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聚乳酸及其共聚物的应用及研究进展随着医学的发展，在现代医学治疗中经常需要一些暂时性的材料，尤其是在外科领域，如可吸收缝线、软组织植入、骨折内固定材料、人工血管、止血剂、外科粘合剂以及药物缓释系统，这就要求植入的材料在创伤愈合或药物释放过程中可生物降解。
所以近年来，可生物降解高分子材料正日益广泛的应用于医学领域。
作为药物缓释系统的载体材料，在药物释放完后不需要再经手术取出，可以减轻用药者的痛苦和麻烦。
因此生物降解高分子材料是很多需长期服用的药物的理想载体。
作为体内短期植入物，也可很大程度的减轻患者的痛苦。
对于医学临床应用于生物组织中的生物材料往往有如下要求：首先要确保材料和降解产物无毒性、不致癌、不致畸、不引起人体细胞的突变和组织反应；其次要与人体组织有较好的相容性，不能引起中毒、溶血凝血、发热和过敏等现象；此外，还要具有化学稳定性，抗体液、血液及酶的体内生物老化作用[1]；适当的物理机械性能及可成型性；具有要求的降解速度等[2]。
在过去的（近）20年中，发现的符合上述要求的可生物降解高分子材料有很多，如聚乳酸、丙交酯-乙交酯共聚物、聚羟基乙酸、聚羟基丁酸酯等。
这些高分子降解物大多都含有可水解的化学键。
而PLA是聚酯类可生物降解高分子聚合物中的一种，因其具有突出的生物相容性，具有与天然组织相适应的物理力学性能，和其在化学和生物性能上的多功能性而引人注意[3]。
1 聚乳酸(polylactic acid，PLA)概述PLA的结构式为：O C CHCH3OO CCH3CH OnPLA是继聚乙醇酸之后第二类经FDA批准可用于人体的生物降解材料。
其不仅具有优良的机械强度、化学稳定性，还具有良好的生物相容性和生物降解性。
近年来，国内外对其在生物医学方面的应用作了大量的研究。
其已在手术缝合线、骨修复材料、药物控制缓释系统以及组织工程支架（如人工骨、人造皮肤）方面有着较广泛的应用。
PLA还可制成纤维或包装材料用以替代聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等，从而解决废塑料公害问题[4]。
聚乳酸-纳米纤维素复合薄膜的制备及应用研究进展张萌;冀嘉钰;樊丽;刘鹏涛【摘要】聚乳酸(PLA)是一种绿色高分子材料,原料来源充足、无污染且可被生物降解.同时,PLA还具有良好的机械性能和物理性能,易被加工制作成膜.纳米纤维素(NC)也是一种天然的可再生资源,来源广泛、机械强度好且刚度高.将NC加入到PLA中制备复合薄膜可大幅提高复合薄膜的机械性能;但两者的界面相容性差,从而影响PLA-NC复合薄膜的机械性能.根据近几年国内外的研究文献,本文综述了PLA-NC复合薄膜的制备工艺、界面相容性的改善方法及其应用.【期刊名称】《中国造纸学报》【年(卷),期】2019(034)003【总页数】6页(P71-76)【关键词】聚乳酸;纳米纤维素;复合薄膜【作者】张萌;冀嘉钰;樊丽;刘鹏涛【作者单位】天津科技大学,天津市制浆造纸重点实验室,天津,300457;天津科技大学,天津市制浆造纸重点实验室,天津,300457;天津科技大学,天津市制浆造纸重点实验室,天津,300457;天津科技大学,天津市制浆造纸重点实验室,天津,300457【正文语种】中文【中图分类】O636;TS7211 聚乳酸(PLA)随着人们环保意识的不断提高和国家对各行业环保方面法律法规力度的加强，人们越来越关注环境友好型材料的开发与应用。
聚乳酸(PLA)是一种无毒且具有优良生物可降解性的聚合物，可由乳酸缩聚而成，也可由丙交酯开环聚合而成，故又称作聚丙交酯[1]。
PLA在光或者微生物的作用下可分解成水和二氧化碳，两种产物均不会对环境造成二次污染，被广泛应用于各个领域，尤其是包装、生物医学、建筑、纺织、农业和林业等领域，因此，其也被称为“第四类新材料”。
但PLA也存在一定的缺点，例如，PLA的降解速度过快，水、酸、碱、醇、胺等物质均会引起其降解；PLA对于温度等环境条件也有严格的要求，使它的应用局限在制备使用周期较短的塑料制品上，不能用作长时间储存的容器材料[2-3]；PLA分子链堆积松散，导致PLA薄膜柔性差、质脆且硬；且PLA制备成本高、加工难度大、对生产设备要求高；这些缺点限制了PLA的广泛应用。
