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文档简介

2020 3 24 PLA 武汉工程大学10级材料化学 2020 3 24 开发新材料的必要性20世纪合成高分子材料的问世及其快速发展极大地改善了人类生活 但是 合成高分子材料巨大的生产和消费也产生了两个重大课题 有限的能源被大量消耗 如石油等 废弃聚合物等导致的环境污染 如温室效应 PM2 5 白色污染等 新型材料PLA具有完全生物降解性和以再生资源为原料的植物来源性 而且是一种维持自然界 碳循环平衡 的材料 PLA的开发应用能减少白色污染 节约石油 1932年 杜邦 DuPont 公司的著名的高分子化学家Carothers在真空条件下加热乳酸得到了低分子质量的聚乳酸 国外聚乳酸技术的开发和工业化生产得到了突破性进展 现在市场上的PLA纤维及其原料大部分来源于美国 日本和德国 PLA作为生物医药材料的应用早在30年前就已经开始 但是作为工业高分子材料的应用却是在20世纪90年代中期美国的Gargill公司向市场大规模提供了性能稳定且廉价的PLA树脂之后才全面展开的 2020 3 24 现在 PLA材料的应用已经由最初的包装材料等短期使用周期商品和用后回收困难的商品发展到农林水产业 土木建筑业 日常生活用品等具有较长使用周期的商品 甚至用作汽车 电子电器领域等高性能的耐久性商品 开发的品种充分利用PLA的特性 生产出了PLA纤维 塑料 涂料及粘合剂等 日本钟纺公司PLA应用领域统计PLA液晶电视底座包装保护盒 2020 3 24 PLA制作的杯子PLA手术缝合线 2020 3 24 以PLA为代表的生物降解高分子及生物基高分子的应用和发展可以分为3各阶段 见下表 2020 3 24 PLA单体的合成 化学途径制备L 乳酸和D 乳酸的混合物或外消旋乳酸生物途径制备光学纯L 乳酸或D 乳酸 是生产乳酸的主要方法 生产工序 植物类原料糖化 批量发酵 分离 纯化 2020 3 24 聚乳酸的合成 一 合成高分子量的PLA的方法 共沸缩聚 扩链反应 酯化促进辅助剂 固相缩聚 直接缩聚法 2020 3 24 二 由丙交酯开环聚合 2020 3 24 阳离子机理聚合机理 引发剂提供的进攻丙交酯环外氧生成氧鎓离子 按烷氧键断裂方式形成阳离子中间体 从而进行链增长 2020 3 24 阴离子机理 2020 3 24 插入机理 金属羧酸盐 2020 3 24 金属醇盐 2020 3 24 影响聚合的条件 A催化剂的类型和数量 2020 3 24 B温度 2020 3 24 PLA的性质 1 TgFlory Fox公式 K 无穷大时的K 一个表示高分子链末端基团过剩自由体积的常数2 Tm 结晶塑料使用温度上限 Thompson Gibbs公式 1 2 平衡融化温度 表面自由能 晶片厚度 熔化热 结晶密度 2020 3 24 3 溶解性PLA的 为19 20 5 20
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