聚乳酸的研究进展

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聚乳酸材料性能改进研究进展

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。

聚乳酸发泡材料研究进展

聚乳酸发泡材料研究进展

聚乳酸发泡材料研究进展聚乳酸(Polylactic Acid,简称PLA)是一种由乳酸(Lactic Acid)结合聚合而成的生物可降解高分子材料,在环保、生物医学、包装等领域有着广泛的应用前景。

聚乳酸发泡材料作为PLA的一种特殊形态,具有轻质、降解、低成本等特点,因此在材料科学领域受到了越来越多的关注。

本文将介绍聚乳酸发泡材料的研究进展。

聚乳酸发泡材料的制备方法多种多样,包括物理发泡法、化学发泡法和生物发泡法。

其中,物理发泡法是最常用的方法之一、在物理发泡法中,聚乳酸与发泡剂混合,在高温下加热融化,然后急速降温,使发泡剂在聚乳酸中溶解,并释放出气体,形成气泡,从而得到发泡材料。

而化学发泡法则是通过添加化学发泡剂,在适当的温度下进行发泡反应,从而制备出不同孔隙结构的聚乳酸发泡材料。

研究表明,聚乳酸发泡材料具有较好的力学性能和热稳定性。

与传统塑料发泡材料相比,聚乳酸发泡材料具有更好的生物降解性能和环境友好性,可以有效减少对环境的污染。

此外,聚乳酸发泡材料还具有良好的吸声、隔热和抗震性能,因此在建筑、交通和包装等领域具有广泛的应用前景。

在聚乳酸发泡材料的研究方面,主要集中在改善其力学性能和缩小孔隙结构的研究。

研究人员通过改变聚乳酸的组成、结构和添加剂等方法,改善了聚乳酸发泡材料的力学性能。

例如,可以通过共聚物的添加来改善聚乳酸的韧性和延展性。

同时,通过控制发泡条件和添加适量的发泡剂,可以调节聚乳酸发泡材料的孔隙结构,使其具有更好的绝热性能和吸声性能。

此外,研究人员还对聚乳酸发泡材料进行了多方面的应用研究。

例如,聚乳酸发泡材料可以用于制备轻质隔热材料,用于建筑和交通领域,可以有效提高建筑物和交通工具的能源效率。

此外,聚乳酸发泡材料还可以用于包装领域,制备环保的包装材料,用于食品保鲜和保护产品等方面。

总的来说,聚乳酸发泡材料具有广阔的应用前景,并且在材料科学领域的研究也取得了一定的成果。

未来,随着技术的发展和研究的深入,相信聚乳酸发泡材料的性能将进一步提升,应用范围也会更加广泛。

聚乳酸的研究进展

聚乳酸的研究进展

聚乳酸的研究进展摘要乳酸主要应用于食品保健、医药卫生和工业等方面。

聚乳酸是以乳酸为主要原料的聚合物,聚乳酸作为生物可降解材料的一种,对环境友好、无毒害,可应用于组织工程、药物缓释等生物医用材料,以及石油基塑料的替代材料。

本文综述了聚乳酸在可降解塑料,纤维,医用材料,农用地膜,和纺织等领域的应用,并对其发展方向进行了展望。

关键词:聚乳酸聚乳酸纤维生物医药生物降解AbstractLactic acid green chemistry is the basic structure of one of the unit ,Mainly used in food, medicine, sanitation and health care industry, etc。

Poly lactic acid is lactic acid as the main raw material polymer,Poly lactic acid as biodegradable material of a kind,Friendly to environment, non-toxic, can be applied to tissue engineering, drugs such as slow release of biomedical materials,And instead of the petroleum base plastic material。

This paper reviewed the biodegradable polylactic acid in plastic, fiber and medical materials, agricultural plastic sheeting, and textile application in the field, and its developing prospects。

聚乳酸纳米复合材料的研究进展

聚乳酸纳米复合材料的研究进展

聚乳酸纳米复合材料的研究进展曹 丹,吴林波3,李伯耿,黄 源(浙江大学化工系高分子工程研究所,聚合反应工程国家重点实验室,杭州 310027) 摘要:聚乳酸是一种重要的可生物降解Π吸收高分子材料,广泛地用作可降解塑料、纤维和生物材料,市场前景广阔。