聚乳酸纤维及其共混纤维的纺制及结构与性能研究近年来，人们对生物可降解纤维的研究日益增多，其中聚乳酸纤维成为了一种备受关注的材料。
聚乳酸纤维具有良好的生物相容性、可降解性和可塑性等特点，因此在医学、纺织、包装等领域具有广泛的应用前景。
在聚乳酸纤维的制备过程中，纺丝工艺是一个重要的环节。
通过选择合适的纺丝工艺，可以调控纤维的结构和性能。
常见的纺丝方法包括湿法纺丝、干法纺丝和熔融纺丝等。
湿法纺丝是最常用的方法之一，通过将聚乳酸溶液挤出到共混纤维的浸泡槽中，再经过拉伸和干燥等步骤，得到聚乳酸纤维。
干法纺丝则是通过将聚乳酸颗粒加热至熔点后挤出，再经过拉伸和冷却等步骤，制备纤维。
熔融纺丝是将聚乳酸颗粒直接加热至熔点，然后通过挤出、拉伸和冷却等步骤制备纤维。
不同的纺丝方法具有不同的工艺参数和纤维结构，因此对于聚乳酸纤维的制备来说，选择合适的纺丝方法是非常重要的。
除了纺丝工艺，共混纤维也是一种重要的研究方向。
通过将聚乳酸与其他纤维进行共混，可以获得具有更好性能的纤维。
常见的共混纤维包括聚乳酸/聚己内酯纤维、聚乳酸/聚乙烯醇纤维等。
共混纤维的制备方法通常是将两种纤维按一定比例进行混合，然后通过纺丝方法将其纺制成纤维。
在纺制后，聚乳酸纤维的结构与性能也是一个研究的重点。
通过扫描电子显微镜和X射线衍射等技术，可以观察到纤维的形貌和结晶性质。
聚乳酸纤维的性能包括力学性能、热性能和降解性能等。
力学性能是指纤维的强度和伸长率等，热性能是指纤维的热稳定性和热分解温度等，降解性能是指纤维在自然环境中的降解速度和产物等。
这些性能的研究可以为聚乳酸纤维的应用提供参考。
综上所述，聚乳酸纤维及其共混纤维的纺制及结构与性能研究是一个具有重要意义的课题。
通过选择合适的纺丝工艺。
聚乳酸纤维及其应用姓名（学院班级学号）摘要：聚乳酸纤维是优秀的绿色环保纺织材料之一，近年来对其结构和性能已经有了比较系统的研究。
本文分析了聚乳酸及其纤维的组成结构、物理和化学性能，介绍了生产制备聚乳酸纤维的制备工艺，并对聚乳酸纤维的应用领域和发展前景作了介绍。
关键词：聚乳酸纤维；结构性能；制备工艺；应用前景0 前言人类在21世纪的最大课题之一是保护环境。
塑料和合成纤维虽然都很有用，但大多数不能自然分解，其废弃物会造成污染。
自20世纪60年代，人们开始研究和开发生物可降解聚合物，以保护环境。
其中以聚乳酸纤维最为瞩目。
聚乳酸也称为聚丙交酯，它属于聚酯家族，因为具有良好的加工性能，优良的生物相容性和合适的力学性能，所以制品种类很多，用途很广泛。
本文只介绍聚乳酸纤维及纺织品。
1 聚乳酸纤维概述1.1 聚乳酸纤维简介聚乳酸( Polylactic Acid)，简称PLA，化学结构式为：聚乳酸纤维又称玉米纤维，它是由玉米等谷物原料经过发酵、聚合、纺丝制成的。
在其生产过程中，首先将玉米中的淀粉提炼成植物糖，再将植物糖经过发酵形成乳酸，乳酸再经过聚合生成高性能的乳酸聚合物，最后将这种聚合物经过熔体纺丝等纺丝方法制成聚乳酸纤维。
它是一种以乳酸为主要原料的高分子聚合物。
聚乳酸由乳酸合成，而乳酸的原料是所有碳水化合物富集的物质，如粮食以及有机废弃物。
聚乳酸纤维是一种性能较好的可生物降解纤维。
在微生物的作用下，其废弃物会分解生成碳酸气体和水，它们在阳光下通过光合作用又会生成起始原料淀粉，而淀粉又是聚乳酸的原料（如图2-10），这实现了资源的可持续利用。
用玉米等谷物原料加工聚乳酸产品对综合利用资源，减少环境污染具有重要的意义和价值。
1.2 聚乳酸形态结构图1-1和图1-2为聚乳酸纤维的横截面形态和纵向表面形态。
聚乳酸纤维横截面为近似圆形且表面存有斑点，而聚乳酸纤维纵面存在无规律的斑点及不连续性条纹，这些无规律的斑点及不连续性条纹形成的原因主要是由于聚乳酸存在着大量的非结晶部分，在水、细菌、氧气的存在下，可以进行较快的分解而形成的。
生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用摘要：聚乳酸（PLA）是人工合成的可生物降解的的热塑性脂肪族聚酯，其具有良好的机械性能、热塑性、生物相容性和生物降解性等，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的合成、改性及其在各个领域的应用。
