生物降解材料聚乳酸的研究进展

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1、氨基酸和生物资源2010，32(4)：29～34AminoAcids＆Biotl~egource5生物降解材料聚乳酸的研究进展关转飞，贾飞，安红娟，王战勇，，杨翔华(1．辽宁石油化工大学环境与生物工程学院，辽宁抚顺113001；2．东北师范大学生命科学学院，吉林长春，130024)摘要：介绍了可生物降解材料聚乳酸的合成、改性、应用以及聚乳酸生物降解性的研究进展，进行了较详细地综述和总结，并对聚乳酸的发展前景进行了展望。关键词：聚乳酸；合成；改性；应用；生物降解性中图分类号：Q5文献标识码：A文章编号：1006—8376(20

2、10)04—0029—06随着人们对环境问题的13益重视，生物可降解开环聚合法。塑料逐步受到青睐。在众多的可生物降解材料中，1．1直接缩聚法聚乳酸(PLA)是其中最引人注目的一种。由于聚乳该方法是通过乳酸分子间脱水、酯化、逐步缩合酸的特殊结构使得聚乳酸(PLA)制成品在废弃后可聚合成聚乳酸。反应过程如下：在自然条件下被微生物分解成H0和CO，不会对环境造成污染¨。I1H。0一．王ClHI—'—oH-1)近年来，国内外研究者对聚乳酸进行了大量深入细致的研究，本文综述了聚乳酸合成、改性、应用。及其生物降解特性研究的最新进展。0t

3、1聚乳酸的合成聚乳酸的合成一般是以淀粉为原料，经酶分解直接缩聚法的主要特点是合成的聚乳酸可以不得到葡萄糖，再通过乳酸菌发酵转变为乳酸，进而经含催化剂，聚合工艺短，易分解且分子量小，但反应条化学合成制得聚乳酸。由于乳酸单体中旋光异构体件相对苛刻，对聚合单体的要求与普通缩聚单体的要种类不同，PLA可显示出不同的物理性质和化学性求一致，其所得聚乳酸产品性能差，实用价值小。质。左旋乳酸(L—LA)、右旋乳酸(D—LA)、外消1．2开环聚合法旋乳酸(D，L—LA)是PIA的三种单体形式，它们该方法制备聚乳酸一般分两步：第一步，由乳酸制

4、成的聚合物分别为PLLA(聚左旋乳酸)、PDLA脱水环化制得丙交酯；第二步，由精制过的丙交酯开(聚右旋乳酸)、PDLLA(聚消旋乳酸)。。环聚合制得相对分子质量较高的聚乳酸J。反应通常，聚乳酸的合成有两种方法：直接缩聚法和方程式如下：lll低裂解环化H3C＼r／o催化刑()⋯⋯H0一C什～C一0H聚物—’一』、—=。一H十。一H一亡—H／＼“ocH开环聚合法因为是环状二聚体的开环聚合，不单。此法所得聚乳酸分子量高，且机械强度也高。同于一般的缩聚，没有小分子水生成，聚合设备简近年来，为便于工业化生产，相关研究者集中在开环聚合的

5、高效催化体系，新型结构和组成的共聚物的收稿日期：2010—09—10合成等方面进行研究“，以制备更高分子量的聚作者简介：关转飞，女(1984一)硕士研究生，研究方向为生物化工。乳酸。课题来源：吉林省科学技术项目(20090594)通讯联系人·30·关转飞等：生物降解材料聚乳酸的研究进展2聚乳酸的改性2．2．2共混改性为了改善聚乳酸的力学性能低、制品有性脆、生共混改性是将两种或两种以上的聚合物进行混产成本高等缺陷。许多研究者针对以上的缺陷正在合，通过聚合物各组分性能的复合来达到改性的目进行大量的改性研究，使聚乳酸更好地满足某些

6、医的。共混物除具有各组分固有的优良性能外．还由学领域或环保方面的应用需求。目前国内外对聚乳于组分间某种协同效应呈现新的效应。共混体系的酸的改性主要有化学改性、物理改性以及制成复合制备方法主要有熔融挤出和溶液涂膜法。聚乳酸是材料等几种方法。一种热塑性高分子，易溶于有机溶剂，对PLA共混2．1化学改性体系的研究主要集中在材料的相容性、生物降解性2．1．1交联改性和机械性能方面。聚乳酸的交联改性是指在交联剂或者辐射作用2．3复合材料改性下，通过加入其他单体与聚乳酸发生交联反应，生成由于复合材料的组成可以人为调节，既可以保网状聚合物

7、以改善其性能的过程。交联剂通常是多留各组分的优点，又可以通过补强增韧机制来弥补官能团物质，针对不同的情况，交联方式和交联程度单一组分的不足，因此成为材料研究领域最活跃的都会有所不同。PLA用作骨固定材料时强度还不够部分。聚乳酸材料在体内降解后呈现酸性，容易引高，适度的交联可以提高其强度¨。起体内无菌性炎症反应。此外，聚乳酸材料由于2．1．2共聚改性分子量较小和分子量分布宽等原因，只是一种中等共聚改性是在聚乳酸的主链中引人另一种分子强度的材料，与皮质骨相比，其机械强度难于匹链，使得PLLA大分子链的规整度和结晶度降低。配。共聚

8、改性通常是通过调节乳酸和其他单体的比例来改善材料的疏水性、结晶性、亲水性等。常用的改性3聚乳酸的应用材料有聚乙醇酸(PGA)¨、聚￡一己内酯(PCL)141聚乳酸(PLA)是一种合成的脂肪族聚酯类高分及聚乙二醇(PEG)等，并且近年来不断有聚乳子材料，以良好的生物相容性、降解性和生物可吸收