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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划生物材料,聚乳酸生物可降解高分子材料聚乳酸摘要：论述了聚乳酸的基本性质、性能、应用及展望，指出了聚乳酸是一种新型绿色环保可生物降解的高分子材料关键词：绿色高分子；聚乳酸；生物可降解高分子材料人类在21世纪的最大课题之一是保护环境。橡胶、塑料和合成纤维虽然与人类的生活密切相关，但大多不能自然分解，其废弃物会造成白色污染。20世纪90年代末刚刚实现工业化的聚乳酸(PolyLacticAcid，PLA)是其中最有发展前景的一种，它是一种真正的新型绿色高分子材料，也是目前综合性能最出色的环保
2、材料【1】。1聚乳酸的基本性质聚乳酸(PLA)是以微生物的发酵产物L乳酸为单体聚合成的一类聚合物,具体性能【2】见表1由于具有独特的可生物降解性能、生物相容性能和降解后不会遗留任何环保问题等特点，将成为未来应用发展前景广阔的生态环保材料。聚乳酸的分子量对降解性能有重要的影响在相同降解时间和降解环境下，分子量高的降解速率比分子量低的慢这是因为随着聚合物分子量的提高，聚合物分子间的作用力增大、结晶度增高，且分子量低的聚合物末端羧基的数目较多，更容易发生水解PDLLA的降解速率比PLLA的快就是由于PLLA为结晶性聚合物，而PDLLA为无定型聚合物无定型聚合物的结构疏松，水的渗透快，可以由外到里同时
3、水解【3】。表1聚乳酸的基本性能2聚乳酸的合成方法目前合成聚乳酸(PLA)的方法主要分为直接缩聚法和间接法(即丙交酯开环聚合、扩链反应等)【2】。直接缩聚乳酸的直接缩聚由于存在着乳酸、水、聚酯及丙交酯的平衡，不易得到高分子量的聚合物。但是乳酸的来源充足，价格便宜，所以直接法合成聚乳酸比较经济合算。研究表明，延长聚合时间，适当提高反应温度，采用高真空度可以有效降低体系水分含量，从而提高聚合物分子量，在脱水剂的存在下，乳酸分子中的羟基和羧基受热脱水，直接缩聚合成低聚物，加人催化剂，继续升温，低相对分子质量的聚乳酸聚合成更高相对分子量的聚乳酸它主要有溶液缩聚法、熔融缩聚(本体聚合)法、熔融一固相缩聚
4、法和反应挤出聚合法等211溶液缩聚法采用一种高沸点的溶剂和乳酸、水进行共沸，高沸点溶剂脱水后再回流到溶液中，将反应中的水带出反应体系，促进反应正向进行，合成聚乳酸该方法虽然可以合成高分子量的聚乳酸，但是高沸点溶剂的引人使产物的最后纯化比较困难，成本仍然较高212熔融缩聚法该方法工艺路线简单，操作简单，要求高真空或者氮气保护但是产物的分子量不高，主要是因为反应后期体系的粘度较大，小分子水难以除去，因此有待于进一步完善XX年日本学者合成M。超过10万的PLLA熔融聚合比溶液聚合操作简单，免去了高沸点溶剂的提纯，是减少辅助剂使用的最佳方法它有利于降低成本、提高安全性、提高产率、缩短反应时间，是绿色化
5、学的重要研究方向之【4】213熔融固相缩聚在聚合温度低于预聚物的熔点，而高于其玻璃化转变温度下进行的一种聚合方法当熔融聚合产物继续进行固相缩聚时，随结晶度的不断提高，这些低分子物质以及大分子的端基聚集在无定型区，可发生酯化反应而相互连接，有利于反应向生成聚乳酸的方向进行，使分子链增长，这些加长的分子链在晶区边缘结晶，使得聚合物结晶度增加，限制副反应的发生，促进残留单体的转化率22开环聚合目前研究合成聚乳酸的最多方法是丙交酯的开环聚合，其开环聚合的机理有阳离子聚合、阴离子聚合、配位聚合3种。221阳离子开环聚合阳离子开环聚合反应是引发剂与单体相互作用生成箱子或镩氧离子，经单分子开环反应生成酰基正
