聚乳酸综述

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聚乳酸简介

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。

聚乳酸的热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸,注射吹塑。

由聚乳酸制成的产品除能生物降解外,生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好,还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性,因此用途十分广泛,可用作包装材料、纤维和非织造物等,目前主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域。

聚乳酸的优点主要有以下几方面:(1)聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料,使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。

淀粉原料经由发酵过程制成乳酸,再通过化学合成转换成聚乳酸。

其具有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中微生物完全降解,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,这对保护环境非常有利,是公认的环境友好材料。

关爱地球,你我有责。

世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60℃,普通塑料的处理方法依然是焚烧火化,造成大量温室气体排入空气中,而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解,产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收,不会排入空气中,不会造成温室效应。

(2)机械性能及物理性能良好。

聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法,加工方便,应用十分广泛。

可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、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、地垫面等等,市场前景十分看好。

(3)相容性与可降解性良好。

聚乳酸增强增韧研究 文献综述

聚乳酸增强增韧研究 文献综述

---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 聚乳酸增强增韧研究+文献综述摘要本论文以聚乳酸(PLA),聚乙二醇(PEG),纳米氧化镁(MgO),纳米二氧化钛(TiO2)为原料,通过熔融共混,模压成型法制备了PLA/PEG/接枝改性纳米填料复合材料,分别采用傅里叶红外光谱,万能试验机,接触角测试光学显微镜等对接枝改性纳米填料,PLA/PEG/接枝改性纳米填料复合材料的结构,力学性能,亲水性能进行表征,并对纳米复合材料在浓度为1mol/L的NaOH溶液中的降解性能进行初步研究。

对纳米复合材料进行性能研究,结果表明:g-MgO的加入能增加PLA/PEG500万的拉伸强度,且当g-MgO的载入比为3wt%时,PLA/PEG500万/g-MgO复合材料拉伸强度最大;g-TiO2的加入能明显增加PLA/PEG500万的强度,且当g-TiO2的载入比为5wt%时,PLA/PEG500万/g-TiO2复合材料拉伸强度最大。

相较于载入TiO2而言,载入MgO的PLA/PEG500万复合材料整体性能较差。

接触角测试结果表明,g-MgO和g-TiO2都明显提高PLA/PEG体1 / 21系的亲水性能。

在NaOH介质中降解结果表明,纳米复合材料在碱性介质中的降解性能良好。

关键词:聚乳酸;聚乙二醇;氧化镁;二氧化钛;降解性能6435AbstractIn this paper, using polylactic acid (PLA), polyethylene glycol (PEG), nanometer magnesium oxide (MgO), nanometer titanium dioxide (TiO2) as raw material, through melt mixing, molding prepared nanometer composites PLA/PEG/ grafting, respectively by means of Fourier transform infrared spectroscopy, universal testing machine, contact angle measurement of optical microscopy on grafting modified nanometer fillers, the mechanical properties of nanometer filler composite PLA/PEG/ grafted with hydrophilic properties, structure, characterization, and the nanometer composite material for preliminary research for the degradation of NaOH solution of 1mol/L concentration in the. Performance study of nanometer composite material, results showed that:---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------grafting modification and the addition of MgO can increase the intensity of PLA/PEG500W, and when the addition amount of modified MgO ratio was 3wt%, the maximum tensile strength of PLA/PEG500W/g-MgO composites; grafting modification and the addition of TiO2 can significantly increase the strength of PLA /PEG500W, and when the graft modification of TiO2 the added mass ratio was 5wt%, the maximum tensile strength of PLA/PEG500W/g-TiO2 composites. Compared to the load TiO2, the overall performance of PLA/PEG500W composite material is poor in MgO. The test results show that the contact angle, graft modification of MgO and TiO2 obviously improve the hydrophilicity of PLA/PEG system. In the medium of NaOH degradation results showed that, nanometer composite material degradation in alkaline medium good.2.3.2三元复合材料的制备及性能研究113 / 212.4试样制备工序112.4.1无机填料X的偶联剂制备112.4.2接枝改性过的纳米无机填料与PLA熔融共混制备112.4.3聚乳酸复合材料样条的制备112.5聚乳酸复合材料的性能测试122.5.1偶联剂KH550改性无机填料红外光谱(FTIR)测试122.5.2聚乳酸复合材料样条的拉伸性能测试122.5.3接触角测定132.5.4断面形貌观察132.5.5降解性能测试13---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 3结果与讨论143.1偶联剂KH550改性无机填料红外光谱(FTIR)143.1.1偶联剂KH550改性纳米MgO红外光谱143.1.2偶联剂KH550改性纳米TiO2红外光谱153.2PLA/PEG拉伸性能表征153.2.1PLA/PEG6000拉伸性能153.2.2PLA/PEG2万拉伸性能163.2.3PLA/PEG30万拉伸性能173.2.4PLA/PEG500万拉伸性能183.3PLA/PEG500万/g-MgO性能表征205 / 213.3.1PLA/PEG500万/g-MgO拉伸性能203.3.2PLA/PEG500万/g-MgO亲水性能213.3.3PLA/PEG500万/g-MgO降解性能223.4PLA/PEG500万/g-TiO2性能表征23近年来,可降解聚乳酸内骨固定材料越来越受到关注[6,7]。

