生物可降解聚乳酸的改性及其应用研究进展
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]。
聚乳酸的改性与成型加工研究进展
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｏ ｉ ｃ ｔｏ ａ ｏ ｄ ｎｇ Ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｏ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｍ ｄ ｆ ａ ｉ ｎ ｎｄ Ｍ ｌ ｉ ｏ ｅ ｓｎｇ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｆＰＬＡ ｉ
Ｆ Ｎ ａ ｇ ，Ｑ Ｕ Ｘ ｕｌ Ｅ Ｇ Ｇ ｎ Ｉ ｉ— ｉ
摘 要 ：结 合 生 物 可 降 解 材 料 聚乳 酸 的 一 些 缺 点 ，提 出 了几 种 改 性 的 方 法 ，并 介 绍 了聚 乳 酸 成 型 加 工 常 用 的 两 种 方
法 ，即挤 出成 型 和 注 射 成 型 ，最 后 对 聚乳 酸 的 应 用 进 行 了展 望 。
关 键 词 ：聚乳 酸 ；改 性 ；降 解 ；挤 ｆ ；注 塑 Ｊ ｊ 中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ １ ２ Ｑ ２ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ ５ ７ （０ ０ ７— ０ １ ４ ０ ５— ７ ０ ２ １ ）０ ０ ０ —０
上 ，许 多 医学 应用 需 要亲水 性 的 聚酯材 料 ，而 聚乳 酸
是 亲脂 性 的 。
聚乙二醇 （Ｅ Ｐ Ｇ）是 常 用 的嵌 段 共 聚材 料 ，主要
是 因为它有 良好 的亲水 性 。在 亲脂 性 的 聚乳 酸主 链 中
引 入聚 乙二 醇等亲水 性链段 形成 的共 聚物具有 两亲性 ， 可应 用于药 物控 释 载体 、与 血液 接触 的表 面 和组 织粘 合剂 、释放 亲水性 大分子药 物如多 肽和蛋 白质 药物 等 ，
在 目前使 用 的各种 生 物可 降解 材料 中 ，聚乳酸 材
料被 认为 是最 有前 途 的材 料 。这 主要是 由于 聚乳酸 来
前 人 通过 提高 聚乳 酸 的亲 水性 能来 改善 它 的生物 相容
生物可降解塑料的应用研究现状及发展方向
生物可降解塑料的应用研究现状及发展方向首先，生物可降解塑料的应用研究现状主要体现在以下几个方面：1.食品包装材料：由于生物可降解塑料对食品具有良好的保护和存储性能，因此被广泛应用于食品包装领域。
如聚乳酸（PLA）被用于制作食品容器、餐具、薄膜等。
2.农业用途：生物可降解塑料在农业领域的应用主要涉及覆盖膜、育苗盘、农膜等。
这些材料具有保温、保湿、抑草、透气等特点，并且能够降解为有机肥料，不会对土壤造成污染。
3.医疗领域：生物可降解塑料在医疗器械、缝线和医药包装中得到广泛应用。
例如，聚己内酯（PCL）被用于制作可降解的缝合线，可以在人体内慢慢降解，避免了二次手术的不便。
4.一次性用品：生物可降解塑料在一次性用品领域得到广泛应用，如餐具、塑料袋等。
这些塑料制品一旦被丢弃，能够较快地降解成环境友好的物质，减少对环境造成的污染。
其次，生物可降解塑料的发展方向如下：1.提高塑料的韧性：当前生物可降解塑料在力学性能方面仍然存在挑战，比如抗拉强度低、韧性不足等问题。
因此，研究人员将致力于改善塑料的力学性能，提高其应用的范围和可行性。
2.提高生物降解速度：当前生物可降解塑料的降解速度在自然环境下较慢，有些甚至需要数年才能完全降解。
未来的研究方向是开发新的降解菌株，设计可降解塑料的结构和添加降解助剂，以提高降解的速率。
3.提高生产效率和降低成本：生物可降解塑料的生产成本较高，限制了其大规模应用。
解决这一问题的关键是开发高效的生物合成工艺，并利用廉价的原料进行生产。
4.探索新的应用领域：除了食品包装、农业和医疗领域之外，生物可降解塑料还可以在其他领域得到应用。
例如，汽车工业、建筑材料、纺织品等。
未来的研究应该重点发展这些新的应用领域，进一步推动生物可降解塑料的发展和应用。
总之，生物可降解塑料的应用研究现状已经取得了一定的进展，但仍然面临一些挑战。
通过提高塑料的力学性能、降解速度，降低生产成本等方面的研究，可以进一步推动生物可降解塑料的应用，并促进可持续发展。
聚乳酸降解单体产物
聚乳酸降解单体产物聚乳酸是一种常见的生物可降解材料，其降解产物对环境友好，因此受到了广泛的关注和应用。
在聚乳酸降解的过程中，会产生一系列单体分子，这些单体产物的性质和行为对于聚乳酸材料的性能和应用具有重要影响。
本文将从深度和广度的角度出发，探讨聚乳酸降解单体产物的研究进展和应用前景。
1. 聚乳酸降解机理：聚乳酸的降解过程可主要分为自由基催化降解和生物降解两种方式。
在自由基催化降解中，聚乳酸分子会逐渐断裂，形成不同长度的聚合物碎片，这些碎片进一步降解成单体分子。
而在生物降解中，微生物酶的作用使得聚乳酸分子逐渐被水解成乳酸单体。
2. 聚乳酸降解单体产物的种类：聚乳酸降解过程中的主要单体产物是乳酸。
乳酸是一种无毒、可溶于水的有机酸，具有良好的生物相容性和生物降解性。
除了乳酸之外，还有一些其他的低分子量产物，如醛、羰基酸等。
3. 聚乳酸降解单体产物的性质：乳酸具有可调控的聚合度、分子结构和立体异构体，这些性质使得降解后的聚乳酸单体具有广泛的应用前景。
乳酸可以用于生物医学领域的药物输送和组织工程等方面，还可以用于食品、包装和农业等领域。
乳酸还可以通过化学反应转化为其他化合物，如聚乳酸醇、聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物等。
4. 聚乳酸降解单体产物的应用前景：聚乳酸降解单体的可调控性和多样性使得其在各个领域有着广泛的应用前景。
在生物医学领域，聚乳酸降解单体可以应用于药物缓释、组织工程和生物打印等方面；在包装领域，乳酸可以制备生物降解的包装材料，减少对环境的影响；在农业领域，乳酸可以用作土壤改良剂、植物生长调节剂等。
总结回顾：聚乳酸降解单体产物对于聚乳酸材料的性能和应用具有重要影响。
乳酸作为主要的降解单体，具有可调控性和多样性，为聚乳酸材料的应用开辟了广阔的空间。
聚乳酸降解单体的研究可以帮助我们深入了解聚乳酸材料的降解机理和性能，并为其在生物医学、包装、农业等领域的应用提供技术支持。
以聚乳酸降解单体产物为研究对象，不仅可以提高聚乳酸材料的可持续性和环境友好性，还能促进相关产业的发展。
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。