6、离子，然后单体再对这种增长中心进攻5这类引发剂种类很多质子酸(HCL，RSO，H等)、路易斯酸(AlCl3，SnCL4。等)、烷基化试剂(CF3SO3CH3等)还有ZnO，SnO，PbO，SnO2，MgO，TiCl4等以引发剂SnCL4为例，其反应机理：222阴离子开环聚合阴离子开环聚合反应是以催化剂亲核进攻丙交酯的羰基，酰氧键断裂后生成的这类反应一般以强碱为催化剂，如Na2CO3、KOH、ROLi、ROK等现以ROLi为例，反应L-丙交酯阴离子开环聚合经常伴有消旋现象，这是由于丙交酯环上的叔碳原子脱质子所致这类催化剂反应速度快、活性高，可进行本体或溶液聚合，但副反应极为明显，不利于制备高的聚
7、合物。223配位插入开环聚合配位插入开环聚合反应一般认为是单体上的氧原子与催化剂金属的空轨道配位络合，单体再在金属一碳或金属一烷氧链上进行插入和增长6催化剂主要为过渡金属有机化合物和氧化物这类反应的催化剂种类很多如烷基金属和烷基金属化合物如AL(Oi2Pr)3，Sn(Oct)2、烷基稀土配位化合物、BuSnOMe、卟啉铝等其中Sn(Oct)2：已成为最常用、最有效的催化剂，其催化剂机理为：卟啉铝作为配位开环聚合的一种催化剂，其引发聚合得到的聚合物的分子量分布非常窄而且这种催化剂有很好的立构选择性但是这类催化剂的活性不高。23扩链聚合聚乳酸的扩链反应中首先要进行熔融聚合以乳酸单体为原料，氯化亚锡
8、为催化剂在真空条件下进行熔融聚合，所得产物不经过进一步处理将制得的聚乳酸于氮气中，加入一定比例的扩链剂，在所设定的温度和时间下进行扩链反应反应结束后，产物用氯仿溶解、甲醇沉淀，50下真空干燥，得到白色粉末产物3聚乳酸的应用与研究展望聚乳酸因其良好的生物降解性和优异的力学性能而倍受人们广泛的关注，而且聚乳酸在所有生物可降解聚合物中熔点最高、结晶度大、透明度极好，很适合做纤维、薄膜及模压制品等，加上它能够用于更新的资源合成，所以人们正把更多的注意力转移到其生物降解性能的研究。利用聚乳酸在人体内可降解的特性，它在医用绷带、一次性手术衣、防粘连膜、尿布、医疗制成固定装置等方面的应用，以及在农业、林业、
9、渔业、园艺以至各种各类的日用品方面将具有日益广泛的应用前景。聚乳酸具有潜在的应用，如包装材料：包括挠性薄膜、食品容器、行李箱等；一次性用品：包括瓶子，杯子，碟子，缸等；纤维、非织造布：包括织物纤维、个人和医用的卫生用品；纸浆涂料；可生物降解热熔胶。总之，PLA及其共聚物是一类极有前途的可降解高分子材料7.。聚乳酸的成功开发和应用，为解决资源短缺、生存环境保护及废弃物处理提供了个非常好的方法。由于聚乳酸是一种可完全生物降解脂肪族聚酯类高分子材料，在自然环境下，通过微生物、水等介质逐渐降解成小分子聚合物，并最终降解为对环境无害的二氧化碳和水。聚乳酸的研究和开发有望为解决环境污染问题提供一条新的途径
10、。聚乳酸及其共聚物的合成途径和制备方法的研究及开发是高分子材料特别是生物材料的个重要发展方向，开发经济、生物相容性和降解性好的聚乳酸材料也将成为这个领域的热点8.。发展相容和降解高分子材料是治理污染的有效途径，其应用前景很广泛。聚乳酸作为一种无毒、无刺激性、具有优良生物相容性和生物降解性的合成高分子材料，将成为取代以石油为来源的传统聚合物的新一代环境友好，新型绿色环保可生物降解的高分子材料。参考文献1史铁钧，董智贤聚乳酸的性能、合成方法及应用J化工新型材料，XX，29(5):13-162杨帆，陈一岳，林茵，等聚乳酸的降解性能及其微球剂的研究J实验研究，XX，3(5)：2632653马强，杨青芳
