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》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、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齐个领域的应用，废弃高分子材料对环境的污染有着H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、熔融共混挤岀法、回收利用等都存在缺陷并有一定的局限性，给环境带來严重的负荷，因此开发环境可接受的降解性高分了材料是解决环境污染的重耍途径。而

2、乳酸主耍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）在自然坏境中可被水解或微生物降解为无公害的最终产物CO?和比0,对其进行堆肥或焚烧处理也不会带来新的环境污染⑴。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了材料⑵。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⑶"生物降解是指高分了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

3、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而的高分子链，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，合成为微生物休物或转化为微生物活动能量，在耗氧条件下转化为C02,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木因索。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。含有亲水性基团的高分子可保持一定的湿度，宜生物降解，同时含有亲水和憎水基的聚

4、合物生物降解性好。一般分子量大的材料较分子量小的更难生物降解；脂肪族聚合物比相应的芳香族聚合物容易生物降解；支化和交联会降低材料的生物降解性。另外，材料表面的特性对牛物降解也有影响，粗糙表面材料比光滑表面材料更易降解。影响可生物降解性的化学因索主耍有高分子的亲水性、构型、形态结构、链段的活动性、分子量、高聚物的组成以及上述I大I素之间的相互关系等。高分子的亲水性越强越易水解，水解酶对酯键、酰胺键和氨基甲酸酯都有较强的作用；无定型态的高聚物比结晶状态容易水解；分子链段越柔顺，玻璃化温度越低，越有利于降解；链段活动性越大，自由体积越大，越容易受到酶的进攻，也就越容易降解；可降

5、解性随着分了量增大而降低；高聚物的组成，如共混、共聚等也影响着高分子的可降解性。一般情况下只有极性高分子才能与酶相吸附并能很好亲和，因此高分子具有极性是生物降解的必要条件。具有生物降解性（包括水解）的分子化学结构有：脂肪族酯键、瞅键、脂肪族醯键、亚甲基、氨基、酰氨基、烯氨基、芳香族偶氮基、嫌基、氨基甲酸乙酯等。2聚乳酸的基本性质聚乳酸是以微生物的发酵产物L■乳酸为单体聚合成的一•类聚合物，可以分为聚左旋乳酸（PLLA）、聚右旋乳酸（PDLA）和聚消旋乳酸（PDLLA）三种。具体性能⑸见表1。其中，常用易得的是PLLA和PDLLA。PLLA是半结晶性相当硬的材料。PLLA和

6、PDLA的外消旋体是结品性的，相反PDLLA是无定形的透明的材料⑹。聚乳酸的熔点较高，其物理性质介于PET（聚对苯二甲酸类塑料）^IIPA-6（尼龙塑料）之间，结晶度大、透明度极好，有良好的抗溶剂性、防潮、耐油脂、透气性，述具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性。聚乳酸的热稳定性好，适用于吹塑、吸塑、挤岀纺丝、注塑和发泡等多种加工方法，可加工成薄膜、包装袋、包装盒、一次性快餐盒、饮料用瓶以及医用材料，使得其在服装、包装、玩具和医疗卫生等领域拥有广泛的应用前景。表1聚乳酸的基本性能性能PDLAPDLLA溶解性均可潯于二噁烷、氯仿、二氯甲烷等,固体结构结晶性结晶性熔点/C1808

7、0玻璃化温度/C58热分解温度/C200215拉伸率*20〜3020〜30断裂强度怡4.0-5.05.0-6.0水解性（37・C生理盐水中4〜64〜6的强度减半时间zn）PLLA齐応濬解性最好.不溶于脂肪婭、乙醇、甲醇等无定形性185-2003聚乳酸的合成方法PLA一般可以通过乳酸的直接缩聚也可以由丙交酯经阴离子型阳离子型和配位型的开环聚合制得。一•般来说乳酸直接聚合或丙交酯（lactide简称LA）的阴离子开环聚合所得到的PLA分子量较低因此要合成高分子量高转化率的PLA需要采用阳离子型或配位型开环聚合。3.1乳酸直接缩聚乳