聚乳酸化学改性
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。
聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用

聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用聚乳酸改性是一种重要的化学改性技术,已经广泛应用于化学工业、材料工业和轻工业等领域。
本文以《聚酸改性研究及其在包装领域的应用》为标题,旨在研究聚乳酸改性技术在包装领域的应用。
第一部分,首先,重点介绍了聚乳酸改性技术的原理和基本工艺。
聚乳酸是一种多成分的聚合物,具有良好的膨胀性、耐热性、耐腐蚀性、易涂抹性等优点。
聚乳酸改性技术是在聚乳酸的基础上,通过特殊的工艺,将有机、无机或有机的添加剂加入聚乳酸中,以改变聚乳酸的性质,使其具有更优良的性能。
第二部分,其次,本文介绍了聚乳酸改性在包装领域的应用情况。
聚乳酸改性技术可以改变塑料材料的性能,从而使得其具有更好的性能,如机械强度、耐老化性、耐温度性等。
由此可以使包装材料的性能更好,更有效地保护食品、药品等物品免受空气、温度、湿度等因素影响,延长其保质期,保护它们的安全性和质量。
第三部分,最后,本文讨论了聚乳酸改性在包装领域的局限性及发展前景。
聚乳酸改性技术在一定程度上改善了塑料材料的性能,但也存在一定的局限性,如改性后塑料材料易溶解等。
因此,需要重视塑料材料的耐溶解性测试,以确保其应用的安全性和可靠性。
此外,未来需要继续探索和研发新的改性技术,进一步提高塑料材料的性能,以更好地满足人们对食品、药品的包装要求。
综上所述,聚乳酸改性技术可以改善塑料材料的性能,满足人们对食品、药品包装的需求。
同时,也需要重视塑料材料的耐溶解性,继续研发新的改性技术,以提高材料的性能,更好地应对日益增长的包装需求。
聚乳酸改性是一项重要的技术,已广泛应用于化学工业、材料工业和轻工业等许多领域,尤其是在包装领域发挥了重要作用。
本文旨在通过介绍聚乳酸改性技术的原理及其在包装领域的应用,探讨聚乳酸改性技术的局限性及发展前景,助力聚乳酸改性技术在包装领域的不断发展。
聚乳酸的合成与改性

开环聚合
O O CH3 O O C CH3
Cat
2n
3-methoxybutan-2-one 聚乳酸(PLA)
3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione 丙交酯
丙交酯合成原理
聚 乳 酸 合 成 的 方 法 2
直接 缩聚
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。 如今在反应过程中及时除去产生 的小分子水的技术,已有所突破。 直接缩聚的方法日渐成熟
右旋的D-PLA
左旋的L-PLA和右旋的D-PLA的性能比较
结晶性 玻璃化 温度 Mp 力学 性能 弯曲程度 在生理盐水 中降解半衰期
左旋的 等规立构聚合物, L-PLA
具有光学活性的 55-65 170-180 好 270MPa 3-10个月
半结晶
右 旋 的 无定型非晶聚合 D-PLA 物
50-60
发酵
O H3C CH OH
单体乳酸
C
OH
聚合
燃烧/堆肥 聚纤 产品
CO2 Exhaust
植物
淀粉
乳酸
PLA
燃烧降 解
聚 乳 酸 合 成 的 方 法 1
开环 聚合
首先把乳酸制得丙交酯,然后进行开环 聚合。丙交酯的开环聚合可用阴离子聚合、 阳离子聚合及配位聚合。用于阳离子聚合的 引发剂主要包括质子酸、路易斯酸及烷基化 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 子质量的聚乳酸。阴离子开环聚合的引发剂 有苯甲酸钾、苯酚钾、硬脂酸钾。