11、，姚军燕聚乳酸的合成研究J高分子材料科学与工程，XX，20(3)：21-234汪朝阳，赵耀明熔融一固相缩聚法中固相聚合对聚乳酸合成的影响J材料科学与工程，XX，20(3)：403-406.5李永振，贺继东，李阳聚乳酸的化学合成与应用J化学推进剂与高分子材料，XX，5(5)：39-436王俊凤，张军，张学龙，等聚乳酸合成的研究进展J.化工时刊，XX，21(6)：51-567郝国庆可降解高分子材料聚乳酸综述J.太原科技，XX，10(10)：l-68陈景华绿色环保型材料聚乳酸的应用研究J印刷工业，XX(1)：19-22聚乳酸的合成方法研究摘要聚乳酸是一类运用广泛的生物可降解材料，具有良好的机械强度，
12、生物相容性且易加工。聚乳酸的合成方法主要为内交酯开环聚合法和直接缩合聚合法，前者比较而言具有分子量高，机械性能好且无小分子水生成等优点。目前，聚乳酸主要面临着性能改性和成本降低的重要挑战。关键词聚乳酸，开环聚合，缩合聚合1引言生物降解材料包括天然树脂和合成树脂，是由可再生资源人工合成制得的一种可降解高分材料，主要包括淀粉类以及聚酯类，其中聚酯类包括聚乳酸、聚(来自:写论文网:生物材料,聚乳酸)羟基脂肪酸酯、聚己内酯和聚丁二酸丁二醇酯等。聚乳酸是一种用途广泛的生物降解高分子材料，具有良好的强度、通透性且易加工，并具有良好的生物相容性，对人体无毒无刺激，因此被广泛用于外科手术缝合线和骨折内固定材料
13、及药物控释载体等生物医用材料，已经成为生物医用材料中最受重视的材料之一1。2聚乳酸的概述聚乳酸也称为聚丙交酯，属于聚酯家族，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，因此是理想的环保型高分子材料1。聚乳酸的性质聚乳酸(PLA)为浅黄色或透明的物质；玻璃化温度为5060，熔点170180，密度约/cm3；不溶于水、乙醇、甲醇等，易水解成乳酸。聚乳酸有三种立体构型：聚右旋乳酸(PDLA)，聚左旋乳酸(PLLA)和聚消旋乳酸(PDLLA)。PDLA和PLLA是两种具有光学活性的有规立体构型聚合物，25时比旋光度分
14、别为+157，-157。Tg、Tm分别为58和215，熔融或溶液中均可结晶、结晶度可达60左右。PDLLA是无定形非晶态材料，Tg为58，无熔融温度。结晶性对PLA材料力学性能和降解性能(包括降解速率、力学强度衰减)的影响很大。PLA脆性高、冲击强度差。分子量增大，PLA的力学强度提高，作为成型制品使用的聚合物分子量至少要达到10万2。聚乳酸的主要优点1)聚乳酸是一种生物可降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提供的淀粉原料聚合而成。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，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
15、非常有利。2)聚乳酸的物理性能良好，其具有良好的抗拉强度及延展度和热稳定性好，加工温度170230，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑等各种加工方法，应用十分广泛。聚乳酸可用于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。3)聚乳酸薄膜具有良好的透气性、透氧性及透二氧化碳性，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。4)当焚化聚乳酸时，其燃烧热值与焚化纸类相同，是焚化传统塑料的一半，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3-4。3聚乳酸的合成方法目前聚乳酸的合成主要有两条方法：丙交酯开环聚合法和直接缩聚法。
