甘氨基酸改性聚乳酸开题报告

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1、开题报告甘氨基酸改性聚乳酸一、选题的背景、意义有机高分子材料的应用对人类社会的发展起了重要作用,但塑料、橡胶等制品大部分是石油基产品,利用的是不可再生资源,同时使用后的废弃物几乎不具备降解性,造成对环境的严重污染。为了减少对环境的破坏,摆脱对日益枯竭的石油资源的依赖,开发可持续利用、环境友好、可降解的材料已经成为当前的研究热点。在众多的可生物降解聚合物中,刚进入工业化的聚乳酸(PLA)受到了人们广泛的关注。PLA来源于可再生农作物,具有良好的生物降解性,且在许多性能上与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等通用塑料相似,具有广阔的市场前景,被全球公认为新世纪最有前途的生物

2、医用材料和新型包装材料,有望成为通用塑料的替代产品。二、相关研究的最新成果及动态魏巍等对淀粉/聚乳酸共混材料进行了综述，指出淀粉的添加并不会影响聚乳酸的热力学性能，但共混物样品的拉伸强度和断裂伸长均随淀粉含量的提高而降低。淀粉含量超过60%，聚乳酸便难以成为连续相，样品的吸水性急剧增大。金水清等采用溶液共混法，以聚乙二醇(PEG)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)作为增塑剂，对聚左旋乳酸(PLA)进行增塑改性。用综合热分析仪对改性PLA的热性能进行了表征，讨论了不同的增塑剂及其用量对改性PLA性能的影响，从实验的力学性能比较可以看出，PLA/PEG共混体系，无论

3、是拉伸强度还是断裂伸长率都比同含量的PLA/DBP要好。用PEG作为增塑剂改性PLA效果比DBP的好以PEG400的改性效果较为理想。同时，当增塑剂的含量增加时，改性PLA的强度下降，伸长率增加，并逐渐由脆性向韧性转变；玻璃化转变温度(Tg)和熔点(Tm)下降。李晓梅等[16]采用熔融共混法，以丙三醇、乙酰柠檬酸三正丁酯(ATBC)以及邻苯二甲酸二辛酯(DOP)作为增塑剂，直接采用转矩流变仪熔融制备改性PLA。研究讨论了不同增塑剂及含量对改性PLA膜力学性能、热性能以及吸水降解性能的影响，从而为力学性能优良、加工性能优越、成本低廉的生物降解型材料的制备提供依据。结果表明，3种增塑剂均

4、能提高PLA的韧性，其中利用ATBC增塑改性时效果最好。且当其含量为15～20份时，改性PLA的力学性能较佳；随着ATBC的含量增加，PLA的熔体流动性进一步增强，熔点(Tm)、玻璃化转变温度(Tg)以及结晶温度均有所下降，PLA的结晶能力增强，维卡热变形温度呈先下降后上升的趋势，改性PLA的吸水率有所降低，降解率有所上升。尹静波等采用乙酰柠檬酸三正丁酯(ATBC)、柠檬酸三正丁酯(TBC)3、柠檬酸三乙酯(TEC)等系列柠檬酸酯增塑改性聚乳酸。通过差示扫描量热法(DSC)、拉伸性能等测试表明，柠檬酸酯类增塑剂能有效降低聚乳酸玻璃化转变温度，改善其加工性能，克服脆性断裂。樊国栋等以乳

5、酸单体(LA)为原料，锌酸亚锡[Sn(Oct)2]为催化剂，按m[Sn(Oct)2]:m(LA)=0.008:1投料，在170℃、0.095MPa下反应8h，直接熔融缩聚合成PLA，其Mη(黏均摩尔质量)为12514。将PLA与PEG-400、PEG-600和PEG-800按m(PLA):m(PEG)=9:1共聚合成系列PLEGs。用特性黏度、FT-IR、DSC、接触角测定等测试手段对其进行表征，结果表明，在系列PLEGs中，PEG-600和PLA共聚合成的PLEG的Mn最高，可达28900。PEG-800和PLA共聚合成的PLEG接触角最小，为57.0°，说明其亲水性能最好。冯辉霞

6、等利用互换反应将有机阳离子引入蒙脱土(MMT)层间，使其转变为疏水性，使聚乳酸与其相容性提高。通过离子交换法，制备了二次插层的有机蒙脱土，使蒙脱土层间距增大。制备了聚乳酸/有机蒙脱土(OMMT)复合材料，考察了蒙脱土用量等因素对聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料性能的影响，用粉晶衍射(XRD)发现聚乳酸已经进入有机蒙脱土的片层间，形成插层型或剥离型的复合材料，并通过热重分析(TG)，发现聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料的耐热性能提高。同时当OMMT质量分数为5%时，聚乳酸/蒙脱土纳米复合材料的热性能最佳。三、课题的研究内容及拟采取的研究方法、技术路线及研究难点，预期达到的目标1、掌握乳酸、丙交酯的

7、基本物理化学性质，合成丙交酯的基本原理2、掌握本体聚合合成聚乳酸的方法3、找握红外、核磁、差热、凝胶渗透色谱、扫描电镜等分析方法。运用化学共聚法对PLA进行改性方面的研究，以丙氨酸对PLA进行改性。4、甘氨酸改性丙交酯的合成改性聚乳酸，结构分析；5、甘氨酸与乳酸直接聚合得到改性聚乳酸及其性能分析；6、甘氨酸与乳酸经缩聚－解聚得到乳酸－氨基酸的二聚体的交酯及其性能分析；7、以辛酸亚锡为催化剂,对甘氨酸与丙交酯的共聚反应进行研究；并用红外光谱(IR)、核磁共振