可降解高分子材料
聚乳酸
化学1203班刘福来
聚乳酸(PLA)的简介
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。
聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用

聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用聚乳酸是一种热塑性聚合物,它是一种生物降解性材料,含糖类、脂肪和醇类等,它被用作包装材料和低温热塑成型的原料。
聚乳酸的主要优势是可以改性以提高其性能。
近年来,许多研究者致力于研究聚乳酸改性,以提高其抗冲击性、降低其水吸收性,以及改善其热塑成型性能。
此外,聚乳酸改性后还可以增强其耐性,使其具有抗菌、抗真菌和抗污染等特性,可以作为安全可靠的包装材料使用。
聚乳酸改性研究研究聚乳酸改性的主要目的是改善聚乳酸的力学性能和耐热性,以实现包装材料的更高性能。
近年来,为了改善聚乳酸的性能,研究者已开发出多种改性方法。
其中,共聚物基本改性是改变聚乳酸微观结构以提高其力学性能的最为重要的方法之一。
共聚物基改性,可以通过连接多种大分子间的氢键,来制备能够改善聚乳酸性能的氢键聚乳酸。
另外,聚乳酸的改性还可以通过添加小分子和共价基元素以及聚乳酸的缩合反应来实现。
这些改性可以改善聚乳酸的力学性能,增强其抗冲击性,降低其水吸收性,改善其耐热性,以及改善其热塑成型性能。
此外,聚乳酸改性后还可以增强其耐性,使其具有抗菌、抗真菌和抗污染等特性,可以作为安全可靠的包装材料使用。
聚乳酸改性在包装领域的应用聚乳酸改性后的产品具有优良的力学性能,抗冲击性和抗热性,因此,它们可以作为理想的包装材料应用于农产品、保鲜食品、冷冻食品、医药品、化工品、家用电器等的包装。
聚乳酸改性产品的封口性能也是很重要的,它可以提供良好的封口效果,减少包装装物的污染和渗透,从而延长产品的保质期。
此外,该材料的抗真菌、防腐蚀和耐老化性能也是非常重要的,因此,可以将其用作制作各类食品和饮料包装,以保持其质量和口感。
总结聚乳酸作为一种热塑性聚合物,具有生物降解性,它可以改性以提高其性能。
在近年来,多种改性方法,如共聚物基改性、小分子添加、聚乳酸缩合反应等。
这些改性方法可以改善聚乳酸的力学性能,增强其抗冲击性,降低其水吸收性,改善其热塑性,以及改善其耐性,使其具备抗菌、抗真菌和抗污染等特性,可以作为安全可靠的包装材料使用。
聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用

聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用聚乳酸(Polylacticacid,简称PLA)是一种高分子聚合物,主要由乙二醇及相关有机物质合成而成,以生物碳源为原料,不涉及石油等化石燃料,因此是一种绿色环保的材料。
目前,聚乳酸已经被广泛应用在食品包装、生活用品、医疗器械等方面。
本文主要就聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用作一深入探讨。
首先,我们来看看聚乳酸改性研究。
聚乳酸是一种具有优异耐久性、稳定性及耐氧化性的天然高分子聚合物,因此拥有绝佳的应用前景,但由于其缺乏必要的物理性质,因此需要经过改性才能更好地发挥它的威力。
研究人员把不同种类的材料添加到聚乳酸中,使之具备更优的物理性能,以及对温度的耐受能力和耐酸碱性。
这些改性化合物又被称为聚乳酸改性材料,例如添加环氧树脂、聚氨酯树脂、硅胶或水性涂料等,使之具有更高的强度、韧性及水分抗性,从而更有利于应用。
其次,我们来看看聚乳酸改性材料在包装领域的应用。
聚乳酸改性材料可被广泛应用在食品包装、纸箱包装、塑料包装等多种包装形式中。
