新型聚乳酸复合材料的制备与性能研究

可生物降解聚乳酸纳米复合材料的研究进展摘要聚乳酸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。

将填充剂以纳米尺度分散在聚乳酸基体中形成聚乳酸纳米复合材料, 能显著提高聚乳酸的机械性、气体阻隔性能、热性能及生物降解性能, 受到国内外学者及工业界的广泛关注。

本文针对近年来在聚乳酸纳米复合材料的制备方法、结构表征与性能测试等方面取得的研究成果进行综述, 并对今后的研究方向进行了展望。

关键词聚乳酸; 可生物降解; 纳米复合材料; 蒙脱石; 聚多糖1 引言近年来, 由于大量聚烯烃等来源于石油产品的聚合物被广泛应用于包装材料领域, 它们被使用后很难回收而直接被弃入环境中, 造成很严重的环境污染问题。

现行处理此类固体污染物的方法通常是填埋或焚烧处理, 但是焚烧处理过程中易产生有害气体二次污染环境, 埋处理又会占用大量有限的土地资源, 传统聚烯烃塑料制品化学、生物稳定性强, 填埋后上百年也几乎不会分解, 造成土壤板结、作物减产、填埋地寿命变短等新的环境压力。

以可生物降解的聚合物替代传统石油基聚合物是解决上述环境污染问题的有效途径,聚乳酸被认为是最具开发应用价值的可生物降解聚合物, 它是由乳酸直接缩合或乳酸二聚体丙交酯开环聚合而形成的高分子, 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]。

根据纳米填充剂的种类不同, 可以将其分为聚乳酸2无机纳米复合材料和聚乳酸2有机纳米复合材料两类, 本文针对近年来国内外在两类聚乳酸纳米复合材料的制备方法、结构表征与性能测试等方面取得的研究成果进行综述。

2 聚乳酸2无机纳米复合材料近年来, 将无机增强剂(包括蒙脱石、合成云母、碳纳米管、羟基磷灰石、二氧化硅和碳酸钙等)以纳米尺度分散在聚乳酸基体中形成聚乳酸2无机纳米复合材料, 能显著提高聚乳酸的机械性、气体阻隔性能、热性能及生物降解性能, 受到国内外学者及工业界的广泛关注[ 2]。

聚乳酸纳米复合材料的研究进展曹　丹,吴林波3,李伯耿,黄　源(浙江大学化工系高分子工程研究所,聚合反应工程国家重点实验室,杭州　310027) 摘要:聚乳酸是一种重要的可生物降解Π吸收高分子材料,广泛地用作可降解塑料、纤维和生物材料,市场前景广阔。

它具有与聚烯烃相当的力学强度和加工性能,但耐热性和抗冲性较差。

为满足各种应用的需要,其热性能、力学性能和气体阻隔性等尚需进一步提高。

通过与无机纳米材料复合的方法,可以明显地提高聚乳酸的性能。

本文介绍了近年来聚乳酸有机2无机纳米复合材料的制备、结构与性能等方面的研究进展,对三者的相互关系进行了评述,并对今后的研究方向进行了展望。

关键词:聚乳酸;纳米复合材料;蒙脱土;二氧化硅;碳纳米管;羟基磷灰石聚乳酸(polylactic acid,P LA)是一种重要的可生物降解高分子材料。

它以玉米或薯类淀粉经发酵制得的乳酸为基本原料、经缩聚反应或其二聚体丙交酯的开环聚合反应而制得,在自然界中可生物降解生成二氧化碳和水[1],因而是一种来自自然界、使用后又回归自然界的环境友好材料,也是近年来研究开发最活跃的可生物降解材料之一[2],广泛地应用于包装材料、纤维、农膜、生物医用材料等领域。

但是,聚乳酸耐热性较差,制约了它的应用,同时,其力学性能和气体阻隔性亦有待于进一步提高,以满足不同应用的要求。

这促使人们对聚乳酸进行改性研究,各种聚乳酸改性方法和材料相继出现,如共混、共聚、纳米复合等。

自1984年R oy[3]首次提出纳米复合材料的概念以来,聚合物基纳米复合材料已得到广泛的研究和应用。

由于纳米粒子具有小尺寸效应、大比表面积、强界面结合效应等特性,使纳米复合材料具有优异的性能。

1997年Ogata[4]首次报道聚乳酸纳米复合材料,发现加入蒙脱土可使聚乳酸的结晶性和杨氏模量提高;之后,聚乳酸纳米复合材料得到了很大的发展,相继出现了聚乳酸Π蒙脱土纳米复合材料、聚乳酸Π羟基磷灰石纳米复合材料、聚乳酸Π纳米二氧化硅复合材料、聚乳酸Π纳米碳管复合材料,纳米复合的方法也从溶液共混法、熔融共混法发展到原位聚合法,其耐热、结晶、力学以及气体阻隔等性能得到显著的提高。

一种聚乳酸复合卷烟丝束及其制备方法和应用全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：一种聚乳酸复合卷烟丝束及其制备方法和应用随着人们生活水平的提高和对健康的关注，越来越多的人选择戒烟或者寻找更为健康的替代品。