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。

聚乳酸的性能、合成方法及应用

聚乳酸的性能、合成方法及应用

聚乳酸的性能、合成方法及应用一、本文概述聚乳酸(Polylactic Acid,简称PLA)是一种由可再生植物资源(例如玉米)提取淀粉原料制成的生物降解材料,具有良好的生物相容性和生物降解性。

随着全球环保意识的日益增强和可持续发展理念的深入人心,聚乳酸作为一种环保型高分子材料,其研究和应用受到了广泛的关注。

本文将全面介绍聚乳酸的性能特点、合成方法以及在实际应用中的广泛用途,旨在为读者提供关于聚乳酸的深入理解,推动其在各个领域的应用和发展。

本文首先将对聚乳酸的基本性能进行概述,包括其物理性能、化学性能以及生物相容性和降解性等方面的特点。

接着,将详细介绍聚乳酸的合成方法,包括开环聚合和缩聚法等,并分析不同合成方法的优缺点。

在此基础上,文章还将深入探讨聚乳酸在各个领域的应用情况,如包装材料、医疗领域、汽车制造、农业等。

文章还将对聚乳酸的未来发展趋势进行展望,以期为读者提供全面的聚乳酸知识,并为其在实际应用中的创新和发展提供参考。

二、聚乳酸的性能聚乳酸(PLA)作为一种生物降解塑料,具有一系列独特的性能,使其在众多领域中具有广泛的应用前景。

聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性。

由于其来源于可再生生物质,聚乳酸在自然界中能够被微生物分解为二氧化碳和水,不会对环境造成污染。

这使得聚乳酸在医疗、包装、农业等领域具有广阔的应用空间。

聚乳酸具有较高的机械性能。

通过调整合成方法和工艺条件,可以得到具有优异拉伸强度、模量和断裂伸长率的聚乳酸材料。

这些特性使得聚乳酸在制造包装材料、纤维、薄膜等方面具有显著优势。

聚乳酸还具有良好的加工性能。

它可以在熔融状态下进行热塑性加工,如挤出、注塑、吹塑等,从而制成各种形状和尺寸的制品。

同时,聚乳酸的表面光泽度高,易于印刷和染色,为其在装饰、包装等领域的应用提供了便利。

另外,聚乳酸还具有较好的阻隔性能。

它可以有效地阻止氧气、水分和其他气体的渗透,从而保护包装物品免受外界环境的影响。

聚乳酸简述

聚乳酸简述

聚乳酸的合成、生产、及应用发展简述姓名:(郑州大学力学与工程科学学院工程力学专业)摘要:综述了在目前面临石油危机情况下,聚乳酸作为一种可生物降解的高分子聚合物,在当今社会的发展现状及其前景。

阐述了聚乳酸的生产、主要优点、发展前景等。

关键词:聚乳酸;合成;生产;降解;应用;聚乳酸(英语:Polylactic Acid或Polylactide,缩写:PLA),是一种热塑性脂肪族聚酯。

生产聚乳酸所需的乳酸和丙交酯可以通过可再生资源发酵、脱水、纯化后得到,所得的聚乳酸一般具有良好的机械和加工性能,而聚乳酸产品废弃后又可以通过各种方式快速降解,因此聚乳酸被认为是一种具备良好的使用性能的绿色塑料。

