聚乳酸合成
乳酸聚合成聚乳酸的条件

乳酸聚合成聚乳酸的条件
1. 温度得合适呀,就像你烤面包要控制好温度一样。
比如在一定温度范围内,乳酸才能更好地聚合成聚乳酸,不然可就不行啦!
2. 催化剂很重要哦,这就好比汽车要有油才能跑起来!没有合适的催化剂,乳酸聚合可就没那么顺利啦!
3. 反应时间也得把握好呀,你想想,做饭还得掌握好火候和时间呢!时间太短或太长,都可能影响聚乳酸的形成呀!
4. 纯度也不能忽视呢,就像你喝果汁肯定希望纯纯的呀!乳酸的纯度高,聚合成聚乳酸才更靠谱嘛!
5. 环境要稳定呀,这就跟人睡觉需要安静的环境一样。
要是环境乱糟糟的,乳酸聚合能安心进行吗?
6. 搅拌也很关键呀,你想想搅拌蛋液才能让它更均匀呀!适当的搅拌能让乳酸更好地聚合呢!
7. 压力也有影响哟,好比气球,压力合适才能保持好形状。
压力不对,乳酸聚合可就不那么完美啦!
8. 原料的质量可不能差呀,就像盖房子要用好材料一样。
质量不好的乳酸,怎么能聚合成好的聚乳酸呢?
9. 反应容器也有讲究呢,这就好像你选个合适的杯子喝水一样。
选对了反应容器,乳酸聚合更顺利呀!
10. 工艺条件要精细呀,这就如同雕刻一件艺术品,得精心雕琢!只有这样,乳酸才能完美地聚合成聚乳酸呀!
我的观点结论就是:要想乳酸成功聚合成聚乳酸,这些条件都得好好把控呀,一个都不能马虎!。
聚乳酸 合成生物学

聚乳酸合成生物学
聚乳酸(PLA)是一种生物可降解聚合物,由乳酸分子通过缩合反应聚合而成。
PLA具有优异的可降解性、生物相容性和机械性能等特点,已广泛应用于医疗、包装、纺织、隔热和建筑等领域。
生物合成PLA的过程可分为以下几个步骤:
1. 乳酸的生产
乳酸可以通过柠檬酸循环、糖酵解或生物发酵等途径生产。
其中,生物发酵法是目前应用最广泛的方法。
生物发酵法是利用乳酸菌、酵母等微生物将可再生资源如糖、淀粉等转化为乳酸。
在乳酸菌发酵中,优良的发酵菌株可提高乳酸产量、纯度和产率等参数。
2. PLA合成
PLA的生物合成可由两种化学方法实现,即酯交换聚合和缩合聚合。
酯交换聚合是指乳酸分子通过开环反应形成环丙烷二酸酯(PDLA)和乙醇,再与另一个乳酸分子缩合形成PLA。
缩合聚合是指先将L-乳酸和D-乳酸与过量的酸催化剂在高温下缩合生成PLA。
3. PLA的后处理
在生物合成PLA后,需要进行后处理以获得所需的物理性质和化学性质。
后处理的过程包括拉伸、热压、改性等。
拉伸可增加PLA的强度和韧性,热压可提高PLA的透明性和耐热性,改性可改善PLA 的耐候性和机械性能等。
综上所述,生物合成PLA是一种高效、可持续和环保的制备方法。
未来,生物合成PLA的技术将进一步发展和完善,为PLA的广泛应用提供更好的支持和保障。
聚乳酸的合成与改性ppt课件

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。
聚乳酸的特点
法
CH3
3-methoxybutan-2-one
1
3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione
丙交酯
聚乳酸(PLA)
丙交酯合成原理
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。
聚
直接
如今在反应过程中及时除去产生
乳
缩聚
的小分子水的技术,已有所突破。
酸
直接缩聚的方法日渐成熟
合
成
把乳酸单体进行直接缩合已经成为制备聚
的 乳酸的重要方法,其直接缩聚反应过程如下:
方 法 2
O H
H O C C OH
CH3
2-hydroxypropanoic acid
催化剂
O
H OCC
+
2n
CH3
3-methoxybutan-2-one
nH2O
•
COOH
COOH
OH
H
H
OH
CH3
CH3
左旋的L-PLA
开环 阳离子聚合及配位聚合。用于阳离子聚合的
