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聚乳酸正文

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杭州职业技术学院

顶岗实习作业文件

2009 /2010（一）学期

题 目 聚乳酸的制备-脱水解裂

专 业 精细化学品生产技术

班 级 精细0711

姓 名 牟海飞

指导教师 吴健

2009年12月30日

杭州职业技术学院

顶岗实习技能训练任务书

专 业

班 级 精细0711 学生姓名 牟海飞 专业指导

教 师 吴健

实 习

单 位 浙江海正生物材料股份有限公司 岗位指导

教 师 叶忠勤

岗 位

（工作分工） 化工操作工

技能训练选题 聚乳酸的生产-脱水、裂解

选题依据：

化工操作工 （高级工）国家职业标准。

技能训练内容、技能要求和训练目标：

1.内容：

熟练掌握相关化工设备的操作方法；

熟练掌握聚乳酸的制备工艺

2.技能训练要求：

详见附件：专业（岗位）实习教学要求细则。

3.训练目标：达到 化工操作 工高级工水平。

任务书发给日期

2009年9月3日

顶岗实习时间 2009年 9月 7日至2009年 12月 30 日

专业负责人意见（签名）：

系部主任意见（签名）：

《聚乳酸的生产-脱水、裂解》开题报告

1、 选题的理由

目前塑料制品被广泛应用在各个领域，它在给人们生产、生活带来极大方便的同时，“白色污染”也对生态系统造成了严重的威胁。而且，其原料主要来源于石油类不可再生资源，这势必将引起严重的能源和人类生存危机。聚乳酸作为一种可生物降解的高分子聚合物，作为一种低能耗产品，必将成为全球范围的紧俏消费品，聚乳酸塑料具有韧性好的特点，可以直接采用通用塑料的设备进行挤出、注射、拉伸、纺丝、吹塑等加工成型；可用来生产农用地膜、农副产品保险袋、快餐盒及其它食品、饮料等外包装产品。

PLA有良好的机械性能及物理性能，适用于吹塑、热塑等各种加工方法，而且它能防潮、耐油脂并具有良好的密闭性。PLA在常温下性能稳定，但在温度高于55℃或富氧及微生物的作用下会自动分解，最终生成CO2和H20，不污染环境。因此，PLA作为可完全生物降解性塑料，越来越受到人们重视可将PLA制成农用薄膜、纸代用品、纸张塑膜、包装薄膜、食品容器、生活垃圾袋、农药化肥缓释材料、化妆品的添加成分等。

美国一家研究所研制成功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，得到可制薄膜的聚乳酸，可作保鲜袋及代替聚乙烯和防水蜡的包装材料；松下电池工业公司从2002年开始与三菱树脂公司合作，把一种干性电池的包装材料全部换为PLA； 日本东丽公司成功研发了聚乳酸(PLA)和以纤维素为主要成份的植物纤维混炼的、提高了耐热性、刚性及成形性的植物纤维强化PLA塑料。该生物降解塑料具有世界最高的耐热性(150℃)，刚性是以往的PLA塑料的2倍，大大缩短了成形时间。

聚乳酸材料具有韧性好的特点，适合加工成高附加值的薄膜，用于取代易碎的农用地膜，这种产品最大的优点是，使用一段时间后无需人工清理，它会与土壤中的微生物以及光照等因素共同作用，自动分解成为CO2和H20，有效地解决了聚乙烯农用地膜对环境造成的污染。此外，还可加工成建筑用的薄膜和绳索、纸张塑膜等；渔业用渔网、海带养殖网、鱼线等；造纸业用的包装材料等聚乳酸还可用作土壤、沙漠绿化

1 保水材料、农药化肥缓释材料等。

乳酸(PLA)是一种具有良好的生物相容性和可生物降解的聚合物，最终的降解产物是二氧化碳和水，它对人体无毒、无刺激，因此聚乳酸及其共聚物已经成为生物医用材料中最受重视的材料之一。目前，聚乳酸类材料产品在医学领域广泛用于药物控制释放载体、组织工程、骨内固定、修复、手术缝合线、人造皮肤以及三维多孔支架等。

