探究新型绿色包装材料 聚乳酸.doc

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1、化学化工学院"级食品科学与工程学号:20114063005陈梅探究新型绿色包装材料一聚乳酸摘要：本文主要阐述绿色包装材料聚乳酸的基本特性，同时综述了生物可降解材料聚乳酸的间接合成法、直接合成法等工艺取方法及其研究进展，并总结了聚乳酸类生物材料在纺织、包装、医疗卫生和农业方面等领域的主要应用和研究进展，最后对聚乳酸生物材料未来的研究方向提出展望，并阐述了聚乳酸的发展前景与在各个领域屮的应用方向和主导作用。关键词：聚乳酸、化学特性、提取、材料、应用、发展%1.聚乳酸(PLA)的发展简史生物降解塑料的生物降解，是指生物降

2、解塑料在微生物作用下发生降解、同化的过程。发挥生物降解作用的微生物主要包括真菌、霉菌或藻类。乳酸可通过对含淀粉的农作物(玉米、小麦、土豆、薯类等)进行发酵而大量生产，其中尤其以玉米淀粉产量和用量:最大，所以PLA又被称为“玉米敎料”。1932年Dupont公司科学家WallaceCarothers在真空小将乳酸进行聚合产生低分子量聚合物；1987年美国食品公司Cargill投资研发新的PLA聚合工艺;2001年Cargil1与Dow合资，开始大规模生产NatureWorks品牌的PLA商品%1.聚乳酸的简介及特性聚

3、乳酸(Polylacticacid,PLA)是20世纪90年代迅速发展起来的新一代可完全降解高分子材料，它是以微生物发酵产物L-乳酸为单体，用化学合成方法聚合而成的，是热塑性脂肪族树脂的一种。PLA具有优良的生物相容性和可吸收性，无毒、无刺激性，它在自然界屮的微生物、水、酸、碱等作用下能完全分解，最终产物是C0?和出0,对环境无污染，可作为环保材料代替传统的聚合物材料，受到了世界各国的广泛关注和深入研究。同时，它在人体内的屮问产物乳酸对人体无毒性，经美国食品和药品管理局(FDA)批准广泛用作药物控释载体、医用手术缝

4、合线及骨折内固定材料等生物医用高分子材料，因此，卩LA作为一种新型的可生物降解高分子材料逐步得到研究者的重视，其应用范围己从最初用于手术缝合线、接骨材料、生理卫生用品、药物载体等医用领域向各类包装材料等通用高分子材料领域迅速扩展，展现了诱人的发展活力。特性:聚乳酸(PLA)是一-种典型的合成类可完全生物降解材料，由于其具有可靠的生物安全性、生物可降解性、对环境友好、良好的力学性能及易于加工成形等优点，1-1前己被广泛应用于生物医用高分子、纺织行业、农用地膜和包装等行业。PLA的自降解以水解为主要形式，通常不需要特殊

5、水解酶，降解产物可参加体内循环，最终以二氧化碳和水的形式排出体外，对环境不产生污染。它在堆肥条件下可以完全生物降解，是一种完全绿色材料，被认为是最具竞争力的可再生生物燃料。三•聚乳酸的化学提取聚合方法聚乳酸属于脂肪族聚酯，是一种重要的可牛物降解的聚合物,其最终降解产物是二氧化碳和水，屮间产物乳酸也是体内正常的糖代谢产物，对人体无害，具有良好的生物相容性。聚乳酸现已成为生物降解医用材料领域屮最受重视的材料Z-O1995年美国食品与药詁管理局(FDA)批准聚乳酸及其衍生物nJ用于临床。H前,聚乳酸已被广泛应用于药物控制

6、释放材料、免拆手术缝合线和注射用微胶囊、埋植剂、骨材料、眼科材料等。此外，聚乳酸还可用于农业、包装材料、H用杂品等领域。随着聚乳酸应用领域的不断扩大,人们希望制备性能优良的相对分子质量高的聚乳酸。聚乳酸的合成研究始于20世纪40年代，半吋多由乳酸直接脱水聚合得到低相对分子质量的聚乳酸，由于机械性能不高而未引起人们的注意。从1954年LoweC-E•等、探讨乳酸聚合至今，人们对于聚乳酸合成方法进行了更多的研究，逐步得出了两条主要路线，即直接法和间接法。3.1•直接法CH)QwHO—CH—C—OH7学缩合CHjH-^O

7、—CH—C-^其屮直接法是通过乳酸分子间脱水、酯化、逐步缩聚成聚乳酸。反应途径如下式:OH*(n-l)H2O%CH*W-ji.£o—CH—C^OH9丙交直接法又有多种类型，有溶液聚合法、熔融聚合法、直接-扩链法、直接-固相聚合法。其屮最主要和最常用的方法是熔融聚合法，熔融聚合是…种发生在聚合物熔点温度以上，不采用任何介质的本体聚合。得到的产物纯净，不需要分离介质。熔融聚合法合成的聚乳酸相对分子质量不高，这是因为，随着反应的进行，体系的粘度会显著增大，小分子的排出越来越困难，平衡难以向聚合方向移动，在熔融聚合过程屮，

8、催化剂、反应吋间、反应温度等对产物相对分子质量的影响很大。反应时间越长、反应温度越高，真空度越高，则分子量越高;但反应温度过高，会导致聚合物降解，甚至炭化。3.2、间接法又叫内交酯开环聚合法,一般先将乳酸脱水缩合得到低聚物，然后裂解环化得到I人j„H(>—CH—C—OH」W'-低懈物聲髦A交酯;然后使精制过的内交酯在催化剂作用下开环聚合得到聚乳酸。反应途径如