由于聚乳酸具有很好的耐久性,它能够有效地抵御水分、有机溶剂、光及细菌等,使食品保存更加安全,并且可以保持其原有的质量。
此外,聚乳酸改性材料还可以应用于制作各种型号的安全袋,用于保护物品不受外界的破坏或水分渗透。
最后,聚乳酸改性材料在包装领域的应用拥有着非常广阔的前景。
聚乳酸改性材料具有可降解性、环保性、安全性等优点,使它们可以替代传统的塑料包装,从而可以节约原材料,减少对环境的破坏。
同时,聚乳酸改性材料的抗氧化性能也会大大提高,从而使其能够更好地进行食品包装,保持食品的安全及新鲜度。
综上所述,聚乳酸改性材料在包装领域的应用已经越来越成熟,它被越来越多的企业和消费者所认可,同时在效率及环保方面也取得了显著的成果。
因此,聚乳酸改性材料在未来会取得更大的发展,将逐渐成为一种可持续性的新型包装材料。
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。
聚乳酸改性的研究进展

化
工
新
型
材
料
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
聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用

聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用本文重点介绍了聚乳酸改性的研究及其在包装领域的应用。
从分子结构上来讲,聚乳酸是一种热塑性高分子,它的原料是由乳酸酯的聚合形成。
它能产生热塑性,具有优异的良好特性。
随着传统包装材料的消失和人们追求更加环保的包装材料的需求,聚乳酸的改性正受到越来越多的关注。
聚乳酸改性的研究主要针对其物性、力学性能、耐候性能等方面发展。
首先,聚乳酸改性可以改善材料的流动性,使之更具有流动性。
其次,可以增加材料的硬度,让材料具有更大的强度和抗压性;同时也能增强材料的耐老化性,改善材料的耐潮性。
此外,还可以改善材料的抗拉强度和韧性,改善材料的韧性和热稳定性。
可以看出,聚乳酸改性不仅能改善材料的特性,而且也能提高材料的耐久性和可靠性。
聚乳酸改性在包装领域有着重要的应用。
聚乳酸改性的包装材料具有良好的耐水性,可以用来替代传统的保护性包装。
此外,聚乳酸改性的包装材料还具有优异的耐老化性,使得它们可以成为更为环保的高分子材料,可以抵御高温和湿度,防止物品受潮变质。
此外,聚乳酸改性的包装材料还可以用来制作抗菌性包装,从而是阻止物品内部的微生物污染。
由此可见,聚乳酸改性的包装在抵御腐蚀及避免产品污染方面有着重要的作用。
因此,未来应该加大对聚乳酸改性的研究力度,进一步提高材料的性能和使用寿命,以满足人们对更加环保的包装材料的需求。
总之,聚乳酸改性可以改善材料特性,提高材料的耐久性和可靠性,它在包装领域有着重要的应用,可以抵御腐蚀及阻止产品污染。
在未来,应通过进一步加强聚乳酸改性的研究,提高材料的性能和使用寿命,满足人们对更加环保的包装材料的需求。
本文主要介绍了聚乳酸改性的研究及其在包装领域的应用,从聚乳酸材料的分子结构出发,指出了聚乳酸改性的研究重点,并就聚乳酸改性的应用在包装领域的重要性提出了相关观点和建议。
通过本文的阐述,可以更加全面地理解聚乳酸改性在包装领域的重要作用。
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聚乳酸化学改性的研究
摘要为了改善聚乳酸的使用性能,需要将聚乳酸改性,改善其力学性能、耐热性、柔韧性和作为生物材料所需的亲水性、生物相容性等。
近年来有许多研究者对聚乳酸的改性进行了大量研究。
本文致力于综述各种化学改性的方法如共聚、交联改性、表面改性,并对各种方法进行分析。
关键词聚乳酸化学改性共聚表面改性