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的应用，废弃高分子材料对环境的污染有着日益加剧的趋势。
处理高分子材料的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的局限性，给环境带来严重的负荷，因此开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。
而乳酸主要来源于自然界十分丰富的可再生植物资源如玉米淀粉、甜菜糖等的发酵。
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的最终产物CO2和H2O，对其进行堆肥或焚烧处理也不会带来新的环境污染[1]。
此外聚乳酸及其共聚物是一种具有优良的生物相容性的合成高分子材料。
它具有无毒、无刺激性、强度高、可塑性强、易加工成型等特点，因而被认为是最有前途的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，以及其他有机体转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。
高分子材料的生物降解过程可分为4个阶段：水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。
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的高分子链，生成低相对分子质量的化合物（有机酸、糖等)，然后，降解的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，完成生物降解的全过程。
材料的结构是决定其是否可生物降解的根本因素。
合成高分子多为憎水性的，一般不能生物降解，只有能保持一定湿度的材料才有可能生物降解。
聚乳酸的国内外现状及发展趋势聚乳酸（Polylactic Acid，简称PLA）是一种生物可降解材料，由乳酸经聚合反应而成。
它具有良好的生物相容性、可降解性以及可再生性，因此被广泛应用于医药、食品包装、纺织品、塑料制品等领域。
下面将对聚乳酸的国内外现状及发展趋势进行分析。
聚乳酸在国外已经广泛应用于各个领域。
例如，在医药领域，聚乳酸可用于制备缝合线、骨修复材料、植入物等医疗器械，其可降解性质使得这些材料可以在人体内逐渐降解，并最终被代谢掉，大大减少了二次手术的风险。
在食品包装领域，由于聚乳酸具有良好的透明度和柔韧性，它被广泛应用于制造瓶子、容器、薄膜等包装材料。
此外，聚乳酸还可以用于制备纤维、薄膜、泡沫塑料等塑料制品。
国内聚乳酸的应用相对较少，但近年来得到了快速发展。
在医药领域，聚乳酸被广泛应用于医疗器械的制备。
例如，聚乳酸缝线在我国的医院已经得到了广泛使用。
在食品包装领域，由于环保和可降解的要求不断提高，聚乳酸包装材料的市场需求逐渐增大，尤其是在生鲜食品包装领域。
此外，聚乳酸也逐渐应用于纺织品、塑料制品等行业。
聚乳酸的发展趋势主要表现在以下几个方面：1.技术研发的提升：聚乳酸材料的性能和制备工艺不断改进，在降解速度、力学性能、耐温性等方面得到了改善。
这些技术的进步将进一步推动聚乳酸在更广泛领域的应用。
2.市场需求的增加：随着消费者对环保和可降解性材料的需求增长，聚乳酸在包装、纺织品等领域的需求将进一步增加。
同时，随着生物医药领域的发展，聚乳酸在医疗器械方面的应用也将获得更多机会。
3.政策支持的加强：近年来，我国政府对生物可降解材料领域的支持力度不断加大，通过政策引导和补贴等方式，加快了聚乳酸产业的发展。
这将为聚乳酸的应用提供更好的环境和机会。
4.生产技术的改进：聚乳酸的制备工艺仍然面临一些问题，如聚乳酸的降解速度较慢、价格较高等。
研究人员正在积极寻求新的生产技术，以提高聚乳酸的降解速度和降低成本，进一步推动聚乳酸的发展。
聚乳酸纤维市场前景分析引言聚乳酸纤维是一种生物可降解材料，具有良好的生物相容性和可塑性。
随着人们环保意识的增强和对可持续发展的需求，聚乳酸纤维市场逐渐崭露头角。