2、 论文（设计）研究的主要内容与希望解决的问题

聚乳酸（PLA）是海正集团与中科院长春应化所多年潜心研究的科技成果，聚乳酸（PLA）以玉米、木薯等农作物为原料，经微生物发酵、提取制得乳酸，再经过精制、脱水低聚、高温裂解、聚合而成。PLA具有优异的生物降解性，废弃后一年内能被土壤中的微生物完全降解，生成CO2和水，对环境不产生污染。PLA本身属脂肪族聚酯，具有通用高分子材料的基本特性，有着良好的机械加工性能，能够胜任大多数合成塑料的用途，可用于制作包装材料、家电外壳或作为可降解纤维材料。PLA因其原料为可再生的生物资源，被产业界一致认定为新世纪最有发展前途的新型“生态材料”。

脱水、裂解反应方程式

(a)脱水反应方程式

(b)裂解反应方程式

3、 论文（设计）研究的方法、手段

3.1实验原料：

2 名称

分子式 分子量 密度

g/ml 沸点（熔点）℃ 纯度（含量）

生产厂家

形状

乳酸

C3H6O3

90

1.2060

18

85% 山东淄博乳酸厂

浅黄色液体。无气味，具有吸湿性

金属锌粉

Zn

65

7.14

419.5

AR 国药集 团化学试剂有限公司

粉状

乳酸锌

C6H10ZnO6·3H2O

297

—

—

81.5% 上海君创生物科技有限公司 白色颗粒或结晶粉末、味甘甜、易溶于热水

乙酸乙酯

C3H6O2

74

—

—

AR 上海联试化工试剂有限公司 无色透明液体，能刺激眼，皮肤

二氯甲烷

CH2Cl2

85

1.326

39.8

AR 上海试剂一厂 无色透明易挥发液体。具有类似醚的刺激性气味

无水乙醚 C4H10O 74 0.7145 -49 AR 上海光铧科技有限公司 无色易挥发的流动液体

无水乙醇 C2H6O 46 0.7893 78.5无 AR 上海振兴化工一厂 色透明，具有特殊香味的液体

3.2试验装置

1、搅拌

2、温度计

3、冷凝管

4、三口烧瓶

5、恒温油浴

3

4、 顶岗实习计划进度安排

时间段 实验进度安排

09.09.04～09.09.30 资料查询

09.10.01～09.10.30 熟悉实验

09.11.01～09.11.30 写开题

09.12.01～09.12.22 写毕业论文

10.01.04～10.01.08 毕业答辩

5、 参考文献

[1]吴景梅、邰燕芳.聚乳酸合成方法的研究进展.蚌埠学院化学系.2008.6

[2]蔺卫滨、郭利.PLA纤维及其制品的应用特性分析.江苏纺织.2005

[3]朱美芳、许文菊.绿色纤维和生态纺织新技术.北京化学工业出版社.2005

[4]王胜东、沈新元、周美华.化学世界.2003目 录

摘 要 ............................................................... 1

1、概述 .................................................................. 2

1.1企业概况： ........................................................ 2

1.2背景： ............................................................ 2

1.3 工艺路线 .......................................................... 3

1.3.1乳酸的直接聚合(一步法) ....................................... 3

1.3.2丙交酯开环聚合(两步法) ....................................... 4

1.3.3熔融一固相聚合法 ............................................. 5

1.3.4溶剂回流脱水法 ............................................... 6

1.3.5结论 ......................................................... 7

2、实验部分 .............................................................. 8

2.1实验原料： ........................................................ 8

2.2实验仪器 .......................................................... 8

2.2.1机械仪器: .................................................... 8

2.2.2玻璃仪器： ................................................... 9

2.2.3其它仪器： .................................................. 10

2.2.4实验装置： .................................................. 11

2.3实验反应步骤： ................................................... 11

2.3.1单体的制备 .................................................. 11

2.3.2 聚合物的合成 ............................................... 12

2.3.3比旋光度测定 ................................................ 13

2.4结果与讨论 ....................................................... 13

2.4.1裂解温度对单体纯度的影响 .................................... 13

2.4.2聚合物的合成 ................................................ 14

2.4.3聚合物热力学性质 ............................................ 16

3、结果与讨论 ........................................................... 17

4、实践与结论 ........................................................... 17

4.1实践 ............................................................. 17

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聚乳酸的前景

聚乳酸的前景

聚乳酸的前景

摘要：人口的日益膨胀，地球上资源和能源的短缺，环境污染日益成为全人类需要急需关注的问题。我们在享受现代科技带来的便利的同时，也应该认识到人类即将面临的及其紧迫的环境危机。绿色化学是实现污染预防最基本的科学手段，具有极其重要的社会和经济意义。当今的世界是追求节能环保的时代，可降解塑料无疑就成为国内外关注的绿色产品。