聚乳酸(H-[OCHCH3CO]n-OH)的热稳定性好,加工温度170~230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸,注射吹塑。

由聚乳酸制成的产品除能生物降解外,生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好,光华伟业开发的聚乳酸(PLA)还具有一定的抗菌性、阻燃性和抗紫外性,因此用途十分广泛,可用作包装材料、纤维和非织造物等,主要用于服装(内衣、外衣)、产业(建筑、农业、林业、造纸)和医疗卫生等领域生产乳酸的结构中同时含有羧基和羟基,故乳酸分子之间可以发生酯化反应形成长链。

虽然名叫聚乳酸,但绝大部分羧基已经在聚合反应中反应掉,实际并没有什么酸性,这一点和聚丙烯酸为代表的侧基均为羧基的聚合物不同。

聚乳酸的单体乳酸可以通过化学合成或者通过可再生资源合成。

一般使用玉米、木薯提取出的淀粉,甘蔗和甜菜提取的糖和秸秆等提取的纤维素,经过发酵、脱水等过程获得乳酸。

所获得的乳酸需要进行纯化,才能进行聚乳酸的生产,因为乳酸中含有的微量富马酸和醋酸都会造成聚合反应的终止。

目前生产聚乳酸的途径主要有三条:以乳酸为原料直接缩聚:由于乳酸缩聚反应中逐渐生成的水会引起水解和链转移,所以一般先通过闪蒸等手段除去原料乳酸中残存水分,之后在100°C,1kPa的低压下脱水生成丙交酯和小分子量聚乳酸,然后以氯化亚锡和对甲苯磺酸为催化剂,在160°C温度下进行熔融缩聚,可以得到分子量高于80000的聚乳酸[2]:42。

聚乳酸综合

聚乳酸综合
日本第一工业制药公司开发了可完全生物降解的弱酸性的PLA乳液Plasemer L110,以及专用的PLA增塑剂乳液Plasemer PCZ,用作PLA纤维、薄膜等制品成型时的涂层材料或者黏结剂。
在电子行业已经广泛应用
为了节省石油资源同时减少地球温室效应,进一步拓展由可再生的生物资源制造而来的聚乳酸的应用领域,日本许多公司对PLA在电子电器领域的应用进行了深入研究并取得了卓越的成效。
(五)、光盘盘片
2003年9月三洋Mavic Mcdia和三井化学公司联合开发采用PLA为底板材料制造的面向音乐CD、VCD和CD-ROM盘片“MildDisc”。其称1个玉米棒难生产10张CD盘片。该公司开发出了高速而精密地转印CD模型技术,通过严格模具温度调节和对离子剂的改进,生产了固化速度慢的聚乳酸CD盘片。通过使用生物降解树脂能够解决现有CD盘片废弃时对环境造成的污染。PLA在燃烧时所消耗的能量比PC燃烧时所消耗的能量要少,从而减少二氧化碳的排量。若采用填埋方式,PLA在2-5年就能快速地生物降解,而PC则半永久地残留在土壤中。
(二)、日本富士通公司的笔记本电脑机壳材料
2002年日本富士同公司在上市的“FMV-BIBLO NB”系列笔记本电脑的红外线接收部分采用了质量0.2的纯聚乳酸配件。在2005年富士通春季款笔记本电脑“FMV-BIBLO NB80K”的机壳中,全部采用由日本富士通公司、日本富士通研究所和日本东丽公司3家公司共同开发的PLA/PC合金,机壳重约600G,PLA含量在50%左右。与采用石油类树脂相比,仅机壳一项就能节约1L左右的使用用量。整个产品的生命周期中二氧化碳的排放量方面,对回收的树脂进行热循环处理时,可比现有树脂减少约15%。富士通最新款式笔记本电脑其外壳整体的93%几乎都采用了PLA树脂。