聚
聚合 引发剂主要包括质子酸、路易斯酸及烷基化
乳
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
酸
子质量的聚乳酸。阴离子开环聚合的引发剂
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。
丙交酯合成聚乳酸化学方程式

丙交酯合成聚乳酸化学方程式聚乳酸(Poly Lactic Acid,PLA)是一种从可再生植物资源中合成的聚合物,被广泛应用于塑料制品、包装材料、纺织品等领域。
其中,丙交酯是聚乳酸的一种前体,是通过对乳酸进行酯化反应而得到的。
聚乳酸化学方程式如下:C3H6O3 (乳酸) + C4H6O3 (丙交酯) → C6H8O4 (聚乳酸) +C2H4O2 (乙酸)在化学方程式中,左边为反应物,右边为产物。
乳酸和丙交酯在酯化反应的催化下生成聚乳酸和乙酸。
聚乳酸合成的步骤分为乳酸生成和聚合反应两个阶段。
1.乳酸生成阶段:乳酸可以通过多种途径合成,常用的方法是从可再生资源如玉米、甘蔗、木薯等中提取淀粉,再经过转化反应得到乳酸。
具体步骤如下:1.1淀粉水解:将淀粉加入水中形成淀粉糊状物,加热水解成葡萄糖。
(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O61.2葡萄糖发酵:将葡萄糖溶液与酵母一起培养,酵母通过发酵作用将葡萄糖转化为乳酸。
C6H12O6 → 2C3H6O3通过以上两个步骤可以得到乳酸。
2.聚合反应阶段:2.1酯交换反应:将乳酸和丙二醇加入反应釜中,加入酯化催化剂(如硫酸锌),进行酯交换反应。
C3H6O3 + C4H10O2 ⇌ C7H14O5 + C2H8O2在该反应中,乳酸和丙交酯通过交换酯基的方式反应生成酯化产物。
2.2改性反应:为了提高聚乳酸的性能,常常会进行改性反应。
如引入其他共聚单体(如乙酸乙烯酯)或添加剂(如增塑剂、抗氧化剂等)。
2.3聚合反应:将酯交换产物加入聚合反应釜中,以加热的方式进行聚合反应。
在适当的温度和压力下,酯交换产物发生聚合反应,形成高分子聚乳酸。
C7H14O5 → (C6H8O4)n最终得到聚乳酸的产物。
3.产品纯化阶段:得到的聚乳酸需要进行纯化处理,一般包括溶剂抽提、沉淀、干燥等步骤。
最终得到纯净的聚乳酸产品。
综上所述,聚乳酸的合成主要包括乳酸生成和聚合反应两个阶段。
聚乳酸合成

聚乳酸是由生物发酵生产的乳酸经人工化学合成而得的聚合物,但仍保持着良好的生物相容性和生物可降解性,具有与聚酯相似的防渗透性,同时具有与聚苯乙烯相似的光泽度、清晰度和加工性,并提供了比聚烯烃更低温度的可热合性,可采用熔融加工技术,包括纺纱技术进行加工。
因此聚乳酸可以被加工成各种包装用材料,农业、建筑业用的塑料型材、薄膜,以及化工、纺织业用的无纺布、聚酯纤维、医用材料等等。
适合的加工方式有:真空成型、射出成型、吹瓶、透明膜、贴合膜、保鲜膜、纸淋膜,融溶纺丝等。
聚乳酸(PLA)的原料主要为玉米等天然原料,降低了对石油资源的依赖,同时也间接降低了原油炼油等过程中所排放的氮氧化物及硫氧化物等污染气体的排放。
为了摆脱对日趋枯竭的石油资源的依赖,大力开发环境友好的可生物降解的聚合物,替代石油基塑料产品,已成为当前研究开发的热点。
根据我国可持续发展战略,以再生资源为原料,采用生物技术生产可生物降解的聚乳酸(PLA)市场潜力巨大。
将粮食产品深加工,生产高附加值的产品是实现跨越式经济发展的重大举措。
国内聚乳酸市场分析:我国是一个生产塑料树脂材料及消费大国,年生产各类塑料制品近1900多万吨。
大力开发生产对环境友好的EDP塑料制品,势在必行,这有益于减少石油基塑料制品所带来的环境污染和对不可再生石油资源的依赖及消耗。
