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乳酸 合成 研究 钻研

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聚乳酸的合成研究,乳酸,合成,研究,钻研

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开题报告 题目： 聚乳酸的合成研究 1、 毕业设计（论文）综述 目背景及研究意义 近年来 ,由于大量不可自然分解聚合物生活垃圾和工业废弃物等白色污染的出现 ,使自然环境严重恶化 ,因此 ,寻找像 样的可降解材料也越来越引起了人们的重视 1。 聚乳酸（ 20 世纪 90 年代迅速发展起来的新一代可完全降解高分子材料，它是以微生物发酵产物 化学合成方法聚合而成的，是热塑性脂肪族树脂的一种。 1913 年，法国人首先用乳酸 （ 经缩聚合成 932 年，被誉为高分子化学之父的 及杜邦公司也采用直接缩聚的方法得到了低相对分子质量的 到 1966 年， 出可先由 成丙交酯（ 再进一步聚合得到 制备方法。 一种热塑性聚合物，加工性能良好，可利用通用的塑料加工设备进行挤出、注射、吹塑成形，也可与通用塑料淀粉及聚酯共混 2。聚乳酸具有优良的生物相容性和可吸收性，无毒、无刺激性，它在自然界中的微生物、水、酸、碱等作用下能完全分解，最终产物是 环境无污染，可作为环 保材料代替传统的聚合物材料，受到了世界各国的广泛关注和深入研究。同时，它在人体内的中间产物乳酸对人体无毒性，经美国食品和药品管理局（ 准广泛用作药物控释载体、医用手术缝合线及骨折内固定材料等生物医用 高分子材料 3。 内外研究现状 目前 ,聚乳酸的研究虽然是一个热点 ,但根据 索和中国期刊网检索出的数据表明 ,国际上 1998 年是聚乳酸研究的高潮 ,随后稍有回落。但在国内 ,在 1999 年开始迅速上升 ,各种“中国期刊网”检索方式都表明 ,1999 年聚乳酸类聚合物的收录篇数是1997 年、 1998 年的数倍 ,而 2001 年的数字较 2000 年又有显著增长。这种国外回落和国内增长的现象 ,一方面反映了中国科研创新的状况 ,另一方面也可能反映了由于聚乳酸的合成成本的高昂 ,制约了其应用研究。因此 ,在各种聚乳酸合成方法涌现的时候 ,对聚乳酸的合成进行全面、正确的展望 ,很有必要 ,也有利于中国在聚乳酸领域中更好地赶超国际水平 4。聚乳酸研究暂时性回落的根本原因在于成本因素 ,这其实是所有生物降解高分子材料所面临的问题 5。 聚乳酸的化学合成方法包括丙交酯开环聚合法（也称两步法）和乳酸直接缩聚法（也称一步法）两种 6。丙交 酯开环聚合法是大规模工业化生产高分子量聚乳酸的方法。目前世界上最大的聚乳酸生产商 司）就采用这种工艺生产聚乳酸 7。国外最初从事乳酸直接缩合研究的是日本 司（三井东压公司，现在的三井公司）。目前该公司对乳酸直接缩聚法的研究和开发处于世界上绝对领先的地位8。国内对于直接缩聚法制备聚乳酸的研究主要是安徽丰原发酵技术工程研究有限公司采用直接法，先将乳酸脱水，再经过低聚 到黏均相对分子质量 为 7 万 20 万的聚乳酸 9。本课题有望形成具有工业应用潜力 ,绿色环保可降解材料。 2、 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 课题研究的主要内容 20世纪 50年代 ,美国杜邦公司首先把乳酸制得丙交酯 ,然后进行开环聚合 ,这是合成聚乳酸最传统的方法。主要原因是采用这种方法可以得到高分子质量的聚乳酸及其系列衍生物 ,它仍然是目前工业化生产聚乳酸最主要的工艺路线 10。丙交酯的开环聚合主要包括阴离子开环聚合 11、阳离子开环聚合 12及配位开环聚合 13。本课题主要研究乳酸制得丙交酯 然后配位开环聚合，它的引发剂主要是过渡金属的有机化合物或氧化物 ,如烷氧基铝。 究方案 乳酸分子间脱水生成低分子质量聚乳酸然后 , 在 180 230 的温度下低聚物解聚生成环状丙交酯 (分离提纯丙交酯后，以烷氧基铝为引发剂 , 丙交酯开环聚合生成高聚物。该法可以得到相对分子质量为 70 万 100 万的聚乳酸。 聚乳酸合成示例如图 C H 3 C H C O O C a t a l y s 0 - 1 4 0O C 3a t a l y s 0 - 2 3 0 3H 3 CC a t a l y s - 1 1 0O C 3 低 分 子 质 量 聚 乳 酸丙 交 酯高 分 子 质 量 聚 乳 酸14 图 乳酸的合成 3、 1 本课题研究的重点难点 难点 此法的关键在于丙交酯的制取和提纯及 聚合工艺。不纯的丙交酯不但难以聚合得到高分子量的产物 ,而且其中所含的少量水和乳酸易使它重新水解成为乳酸 ,难以保存 ,因此 ,制得的丙交酯必须经过提纯才有实用价值 15。 4、 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写） 第 1 做前期准备，查阅相关资料，完成开题报告； 第 3 周 开题答辩； 第 4 完善设计方案，准备材料，进行实验； 第 8 周 完成中期报告，中期答辩； 第 9 聚合反应； 第 11 产物鉴定与测 定； 第 13 整理实验结果并写出完整的毕业论文； 第 15 周 毕业答辩。 参考文献 1 兰平 ,高勤卫 ,胡学超等 N自然科学版 ),2003,29(2):232 冷波 ,全学军 ,周跃钢等 N2003,17(2):173 樊新 ,陈剑 ,阮建明等 展 J2008,8:124 汪朝阳 ,赵耀明 J2003,22:15指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日 5 何天白 ,胡汉杰 M6 胡建军 ,聚乳酸合成技术研究 进展 J2012,31:1237 of S,5142023P,19928 et of by of 1995,68(8):21259 安徽丰原发酵技术工程研究有限公司 中国 10164904 2P10 张 旺玺 ,张慧勤 ,潘玮 J2005,20:3611 996,59:561. 12 于翠萍 ,李希