聚乳酸的合成、改性与应用的研究进展

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聚乳酸及其共聚物的应用及研究进展

聚乳酸及其共聚物的应用及研究进展

聚乳酸及其共聚物的应用及研究进展随着医学的发展,在现代医学治疗中经常需要一些暂时性的材料,尤其是在外科领域,如可吸收缝线、软组织植入、骨折内固定材料、人工血管、止血剂、外科粘合剂以及药物缓释系统,这就要求植入的材料在创伤愈合或药物释放过程中可生物降解。

所以近年来,可生物降解高分子材料正日益广泛的应用于医学领域。

作为药物缓释系统的载体材料,在药物释放完后不需要再经手术取出,可以减轻用药者的痛苦和麻烦。

因此生物降解高分子材料是很多需长期服用的药物的理想载体。

作为体内短期植入物,也可很大程度的减轻患者的痛苦。

对于医学临床应用于生物组织中的生物材料往往有如下要求:首先要确保材料和降解产物无毒性、不致癌、不致畸、不引起人体细胞的突变和组织反应;其次要与人体组织有较好的相容性,不能引起中毒、溶血凝血、发热和过敏等现象;此外,还要具有化学稳定性,抗体液、血液及酶的体内生物老化作用[1];适当的物理机械性能及可成型性;具有要求的降解速度等[2]。

在过去的(近)20年中,发现的符合上述要求的可生物降解高分子材料有很多,如聚乳酸、丙交酯-乙交酯共聚物、聚羟基乙酸、聚羟基丁酸酯等。

这些高分子降解物大多都含有可水解的化学键。

而PLA是聚酯类可生物降解高分子聚合物中的一种,因其具有突出的生物相容性,具有与天然组织相适应的物理力学性能,和其在化学和生物性能上的多功能性而引人注意[3]。

1 聚乳酸(polylactic acid,PLA)概述PLA的结构式为:O C CHCH3OO CCH3CH OnPLA是继聚乙醇酸之后第二类经FDA批准可用于人体的生物降解材料。

其不仅具有优良的机械强度、化学稳定性,还具有良好的生物相容性和生物降解性。

近年来,国内外对其在生物医学方面的应用作了大量的研究。

其已在手术缝合线、骨修复材料、药物控制缓释系统以及组织工程支架(如人工骨、人造皮肤)方面有着较广泛的应用。

PLA还可制成纤维或包装材料用以替代聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等,从而解决废塑料公害问题[4]。

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。

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

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。

聚乳酸的研究进展

聚乳酸的研究进展

聚乳酸的研究进展摘要:聚乳酸(Poly(lactic acid),PLA)是一种由可再生植物资源如谷物或植物秸秆发酵得到的乳酸经过化学合成制备的生物降解高分子。

聚乳酸无毒、无刺激性,具有优良的可生物降解性、生物相容性和力学性能,并可采用传统方法成型加工,因此,聚乳酸替代现有的一些通用石油基塑料己成为必然趋势。

由于聚乳酸自身强度、脆性、阻透性、耐热性等方面的缺陷限制了其应用范围,因而,增强改性聚乳酸己成为目前聚乳酸研究的热点和重点之一。

本文综述了聚乳酸的研究进展,以改性为中心。

关键词:聚乳酸改性合成方法生物降解引言天然高分子材料更具有完全生物降解性,但是它的热学、力学性能差,不能满足工程材料的性能要求,因此目前的研究方向是通过天然高分子改性,得到有使用价值的天然高分子降解塑料。

1780年,瑞典化学家Carl Wilheim Scheele 首先发现乳酸(Lactic acid ,LA)之后,对LA进一步研究发现,在大自然中其可作为糖类代谢的产物存在。

乳酸即2—羟基丙酸,是具有不对称碳原子的最小分子之一,其存在L-乳酸(LLA)和D—乳酸(DLA)两种立体异构体。

LA的生产主要以发酵法为主,一般采用玉米、小麦等淀粉或牛乳为原料,由微生物将其转化为LLA,由于人体只具有分解LLA的酶,故LLA比DLA或DLLA在生物可降解材料的应用上有独到之处。

