PLA聚乳酸.doc

PLA聚乳酸综述
摘要聚乳酸类材料是一种用途广泛的生物降解高分子材料，已经成为生物医用材料中最受重视的材料之一。乳酸均聚物的合成主要有两种方法：丙交酯开环聚合法和直接缩聚法。本文简要讨论了各种方法的机制。另外，本文详细介绍了聚乳酸材料的性能及其应用。并且，由于乳酸均聚物合成的成本高，产物分子量低及其疏水性，脆性等性能缺陷，限制了其应用范围。目前对聚乳酸的研究主要集中在改性上，因此，本文简单介绍了各种改性方法。
关键词聚乳酸合成性能应用改性展望
0前言
聚乳酸（PLA）材料是一种用途广泛的生物降解高分子材料，已经成为生物医用材料中最受重视的材料之一。（1）聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，因此是理想的绿色高分子材料。
1聚乳酸合成
乳酸均聚物的合成主要有两种方法：丙交酯开环聚合法和直接缩聚法。(2-3)
1.1直接缩聚法
乳酸同时具有—OH和—COOH，可直接缩聚。通过乳酸直接缩聚得到聚乳酸，但由于反应产物水难以从体系中排除，所以产物分子量较低，很难满足实际要求。
PLA直接缩聚原理为：

1.2开环聚合法
第一步是乳酸经脱水环化的丙交酯

第二步是丙交酯经开环聚合得聚丙交酯

该体系的优点是收率高，溶剂消耗量小，熔点能达到要求。
目前，日本、美国和法国等国家正积极开发利用农副产品为原料发酵生产聚乳酸。日本钟纺公司以玉米为原料发酵生产聚乳酸，利用聚乳酸制成生物降解性发泡材料。其生产过程是在聚乳酸中混入一种特殊添加剂，对其分子结构进行控制，使之变为易发泡的微粒，再加入用碳水化合物制成的发泡剂，在成型机中成型，经高压水蒸气加热成发泡材料。该材料的强度、压缩应力、缓冲性和耐药性等与聚苯乙烯塑料相同，经焚烧后不污染环境，还可作肥料。美国一家研究所把制乳酪后的废弃土豆转化为葡萄糖浆，再用细菌发酵成含乳酸酵液，经电渗析分离、加热使水分蒸发，得到可制成薄膜的聚乳酸，可作为保险袋及替代聚乙烯和防水蜡的包装材料。法国研制出用甜菜为原料，先分解成单糖，发酵生产乳酸，再用化学方法将乳酸聚合成聚乳酸。制作聚乳酸的方法很多，如利用工业制糖工序的下脚料贫糖液来生产聚乳酸，使生产成本大幅度下降。

2聚乳酸性能及应用
2．1
聚乳酸（PLA）是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。
2.2
机械性能及物理性能良好。聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等，市场前景十分看好。
2.3
相容性与可降解性良好。聚乳酸在医药领域应用也非常广泛，如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等，低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。
2.4
聚乳酸（PLA）除了有生物可降解塑料的基本的特性外，还具备有自己独特的特性。传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。
2.5
聚乳酸（PLA）和石化合成塑料的基本物性类似，也就是说，它可以广泛地用来制造各种应用产品。聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明度，和利用聚苯乙烯所制的薄膜相当，是其它生物可降解产品无法提供的。
2.6
聚乳酸（PLA）具有最良好的抗拉强度及延展度，聚乳酸也可以各种普通加工方式生产，例如：熔化挤出成型，射出成型，吹膜成型，发泡成型及真空成型，与目前广泛所使用的聚合物有类似的成形条件，此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。如此，聚乳酸就可以应各不同业界的需求，制成各式各样的应用产品。
2.7
聚乳酸（PLA）薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧二碳性，它也具有隔离气味的特性。病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面，故有安全及卫生的疑虑，然而，聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。
2.8
当焚化聚乳酸（PLA）时，其燃烧热值与焚化纸类相同，是焚化传统塑料（如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸绝对不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体。人体也含有以单体形态存在的乳酸，这就表示了这种分解性产品具有的安全性。
3聚乳酸的改性
聚乳酸(PLA)降解材料具有良好的物理性能和生物相容性,但同时存在着降解速度难以控制,强度和韧性不够以及致炎效应等缺点,为此人们对PLA进行大量的改性研究。聚乳酸的改性方法有物理改性、化学改性。物理改性主要是通过共混、增塑及纤维复