目前,国内有多家企事业单位从事“聚乳酸〔PLA〕”聚酯材料的研究及应用工作,国家和省及部委也将PLA开发项目列入“九五”、“十五”、“863”、“973”、《火炬计划》、《星火计划》、“十一五”和《国家中长期科学科技发展规划》重点科研攻关项目。
但是,目前国内PLA产业化步伐缓慢,产品经过多年的研发仅有浙江海正集团和上海同杰良生物技术有限公司等较有实力的企事业单位较有成效,江阴杲信也开发了粒子,纤维和无纺布等产品,PLA聚酯材料主要依赖国外进口,由于PLA 原料进口价格比较昂贵,这也限制了PLA高分子材料在我国的应用和发展。
聚乳酸的合成

聚乳酸的合成聚乳酸有两种合成方法,即丙交酯(乳酸的环状二聚体)的开环聚合和乳酸的直接聚合。
丙交酯开环聚合生产工序为:先将乳酸脱水环化制成丙交酯;再将丙交酯开环聚合制得聚乳酸。
其中乳酸的环化和提纯是制备丙交酯的难点和关键,这种方法可制得高分子量的聚乳酸,也较好地满足成纤聚合物和骨固定材料等的要求。
乳酸直接缩聚是由精制的乳酸直接进行聚合,是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,应用受到一定的限制。
由于原料原因,聚乳酸有聚d-乳酸(PDLA)、聚L-乳酸(PLLA)和聚dL-乳酸(PDLLA)之分。
生产纤维一般采用PLLA。
聚乳酸的发展意义聚乳酸在中国应用的意义不仅仅体现在环保方面,对于循环经济、节约型社会的建设也将有积极的作用。
化工塑料的原料提取自不可再生的化石型资源---石油,而石油正在成为一种稀缺的消耗性资源。
提取自植物的聚乳酸显然有着取之不尽的原料供应量,而分解后的聚乳酸又将被植物吸收,形成一个物质的循环利用。
所以聚乳酸有“在地球环境下容易被生物降解的”塑料之称。
而且相对于化工塑料,聚乳酸不会产生更多的二氧化碳。
因为聚乳酸的原料---玉米在生长过程中通过植物的光合作用,又会消耗二氧化碳。
此外,聚乳酸的产业化将大大提高农作物的附加值。
以玉米为例,中国每年库存达3000多万吨,且大部分被当作了饲料,如果用于生产聚乳酸,形成“玉米-乳酸-聚乳酸-共聚共混物-各种应用制品”的产业链,可大大提高玉米的价格,提高农民收益。
之前,农用薄膜和方便食品的包装或餐具已经使用了聚乳酸。
但是,同利用石油和天然气制造的塑料比较起来,利用植物制造的这种聚乳酸塑料,成本较高,而且在60℃左右就会变形。
由于存在着这些缺点,这种材料至今难以普及。
尽管如此,人们还是非常看好聚乳酸。
pla的合成路线及方法

pla的合成路线及方法PLA(聚乳酸)是一种可生物降解的聚合物材料,具有广泛的应用领域。
本文将介绍PLA的合成路线及方法。
一、聚乳酸的合成路线聚乳酸的合成主要有两种路线,即乙酯化法和直接聚合法。
1. 乙酯化法:该方法是将乳酸酯进行酯交换反应,生成聚乳酸。
具体步骤如下:(1)将乳酸酯与过量的醇反应,生成酯化产物。
(2)将酯化产物进行酯交换反应,去除副产物。
(3)将反应产物经过脱溶剂和脱色处理,得到纯净的聚乳酸。
乙酯化法的优点是反应条件温和,反应产率较高,但醇的选择和酯交换反应的副产物处理对产品质量有一定影响。
2. 直接聚合法:该方法是将乳酸进行聚合反应,生成聚乳酸。
具体步骤如下:(1)将乳酸加热至一定温度,使其熔化。
(2)在惰性气氛下,通过开环聚合反应,将乳酸分子连接成长链聚合物。
(3)得到的聚乳酸产品经过冷却、固化和后处理,得到所需的产品。
直接聚合法的优点是反应简单,无需醇的参与,但反应条件要求高,且聚合产物的分子量分布较广。
二、聚乳酸的合成方法1. 乙酯化法的合成方法:(1)醇的选择:常用的醇有甲醇、乙醇等,选择不同的醇会对最终聚乳酸的性能产生影响。
(2)酯交换反应:乳酸酯与醇反应时,通常需要在催化剂的作用下进行。
催化剂可以选择碱性催化剂或金属盐类。
(3)脱溶剂和脱色处理:通过蒸馏和活性炭吸附等方法,去除反应中产生的溶剂和色素等杂质。