上世纪50年代就开始了PLA的合成及应用研究上世纪70年代通过开环聚合合成了高分子量的聚乳酸并用于药物制剂及外科手术的研究上世纪80到90年代组织工程学的兴起更加推动了对PLA及其共聚物材料的研究。

目前国内外对的研究主要集中在两个方面(1)合成不同结构的聚合物材料主要是采用共聚、共混等手段合成不同结构的材料;(2)催化体系的研究。

1 PLA的结构和性能聚乳酸(PLA)的分子结构式PLA是热塑型脂肪族聚酯树脂,LA 是由乳酸在适当条件下脱水缩合而成,常温下为白色粉状固体,玻璃化温度为 50~60℃,熔点为 170~180℃,密度约为1.25g/cm3,PLA 具有良好的生物降解性、兼容性及可吸收性。

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

聚乳酸改性研究及其在包装领域的应用聚乳酸是一种新型的环保塑料,具有较好的力学性能、适度的耐热性、高抗冲击性和柔韧性,对包装行业具有较高的价值。

本文通过实验研究,研究了聚乳酸的改性、表征及在包装领域的应用。

1、聚乳酸的改性聚乳酸原料通常是由植物油或动物油经水解、酸催化及结晶加工制得,目前被广泛应用在纤维、表面涂层及塑料制品等领域。

为了改变聚乳酸的结构和性能,在很多应用过程中将聚乳酸进行改性处理,可以改变聚乳酸的性能,使其更加适用于某些特定应用。

聚乳酸改性处理的常用方法有空气乳化法和溶剂液化法。

空气乳化法可以有效地改变聚乳酸分子链构造,从而改变聚乳酸的物理性质;溶剂液化法则可以对分子结构进行改变,使聚乳酸具有更高的抗氧性。

2、聚乳酸的表征聚乳酸的表征包括理化性质表征和不同基态表征。

理化表征采用液相热重分析(LCR-GPC)法,可以计算出聚乳酸的分子量、分子量分布及其分子结构。

不同基态表征包括X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外光可见分光光度计(UV-Vis)等,可以准确地检测出聚乳酸的结构变化。

3、聚乳酸在包装领域的应用聚乳酸可以用作包装材料,在包装行业有着重要的应用。

聚乳酸的改性可以提高其力学性能、耐热性和抗冲击性,使其应用在包装行业,特别是食品包装具有重要的意义。

此外,聚乳酸还具有良好的附着性和抗疲劳属性,可以有效地抵御温度变化和湿度变化,保护产品不受污染。

因此,聚乳酸在包装领域有着广泛的应用前景。

总之,聚乳酸在包装领域有着重要的应用,本文通过改性、表征研究去深入研究,分析了聚乳酸在包装领域的应用,发现聚乳酸具有良好的力学性能、耐热性、抗冲击性和抗疲劳性,可以更好地用作包装材料,为塑料包装领域的发展提供新的思路和方向。

聚乳酸的改性研究及其应用进展

聚乳酸的改性研究及其应用进展

iro tra s r t n o — — AA—OAM )c n b i ltd b q ain d d — k( o fwa e b o p i fLS g P( o C— a esmu ae y e u t Q/ t o Q— Q ) n a d t u h n t ls l n a er ( 4 3 / g・mi ) n h o eia q i b i m t ra s r e c h st ei i a wel g r t o 1 . 7 g ( i i n) ,a d t e r t le ul ru wae b o b n y Q c i ( 9 / ) 1 1 7 g g ,we e o ti e .Q wa e y co e t h x ei n a t r a s r e c ( 5 / ) r b an d s v r l s o t e e p rme t lwae b o b n y 1 1 6 g g .
收 稿 日期 : O 1 5—2 ; 改 稿 收到 日期 : 0 1 7 2 2 1 —0 3修 2 l 一O —0 。
作 者 简介 : 星 (9 0一 , , 士 , 师 , 析 化 学专 业 。E 方 17 )女 硕 讲 分 —
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合 作 项 目 : 文 为安 徽 生建 可 降解 聚 乳 酸 新 材 料 有 限 公 司合 本 作项 目, 内容 包 括 聚 乳 酸 及 共 聚 物 研 究 和 聚 乳 酸 乙 醇 酸 精 制 工
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聚乳酸的合成、改性与应用的研究进展摘要:本文阐述了聚乳酸(PLA)的基本特征及合成方法,并针对其性能上的缺点,提出了几种具体的改性方法,介绍了可降解生物材料聚乳酸在包装行业、纺织行业及医疗卫生行业的应用前景。

