甘氨基酸改性聚乳酸文献综述

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1、文献综述甘氨基酸改性聚乳酸一、前言部分随着高分子材料应用领域的日益扩大以及人类对环境问题的关注,由常用高分子材料的难降解性所导致的环境污染问题已成为人类必须解决的问题。开发利用可生物降解的高分子材料是这一问题最有效的解决途径之一【1】本文就介绍一种新型可生物降解的聚合物——聚乳酸（PLA）。聚乳酸(Polylactic-acid)是一种重要的乳酸衍生物,是以乳酸为单体经化学合成或生物合成得到的一类高分子材料,无毒无刺激性,具有优良的生物相容性,可被生物分解吸收,强度高,可塑性强,易工成型。它易被自然界中的多种微生物或动植物体内的酶分解代

2、谢,最终形成水和二氧化碳,不污染环境,因而被认为是最有前途的可生物降解的高分子材料。【2】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医用材料和新型包装材料,有望成为通用塑料的替代产品【3】聚乳酸是重要的环境友好高分子材料，具有优良力学性能、生物相容性、生物降解性和资源可再生性，在生物医学工程、涂料、薄膜、热塑材料、纺织、包装等领域有巨大的市场【4】。聚乳酸除了在医药领域的应用外,在农业上乳酸与乙烯、淀

3、粉等共聚可作降解包装材料及降解农膜;在日用化学品中可作化妆品的添加成分等【5】。同时聚乳酸存在的缺点是:(1)聚乳酸中有大量的酯键,亲水性差,降低了它与其它物质的生物相容性;(2)聚合所得产物的相对分子量分布过宽,聚乳酸本身为线型聚合物,这都使聚乳酸材料的强度往往不能满足要求,脆性高,热变形温度低(0146MPa负荷下为54℃),抗冲击性差;(3)降解周期难以控制;(4)价格太贵,乳酸价格以及聚合工艺决定了PLA的成本较高[2,3]。这都促使人们对聚乳酸的改性展开深入的研究【6】。这些缺点都限制了聚乳酸的应用，为了克服聚乳酸均聚物的这些

4、缺陷,使其更好地满足于某些领域的应用要求，因此，近几年来对聚乳酸的改性已经成为研究的热点。下面主要介绍其改性方法。二、主题部分1、在介绍其改性之前我们先要知道聚乳酸的合成方法。乳酸(85%～90%),天津市福晨化学试剂厂;辛酸亚锡,天津市科密欧化学试剂有限公司;氯仿,天津市耀华化学有限责任公司;聚乙二醇(400、600、800、1000、2000),天津市科密欧化学试剂开发中心;以上除辛酸亚锡为化学纯外其余均为分析纯。在100ml三颈烧瓶中加入15g乳酸(已纯化)和一定量聚乙二醇,抽真空减压至压强为0.096MPa,升温至125℃,蒸馏

5、约3h左右,去除部分小分子杂质及进行预聚。加入定量催化剂辛酸亚锡,逐渐从125℃升温到170℃,熔融缩聚7～10h。反应结束,初产物经提纯和真空干燥后,得到PLEG白色粉末【7】。接下来我们了解一下聚乳酸的改性2、物理改性2．1共混改性为了获得性能优异的聚合物材料,除了继续研制合成新型聚合物以外,已有聚合物的共混改性已经成为发展聚合物材料的一条卓有成效的途径,近年来日益引起人们的兴趣和重视。聚乳酸是一种热塑性高分子,易溶于有机溶剂。共混体系的制备方法主要有熔融挤出和溶液涂膜法。对PLA共混体系的研究主要集中在材料的相容性、生物降解性和机

6、械性能方面。高建文根据聚乳酸与PLA2PEG2PLA【16】的共混物在降解过程中的特性粘度、质量及热行为等的变化,系统地考察了不同摩尔投料比例和PEG链段长度的PLA2PEG2PLA三嵌段共聚物以及它们与PLA共混物在生理盐水中的降解行为,并研究了共混物的组成对亲水性的影响,以期为指导材料的设计和应用提供重要的科学依据。G.Sivalingam等采用机械共混工艺对PLA和PCL的共混体系的热降解性能进行了研究[8]。2.2增塑改性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

7、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

8、(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