本文旨在分析聚乳酸纤维市场的前景，探讨其发展趋势及应用领域。
聚乳酸纤维市场的现状目前，聚乳酸纤维市场正逐步发展壮大。
聚乳酸纤维的制备工艺不断改进，生产成本得到有效降低，大规模生产和应用已成为可能。
聚乳酸纤维的性能也得到了提升，包括强度、耐久性以及抗菌性等方面的改进。
在纺织、医疗、包装等领域，聚乳酸纤维正逐渐取代传统材料，成为市场的新宠。
聚乳酸纤维市场的发展趋势1.可持续发展的推动：聚乳酸纤维作为一种生物可降解材料，符合可持续发展的理念，正逐渐在各个领域得到推广和应用。
2.环保法规的支持：各国政府对于环保产业的发展给予了极大的支持，聚乳酸纤维作为一种环保材料，在政策层面上享有优惠政策和资金补贴。
3.创新技术的突破：聚乳酸纤维的制备技术不断创新，在纤维特性、生产效率和品质控制等方面取得了重要突破，助力市场的快速发展。
4.应用领域的拓展：聚乳酸纤维具有优良的柔软度和可塑性，适用于纺织、医疗、包装等多个领域，随着技术的不断发展，聚乳酸纤维在更多领域有望得到应用拓展。
聚乳酸纤维市场的应用领域1.纺织行业：聚乳酸纤维在纺织行业中具有广泛的应用前景。
其柔软度和可塑性使其成为开发各种服装和纺织品的理想材料，如衣物、床上用品和家居用品等。
2.医疗行业：聚乳酸纤维在医疗行业中有着重要的应用。
其生物相容性高、可降解性好的特点使其成为生物医学材料的理想选择，如缝合线、人工血管和修复组织工程等。
3.包装行业：由于聚乳酸纤维的环保特性，其在包装行业中的应用前景广阔。
聚乳酸纤维制成的包装材料可以有效减少对环境的影响，适用于食品、药品等领域。
4.其他领域：聚乳酸纤维还可以应用于农业、建筑等领域。
在农业领域，聚乳酸纤维可用于土壤改良和农膜覆盖材料；在建筑领域，聚乳酸纤维可用于制备可降解的建筑材料，减少对环境的污染。
聚乳酸及其改性的研究和应用进展1 聚乳酸的研究进展绿色化学为开发新的乳酸衍生物拓展了思路，生物聚合物(如聚乳酸)就是绿色化学的应用领域之一。
目前环保行业的明星是利用乳酸生产的新型聚酯材料——聚乳酸(PLA)，它也称为聚丙交酯(polylactide)，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，主要以玉米、木薯等为原料。
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。
聚乳酸中间体丙交酯具有3种立体异构体，因此由丙交酯开环聚合所得到的聚乳酸有多种链结构，如聚L一乳酸(PLLA)、聚D一乳酸(PDLA)和聚D，L 一乳酸(PDLLA)等，链结构决定了聚乳酸的性能。
Purac公司和Sulzer Chemtech公司联合开发一种新型低成本、高效的聚合工艺以生产高质量聚乳酸。
这种新型工艺基于先进的聚合和液化技术并利用由Purac提供的特种丙交酯以高效生产各种各样的PLA产品。
Purac提供丙交酯单体作为聚合进料并利用先进聚合技术与Sulzer合作以生产PLA。
这项工艺可大幅度降低工艺和产品的开发时间，从而促进PLA产品快速可靠地进入市场。
这项新工艺仅要求较少的投资，并具有放大化生产的巨大潜力。
Purac介绍说，由丙交酯合成PLA相当简单，而且不会产生任何副产品。
丙交酯是一种环状二聚物，由两种不同构型的乳酸单体组成。
使乳酸生成环状二聚体(丙交酯)，再开环缩聚成PLA。
在此过程中，丙交酯必须经过提纯，否则难以获得分子量较高的聚合物。
Pyramid Bioplastics公司在德国东北部威廉·皮克城应用Uhde Inventa Fischer公司(德国纤维机械制造商)的技术在建设年产6万t的装置。
计划于2012年建成，预计2010年全世界塑料消费量预计将达为2．5亿t，西欧消费量为4900万t(占19．5％，其中29．5 用于包装材料)，预计1445万t包装材料中5 (约70万t)会被以聚乳酸为主的生物塑料所替代。
V ol 136N o 14#10#化 工 新 型 材 料N EW CH EM ICAL M A T ERIA L S 第36卷第4期2008年4月作者简介:孟龙(1977-),男,在读硕士生。
联系人:郭效军(1969-),男,副教授,博士,硕导,主要从事纳米材料化学的研究工作。
