应用化学专业优秀开题报告：聚乳酸（PLA）的合成及改性研究

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1、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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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5000t/a，2011年，我国进口PLA切片约6400t/a，出口PLA切片约600t/a，国内消费量约10800t/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

8、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