聚乳酸的热降解与稳定性.pdf

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1、万方数据塑料冯舒勤等——聚乳酸的热降解与稳定性2011年40卷第l期聚乳酸的热降解与稳定性冯舒勤1”。张乃文3，任杰h2(1．同济大学材料科学与工程学院，纳米与生物高分子材料研究所，上海200092；2．同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海200092；3．上海同杰良生物材料有限公司，上海200438)摘要：综述聚乳酸(PLA)热稳定性影响因素；介绍聚乳酸端基、摩尔质量、水、小分子及残留催化剂对聚乳酸热稳定性的影响。阐述聚乳酸热降解机理，热降解机理按是否在降解过程中产生自由基，可以分为非自由基降解反应机理和自由基降

2、解反应机理，非自由基降解机理主要包括：无规链段降解反应机理，分子闽酯交换和分子内酯交换反应机理，水解解聚反应机理；自由基降解机理主要包括高温裂解反应降解机理。关键词：聚乳酸；热降解；热稳定；降解机理；自由基中图分类号：Q946．816文献标识码：A文章编号：100l一9456(2011)01一0059一04ThermalDegradationandStabmtyofPolyLacticAcidFENGShu．qinlr，ZHANGNai．wen3，RENJiel·2(1．SchoolofMaterial8Scienceand

3、Engineering，In8tituteofN童no—andBio-PolymericMal[erials，Ton萄iuniversity，shanghai200092，china；2．KeyLaboratoryofAdv盛ncedCi订lEn舀neeringM8cerial8ofMinis竹yofEducationshanghai，shanghai200092，China；3．shanghaiTong．jie·liangBiomaterialsCo．LTd，Shanl吐mi200438，China)Abst嗽t：1'lI

4、efactorshade能ctsontllethe瑚8lstabil渖ofp01ylacticacid(PLA)wefemviewed．Thee如ctsof出eendgroupsofPLA，molecularweight，H20，re8idualmonomerandresidualcatalystonthethe瑚alstabilityofPLAwe弛introduced．Themechani8mofthetllemaldegradationofPLAwerealBoBumm耐zed，ineludingvaIiou8non一

5、训icalandmdicalreactions．Theywe"豫ndomchainsci8sionreactions，depolymerization，inm珊olecul8randinte瑚olecul盯t啪Be8te—fication8，hydrolysis，pyrolyticelimination8ndradicalreaction8．Keywords：polylacticacid；tlIe硼aldegmdation；the珊alstability；degradationmechani8m；mdical聚乳酸(PLA)

6、是一种无毒、无刺激性，具有良好生物相容性和生物降解性的合成高分子。它在自然环境中由于水解或微生物的降解，最终可分解为二氧化碳和水。而且，即使进行焚烧，因其燃烧时的燃烧热量小，也不会损伤焚烧炉和产生有害气体，因此可以说是环境友好的高分子材料。再者，它从可再生的植物资源得到的乳酸为原料，比起以往由石油原料合成的塑料，其资源的来源非常广阔¨】。由于PLA分子链端中存在对水及热都比较敏感的酯键，在高温有氧及潮湿环境下，PLA的分子链段会不同程度的降解，严重影响其性能悼1。PLA的熔点为180℃左右，因此其加工温度要超过185一190

7、℃，而PLA属于对热十分敏感的物质，当温度超过200℃时会出现明显的热降解。过高的温度下会引起热降解，导致聚乳酸分子量和性能的降低，因此聚乳酸的加工温度范围较窄”’。由于PLA的成塑加工性能，力学性能及在工程应用中的老化问题都与PLA的热降解性能密切相关，近年来，对PIA热稳定性及热降解机理的研究受到极大地关注。1影响PLA热稳定性的因素由于PLA制备方法和生产工艺的不同，其热稳定性有较大差别，对聚乳酸的热稳定性的影响因素有很多：包括端基的结构、体系中的水含量、分子量的大小、残留的小分子物质、残留的催化剂及加工的工艺条件等。

8、1．1PLA端基对热稳定性的影响J锄shidiH。等人对PLA的t，L及热降解等热性能进行研究，他们发现带端羧基的分子链段是造成热降解的主要原因。通过去除聚合体系中的残留的水分和对端羧基进行封端处理能够有效提高PLA的热降解温度。Yuji8IlgFanHl等使用乙酸酐对PLA进行封端处理，