2. 直接聚合法的合成方法:(1)乳酸的纯化:通过蒸馏和结晶等方法,将乳酸纯化,去除杂质。
(2)开环聚合反应:在惰性气氛下,将乳酸加热至熔点以上,通过催化剂的作用,实现乳酸分子间的酯键开裂和聚合。
(3)冷却、固化和后处理:将聚合反应得到的聚乳酸冷却,固化成固体,然后经过后处理,如热处理、抽真空等,得到所需的产品。
三、PLA的应用领域PLA具有良好的生物降解性、可加工性和可塑性,因此在许多领域得到广泛应用。
1. 包装领域:PLA可用于食品包装、药品包装等。
由于其生物降解性,可以减少对环境的污染。
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河北工业大学化工学院研究型开放实验报告题目:聚乳酸的合成作者:姓名:马伟佳班级:高分子材料与工程C092班学号: 096363 成绩:合作者:姓名:陈超班级:高分子材料与工程C091班学号: 096343指导教师:张庆新教授2012年 9月12日聚乳酸的合成姓名:陈超班级:高分子C091 指导教师:张庆新日期:2012.7—10摘要本文研究了丙交脂开环聚合合成聚乳酸的制备工艺。
先通过优化实验得到高纯度,高收率的丙交脂,再以自制丙交脂为原料合成聚乳酸。
在丙交脂制备工艺优化过程中,通过控制脱水时间和催化剂加入量调控低聚乳酸的相对分子量。
在丙交脂的制备过程中以50mL(AP)乳酸为原料,3.0mL辛酸亚锡(CP)为催化剂,减压脱水温度为127℃,初始解聚温度为150℃,甘油加入量为7mL,最终解聚温度为210℃,得到的粗丙交酯经重结晶,抽滤、干燥作为下一步反应的原料。
在聚乳酸合成工艺优化过程中,以实验室现有工艺条件为基础,采用减压蒸馏的方法,三次重结晶丙交脂为原料,并与催化剂辛酸亚锡的摩尔比控制在(25~50):1,通氮气保护,真空度-0.08MPa(仪器问题,致使真空度偏小、未达到理想真空度),反应24h,产物黏均分子量为145.3万((氯仿为溶剂,乌氏黏度计测量,(30.0士0.1)℃[η]=2.27×10M)而GPC法所测分子量。
关键词:乳酸丙交酯开环聚合聚乳酸一、综述如今随着科学与社会的发展,环境和资源问题越来越受到人们的重视,成为全球性问题。
以原油为原料的塑料材料应用广泛,但其使用后很难回收利用了,造成了目前比较严重的“白色污染”问题。
由于石油资源不可再生,因而以石油资源为原料的工业产品大量不合理使用给人类带来了严重的资源短缺问题。
可降解材料的出现,特别是其他原材料的可再生性为解决这一问题提供了有效的手段。
聚乳酸(Polylactic acid,PLA2030年全球温度将升至60不会排入空气中,不会造成温室效应。
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。
⑶相容性与可降解性良好。
聚乳酸在医药领域应用也非常广泛,如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。
⑷除了有生物可降解塑料的基本的特性外,还具备有自己独特的特性。
传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。
⑸聚乳酸(PLA)和石化合成塑料的基本物性类似,也就是说,它可以广泛地用来制造各种应用产品。
聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明度,是其它生物可降解产品无法提供的。
⑹具有最良好的抗拉强度及延展度,聚乳酸也可以各种普通加工方式生产,例如:熔化挤出成型,射出成型,吹膜成型,发泡成型及真空成型,与目前广泛所使用的聚合物有类似的成形条件,此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。
如此,聚乳酸就可以应各不同业界的需求,制成各式各样的应用产品。