关键词：聚乳酸 性能 制作方法 应用

正文：聚乳酸，简称PLA，也称聚丙交酯。乳酸纯品为无色液体，工业品为无色到浅黄色液体。无气味，具有吸湿性。能与水、乙醇、甘油混溶，不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚。在常压下加热分解，浓缩至50%时，部分变成乳酸酐，因此产品中常含有10%-15%的乳酸酐。乳酸分子存在两种光学对映体(D-乳酸和L-乳酸)，其理化性能十分相近，只是旋光性相反，L-乳酸旋光为右旋，而D-乳酸旋光为左旋。医学研究证明，人体只具有代谢L-乳酸的酶（L-乳酸脱氢酶）；而D-乳酸进入人体后，由于不能代谢，使血尿酸度提高，过量的摄入就引起代谢紊乱等不良反应。为此，世界卫生组织规定，成人每天摄入的D-乳酸量每公斤体重不得超过100毫克，并禁止在婴儿食品中添加 D-乳酸，对L-乳酸无任何限制。

聚乳酸可以通过玉米等农作物发酵生成乳酸聚合制备，单体来源丰富，具有可再生性，它本身及其降解产物不会对环境和生物体产生危害，是最具发展前景的生物降解材料之一。

1.聚乳酸纤维的性能

（1）原料丰富，资源和能源消耗少：

聚乳酸纤维是迄今最名副其实的由人工合成的有机高分子“绿色产品”和“环保产品”。产品综合能耗是目前大类化学纤维生产中最低的。

（2）可生物降解

聚乳酸具有良好的生物降解性。分解速度低且稳定，埋入土壤后2到3年后强度才消失。但与微生物和复合有机废料混合，可以在短时间内完成降解，例如与其他有机废弃物同时埋入地下，几个月之内就会分解成CO2和H2O，因此是一种理想的可生物降解纤维。

生物降解高分子材料——聚乳酸

生物降解高分子材料——聚乳酸

生物降解高分子材料——聚乳酸

生物降解高分子材料——聚乳酸

摘要：生物降解材料聚乳酸的性质及其制备方法的研究进程，其中主要介绍了通过开环聚合反映制取聚乳酸的方法以及聚乳酸易降解的特性，此外还讲了我国在聚乳酸方面的研究，最后介绍了聚乳酸在医药等方面的重大应用以及聚乳酸的发展前景。

关键词：环境材料生物降解聚乳酸前景

正文：

人类经济和社会的发展常常以扩大开发自然资源和无偿利用环境作为发展模式，这一方改造了空前巨大的物质财富和前所未有的社会文明，另一方面也造成了全球性自然环境的破坏。资源与能源是制造材料和推动材料发展的两大支柱。同时，材料的生产和使用过程也会带来众多的环境问题。因而，传统材料的生态化和开发新型生态材料以缓解日益恶化的环境问题，即材料与环境如何协调发展的问题日益受到人们重视，出现了“环境材料（ecomaterial）”的概念和环境材料学这一新兴的交叉学科，要求材料在满足使用性能要求的同时具有良好的全寿命过程的环境协调性，赋予材料及材料产业以环境协调功能。环境材料是未来新材料的重要方面之一。开发既有良好的使用性能，又具有较高的资源利用率，且对生态一步发展，能够更有效地利用有限的资源和能源，尽可能地减少环境负荷，实现材料产业和人类社会的可持续发展。

随着人类驾驭自然的本领按几何级数增长,向自然环境摄取的物质和抛弃的废弃物就越多。人类对自然环境的影响和干预越大,自然

环境对人类的反作用就越大［1］。当自然环境达到无法承受的程度时,在漫漫岁月里建立起来的生态平衡,就会遭到严重的破坏。材料的性能在很大程度上决定于环境的影响，环境包括“社会环境”和自然环境。其中人所组成的社会因素的总体称为社会环境。自然因素的总体称为自然环境，目前认为是以大气、水、土壤、地形、地质、矿产等一次要素为基础，以植物、动物、微生物等作为二次要素的系统的总体。为了得到更好的环境，开始从不同的环境材料开始研究.。