关键词:聚乳酸; 改性; 应用前景Abstract:This paper describes the polylactic acid (PLA) and the basic characteristics of synthesis methods, and for the performance of its shortcomings, proposed several specific modification method, introduced biodegradable polylactic acid material in the packaging industry, the textile industry and health care prospects of the industry.Key word: Prospects; modified; polylactic acid1前言目前,世界高分子材料产量已超过2亿吨,一些不可分解的塑料产品废弃物也相应增加,它不仅影响了整个城市的美观,更严重的是它会引起环境污染,破坏生态环境的平衡,影响人类的身体健康。

可降解塑料作为一种新型的绿色生物材料,它可以补充替代石油资源、减少温室气体排放、有利于社会的可持续发展,因此,生物可降解塑料成为国内外研究的热点。

不同于一般石化产品,生产聚乳酸(PLA ) 的原料主要有玉米、小麦、甘蔗等天然农作物中提取的淀粉。

这些淀粉原料可经过发酵过程制成乳酸,然后通过化学合成法制得PLA ,这样不仅降低了对石油资源的依赖,也间接降低了原油炼油等过程中氮氧化物及硫氧化物等污染气体的排放。

聚乳酸作为目前产业化最成熟、产量最大、应用最广泛、价格最低的生物基塑料,是未来最有希望撼动石油基塑料传统地位的降解材料,将成为生物基塑料的主力军[1]。

2聚乳酸的合成方法目前合成聚乳酸的方法主要有两种:直接缩聚法和开环聚合法。

2.1直接缩聚法直接缩聚法也叫一步聚合法,就是把乳酸单体直接缩合。

其原理是在脱水剂存在的条件下,分子中的羧基和羟基受热脱水,直接缩聚成低聚物,然后加入催化剂,继续加热,最终就会得到分子质量相对较高的聚乳酸。

PLA 直接缩聚的反应式如下:HO C H CH 3C OOH HO C H C OH O CH 3+H 2O n (n-1)n直接缩聚法的优点是操作简单,成本低,但反应条件要求高,反应时间长,副产物水难以及时排除,得到的产物相对分子质量低,分布宽,重现性能差。

直接聚合法制得的产物相对分子质量普遍偏低,是因为反应过程中,受到许多影响因素的影响,在聚合反应末期,聚合熔体的粘度很大,其中的水分很难除去,残余水分不仅会降低PLA 的相对分子质量,也会影响其整体性能,因此,改善直接聚合法反应过程中的影响因素,是一个亟待解决的问题。

2.2开环聚合法开环聚合法也叫两步法,首先将乳酸脱水缩合成丙交酯,然后催化丙交酯开环聚合成聚乳酸。

然后加热蒸发掉余下的丙交酯,最后使PLA 固化结晶,反应式如下所示:2HO C H C CH 3OOH O O O O CH 3H 3C +H 2OO O O O CH 3H 3C *OCH CH 3C O *n开环聚合法可以得到相对分子质量较高的聚乳酸,是目前工业化生产最主要的生产方法。

但这种方法路线冗长、成本高,难与传统塑料制品竞争,限制了聚乳酸的工业化生产,影响了聚乳酸及其衍生物产品的推广应用。

未来需要设计出更加合理的工艺路线,降低生产本,才能使聚乳酸得到更大的应用[2-3]。

3聚乳酸的改性聚乳酸(Polylactic acid ,化学式是C 3H 6O 3)是聚丙交酯,简称PLA ,属于聚酯家族,是以乳酸为主要原料聚合得到的高分子聚合物。