⑺薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧二碳性,它也具有隔离气味的特性。
病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面,故有安全及卫生的疑虑,然而,聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。
⑻当焚化聚乳酸(PLA)时,其燃烧热值出氮化物、硫化物等有毒气体。
人体也含有以单体形态存在的乳酸,这就表示了这种分解性产品具有的安全性。
总的来说,PLA的制备是以乳酸为原材料进行合成的。
目前合成方法有很多种,较为成熟的是乳酸直接缩聚法,另一种是先由乳酸合成丙交酯,再在催化剂的作用下开环聚合,另外还有一种固相聚合法。
1.乳酸直接聚合法直接聚合法早在20世界30—40年代就已经开始研究,但是由于涉及反应中的水脱除等关键技术还不能得到很好的解决,所以其产物的分子量较低(均在4000以下),强度极低,易分解,没有实用性。
直接法的主要特点是合成的聚乳酸不含催化剂,因此缩聚反应进行到一定程度时体系会出现平衡态,需要升温加压打破反应平衡,反应条件相对苛刻。
近几年来,通过技术的创新与改进,直接聚合法取得了一定的进展,应该在不久的将来随着技术的不断成熟,能够应用于工业化的大生产中去。
2.开环聚合法丙交酯开环聚合是目前研究最多的合成聚乳酸的方法,也是一种获得高分子量聚乳酸的有效方法,即先将乳酸脱水缩合得到的丙交酯分离出来,再在催化剂作用下开环聚合得到聚乳酸,分子量可以用催化剂浓度及聚合体系的真空度来控制,这种方法得到的产品分子量较高。
根据所用催化剂种类的不同丙交酯开环聚合可按阳离子聚合、阴离子聚合、配位聚合三种方式进行。
用于丙交酯开环聚合的阳离子催化剂可分为三类:质子酸、路易斯酸、烷基化试剂。
这类催化剂只能催化内酯本体聚合,且产物分子量不高。
阴离子开环聚合的催化剂为强碱,这列催化剂反应速度快,活性高,可进行本体或溶液聚合,但副反应极为明显,不利于制备高分子量的聚合物。
配位开环聚合,也称配位–插入聚合,研究最深,应用最广。
催化剂主要为几种金属有机化合物和氧化物。
金属有机化合物可分为三类:烷基(或芳基)金属、烷氧基金属和羧酸盐。
其中催化剂辛酸亚锡的催化效率高,并已经通过美国食品医药局检验可作为食品添加剂,从而成为最常用的催化剂。
3.固相聚合法这种方法是将直接聚合法得到的低分子量树脂在减压真空、温度在Tg—Tm之间的条件下进行聚合反应得到,以提高其聚合度,增加分子量,从而提高材料强度和加工性能。
二、实验部分1.实验药品与仪器:乳酸(AR)、辛酸亚锡(CP)、甘油(AR)、乙醇(AR)、苯(AR)、氮气、冰块;250mL单口圆底烧瓶、直形冷凝管、尾接瓶、三口接头、油浴锅、真空泵、油泵、抽滤瓶、分析天平、磁子、量筒2.实验步骤:⑴丙交酯的制备:①取50mL乳酸,加入3mL辛酸亚锡作为催化剂,加入250mL单口圆底烧瓶中,并加入磁子,安装冷凝管、尾接瓶及减压蒸馏装置;以甲基硅油油浴为热源,电子继电器控温装置控制油浴温度,在127℃下常压脱水至无冷凝水蒸出,停止反应。
②在除去脱水反应尾接瓶中水后,按照第一步脱水反应的装置,加入甘油,在蒸馏头和冷凝管之间加一个装有保温套的三口接头,下接接收瓶并置于冰水浴中。
开始第二步解聚反应,初始解聚温度为150℃,快速升温,迅速减压至油泵所能够达到的最高真空度,升温至200℃以上,接收馏出产物,迅速升温至所需的最终解聚温度210℃,至反应瓶中再无馏出液蒸出,停止反应。
③用蒸馏水冲洗冷凝管及接受瓶中蒸出的粘稠白色糊状物,使馏出液充分析晶,用水冲洗去反应产物中乳酸、低聚物等杂质,并研磨至无结块后,抽滤,产物放入真空干燥箱中干燥至恒重,称重⑵丙交酯重结晶:①在圆底烧瓶中加入上步反应中所制得的丙交酯,置于80℃水浴锅中,慢慢加入一定比例量的乙醇溶剂,直至丙交酯完全溶解。