一、聚乳酸的合成与制备方法

聚乳酸范文

聚乳酸范文

聚乳酸范文

聚乳酸

聚乳酸（Polylactic Acid, PLA）是一种具有多种应用用途的植物性，可降解型高分子材料，具有更高的绿色环保性和安全性，主要用于生物材料制品的制造，包括食品容器、包装、医疗器械、非常规包装、农业用品、服装和建筑材料等等。

聚乳酸属于再生聚合物，由再生植物原料（玉米淀粉等）制造而成。它由特定的微生物（如大肠杆菌）所合成的乳酸母体，经特殊技术催化，经过多次聚合反应，而成为一种可降解的新型聚合物。这种聚合物具有良好的物理和机械性能，可耐摩擦，耐冲击，耐温、耐候，特别地，它还具有良好的生物相容性和可降解性，所以它被广泛应用在食品及医疗器械的包装中。

聚乳酸的可降解性是其最大特点，它的降解过程是一个催化反应，也就是它可以在水中降解，包括葡萄糖、蔗糖、木糖等乳糖，是细菌以葡萄糖、蔗糖等植物糖、木糖、果糖等有机物为原料，利用酶的催化作用，发生水解分解反应，在温度和pH值条件下，最终经过微生物的分解降解，释出水、二氧化碳和其它微量物质，回归到大自然，完全不会污染环境。

聚乳酸的基本性质与改性研究

聚乳酸的基本性质与改性研究

PLA的基本性质和改性研究

1.1 物理性质[1,9]

无定形PLA的密度为1.248g/cm3，结晶PLLA的密度为1.290g/cm3,因此PLA的密度一般在两者之间。PLA为浅黄色或透明的物质，玻璃化温度约为55℃、熔点约175℃，不溶于水、乙醇、甲醇等，易水解成乳酸[6]。其性质如表1-1所示：

表1-1 PLA的基本性能

Table 1.1 The basic properties of PLA

性能 PLLA PDLLA

熔点/℃ 170-190 <170

玻璃化转变温度/℃ 50~65 50~60

密度(g/cm3) 1.25~1.29 1.27

溶度参数(MPa0.5) 19~20.5 21.2

拉伸强度(kg/mm2) 12~230 4~5

弹性模量(kg/mm2) 700~1000 150~190

断裂伸长率(%) 12~26 5~10

结晶度(%) 60 /

完全降解时间(月) ＞24 12～16

乳酸有两种旋光异构体即左旋(L)和右旋(D)乳酸，聚合物有三种立体构型：右旋PLA(PDLA)、左旋PLA(PLLA)、内消旋PLA(PDLLA)。右旋PLA和左旋PLA是两种具有光学活性的有规立构聚合物，比旋光度分别为+157℃、-157℃。在熔融和溶液条件下均可形成结晶，结晶度高达60％左右。内消旋PLA是无定形非结晶材料，Tg为58℃，由于内消旋结构打乱了分子链的规整度，无法结晶因此不存在熔融温度。纯的PLA为乳白色半透明粒子，PLA经双向拉伸加工可具有良好的表面光泽性、透明性、高刚性、抗油和耐润滑侵蚀性。

结晶性对PLA材料力学性能和降解性能(包括力学强度衰减、降解速率)的影响很大，PLA性脆、冲击强度差，特别是无定形非晶态的PDLLA力学强度明显低于晶态的PLLA，用特殊增强工艺制备的Φ3.2mmPLLA，PDLLA棒材的最大弯曲强度分别是270MPa和140 MPa，PLLA弯曲强度几乎是PDLLA的2倍。结晶也使降解速度变慢，研究称PDLLA材料在盐水中降解时，分子量半衰期一般为3至10周，而PLLA由于结晶存在至少为20周。随分子量增大，PLA的力学强度也会随之提高，如PLA要想作为可使用的材料其分子量至少要达到10万左右。PLA材料的另一个突出优点是加工途径广泛，如挤出、纺丝、双轴拉伸等。在加工过程中分子取向不仅会大大增加其力学强度，同时使降解速