它具有与聚烯烃相当的力学强度和加工性能,但耐热性和抗冲性较差。

为满足各种应用的需要,其热性能、力学性能和气体阻隔性等尚需进一步提高。

通过与无机纳米材料复合的方法,可以明显地提高聚乳酸的性能。

本文介绍了近年来聚乳酸有机2无机纳米复合材料的制备、结构与性能等方面的研究进展,对三者的相互关系进行了评述,并对今后的研究方向进行了展望。

关键词:聚乳酸;纳米复合材料;蒙脱土;二氧化硅;碳纳米管;羟基磷灰石聚乳酸(polylactic acid,P LA)是一种重要的可生物降解高分子材料。

它以玉米或薯类淀粉经发酵制得的乳酸为基本原料、经缩聚反应或其二聚体丙交酯的开环聚合反应而制得,在自然界中可生物降解生成二氧化碳和水[1],因而是一种来自自然界、使用后又回归自然界的环境友好材料,也是近年来研究开发最活跃的可生物降解材料之一[2],广泛地应用于包装材料、纤维、农膜、生物医用材料等领域。

但是,聚乳酸耐热性较差,制约了它的应用,同时,其力学性能和气体阻隔性亦有待于进一步提高,以满足不同应用的要求。

这促使人们对聚乳酸进行改性研究,各种聚乳酸改性方法和材料相继出现,如共混、共聚、纳米复合等。

自1984年R oy[3]首次提出纳米复合材料的概念以来,聚合物基纳米复合材料已得到广泛的研究和应用。

由于纳米粒子具有小尺寸效应、大比表面积、强界面结合效应等特性,使纳米复合材料具有优异的性能。

1997年Ogata[4]首次报道聚乳酸纳米复合材料,发现加入蒙脱土可使聚乳酸的结晶性和杨氏模量提高;之后,聚乳酸纳米复合材料得到了很大的发展,相继出现了聚乳酸Π蒙脱土纳米复合材料、聚乳酸Π羟基磷灰石纳米复合材料、聚乳酸Π纳米二氧化硅复合材料、聚乳酸Π纳米碳管复合材料,纳米复合的方法也从溶液共混法、熔融共混法发展到原位聚合法,其耐热、结晶、力学以及气体阻隔等性能得到显著的提高。

聚乳酸纤维的研究进展

聚乳酸纤维的研究进展

PA 的 纺 丝 成 型 较 难 控 制 , 使 P A I 要 L
在纺丝成 形 时具 有 较好 的流 动性 , 必须 达 到

定 的纺丝温 度 。但 是 P A在 高温 下 , L 尤其
经受较 长 时 间的 高 温容 易分 解 。根 据 F m. a
2 聚 乳 酸 纤 维 的制 备
聚乳酸 纤维 的 制备 方 法 , 要 包 括 熔融 主
( n一1H2 +H_∈ ) o _O—CH—C n 0H
性、 抗紫 外线 功能 , 并富有 光泽 和弹性 。在服 装 面料 、 家用 装 饰材 料 、 医用 材 料 、 织 造 材 非
f l J
CH 3 0
料、 生物 可降 解包 装 材 料等 领 域 具 有 广 阔 的
应 用发展 前景 。作为 一种完 全 可生物 降解 对
2 1 2 纺 丝 温 度 ..
应条 件要 求不 高 , 同时 易于 控制 了反 应 的可
逆平衡 , 品 的得 率 和质 量 也 较 好 。但 由于 产
路 线长 、 本高 , 成 在激 烈的市场 竞争 中难 以获 得较 高利润 , 响 了聚乳 酸 及其 衍 生 物 产 品 影
的推 广应 用。
二步 法 是 当 今 生 产 聚 乳 酸 的 主 要 方
法 J 。生 产工序 为 : 酸脱 水 环 化制 成丙 交 乳 酯, 再开 环聚 合制得聚 乳酸 。 丙交 酯开 环聚合是 目前研 究较 为成熟 的

种聚合 方法 , 法可 用的催 化剂较 多 , 反 该 对
壬基苯 酯 ( NP ) 以有 效 地抑 制 聚乳 酸在 T P可 熔融纺 丝过 程中 的降解 【 。 3 J
山 西纺 织服 t 21. t 011