聚乳酸纤维的研究进展孟 龙 魏彩虹 张 力 严 军 查 飞 郭效军*(西北师范大学化学化工学院,兰州730070)摘 要 聚乳酸是一种新型的生态环保型高分子材料。
本文主要介绍了世界各国对聚乳酸纤维研究及生产的相关情况,对聚乳酸的生产工艺作了深入的探究,并介绍了聚乳酸的应用及发展前景。
关键词 聚乳酸,纤维,生物可降解,应用Advances of poly(lactic acid)fibersM eng Long Wei Caihong Zhang Li Yan Jun Zha Fei Guo Xiao jun(College of Chemistr y and Chemical Eng ineering ,Northw est Nor mal U niversity ,Lanzhou 730070)Abstract Po ly (lact ic acid)(P L A)has g enerated g reat interests as one o f the most inno vativ e mater ials.T he med-ical applications of this polymer arise fr om its bioco mpatibility and biodeg radability.A critical review o n the pr oduction of po ly (lact ic acid)fiber by v ario us methods was present ed,alo ng w ith co rr elatio ns betw een st ructur e and pr operties of t he fibers.T he applications and the deveio pmental pr ospect o f po ly mer w ere also discussed.Key words po ly (lactic acid),fiber ,bio deg radation ,a pplicat ion近年来,随着人们环保意识的提高以及石油资源枯竭危险的日益临近,寻求可再生资源制备高分子材料成为高分子科学和技术发展的一大方向。
聚乳酸纳米纤维材料的制备及其性能研究近年来，纳米材料的制备和研究备受关注，因其特殊的性能和应用前景。
其中，聚乳酸（PLA）纳米纤维材料是一种新兴的功能材料，具有优异的力学性能、光学性能和生物相容性，被广泛应用于医学、纺织、电子等领域。
一、PLA纳米纤维制备方法PLA纳米纤维的制备方法主要有静电纺丝法、旋转纺丝法、相分离纺丝法等。
其中，静电纺丝法是一种被广泛采用的制备方法。
1. 静电纺丝法静电纺丝法的原理是通过高电压电场使溶液中聚合物分子形成锥状液滴，接着在电场作用下产生电荷，使液滴表面张力降低，液滴在电场作用下逐渐变细，并且捕捉室内的湿气，因此可以拉出纤维。
制备PLA纳米纤维的过程中需要有合适的溶剂、聚合物浓度、电压和喷嘴直径等条件。
2. 旋转纺丝法旋转纺丝法也被广泛应用于PLA纳米纤维的制备。
它的原理是利用旋转界面的剪切作用将聚乳酸分子拉成纳米级的纤维，具有低成本、高生产效率等优点。
3. 相分离纺丝法相分离纺丝法的原理是利用液液分离的相分离现象制备纳米纤维。
通过选择合适的非溶剂、溶剂和聚合物体系，以及制备过程的辅助条件，可以获得高质量的PLA纳米纤维。
二、PLA纳米纤维的性能研究1. 力学性能PLA纳米纤维具有优异的力学性能。
研究表明，纳米纤维的强度和模量均比普通PLA纤维高，且具有很高的延展性。
这是因为纤维表面的高比表面积使纤维的分子结构更加紧密，能有效地增强材料的力学性能。
2. 光学性能PLA纳米纤维具有优异的光学性能。
研究表明，纳米纤维的纳米级直径可以使材料在特定波长下产生类似光子带隙的效应，使材料具有光学响应性质，并且在有机太阳能电池、光学器件等领域具有广阔应用前景。
3. 生物相容性PLA纳米纤维具有优异的生物相容性。
研究表明，纳米纤维对生物组织和细胞具有良好的生物相容性，能够有效地降低组织损伤和感染的风险。
在医学、药物缓释、组织工程等领域具有广泛的应用前景。
三、PLA纳米纤维的应用展望PLA纳米纤维具有广泛的应用前景。