PLA 原料来源广泛,是再生资源、可降解,生产及使用过程中无污染,与人体相容性好,是非常理想的绿色高分子材料。

但PLA 材料本身也有许多缺点,如性能脆,抗冲击强度差,耐热性差,缺乏柔性和弹性,再加上其化学结构简单,没有反应性官能团,亲水性差,所以,必须对聚乳酸进行改性,才能满足人们的不同需求。

对聚乳酸改性的方法主要包括共混改性、复合改性、共聚改性、增塑改性和表面改性新技术等。

改性后聚乳酸的降解性能、耐热性能及机械性能等可得到一定的改善,且不影响其生物相容性,从而更好地满足在环保或医学领域的应用要求[4-5]。

3.1共混改性共混改性是将两种及两种以上的聚合物进行混合,通过聚合物各组分性能的复合来达到改性的目的。

共混物除具有各组分固有的优良性能外,还由于组分间某种协同效应呈现新的效应。

常见的与PLA共混改性的材料有壳聚糖、淀粉、纤维素及羟基磷灰石。

谢飞等[6]采用溶液共混的方法,用二氧化碳共聚物脂肪族聚碳酸酯(PPC)和改性淀粉对PLA改性,制备出韧性得以改善的PLA/PPC/淀粉共混薄膜。

通过研究共混薄膜拉伸性能与共混组成配比的关系发现,当PPC质量分数由10%增至加40%时,共混薄膜拉伸强度没有明显变化,而断裂伸长率由37%提高到6l%。

此外,壳聚糖具有较好亲水性,且水解产物呈弱碱性,可对聚乳酸的降解酸性产物起中和作用,从而减少聚乳酸降解后期出现的炎症。

因而,将壳聚糖与PLA共混,可改善PLA的生物相容性和降解性能,还可根据壳聚糖的含量来调控复合材料的降解速度。

3.2复合改性通过复合其它材料来对PLA改性可以解决PLA的脆性问题,达到增强的目的。

常用的复合材料有纳米复合材料和纤维复合材料。

纳米材料由于自身固有的特性如粒径尺寸小、比表面积大等而具有其它固体材料所不具有的性质。

因此纳米材料可显著提高PLA力学性能和许多其它性质。

通常固相和熔体的弹性模量均升高,强度和热稳定性提高,生物降解性能提高,气体透过性降低。

纤维具有良好的机械性能,碳纤维及其复合材料,尤其是碳纤维与高分子树脂与碳机体复合,具有独特的物理及化学性能,在许多技术领域越来越受到人们的重视。

陈长春等[7]对酰化改性甲壳素纤维增强聚乳酸复合板材进行了体外降解及动物体内植入试验,其体外耐水解性及耐强度衰减特性均明显优于PLA和PLA/PGA自增强材料。

贾承德等[8]制成了碳纤维织物增强聚乳酸复合材料.促进了材料与组织的结合。

通过复合材料的改性还可以增加PLA的相容性,羟基磷灰石(HAP)具有良好的生物相容性,它是人体骨骼的基本成分,它能与胶原蛋白和细胞紧密结合,促进骨骼的生长。

在硬和软组织的连接中起关键作用。

但是羟磷灰石的缺点也很明显,它机械强度差.特别是受到张力时表现得很脆.所以人们将HAP与PLA复合,可以改善两者的缺点,在生物组织中显示了良好的相容性和安全性,其复合材料常用于骨组织及牙科的修复。