生物可降解材料——聚乳酸的研究进展

生物可降解材料——聚乳酸的研究进展
维普资讯
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

生物医用材料聚乳酸的合成及其改性研究进展

生物医用材料聚乳酸的合成及其改性研究进展

化工进展CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS2020年第39卷第1期开放科学(资源服务)标识码(OSID ):生物医用材料聚乳酸的合成及其改性研究进展詹世平1,2,万泽韬1,2,王景昌1,2,阜金秋1,2,赵启成1,2(1大连大学环境与化学工程学院,辽宁大连116622;2辽宁省化工环保工程技术研究中心,辽宁大连116622)摘要:聚乳酸是一种具有良好生物相容性的可降解生物材料,被广泛应用于医药、医疗和食品包装等领域。

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,研究者在合成方法和改性研究方面也取得了新的成果。

本文阐述了聚乳酸的化学结构和基本特性,常用合成方法,包括阳离子聚合、阴离子聚合和配位聚合的基本概念和应用实例,介绍了近年来发展的酶催化聚合、超临界二氧化碳中聚合等绿色合成方法,着重介绍了聚乳酸亲水改性、pH 响应改性和分支结构改性等几种用于医用方面的改性方法,最后对聚乳酸材料研究发展方向进行了展望,提出在聚乳酸基体中添加极低含量的无机纳米粒子填充物,可显著改善复合材料的性能,指出生物纳米复合包装材料的技术开发是未来几年着重研究的方向。

关键词:聚乳酸;合成方法;改性;生物相容性中图分类号:TB34文献标志码:A文章编号:1000-6613(2020)01-0199-07Synthesis and modification of biomedical material polylactic acidZHAN Shiping 1,2,WAN Zetao 1,2,WANG Jingchang 1,2,FU Jinqiu 1,2,ZHAO Qicheng 1,2(1College of Environmental and Chemical Engineering,Dalian University,Dalian 116622,Liaoning,China;2Chemical andEnvironmental Protection Engineering Research Technology Center,Dalian 116622,Liaoning,China)Abstract:Due to its good biocompatibility and biodegradability,polylactic acid is widely used in thefields of the drug,medicine and food packing and so on.With the progress of science and technology,some new requirements and purposes have been put forward for the properties of polylactic acid materials.Researchers have also made some new achievements in the synthesis methods and the modification research.The chemical constitution and basic properties of polylactic acid were described and the common synthetic methods of polylactic acid were discussed,including the basic concepts and application examples on cationic polymerization,anionic polymerization and coordination polymerization.The green synthetic methods such as enzymatic catalytic polymerization and polymerization in supercritical carbon dioxide developed in recent years were introduced.The hydrophilic modification,pH response modification and branch structure modification of polylactic acid were also emphatically introduced.Finally,the development directions of polylactic acid material research were prospected.It was proposed that adding very low content of inorganic nanoparticles filler into polylactic acid matrix can significantly improve the properties of composite materials.It was pointed out that the development of bio-nanocomposite packaging materials was a development direction of emphasis on research in the next few years.Keywords:polylactic acid;synthetic method;modification;biocompatibility综述与专论DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2019-0656收稿日期:2019-04-24;修改稿日期:2019-06-16。

