生物可降解高分子材料聚乳酸

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1、生物可降解高分子材料——聚乳酸摘要：论述了聚乳酸的基木性质、性能、应用及展望，指出了聚乳酸是一种新型绿色环保可生物降解的高分子材料.关键词：绿色高分子；聚乳酸；生物可降解高分子材料人类在21世纪的最人课题之一是保护环境。橡胶、塑料和合成纤维祖然与人类的生活密切相关，但大多不能自然分解，其废弃物会造成白色污染。20世纪90年代末刚刚实现工业化的聚乳酸(PolyLacticAcid,PLA)是其中最釘发展前景的一种，它是一种真正的新型绿色高分子材料，也是口前综合性能最出色的环保材料⑴。1聚乳酸的基本性质聚乳酸(PLA)是以微生物的发酵产物L一乳酸为单体聚合成的一类聚合物，具体性能［2］见表1.由于

2、具有独特的可生物降解性能、生物相容性能和降解后不会遗留任何环保问题等特点，将成为未来应用发展前景广阔的生态环保材料。聚乳酸的分子量对降解性能有重要的影响.在相同降解时间和降解环境下，分子量高的降解速率比分子量低的慢.这是凶为随着聚合物分子量的提高，聚合物分子间的作用力增人、结品度増高，且分子量低的聚合物末端羧基的数FI较多，更容易发生水解.PDLLA的降解速率比PLLA的快.就是由于PLLA为结晶性聚合物，而PDLLA为无定型聚合物.无定型聚合物的结构疏松，水的渗透快，口J*以由外到里同吋水解［3］。表1聚乳酸的基本性能性能PDLAPLLAPDI-LA溶解性均可溶于二哚烷、氯仿、二氯甲烷等，P

3、DLLA溶解性最好.不溶于脂肪烃、乙的、甲醉等固体结构结晶性结晶性无定形性熔点rc18080—玻璃化湿度rt一58一热側温度/r200215185-200拉伸率/%20-3020-30—断裂强度/gj14.0-5.05.0-6.0一水解性（37弋生理盐水中的强度减半时间/月）4-64-62-32聚乳酸的合成方法口前合成聚乳酸（PLA）的方法主要分为直接缩聚法和间接法（即丙交酯开环聚合、扩链反应等）［2］。乳酸的直接缩聚由于存在着乳酸、水、聚酯及丙交酯的Y•衡，不易得到高分子量的聚合物。但是乳酸的来源充足，价格便宜，所以直接法合成聚乳酸比较经济合算。研究表明，延K：聚合时间，适当提高反应温度，采

4、用高真空度可以有效降低体系水分含量，从而提高聚合物分子量，在脱水剂的存在下，乳酸分子中的羟基和羧基受热脱水，直接缩聚合成低聚物，加人催化剂，继续71•温，低相对分子质量的聚乳酸聚合成更高和对分子量的聚乳酸.它主要有溶液缩聚法、熔融缩聚（木体聚合）法、熔融一固相缩聚法和反应挤f11聚合法等.2.1.1溶液缩聚法釆用一种高沸点的溶剂和乳酸、水进行共沸，高沸点溶剂脱水后再冋流到溶液中，将反应中的水带出反应体系，促进反应正句进行，合成聚乳酸.该方法里然可以合成高分子量的聚乳酸，但是高沸点溶剂的引人使产物的最后纯化比较W难，成木仍然较高.2.1.2熔融缩聚法该方法工艺路线简单，操作简单，要求高真空或者氮

5、气保护.但是产物的分子量不高，主要是W为反应后期体系的粘度较大，小分子水难以除去，W此有待于进一步完善.2000年n本学者合成M。超过10万的PLLA熔融聚合比溶液聚合操作简单，免去了高沸点溶剂的提纯，是减少辅助剂使用的最佳方法.它有利于降低成本、提高安全性、提高产率、缩短反应时间，是绿色化学的重要研究方向之一［4］.2.1.3熔融固相缩聚在聚合温度低于预聚物的熔点，而高于其玻璃化转变温度下进行的一种聚合性能PDLAPLLAPDI-LA溶解性均可溶于二哚烷、氯仿、二氯甲烷等，PDLLA溶解性最好.不溶于脂肪烃、乙的、甲醉等固体结构结晶性结晶性无定形性熔点rc18080—玻璃化湿度rt一58一热

6、側温度/r200215185-200拉伸率/%20-3020-30—断裂强度/gj14.0-5.05.0-6.0一水解性（37弋生理盐水中的强度减半时间/月）4-64-62-32聚乳酸的合成方法口前合成聚乳酸（PLA）的方法主要分为直接缩聚法和间接法（即丙交酯开环聚合、扩链反应等）［2］。乳酸的直接缩聚由于存在着乳酸、水、聚酯及丙交酯的Y•衡，不易得到高分子量的聚合物。但是乳酸的来源充足，价格便宜，所以直接法合成聚乳酸比较经济合算。研究表明，延K：聚合时间，适当提高反应温度，采用高真空度可以有效降低体系水分含量，从而提高聚合物分子量，在脱水剂的存在下，乳酸分子中的羟基和羧基受热脱水，直接缩聚合

7、成低聚物，加人催化剂，继续71•温，低相对分子质量的聚乳酸聚合成更高和对分子量的聚乳酸.它主要有溶液缩聚法、熔融缩聚（木体聚合）法、熔融一固相缩聚法和反应挤f11聚合法等.2.1.1溶液缩聚法釆用一种高沸点的溶剂和乳酸、水进行共沸，高沸点溶剂脱水后再冋流到溶液中，将反应中的水带出反应体系，促进反应正句进行，合成聚乳酸.该方法里然可以合成高分子量的聚乳酸，但是高沸点溶剂的引人使产物的最后纯化比较W难