通过符合改性不仅可以增加其生物降解性,还能够降低其成本。

PLA—淀粉混合物中的淀粉是决定混合物的一个关键参数,随着淀粉含量的增大,混合物的机械张力和延展性都减小。

其次,淀粉是亲水性的聚合物,对水敏感,而PLA是疏水的,故混合物的吸水性随着淀粉浓度增大而增大。

然而,PLA—淀粉复合物的脆性是影响了PLA许多性能的发挥,若要减少这个限制的影响,可利用一定数量的低分子增塑剂。

3.3共聚改性共聚改性是通过调节乳酸和其他单体的比例改变聚合物的性能,或由第二单体提供聚乳酸以特殊性能。

均聚PLA为疏水性物质,降解周期难控制。

通过与其他单体共聚可改善材料的疏水性、结晶性等,降解速率可根据共聚物的分子量、共聚单体种类及配比等加以控制。

由于聚乳酸分子中含有端羟基和端羧基.所以在共聚物中比较多的是聚酯—聚酯共聚物。

聚酯—聚醚共聚物,以及和有机酸、酸酐等反应生成的共聚物。

常用的改性材料有亲水性好的聚乙二醇(PEG)、聚乙醇酸(PGA)及药物通透性好的聚E一己内酯(PCL)等。

聚乳酸与聚乙二醇的嵌段共聚物是最简单的低聚醚大分子具有优良的生物相容性和血液相容性,以及良好的亲水性和柔软性。

目前,与PLA相比,接枝共聚物[9]有更低的玻璃态转化温度(Tg)、熔融温度、结晶度和更高的黏度系数,接枝共聚物表现出更加优越的综合性能。

3.4增塑改性增塑改性即在高聚物中混溶一定量的高沸点、低挥发性的低分子量物质,从而改善其机械性能与加工性能。

聚乳酸是硬性材料,弹性模量很高,非常脆。

如果把PLA应用于韧性要求高的场合,必须对 PLA 进行增韧、增塑改性。

聚乳酸改性的时候都要添加增塑剂,常见的有三乙酸甘油酯、柠檬酸三丁酯、聚乙二醇(PEG)、葡萄糖酸酯、甘油和乳酸低聚物等。

增塑剂的添加不仅可降低PLA复合材料的玻璃化转变温度,还能增加材料的柔顺性和伸长率。

但是增塑剂对于不同复合材料,增塑剂的作用效果不同[10]。

增塑剂分子量越低,玻璃化转变温度越低,PLA基体在某个增塑剂浓度下饱和,开始产生相分离。

增塑剂分子量越高,饱和浓度越低,同时也采用了丙二酸及其衍生物的低聚物作为增塑剂来提高PLA 的弹性。

3.5表面改性新技术使用等离子体进行表面改性.是近来PLA亲水改性的一个热点。

常江等[11]基团,使材料的表面亲水性得到较通过氨等离子体改性,在PLA表面引入—NH2大改善,对细胞在材料上的黏附与生长有明显的促进作用。

采用溶媒挥发技术制得了生物活性陶瓷玻璃粉改性PLA微球.在模拟生理液中培养3周后。

微球表面完全转化为羟基磷灰石。

与人体骨骼成分相同,适用于骨合成及组织工程的载体。

4 聚乳酸的应用聚乳酸作为生物可降解材料,在农林业、医用、食品工业、包装等方面的应用将会越来越广泛。

聚乳酸的广泛应用将会推动聚乳酸的商品化生产,而目前国内聚乳酸商品化生产的主要障碍是生产工艺复杂,流程长、产品成本高。

4.1在生物医学领域的应用:生物医学领域是聚乳酸作为医用生物可吸收高分子材料最活跃的领域,表现在以下方面:4.1.1聚乳酸在手术缝合线中的应用由聚乳酸制成的缝合线具有一定的力学强度,能满足缝孔强度要求,又能随伤口愈合而被机体缓慢分解吸收,特别适合人体深部组织的伤口缝合;PLA及其共聚物作为外科手术缝合线,在伤口愈合后能自动降解并吸收,术后无需拆除。

与非吸收性缝合线相比,聚乳酸类缝合线刺激小、不易产生炎症反应、局部不出现硬结,受到医生们的青睐,目前已经广泛应用于各种手术。

聚乳酸类缝合线具有较强的抗张强度,随着伤口的愈合体内的缝合线自动缓慢降解。

近二三十年,人们不断对可吸收缝合线进行改进,目前最大的障碍是可吸收缝合线的降解速率与修复组织的愈合速率难以同步。

降解速率过快,无法满足伤口愈合的需要;降解速率过慢,伤口愈合后易留下斑痕。

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