利用有机酸(酸)乳为原料(玉米)如生产的新型聚酯材料，字韩必须无毒、合适的生物降解性和良好的生物兼容性以及对某些具体的细胞有一定相互作用的能力的要求。
通过大量的临床试验表明，乳酸作为聚人体内固定材料，入后炎症发生率植低、度高、强术后基本不出现感染情况。
目前国内外正在加快研究和应用步伐，望在血管、有韧带、皮肤、肝脏等组织修复和培养中使用。
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聚乳酸降解条件
聚乳酸的降解条件主要包括温度、水分、酸碱环境和微生物等因素。
1. 温度：聚乳酸的降解速度受温度影响较大，一般在较高温度下降解更快。
一般情况下，聚乳酸的降解温度在60℃左右。
温度过高会导致剧烈的分解反应，而温度过低则会减缓降解速度。
2. 水分：水分对聚乳酸的降解速度也有一定的影响。
聚乳酸的溶解度相对较低，水分的增加会加快聚乳酸的降解。
因此，湿度较高的环境可能促进聚乳酸的降解。
3. 酸碱环境：聚乳酸在酸性或碱性环境下均易于降解。
在强酸或强碱存在的情况下，聚乳酸的降解速度会更快。
这是因为酸碱环境会破坏聚乳酸长链结构，加速其降解。
4. 微生物：某些微生物可以分解聚乳酸，其中包括一些真菌和细菌。
这些微生物通过产生聚乳酸酶来降解聚乳酸。
因此，如果在含有这些微生物的环境中，聚乳酸的降解速度会更快。
需要注意的是，聚乳酸的降解条件是相互影响的，不同的因素综合作用会对降解速度产生不同的影响。
此外，不同类型和品牌的聚乳酸材料可能对降解条件有所差异。