聚乳酸改性的研究进展

聚乳酸改性的研究进展
第 3 卷第 1 9 期 21 0 1年 1 月






Vol 3 - 9 NO.1

NEW CHEM I CAL MATERI ALS
25 ・
聚 乳 酸 改 性 的 研 究 进 展
李 文 飞 刘 军海
( 西理 工 学院化 学与环境 科 学 学院 , 中 7 3 0 ) 陕 汉 2 0 1
广泛 使用 , 也 促 使 人 们 对 P A 的 改性 展 开 深 入 的研 究 。 这 L
P A 表 面 改 性原 理是 , 用 改 性 剂 改 善 其 表 面 组 织 与 性 L 利
能 , 而提高与其他材料之间 的粘 附性 。通过 表面改性 , 从 赋予 了 P A衍生物 良好 的生物相容性 , L 使其应 用更为 广泛 。如陈 达 [ 等 以两 亲 三 嵌 段 共 聚 物 聚 氧 乙烯 一 苯 醚 一 环 氧 乙 烷 及 1 3 聚 聚 其氨基酸 、 多肽 R D衍生物作为微球制备 过程 中的表 面稳定 G
细胞 行 为 如 细 胞 粘 附 、 殖 等 过 程 的 发 生 , 实 现 对 细 胞 行 为 增 为
的诱 导控制提供了一种新途径 。 田冶 _用低 温等离子体接枝聚合丙烯 酸获得表 面羧基 化 2 ] 的左旋聚乳酸 ( L A) P L 膜并 对其 表 面性 能进 行表征 。结果表 明, 与空 白 P L 膜相 比, 基化 后膜 的亲水 性 得到 显 著提 LA 羧 高 , 面接 触角 由 7 。 表 5减少到 2 。并长时间保 持稳定 ; 9 9 成 4, L 2(
Ha z o g 7 3 0 ) n h n 2 0 1
Ab t a t Th e e rh p o r s fmo ic t n o oyatca i src e rs ac r g e so df ai fp llci cd,whc n ld h mia df ain p y ia i o ih icu ec e c l mo ic t , h scl i o mo i cto df a in,n n -o p st df ain we er ve d te rs ac o u n e eo me tte d wee dsu sd e i a o cm o i mo ic t r e iwe , h e e rh f c sa d d v lp n rn r ic se m— e i o p aial.An h r s e t fmo i e oyatca i c fodwe eds u s das . h tcl y dt ep o p cso df dp llci cds afl r ic se lo i K e r p llci a i y wo ds oya t cd,mo i cto c df ain i
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聚乳酸的研究进展摘要乳酸主要应用于食品保健、医药卫生和工业等方面。

聚乳酸是以乳酸为主要原料的聚合物,聚乳酸作为生物可降解材料的一种,对环境友好、无毒害,可应用于组织工程、药物缓释等生物医用材料,以及石油基塑料的替代材料。

本文综述了聚乳酸在可降解塑料,纤维,医用材料,农用地膜,和纺织等领域的应用,并对其发展方向进行了展望。

关键词:聚乳酸聚乳酸纤维生物医药生物降解AbstractLactic acid green chemistry is the basic structure of one of the unit ,Mainly used in food, medicine, sanitation and health care industry, etc。

Poly lactic acid is lactic acid as the main raw material polymer,Poly lactic acid as biodegradable material of a kind,Friendly to environment, non-toxic, can be applied to tissue engineering, drugs such as slow release of biomedical materials,And instead of the petroleum base plastic material。

This paper reviewed the biodegradable polylactic acid in plastic, fiber and medical materials, agricultural plastic sheeting, and textile application in the field, and its developing prospects。

Key world: PLA PLA fiber Biological medicine Biodegradable前言由于人口的日益膨胀,以及地球上资源和能源的短缺,环境污染日益成为全人类需要急需关注的问题,各国在享受现代科技带来的便利的同时,也应该认识到人类即将面临的及其紧迫的环境危机。

因此绿色化学成为了今国际化学和化工科学创新的主要动力来源,它是未来科学发展最重要的领域之一。

绿色化学是实现污染预防最基本的科学手段,具有极其重要的社会和经济意义。

当今的世界是追求节能环保的时代,可降解塑料无疑就成为国内外关注的绿色产品。

当前研究的可降解塑料主要有,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯共聚物(PBSA)、聚丁二酸∕对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)、光降解性塑料、生物高分子聚合物等等。