0引言
合成聚乳酸的原料来自可再生的农副产品,而且聚乳酸本身可以生物降解、有较好生物相容性,因此聚乳酸在通用材料特别是一次性材料和生物材料等方面有较好的应用前景。
然而聚乳酸的韧性、强度等力学性能和耐热性较差,同时亲水性不高、生物相容性还不能满足作为生物材料的许多要求,因此近年来许多研究者从化学改性、物理改性、复合改性方面进行了大量研究。
而本文将从最有效的改性手段之一-化学改性的进展进行诉述和分析。
1.共聚改性
共聚改性是指将乳酸和其他单体按一定比例进行共聚,以此改善聚乳酸某些性能。
1.1任建敏等【1】分别研究了聚乳酸与聚乙二醇改性聚乳酸的体外降解特性,
通过测定分子量和重量在pH7.4的磷酸盐缓冲液中的变化表征它们的体外降解特性。
结果表明,聚乙二醇改性聚乳酸开始降解的时间早于聚乳酸,在相同时间内,前者的重量下降也较后者明显。
他们提到这些材料的降解与水引起酯基水解有关,降解较快表明亲水性更好,所以聚乙二醇改性聚乳酸亲水性优于聚乳酸,这使得它可能是蛋白抗原等亲水性药物的缓释载体材料。
而乙二醇的比例应该与亲水程度有关,因此研究乙二醇的比例与降解速率的关系对满足不同的缓释效果有重大的意义。
樊国栋等【2】就对在共聚物中PEG 分子量对亲水性能的影响进行了研究,结果表明PEG聚合度为800时亲水性最好,水在其表面的接触角为63。
1.2马来酸酐改性聚乳酸指将乳酸和马来酸酐进行共聚而得到的共聚物。
许多
研究证明了马来酸酐可以改性聚乳酸的亲水性和力学性能。
程艳玲和龚平【3】在不同的pH值的环境下研究了聚乳酸和马来酸酐改性聚乳酸的降解性能,
结果表明聚乳酸在碱性环境中降解更快,而在酸性环境中马来酸酐改性聚乳酸降解更快。
曹雪波等【4】研究了马来酸酐改性聚乳酸的力学性能,结果显示其压缩强度和压缩模量均优于未改性的聚乳酸。
作为生物材料,经常需要更好的力学性能,因此马来酸酐改性聚乳酸在作为组织工程支架材料方面有更好的优势。
当然,力学性能改性也能改善聚乳酸作为环保材料的力学性能要求。
曹雪波等【5】还研究了大鼠成骨细胞在聚乳酸、马来酸酐改性聚乳酸表面的粘附性能。
他们的实验表明:与玻璃材料相比,成骨细胞在聚乳酸表面的粘附力有较大的提升,而在马来酸酐改性聚乳酸表面的粘附力更是提升了近两倍。
这体现了马来酸酐改性聚乳酸对成骨细胞有较好的亲和力。
马来酸酐改性聚乳酸相比聚乳酸有更好的亲水性、力学性能和细胞粘附力,这体现它可能在组织工程材料方面有一定的应用前景。
同时,聚乳酸降解会产生乳酸,这将会导致机体不良反应,因此再次改性消除这种效应对于最终的成功应用是不可或缺的。
为此,罗彦风等【6】合成了基于马来酸酐改性聚乳酸和丁二胺的新型改性聚乳酸BMPLA。
他们测定了BMPLA在12周内降解过程中pH的变化,结果表明降解过程中未出现pH 快速下降的现象,没有表现酸致自加速特征。
丁二胺上的氨基有效地改善了降解产生的酸导致的pH变化,同时阻止了酸催化降解的加速效应。
不仅如此,他们还测定了水接触角,发现这种新型改性聚乳酸相比于聚乳酸和马来酸酐改性,其亲水性有了很大的改性。
这可能与氨基与水形成了氢键有关。
优良的细胞亲和性和降解行为,使得马来酸酐、丁二胺改性聚乳酸在组织工程支架上有良好的应用前景。
1.3 2-甲基烯丙酸异丙氰酸酯改性聚乳酸。
聚乳酸在作为材料时表现出脆性、较低的断裂伸长率,强度和模量也不太高,这大大地限制了它的使用性能。
Bor-Kuan Chen【7】等人将聚乳酸溶解在甲苯中,然后加入2-甲基烯丙酸异氰酸酯和BPO,最终制得了有一定小的交联度和含有氨酯结构的改性聚乳酸。
他们对它的力学性能、热性能和柔性进行了表征,结果发现:相比于聚乳酸,断裂伸长率提高了20倍,耐冲性提高了1.5倍,同时从DSC曲线和熔融指数-温度曲线看改性后的聚乳酸的耐热性并没有降低,即在没牺牲耐热性的情况下提高了力学性能。
