生物可降解聚乳酸

1、生物可降解聚乳酸生物可降解聚乳酸/淀粉共混复合材料淀粉共混复合材料的界面改性研究的界面改性研究指导老师：张跃飞讲 解 人：张珂珂组 员：吴其文 殷鸿浩 刘江林 赵世峰 时 间：2012年4月大学生研究型学习和创新性实验计划项目申报答辩大学生研究型学习和创新性实验计划项目申报答辩报告提纲报告提纲l一：研究背景和意义一：研究背景和意义l二：项目内容和目标二：项目内容和目标l三：实三：实 验验 方方 案案l四：预四：预 期期 成成 果果l五：项五：项 目目 创创 新新 点点一一 研究背景及意义研究背景及意义l中国现面临严重的能源短缺问题，已成为第二大石油进口国l严重的污染问题-空气/水/白色 污染l

2、塑料进口/依赖问题 需要生物降解材料-聚乳酸l完全生物降解，环保，健康l来源于可再生作物，具有代替现有石油基塑料制品的潜力l无毒无刺激性，具有良好的生物相容性和降解性，已广泛应用于生物医学领域l国内国际环境为其发展提供契机聚乳酸的优势聚乳酸的优势聚乳酸的不足聚乳酸的不足l质脆而韧性较差，缺乏质脆而韧性较差，缺乏柔性和弹性，极易弯曲柔性和弹性，极易弯曲变形变形l本身成本较高，不适于本身成本较高，不适于大规模生产大规模生产 淀粉淀粉淀粉淀粉l来源广泛，价格低廉来源广泛，价格低廉l可完全生物降解，再生周期短可完全生物降解，再生周期短将淀粉作为热塑性材料，在某些领域内代替以石油为原料的合成分子聚乳酸聚

3、乳酸/淀粉共混符合材料淀粉共混符合材料l降低复合材料成本，改善聚乳酸的力学性质，除具有各组分固有的优良性质外，还由于组分间某种协调作用而呈现新的性能。l问题：疏水性的聚乳酸与亲水性的淀粉之间的界面结合力太弱-两者相容性较差解决方法解决方法l方法一：引入第三项，减少界面能量，促进扩散，提高聚乳酸和淀粉两相间的结合力。l方法二：反应性低分子增容剂增容，即引入带有功能团或催化剂的第三种成分，在熔融状态下促进两相的化学反应。l局限性：方法一：需制备接枝共聚物增容剂，但是制备技术的滞后限制了它的工业化生产。 方法二：增容剂会带来一定的安全隐患，存 在一定的污染。l因此，为有效增容生物可降解聚乳酸/淀粉共

4、混体系的目的，同时使得共混体系具有良好的生物降解性能，本研究拟合成淀粉接枝聚乳酸共聚物，利用该共聚物与淀粉以及聚乳酸的良好相容性来改善聚乳酸/淀粉共混体系的界面相容性，提高共混体系的力学性能，降低其成本，扩大其应用领域。二二 研究内容和目标研究内容和目标l1）淀粉接枝聚乳酸共聚物的制备工艺条件研究l2）改性淀粉/聚乳酸共混体系的结晶行为和结晶动力学研究l3）改性淀粉/聚乳酸共混体系的界面相容性研究三三 实验方案实验方案l首先合成淀粉接枝聚乳酸共聚物，探讨其合成工艺条件及提纯方法。l将所合成的接枝共聚物添加到聚乳酸/淀粉共混体系中，研究接枝共聚物对共混体系的结晶行为和微观形态，并讨论接枝共聚物添

5、加量的影响，从而获得良好的共聚体系的配方。l根据淀粉接枝聚乳酸共聚物对共混体系微观形态影响的照片，探讨接枝共聚物增容聚乳酸/淀粉共混体系的作用机理。四四 预期成果预期成果l1）开发一种良好的聚乳酸/淀粉共混复合材料体系的界面改性方法。l2）编写一份完整的醒目研究报告。l3）在国内外核心刊物上发表论文2-3篇。五五 项目创新点项目创新点l研究目的新。本项目旨在利用淀粉接枝聚乳酸共聚物改进生物可降解聚乳酸/淀粉共混复合材料的界面相容性，降低其成本，提高其性能，扩大其应用领域。l研究方法有所改进和创新。本申请采用淀粉接枝聚乳酸共聚物作为聚乳酸/淀粉共混复合材料的界面相容性，克服了传统接枝或偶联改性方法中接枝剂或偶联剂有毒的缺点，同时所用的接枝改性剂中所用的两种单体分别与共混体系中两种聚合物具有相类似的结构，体系的相容性可大幅