聚乳酸范文

聚乳酸范文

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聚乳酸
聚乳酸(Polylactic Acid, PLA)是一种具有多种应用用途的植物性,可降解型高分子材料,具有更高的绿色环保性和安全性,主要用于生物材
料制品的制造,包括食品容器、包装、医疗器械、非常规包装、农业用品、服装和建筑材料等等。

聚乳酸属于再生聚合物,由再生植物原料(玉米淀粉等)制造而成。

它由特定的微生物(如大肠杆菌)所合成的乳酸母体,经特殊技术催化,
经过多次聚合反应,而成为一种可降解的新型聚合物。

这种聚合物具有良
好的物理和机械性能,可耐摩擦,耐冲击,耐温、耐候,特别地,它还具
有良好的生物相容性和可降解性,所以它被广泛应用在食品及医疗器械的
包装中。

聚乳酸的可降解性是其最大特点,它的降解过程是一个催化反应,也
就是它可以在水中降解,包括葡萄糖、蔗糖、木糖等乳糖,是细菌以葡萄糖、蔗糖等植物糖、木糖、果糖等有机物为原料,利用酶的催化作用,发
生水解分解反应,在温度和pH值条件下,最终经过微生物的分解降解,
释出水、二氧化碳和其它微量物质,回归到大自然,完全不会污染环境。

(完整)聚乳酸综述

(完整)聚乳酸综述

聚乳酸(PLA)的合成及改性研究摘要介绍聚乳酸(PLA)的基本性质、合成方法及应用范围.综述了国内外PLA的改性研究及目前有关PLA性能改进的方法。

概括了PLA在合成改性中需要注意的问题,展望了PLA的发展前景:不断改进、简化和缩短PLA的合成工艺;用新材料、新方法对PLA进行改性,开发出新用途、高性能的PLA材料是PLA的研究方向。

关键词:聚乳酸合成改性前言聚乳酸(PLA)是一种以可再生生物资源为原料的生物基高分子,具有良好的生物降解性、生物相容性、较强的机械性能和易加工性。

聚乳酸材料的开发和应用,不但可解决环境污染问题,更重要的意义在于为以石油资源为基础的塑料工业开辟了取之不尽的原料资源。

此外,由于它的最终降解产物为二氧化碳和水,可由机体正常的新陈代谢排出体外,是具有广泛应用前景的生物医用高分子材料(如可吸收手术缝合线)、烧伤覆盖物、骨折内固定材料、骨缺损修复材料等.近几年来,有应用到纺织材料、包装材料、结构材料、电子材料、发泡材料等更广泛的领域的研究报道.PLA的应用市场空间和发展潜力巨大,有关它的研究一直是可生物降解高分子材料研究领域的热点。

1、聚乳酸的研究背景在石油基高分子材料广泛应用的今天,生物基高分子材料因其具有来源不依耐石油、生物相容性好、可生物降解等突出特点越来越受到关注。

聚乳酸( PLA)作为一种可从淀粉分解、发酵制备原料乳酸,再经聚合获得高分子产物的生物基来源、可生物降解高分子材料,具有良好的应用前景。

但因聚乳酸性能上存在不足( 韧性差,降解不可控,亲水性差,功能性单一等) ,限制了其更为广泛的应用.因此,研究人员在其结构及性能的基础上进行了大量的改性研究,采用化学合成、物理共混、材料复合等方法,试图在物理机械性能、生物降解性能、表面润湿性能以及多功能化等方面有所改善或加强,从而扩展聚乳酸的应用领域。

聚乳酸(PLA)是由人工合成的热塑性脂肪族聚酯。

早在20 世纪初,法国人首先用缩聚的方法合成了PLA【1】;在50 年代,美国Dupont 公司用间接的方法制备出了相对分子质量很高的PLA;60 年代初,美国Cyanamid 公司发现,用PLA 做成可吸收的手术缝合线,可克服以往用多肽制备的缝合线所具有的过敏性;70 年代开始合成高分子量的具有旋光性的D 或L 型PLA,用于药物制剂和外科等方面的研究;80 年代以来,为克服PLA 单靠分子量及分子量分布来调节降解速度的局限,PLA 开始向降解塑料方面发展.作为石油基塑料的可替代品,其最大的缺点就是脆性大、力学强度较低,亲水性差,在自然条件下它降解速率较慢;因此近年来对PLA 的改性己成为研究的热点。