②让烧瓶在冰水浴中冷却,静置,结晶,减压过滤,分离出晶体,置于真空干燥器中干燥。
⑶聚乳酸的合成:①称取3g自制丙交酯为原料,0.15g辛酸亚锡为催化剂,加入到250mL的单口圆底烧瓶中,加入磁子,安装抽滤头及减压装置,减压至高真空(实际只达0.08MPa),缓慢加热至烧瓶中固体完全溶解再封管,充分抽取出溶剂;然后烧瓶在油浴中加热,同时通氮气保护。
控制油浴温度在130℃左右,聚合24h 后停止反应。
三、实验结果与讨论1.热分析(DSC)DSC 分析条件:采用Diamond DSC 差式扫描量热仪,氮气保护,升温速度5℃/min,从0℃扫描到300℃。
聚乳酸的DSC 分析图如下所示:聚乳酸的DSC曲线又图可以看出130℃左右出现一小峰,183℃左右出现一大峰,推断实验制得聚乳酸熔点为183℃;但通过凝胶色谱法(GPC)测得该聚乳酸分子量不足1万熔点不到100℃,由此知推断并不准确,高峰可能是由于聚乳酸中的杂质在高温下分解导致。
2.乌氏粘度计测定粘均分子量●仪器:恒温槽1 套,移液管(5mL、10mL)各1 支,乌氏粘度计(φ0.49)1 支,秒表1 个,容量瓶(25mL)1 个,洗耳球 1 个,砂芯漏斗 1 只,电吹风 1 个,25mL 容量瓶2个,大小烧杯若干●试剂:苯(AR)●实验步骤:(1)配置溶液用分析天平精确称取聚乳酸0.1000g,加入到25ml 容量瓶中,然后加入约20ml苯,静置。
待聚乳酸溶解后,于30℃下定容,摇匀,待用。
(2)调节恒温槽温度恒温在(30±0.1)℃,将粘度计垂直置于恒温槽中,使水浴浸在G 球以上。
(3)洗涤粘度计本实验采用乌氏粘度计。
先将经砂芯漏斗过滤的洗液倒入粘度计内进行洗涤,再用蒸馏水冲洗。
粘度计的毛细管要反复用水冲洗。
最后,用电吹风的热风吹粘度计F、D 球,造成热气流,烘干粘度计。
(4)测纯溶剂的流出时间t移取10mL已恒温的三氯甲烷,由C管注入粘度计内,再恒温5min后,封闭B管,用洗耳球由A管吸溶剂上升至G球,同时松开A、B管。
G球内液体在重力作用下流经毛细管,当液面恰好到达刻度线a时,立即按下秒表,开始记时,待液面下降到刻度线b时再按下秒表,记录溶液流经毛细管的时间。
重复测定三次,每次测得的时间不得相差0.2s,取其平均值,即为溶剂的流出时间t(5)测定溶液的流出时间t待t测完后,洗净烘干,用移液管移取配好的溶液10 mL倒人砂芯漏斗中,经过滤加入到乌氏粘度计中,密封 B 管,用洗耳球在 A 管多次吸液至G 球,以洗涤A 管。
用上述方法测定溶液的流出时间t (单位:s),重复三次,并记录数据t1;然后向粘度计中加入5ml 纯溶剂稀释,此时溶液的浓度为原来浓度的2/3,将溶液吸至小球两次,使溶液混合均匀且恒温后,再测流出时间t2。
同样依次加入溶剂5ml,10ml,10ml,使溶液浓度稀释至初始浓度的1/2,1/3,1/4,依次测定流出时间,记为t3,t4,t5(单位:s)。
(6)仪器清洗实验完毕后,将溶液倒出回收,将所用玻璃器皿先用溶剂仔细清洗三遍,然后用洗涤液清洗,自来水清洗,最后用蒸馏水洗净,烘干备用。
由于实验数据不理想决定换用凝胶色谱法(GPC)测定分子量。
3.凝胶渗透色谱法(GPC)测定分子量。
图2.聚乳酸的GPC曲线3.聚乳酸的分子量分布曲线GPC法测得所制聚乳酸的分子量为:Mp=6081,Mn =3549 Mw=7273 Mz =13555 Mv=6535分子量分布为:PD=2.049314.结果分析:由于分子量低,没有制得高分子量聚乳酸所以实验不成功,分子原因如下:1)最初乳酸脱水缩合制丙交脂是并没有充分脱水导致丙交脂纯度不高。
2)聚合过程中的真空度为-0.08MPa,未达到-0.098MPa,真空度不足。
反应时间为30个小时,文献资料记录时间最少为36个小时,肯能与反应时间有一定关系。