聚乳酸作为生物可降解材料之一,因其最突出的优点是具有生物降解性,所以聚乳酸在医药,以及医用材料方面有着广阔的应用前景。

聚乳酸可以通过玉米等农作物发酵生成乳酸聚合制备,单体来源丰富,具有可再生性,它本身及其降解产物不会对环境和生物体产生危害,是最具发展前景的生物降解材料之一。

1.原料乳酸,学名为2-羟基丙酸。

分子中有一个不对称碳原子,具有旋光性,因此有L-乳酸与D-乳酸两种旋光异构体。

工业上生产乳酸的方法有发酵法和化学合成法。

目前国内外的L-乳酸的方法有化学合成法,酶法,微生物发酵法,其中主要用发酵法生产;化学合成法则生成外消旋乳酸,即DL-乳酸。

L-乳酸的分子式为C3H6O3,结构式简式为CH3CHOHCOOH,相对分子质量为90.08。

由于其分子内含有一个不对称碳原子,因此具有旋光性,L-乳酸为右旋,当L-乳酸和D-乳酸等比例混合时,即成为外消旋的DL-乳酸。

60%以上浓度的乳酸具有很强的吸湿性。

L-乳酸分子内含有羟基和羧基,因此有自动酯化能力,脱水能聚合成聚L-乳酸。

一般工业用L-乳酸含量为50%-80%,食品及医药工业用L-乳酸的含量为80%-90%。

乳酸纯品为无色液体,工业品为无色到浅黄色液体。

无气味,具有吸湿性。

能与水、乙醇、甘油混溶,不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚。

在常压下加热分解,浓缩至50%时,部分变成乳酸酐,因此产品中常含有10%-15%的乳酸酐。

乳酸分子存在两种光学对映体(D-乳酸和L-乳酸),其理化性能十分相近,只是旋光性相反,L-乳酸旋光为右旋,而D-乳酸旋光为左旋。

医学研究证明,人体只具有代谢L-乳酸的酶(L-乳酸脱氢酶);而D-乳酸进入人体后,由于不能代谢,使血尿酸度提高,过量的摄入就引起代谢紊乱等不良反应。

为此,世界卫生组织规定,成人每天摄入的D-乳酸量每公斤体重不得超过100毫克,并禁止在婴儿食品中添加 D-乳酸,对L-乳酸无任何限制。

L-丙交酯的结构性质:英文名称:L-Lactide ,分子量:144.13CAS、外观:白色针状晶体、纯度:≥99.5(%)、熔程:96-98℃、水分:≤200ppm。

L-丙交酯的制备方法:首先以L-乳酸为原料,合成了L-丙交酯。

L-丙交酯的制备方法,在500ml的三口烧瓶中加入220ml,80%L-乳酸,磁力搅拌,油浴加热至90℃,同时开启真空系统逐步减压,过程持续2h,在剧烈搅拌下缓慢加入预先称量好的氧化锌。

重新开启真空泵,逐步减压,缓慢升温至110℃,反应体系逐渐粘稠,过程持续数小时直至没有水分蒸出为止。

然后快速降温至常温,关掉真空系统,更换接收装置,重新密封整个反应系统,快速升温至223℃,接收瓶置于冰水浴中,高速搅拌,快速抽真空,此时不断有大量白色液体流出,水浴中迅速凝固结块,2h左右不再有产物蒸出,停止反应。

D-丙交酯的结构性质:外观:无色透明片状或针状晶体、纯度(%)≥99.5、熔点(%):124 ~128、含水量(%):≤0.4、物理化学性质:易水解、易聚合、应低温保存。

D -丙交酯的制备方法:常压脱水温度为125℃,然后加入乙酸锌,继续减压脱水,乙醇是最理想的重结晶溶剂,经三次重结晶制备。

DL-丙交酯的结构性质:英文名称:DL-Lactide 、分子式:C6H8O4 、分子量:144.13CAS 、外观:白色片状晶体、纯度:≥99.5(%)、熔程:122-126℃、水分:≤200ppm[1]。

2.聚乳酸的制备丙交酯(乳酸的环状二聚体)的合成方法有:开环聚合,乳酸的直接聚合,低聚乳酸固相聚合法。

(1)丙交酯的开环聚合此法是目前使用较多的生产方法,合成过程中一般以辛酸亚锡为催化剂,得到的聚丙交酯分子量可达数百万,且聚合过程中不产生水。

(2)乳酸直接聚合利用乳酸分子的羟基和羧基,直接酯化脱水进行缩聚反应合成聚乳酸。

聚乳酸的制备研究始于二十世纪三四十年代,技术关键是反应中产生的水较难完全除去,致使聚合物分子量低于4000,制备的材料强度低,容易分解而无实用性。

由精制的乳酸直接进行聚合,是制备聚乳酸最早也是最简单的方法。

该法生产工艺简单,但得到的聚合物分子量低,且分子量分布较宽,其加工性能等尚不能满足成纤聚合物的需要,而且聚合反应在高于180℃的条件下进行,得到的聚合物极易氧化着色,使应用受到一定的限制[2].(3)低聚乳酸固相聚合法将直接聚合法得到的低分子量的聚乳酸树脂切片,在高真空且聚合温度低于聚合物熔点Tm,高于聚合物玻璃化温度Tg的条件下进行的以提高聚合度,增大分子量为目的的聚合方法。