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聚乳酸(PLA)的合成及改性研究摘要介绍聚乳酸(PLA)的基本性质、合成方法及应用范围。

综述了国内外PLA的改性研究及目前有关PLA性能改进的方法.概括了PLA在合成改性中需要注意的问题,展望了PLA的发展前景:不断改进、简化和缩短PLA的合成工艺;用新材料、新方法对PLA进行改性,开发出新用途、高性能的PLA材料是PLA的研究方向。

关键词:聚乳酸合成改性前言聚乳酸(PLA)是一种以可再生生物资源为原料的生物基高分子,具有良好的生物降解性、生物相容性、较强的机械性能和易加工性。

聚乳酸材料的开发和应用,不但可解决环境污染问题,更重要的意义在于为以石油资源为基础的塑料工业开辟了取之不尽的原料资源。

此外,由于它的最终降解产物为二氧化碳和水,可由机体正常的新陈代谢排出体外,是具有广泛应用前景的生物医用高分子材料(如可吸收手术缝合线)、烧伤覆盖物、骨折内固定材料、骨缺损修复材料等。

近几年来,有应用到纺织材料、包装材料、结构材料、电子材料、发泡材料等更广泛的领域的研究报道。

PLA的应用市场空间和发展潜力巨大,有关它的研究一直是可生物降解高分子材料研究领域的热点。

1、聚乳酸的研究背景在石油基高分子材料广泛应用的今天,生物基高分子材料因其具有来源不依耐石油、生物相容性好、可生物降解等突出特点越来越受到关注。

聚乳酸( PLA) 作为一种可从淀粉分解、发酵制备原料乳酸,再经聚合获得高分子产物的生物基来源、可生物降解高分子材料,具有良好的应用前景。

但因聚乳酸性能上存在不足( 韧性差,降解不可控,亲水性差,功能性单一等),限制了其更为广泛的应用。

因此,研究人员在其结构及性能的基础上进行了大量的改性研究,采用化学合成、物理共混、材料复合等方法,试图在物理机械性能、生物降解性能、表面润湿性能以及多功能化等方面有所改善或加强,从而扩展聚乳酸的应用领域。

聚乳酸(PLA)是由人工合成的热塑性脂肪族聚酯。

早在20 世纪初,法国人首先用缩聚的方法合成了PLA【1】;在50 年代,美国Dupont 公司用间接的方法制备出了相对分子质量很高的PLA;60 年代初,美国Cyanamid 公司发现,用PLA 做成可吸收的手术缝合线,可克服以往用多肽制备的缝合线所具有的过敏性;70 年代开始合成高分子量的具有旋光性的D 或L 型PLA,用于药物制剂和外科等方面的研究;80 年代以来,为克服PLA 单靠分子量及分子量分布来调节降解速度的局限,PLA 开始向降解塑料方面发展。

作为石油基塑料的可替代品,其最大的缺点就是脆性大、力学强度较低,亲水性差,在自然条件下它降解速率较慢;因此近年来对PLA 的改性己成为研究的热点。

目前国内外对PLA的改性主要有共聚、共混以及制成复合材料等几种方法【2】。

2、PLA 市场应用概况由于PLA 是一种可降解的、无污染的新型高分子材料,因此应用前景非常广阔。

大部分塑料制品都可用PLA 代替应用,但受到PLA 产品价格因素以及生产技术影响,还不能完全推广。

因此目前PLA产品都应用在高端应用领域,如生物医学领域等,PLA 可应用在以下一些领域.(1)生物医学领域,目前的医用高分子材料使用过程中多少有些副作用,而PLA 基于其优越的生物相容性及其良好的物理性能,降解后生成二氧化碳和水,对人体无任何危害,并且因自然降解患者不用进行二次手术。

