聚乳酸论文：聚乳酸合成及改性研究.doc

聚乳酸论文：聚乳酸合成及改性研究

【中文摘要】本文主要研究用杂多酸作为催化剂合成聚乳酸的方法,并优化其合成工艺以提高分子量,同时还对聚乳酸改性共聚物聚乳酸-聚乙二醇(PLA-PEG)和聚(乳酸-甘氨酸)进行了初步的研究和探讨。首先,研究了用固体杂多酸磷钨酸为催化剂,直接法合成聚乳酸。以傅立叶红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)检测,确定磷钨酸结构和晶形结构,并通过FTIR分析及粘度法对聚乳酸的结构及相对分子质量进行检测。实验得出了以磷钨酸为催化剂合成聚乳酸的最佳工艺条件为磷钨酸用量为乳酸质量0.5%,真空度1-2kPa,温度170℃,反应时间6h,得到一定粘均分子量的聚乳酸。其次,采用开环聚合法,固体超强酸S042-/Zr02-Ce02为催化剂,催化丙交酯和聚乙二醇合成PLA-PEG嵌段共聚物,研究了聚乙二醇(PEG)分子量、反应时间、温度、催化剂用量等条件对共聚物的影响,并通过FTIR、Hammett指示剂法及NH3-TPD等方法对固体超强酸的酸性质进行了表征。研究结果表明当焙烧温度为650℃时,得到的固体超强酸S042-/Zr02-Ce02酸强度与酸量最大,用该催化剂催化合成PLA-PEG嵌段共聚物,当PEG分子量6000、反应时间9h、反应温度170℃、催化剂用量为丙交酯质量分数的1.0%时,得到PLA-PEG共聚物的特性粘度最大,为1.693dl·g-1。最后,进行了氨基酸对聚乳酸的改性研究。以丙交酯和甘氨酸为原料,将甘氨酸制成环状单元吗啉-2,5-二酮,丙交酯与吗啉-2,5-二酮开环共聚,通过FTIR与核磁(1H-NMR)确定产物即为聚(乳酸-甘氨酸)。并通过实验探索出较为适宜的工艺条件为：催化剂辛酸亚锡用量为丙交酯质量0.3%,温度160℃,反应时间8h,得到的共聚物特性粘度最高,可达到0.91dl·g-1。
【英文摘要】Amethodforsynthesizingpolylacticacidwithheteropolyacidascatalyst,andoptimizingreactionconditionsofPLA’spolymerization.AlsobasicresearchofsynthesiscopolymerPLA-PEGandP(LA-co-Gly)wereprobed.Firstly,thesynthesisofpolylactidesbydirectcondensationpolymerizationcatalyzedbyphosphotungsticacidwasstudied.ThestructureandcrystallinestructureofphosphotungsticacidweredeterminedbyinfraredFTIRandXRD.Andthemicrostructure,viscosityaveragemolecularweightofPLAwereinvestigatedbyFouriertransforminfraredFTIR,andviscositymeter.Thecomparativelyappropriatereactionconditionswereasfollows:thecontentofphosphotungsticacidwas0.5wt%oflacticacid,polymerizedat170℃for6hunderasystemvacuumof1-2kPa.Asaresult,acertainviscosityaveragemolecularweightwasgot.Secondly,thePLA-PEGblockpolymercatalyzedbysolidsuperacidSO42-/ZrO2-CeO2waspreparedbyopeningringpolymerization.TheacidicpropertywasmeasuredbyIRspectra,HammettIndicatorandNH3-TPDtechniques.TheeffectsofmolecularweightofPEG,reactiontime,temperatureandcatalystamountoncopolymerwerestudied,andthecharacteristicgroupofcopolymerwasmeasuredbyFTIRspectra.ThesolidsuperacidSO42-/ZrO2-CeO2hadthestrongestacidstrengthandmaximalacidcontentroastedat650℃.Theoptimumreactionconditionswereobtained,whichwer