通过此方法得到的聚乳酸制备的纤维具有更高的强度和更好的加工性能。

3.左旋聚乳酸(PLLA)改性进展(1)纳米复合改性利用纳米复合技术对PLA 进行改性是一种有效提高纯PLA的力学、耐热、气体阻隔等性能的方法,极大地拓展了材料的应用范围。

PLA与纳米材料复合,可以明显地提高PLA 的性能。

纳米SiO2与PLA 复合而成的纳米SiO2复合材料, 既能发挥纳米SiO2自身的小尺寸效应、表面效应以及粒子的协同效应,又兼有PLA本身的优点, 使复合材料具有良好的机械、光、电和磁等功能特性,引起了国内外科学家的广泛关注。

如马红[2]杰报道以乳酸为原料,合成了丙交酯,再进一步制备聚乳酸/ 纳米二氧化硅有机无机复合材料。

实验确定了制备复合材料最优工艺: 以辛酸亚锡为催化剂,其用量为丙交酯用量0.25%( wt,下同),聚合反应时间72h,反应温度140℃,改性纳米SiO2 的用量为丙交酯的5%。

在此条件制得的复合材料中,聚合物的平均分子量为1.5091×105。

通过分析发现:纳米SiO2 与PLA 发生了化学结合,并且均匀的分散于PLA基体中。

PLA 还可与聚酯酰胺类及纳米SiO2 等多元复合, 产物也是一种很有发展前景的绿色材料。

如专利101570625[3]发明了一种聚乳酸/ 超支化聚酯酰胺/ 纳米二氧化硅,三元复合材料及其制备方法。

该复合材料可完全生物降解, 加工性能明显改善,拉伸强度39.3~ 62.5MPa, 拉伸模量0.94~ 1.87GPa, 断裂伸长率6.5~ 340, 缺口冲击强度5.8~26.8kJ/ m2。

此材料有望取代传统非降解塑料, 应用于包装、医用、农用、工程等各个领域, 解决白色污染带来的环境问题。

(2)聚乳酸共混改性PLA 也可与丙烯酸、淀粉共混改性。

如藩丽军[4]制备了丙烯酸、淀粉接枝/ 聚乳酸复合材料。

HBP等脂肪族聚酯虽可以改善PLA 的柔韧性,但改性后材料的成本较高,而塑化淀粉的成本虽低, 但改性效果不显著。

因此,为寻求低成本增韧剂,许多研究者做出了许多探索。

如任洁莹[5]以较低成本丙三醇( G)、己二酸( A)为原料,制备了一种新型PLA 增韧改性剂-聚己二酸丙三醇酯( PGA)。

通过熔融共混的方法制备了PGA/ PLA 共混物,并对其动态热机械性能、冲击强度及相态结构进行了研究,结果表明, PGA 的加入改善了PLA 材料的柔性,PGA 含量为15%的PGA/ PLA 共混物的冲击强度达到48J/ m, 比纯PLA 提高了300%。

PGA/ PLA 共混物可以大幅度改善柔韧性,而且生产成本较低, 是一种很有推广价值与使用价值的增韧添加剂。

而且将聚乳酸与聚己内酯、聚丁烯二酸、聚羟基丁酸酯、聚乙二醇聚脂肪酐,等生物降解高分子共混改性,以及与聚氨酯、聚异戊二醇接枝、聚乙酸乙烯酯共聚物,橡胶等非生物降解材料的共混,可在一定程度上提高其力学性能。

可用普通高聚物的加工方法(如挤出、注塑等)。

首先,熔融缩聚合成较低分子量的PDLA 和PLLA;然后将这两种构型的聚乳酸等量比熔融共混,以形成立体配合物;最后,使熔融态的立体配合物降温进行固相聚合反应,非晶态的聚乳酸链延长为高分子量的有规嵌段外消旋聚乳酸[6-8]。

这种sc-PLA生物高分子材料可用于熔融纺丝和双向拉伸薄膜。

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