因此PLA 可用于组织固定(如骨螺丝钉,固定板和栓) 、药物传送( 如扩散控制)、伤口包扎( 如人造皮肤)以及伤口闭合( 如应用缝合线、外科用品) 等众多用途。

(2)包装领域,PLA 的无害特性使它能在包装领域具有广泛的应用前景,主要可用作包装带、包装用膜、农用薄膜、餐具、食品包装等。

PLA 材料具有光洁的表面和高透明度以及良好的阻隔性能,在某些应用领域完全可以替代聚苯乙烯和PET,从而大大降低白色污染。

(3)纺织领域,PLA 可用纺黏法或熔喷法直接制成无纺布,也可先纺制成短纤维,再经干法或湿法成网制得无纺布.PLA 无纺布可用于农业、园艺等方面,如除草用布等,在医疗卫生方面可用作手术衣、口罩等;在生活用品方面,可用作衣料、地毯、儿童尿布等。

另外,PLA 还可以用在家电领域、玩具市场等,如用于家电外壳、刚性包装、透明窗口膜、各种儿童玩具等。

据统计,PLA 消费市场正在以15% /年的速度增长。

我国目前产能约5 000 t /a,2011 年,我国进口PLA 切片约6 400 t /a,出口PLA 切片约600 t /a,国内消费量约10 800 t /a,进口量约占需求量的53。

7%,随着我国经济的快速发展,这一数字将会进一步提高。

从目前PLA 产业发展来看,虽然PLA 材料具有独特的有优越性能,市场前景十分看好,但PLA 的大批量生产仍受到高生产成本的制约。

大规模工业生产可以使PLA 在与石油基聚合物的竞争中取得一些优势.如果解决了成本问题,PLA 将会带来一场真正的塑料革命。

3、PLA的分类聚乳酸的单体是2 -羟基丙酸(乳酸) ,聚乳酸的结构是脱水乳酸单元的不断重复,由于在乳酸的分子结构中含有一个不对称的碳原子,从而具有旋光性,乳酸有两种旋光异构体,左旋乳酸及右旋乳酸;聚乳酸及单体的结构式如下:图1 聚乳酸及其单体的结构式由于单体的结构不同,故聚乳酸也存在着几种旋光异构体,主要包括: PLLA、次磷双乳酸( PDLA)和PDLLA。

结构决定性质,PLLA 和PDLA 均是半结晶性的聚合物,具有较高的拉伸强度,但其冲击韧性较差,断裂伸长率较低,降解吸收速度慢; 而PDLLA是非结晶性聚合物,其拉伸强度明显低于前者,但其降解速度较快。

4、PLA的合成在实验室对于聚乳酸合成的目的在于了解掌握聚乳酸的合成方法及原理,对聚乳酸的结构、分子量及产率等参数进行测试分析,从而提出基本的合成工艺条件及应用数据.当前节能环保意识备受人们关注,尤其是随着我国“限塑令”的发布,使可自降解替代性塑料的开发生产迫在眉睫。

聚乳酸作为一种生物降解材料,其原料乳酸来源丰富,且具有良好物理性能,是石油基塑料的理想替代材料。

但影响聚乳酸塑料广泛应用的最大问题是合成工艺流程复杂,成本较高。

以玉米、小麦、木芋等植物中提取的淀粉为原料.经过酶分解得到葡萄糖.再通过乳酸菌发酵转变为乳酸,然后经化学合成得到高纯度的PLA。

PLA的合成通常有:(1)直接缩聚法【3—4】.以乳酸、乳酸酯和其他乳酸衍生物等为原料在真空条件下,采用溶剂使之脱水聚合成PLA。

该法生产工艺简单、成本低,且合成的PLA 中不含催化剂.但由于体系中存在杂质且乳酸缩聚是可逆反应,故该法很难得到高相对分子质量的PLA。

具体反应式如下【5】:nHOCH(CH3)COOH_________________→ H CO]n一OH + (n-1)H2OH一[OCH(CH3)CO]n一OH________________→ H一[OCH(CH3)CO]n一OH + H2O 脱水缩聚乳酸低聚物低聚物催化共沸回流PLA若用直接缩聚法获得高相对分子质量PLA.反应中须注意:水的有效脱除.动力学控制.抑制解聚.陈佑宁等【6】采用溶液缩聚法直接合成得到黏均分子量为12 320的PLA。

