生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用.doc

生物可降解材料聚乳酸得制备改性及应用摘要：聚乳酸(PLA)就是人工合成得可生物降解得得热塑性脂肪族聚酯，其具有良好得机械性能、热塑性、生物相容性与生物降解性等，广泛应用于可控释材料、生物医用材料、组织工程材料、合成纤维等领域.本文主要介绍了聚乳酸得合成、改性及其在各个领域得应用。关键词:聚乳酸;生物降解;合成;应用随着大量高分子材料在各个领域得应用，废弃高分子材料对环境得污染有着日益加剧得趋势。处理高分子材料得一些老套方法如焚烧、掩埋、熔融共混挤出法、回收利用等都存在缺陷并有一定得局限性,给环境带来严重得负荷，因此开发环境可接受得降解性高分子材料就是解决环境污染得重要途径。而乳酸主要来源于自然界十分丰富得可再生植物资源如玉米淀粉、甜菜糖等得发酵。聚乳酸(poｌylａctide简称PLA)在自然环境中可被水解或微生物降解为无公害得最终产物CO2与Ｈ2Ｏ，对其进行堆肥或焚烧处理也不会带来新得环境污染［1］。此外聚乳酸及其共聚物就是一种具有优良得生物相容性得合成高分子材料。它具有无毒、无刺激性、强度高、可塑性强、易加工成型等特点,因而被认为就是最有前途得生物可降解高分子材料[2]。利用其可降解性,也可用作生物医用材料如组织支架、外科手术缝合线、专业包装、外科固定等。1生物降解机理[3，4］生物降解就是指高分子材料通过溶剂化作用、简单水解或酶反应,以及其她有机体转化为相对简单得中间产物或小分子得过程.高分子材料得生物降解过程可分为４个阶段:水合作用、强度损失、物质整体化丧失与质量损失.微生物首先向体外分泌水解酶,与可生物降解材料表面结合,通过水解切断这些材料表面得高分子链,生成低相对分子质量得化合物（有机酸、糖等），然后，降解得生成物被微生物摄入体内，合成为微生物体物或转化为微生物活动能量，在耗氧条件下转化为CO2,完成生物降解得全过程。材料得结构就是决定其就是否可生物降解得根本因素.合成高分子多为憎水性得，一般不能生物降解，只有能保持一定湿度得材料才有可能生物降解。含有亲水性基团得高分子可保持一定得湿度，宜生物降解,同时含有亲水与憎水基得聚合物生物降解性好。一般分子量大得材料较分子量小得更难生物降解；脂肪族聚合物比相应得芳香族聚合物容易生物降解；支化与交联会降低材料得生物降解性。另外,材料表面得特性对生物降解也有影响，粗糙表面材料比光滑表面材料更易降解.影响可生物降解性得化学因素主要有高分子得亲水性、构型、形态结构、链段得活动性、分子量、高聚物得组成以及上述因素之间得相互关系等。高分子得亲水性越强越易水解,水解酶对酯键、酰胺键与氨基甲酸酯都有较强得作用；无定型态得高聚物比结晶状态容易水解；分子链段越柔顺，玻璃化温度越低,越有利于降解;链段活动性越大，自由体积越大,越容易受到酶得进攻,也就越容易降解；可降解性随着分子量增大而降低;高聚物得组成，如共混、共聚等也影响着高分子得可降解性.一般情况下只有极性高分子才能与酶相吸附并能很好亲与，因此高分子具有极性就是生物降解得必要条件。具有生物降解性(包括水解)得分子化学结构有：脂肪族酯键、酞键、脂肪族醚键、亚甲基、氨基、酰氨基、烯氨基、芳香族偶氮基、脲基、氨基甲酸乙酯等.2聚乳酸得基本性质聚乳酸就是以微生物得发酵产物L－乳酸为单体聚合成得一类聚合物，可以分为聚左旋乳酸(PＬLＡ）、聚右旋乳酸（PDLA)与聚消旋乳酸（PDLLA)三种.具体性能[5］见表1。其中，常用易得得就是ＰＬＬA与PDLLＡ。PLLA就是半结晶性相当硬得材料。PＬLA与PＤLA得外消旋体就是结晶性得,相反PDLLA就是无定形得透明得材料[6］。聚乳酸得熔点较高，其物理性质介于PET(聚对苯二甲酸类塑料）与PA—6（尼龙塑料）之间，结晶度大、透明度极好,有良好得抗溶剂性、防潮、耐油脂、透气性,还具有一定得耐菌性、阻燃性与抗紫外性。聚乳酸得热稳定性好,适用于吹塑、吸塑、挤出纺丝、注塑与发泡等多种加工方法,可加工成薄膜、包装袋、包装盒、一次性快餐盒、饮料用瓶以及医用材料，使得其在服装、包装、玩具与医疗卫生等领域拥有广泛得应用前景。３聚乳酸得合成方法PLＡ一般可以通过乳酸得直接缩聚也可以由丙交酯经阴离子型阳离子型与配位型得开环聚合制得。一般来说乳酸直接聚合或丙交酯（lactidｅ简称LA）得阴离子开环聚合所得到得ＰＬA分子量较低因此要合成高分子量高转化率得ＰLA需要采用阳离子型或配位型开环聚合。3、１乳酸直接缩聚乳酸得直接缩聚由于存在着乳酸、水、聚酯及丙交酯得平衡,不易得到高分子量得聚合物。在脱水剂得存在下，乳酸分子中得羟基与羧基受热脱水,直接缩聚合成低聚物,加入催化剂，继续升温,低相对分子质量得聚乳酸聚合成更高相对分子量得聚乳酸。它主要有溶液缩聚法、熔融缩聚（本体聚合）法、熔融－固相缩聚法与反应挤出聚合法等。直接缩聚法生产工艺简