韧性和强度的提升使得改性聚乳酸不管在通用材料的使
用上还是生物医学材料应用上有了更好的应用情况。
除了上述共聚单体外,还有许多研究使用了其他的单体,旨在利用其可生物降解特性同时改善其力学性能、亲水性和生物相容性。
如李磊等2008.3【8】以季戊四醇为支化剂将聚乳酸支化,改善了聚乳酸加工时的流动性。
唐智荣等人【9】将U-苄酯保护天冬氨酸的吗啉二酮单体可与丙交酯以很大的比例进行共聚,改善了聚乳酸的亲水性,同时将天冬胺酸引入到了聚乳酸链中,经催化脱去保护基后将可能得到含有反应功能侧链的乳酸-氨基酸共聚物。
罗彦风等人【10】还将I型胶原共价到了乙二胺改性聚乳酸中,形成了一种新型的有良好生物相容性和生物特异性的仿生生物医药材料。
这说明聚乳酸生物医药材料可以通过仿生方法得到更好的使用。
其他共聚单体还有二醇酸、ε-己内酯等。
2表面改性
表面改性是指对材料表面进行化学改性,以此改善材料表面的性质。
表面改性可以有效的改善聚乳酸表面的亲水性。
有许多研究都表面了等离子体改性聚乳酸可以改善亲水性。
杨健等人【11】用无水氨对聚乳酸膜进行等离子体处理,通过测量水接触角发现氨等离子体改性聚乳酸膜的亲水性有了很好的改善;同时对鼠3T3成纤维细胞的培养实验表明改性膜能有效促进细胞在表面的粘附和生长。
常江等人【12】对他们用氨等离子体改性的聚乳酸微球的表面进行X射线表征,发现含氮基团已经接到了其表面。
亲水性改善是由于含氮基团的引入,同时如果通过表面处理的方法引入其他亲水性基团,将有可能获得不同程度亲水性改善的聚乳酸表面。
N. De Geyter 等人【13】用空气和氩气在聚乳酸的表面引入了含氧基团,改善了亲水性;而氮等离子体处理聚乳酸表面引入了含氮基团,测试表征表明引入了含氮基团的聚乳酸表面的亲水性优于引入含氧基团的表面。
除了用等离子体改性聚乳酸表面外,还有许多研究者用不同的方法对聚乳酸表面进行了修饰。
王艺峰等人【14】通过在氨基化聚乳酸表面进行羧甲基香菇多糖与壳聚糖的层层自组装,得到了改性膜,研究发现这种膜有良好的亲水性、血液相容性以及对大肠杆菌抗菌活性。
在聚乳酸表面引入生物多糖,材料的多种性能如亲水性、生物相容性、抗菌性得到很好的改性,体现了这种改性方法十分优良的改性效果。
在材料的表面引入生物
活性物质,可能是实现多种生物材料要求最有效的方法。
作为包装材料时,聚乳酸膜对氧和水的阻隔能力较弱,很难对被包装物进行长期保护,以此为了满足包装材料要求,必须对聚乳酸的阻隔性能进行改善。
吴玲玲【15】利用氧化石墨烯在聚乳酸表面进行层层自组装,然后分析了改性膜对氧和水的阻隔性,实验显示改性膜对水和氧的阻隔性能有了明显提升,同时改性膜仍有良好的透光性。
对氧化石墨烯改性聚乳酸膜的力学性能和热稳定性进行研究,发现改性膜改善了聚乳酸的脆性和耐热性。
因此,这种改性方法将会改变聚乳酸材料在作为包装材料相比传统材料的性能劣势,但作为包装材料较低成本将是另一个迫切解决的问题。
3.结语
聚乳酸的优点在于:原料来源于可再生的农副产品等,绿色环保;可生物降解;生物相容性较好,有良好的生物医药材料应用前景。
物理和复合改性中,添入的物质不一定可生物降解,而化学改性中乳酸分子段占据分子主链或在主链中分段分布,最大化地实现了降解特性。
通用材料应用方面,改性能改善聚乳酸的力学和热性能,但成本的问题限制了聚乳酸的应用。
在未来聚乳酸材料成本的降低和性能近一步向高性能材料靠近将成为改性的热点,而化学改性引入柔性链和刚性结构或交联将成为最重要的方式之一。
生物材料应用方面,改性主要在于:(1)力学性能的优化(2)降解速率可控和对降解后pH 的消除(4)生物相容性的进一步提升(5)氨基酸、多糖等生物分子的引入,现实多功能化。
研究细胞与细胞外基质之间的作用,将为聚乳酸的仿生改性提供不错的参考价值。