Achmad等【4】在真空条件下直接缩聚制得PLA.降低了生产成本。

(2)间接聚合法。

由乳酸脱水缩合生成丙交酯再开环聚合成PLA.这种反应可以合成相对分子质量高达(7~10)x105的PLA。

许多学者仔细研究了丙交酯开环聚合的条件(包括催化剂浓度,单体纯度,表面活性剂,聚合真空度、温度、时间等)【7】,其中,最主要的影响因素是丙交酯的纯化及催化剂的选择。

开环聚合所朋的催化剂不同。

聚合机理也不同。

到日前为止。

人们提出了3种丙交酯开环聚合的反应机理:阴离子型开环聚合、阳离子型开环聚合、配位开环聚合。

对于(1)、(2)两种方法的比较:直接脱水缩合生产聚乳酸的方法具有反应成本低,聚合工艺操作简单,但反应需要的时间长,而且因为反应体系中存在乳酸、水、丙交酯和聚酯的平衡,致使合成的聚乳酸材料的相对分子质量不高、强度极低、易分解;而经丙交酯开环聚合制备聚乳酸的过程虽然复杂,但该法可以得到相对分子质量相对较高的聚乳酸材料。

(3)固相聚合法。

将直接缩聚法得到的低相对分子质量树脂在减压真空、温度为玻璃化转变温度和熔点之间的条件下聚合得到,以提高其聚合度,增加相对分子质量,从而提高材料强度和加工性能。

目前国内外对聚乳酸的研究都转向直接缩聚法制聚乳酸。

此外,最近国外正尝试用生物合成法制取聚乳酸,即培养、筛选合适的生物,在体内直接合成聚乳酸,并通过一定的方法提取聚乳酸。

该法可实现清洁生产,同时可进一步降低生产成本、提高产品的各项性能指标,扩大市场应用范围。

5、PLA的改性由于PLA在性质上存在许多局限性而限制了它的应用,同时在实际应用中还有一些特殊的功能性需要,这都促使人们对PLA材料的改性展开深入研究。

国内外对聚乳酸材料的改性主要研究方法与内容如下:(1) 共混法提高力学性能聚乳酸材料的硬、脆性是其显著的缺点。

为了改善这一力学性能,报道中多见的改性方法是共混法.在聚乳酸中加入增塑剂,如聚乙二醇(PEG),聚丙醇(PPG)等。

但由于聚乳酸与一般的石油基高分子相容性不好,研究中发现,增塑剂会与基体树脂发生相分离,随放置时间延长而严重,塑性变形率提高不大,力学强度反而急剧下降。

另一类方法是填充、增强,将聚乳酸与改性后的淀粉,纤维素及其微晶、晶须,玻璃微珠共混,以提高断裂韧性和拉伸强度。

发现由于聚乳酸与填充材料的相容性、极性、结晶性的差别,低界面结合强度成为主要问题。

相比于基体相,界面结合区更易于发生降解或水解,使得材料整体的降解速率和剩余强度不可控。

此外,纳米材料也被用于聚乳酸的改性。

纳米粒子作为结晶成核剂,增加了聚乳酸的结晶速度和结晶度,减小品粒尺寸【8】,使力学性能得到改善。

国内有人采用纳米粘土插层的方法增加材料韧性,提高冲击强度.(2)交联法提高耐热性聚乳酸的结晶速度缓慢,软化温度较低,使其应用领域受到限制.人们通过加入成核剂的方法缩短材料成型中的定型时间,改善材料的耐热性。

成核剂的种类包括聚乙二醇、乳酸低聚物、低分子酯肪酸、酯肪胺和纳米填充剂。

结晶度增大有利于提高材料力学强度和耐热稳定性,但发现,由于聚乳酸分子链上有-C-O —基,使得分子的对称性下降,羧基上的氧原子很容易与相邻链上的氢原子发生氢键作用,影响分子链扩散速度,使得结晶速度非常缓慢,力学强度和热稳定性的提高也是非常有限的.(3) 增塑改性增塑改性是在高聚物中添加一定量的高沸点、低挥发性的低相对分子质量物质,从而改善其机械性能与加工性能.增塑剂是一种加入到材料(通常是塑料、树脂或弹性体)中以改进它们的加工性、可塑性、柔韧性的物质。

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