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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21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、增塑及纤维复合等方法实现对聚合物的改性。化学改性包括共聚、交联等，主要是通过改变聚合物大分子或表面结构改善其脆性、疏水性及降解速率等。现在,人们关注最多的是共聚改性,其通过调节乳酸(LA) 和其他单体的比例改变聚合物的性能,或由第二单体给PLA 以特殊性能,特别是该单体为某功能分子时更加受到重视。3.1 共聚改性聚乳酸的共聚改性旨在聚乳酸主链中引入另一种分子链, 使PLLA 大分子链的规整度下降、结晶度降低, 以提高柔性和弹性。聚乳酸的共聚改性物可以是生物降解类材料如乙交酯、己内酯等, 也可以是非生物降解类材料如聚甲基丙烯酸甲酯、聚丁二烯、聚酰亚胺等。共聚改性是通过调节乳酸和其他单体的比例来改变聚合物的性能,使力学性能、功能反应性能等方面有很大的提高。32 交联改性交联改性是指在交联剂或辐射作用下，通过加入其它单体与聚乳酸发生交联反应，生成网状聚合物，改善其性能。PLA用作骨固定材料时强度还不够，适度的交联可提高其强度。交联剂通常是多官能团物质，针对不同情况，交联方式和交联情况都会有所不同。4聚乳酸材料展望聚乳酸作为一种环保材料，其优良性能在医学及生态保护方便具有重大的作用。近年来,国内外可生物降解塑料得到了很快的发展,成为可持续、循环经济发展的焦点。无论是从能源替代、二氧化碳减少,还是从环境保护方面都具有重要意义。与其它生物基或者生物降解塑料相比, PLA是其中最具代表性和最重要的一种塑料, PLA具有良好的可降解性、生物相容性,原料易得等优点,其领先地位可以由目前PLA在包装、纺织、医药卫生等领域的广泛应用,越来越多的PLA新型产品,逐渐增加的在建项目,日益扩大的工业生产规模和加工企业数量,以及与PLA相关的专利及文章的发表来证明,在当今社会必然有着广阔的研究和应用前景。 Referebces【1】 Lunt J.Large scaleproduction,properties and commercial applications of polylactic acid polymers.Polymer Degradation and Stabi