在这种趋势的背景下，以聚乳酸为主要原料制备的复合卷烟丝束应运而生。

本文将介绍一种聚乳酸复合卷烟丝束的制备方法和应用。

一、制备方法1. 原料准备：将聚乳酸作为主要原料，搭配适量的天然植物纤维素和香精等辅料，将所有原料按照一定比例混合均匀。

2. 烟丝制备：将混合均匀的原料送入专业的烟丝制备设备，通过高温高压的工艺，将原料融合在一起并形成细长的烟丝。

3. 烟丝处理：经过初步形成的烟丝，需要经过切割、干燥等处理工艺，最终形成不同规格和口味的复合卷烟丝束。

4. 包装储存：将制备好的复合卷烟丝束进行包装，并储存在阴凉干燥的环境中，以保持其品质和口感。

二、应用1. 健康替代品：聚乳酸复合烟丝束相比传统卷烟丝束更为健康，不含焦油和尼古丁等有害物质，是寻找健康替代品的不错选择。

2. 环保材料：聚乳酸是一种可生物降解的材料，制备过程中减少了对环境的污染，符合环保要求。

3. 口感优良：复合卷烟丝束的制备方法可以根据消费者的口味需求进行调整，口感丰富，吸食起来更为顺滑。

4. 创新产品：聚乳酸复合卷烟丝束是对传统卷烟的一种创新，可以满足消费者对健康和品质的需求，是市场上的一种新型产品。

综上所述，聚乳酸复合卷烟丝束虽然在目前市场上还不太为人知，但随着人们对健康的重视和环保意识的提高，相信其在未来会有很好的发展前景。

希望各界生产商和消费者都能够认识并接受这种健康、环保的新型产品，共同推动行业的发展和进步。

【2000字】。

第二篇示例：聚乳酸复合卷烟丝束是一种新型的卷烟材料，其具有绿色环保、燃烧产物无害等优点，在近年来受到了越来越多的关注。

本文将介绍一种聚乳酸复合卷烟丝束的制备方法及其应用，希望能为相关研究和生产提供一定的参考。

一、聚乳酸复合卷烟丝束的制备方法1. 原料的选择聚乳酸是一种由乳酸聚合而成的生物降解聚合物，具有良好的可降解性和机械性能。

聚乳酸基纳米复合材料的研究现状及其发展前景聚乳酸基纳米复合材料是一种由聚乳酸 (PLA) 和其他纳米材料组成的复合材料。

目前，聚乳酸基纳米复合材料的研究现状及其发展前景非常广阔，具体如下:
一、研究现状
1. 材料制备技术：目前，聚乳酸基纳米复合材料的制备技术主要包括溶剂热反应、溶胶 - 凝胶法、电化学沉积法等。

这些方法不仅可以控制复合材料的组成和结构，还可以提高复合材料的性能。

2. 材料性能：聚乳酸基纳米复合材料具有优异的力学性能、光学性能、生物相容性和降解性等。

其中，PLA 纳米复合材料的力学性能比纯 PLA 提高了近10 倍，光学性能也得到了显著提高。

3. 应用领域：聚乳酸基纳米复合材料的应用领域非常广泛，包括生物医学、光学、电子学、环保等领域。

例如，PLA 纳米复合材料可以用于生物传感器、生物医学材料、光学器件等方面。

二、发展前景
1. 生物医学应用：聚乳酸基纳米复合材料在生物医学领域具有广泛的应用前景。

例如，PLA 纳米复合材料可以用于生物传感器、生物医学材料、药物释放系统等。

2. 光学应用：聚乳酸基纳米复合材料在光学领域具有广泛的应用前景。

例如，PLA 纳米复合材料可以用于光学器件、太阳能电池等。

3. 电子学应用：聚乳酸基纳米复合材料在电子学领域具有广泛的应用前景。

例如，PLA 纳米复合材料可以用于电子器件、半导体器件等。

4. 环保应用：聚乳酸基纳米复合材料在环保领域具有广泛的应用前景。

例如，PLA 纳米复合材料可以用于水处理、大气污染治理等方面。

总的来说，聚乳酸基纳米复合材料具有优异的性能和良好的发展前景，将成为未来材料领域的研究热点之一。

聚乳酸纳米复合材料的制备及性能本文讨论了聚乳酸（PLA）的改性方法一复合改性。

主要论述了三种复合类型：聚乳酸/刚性纳米粒子复合材料、聚乳酸/层状硅酸盐纳米复合材料、聚乳酸/碳纳米管复合材料。

标签：聚乳酸；复合材料；生物降解聚乳酸（PLA）是生物降解塑料中最优异的产品之一，它生物相容性好，无毒无刺激。

但其固有缺陷如脆性大、耐热性差、成本高等限制了它的广泛应用。

因此聚乳酸改性成为研究焦点。

纳米复合改性因操作简单，效果立竿见影而成为聚乳酸改性领域的主要研究方向。

1 聚乳酸纳米复合材料目前制备的聚乳酸纳米复合材料主要有3类：聚乳酸/刚性纳米粒子复合材料、聚乳酸/层状硅酸盐纳米复合材料、聚乳酸/碳纳米管复合材料。

1.1 聚乳酸/刚性纳米粒子复合材料用来增强聚乳酸的刚性纳米粒子主要包括SiO2、CaCO3、TiO2等。

Li等研究了纳米SiO2对PLA复合材料性能的影响。

结果表明改性后PLA复合材料具有高的储能模量和降解速率。

周凯等通过熔融共混制备了PLA/CaCO3复合材料，发现CaCO3使PLA的断裂从脆性转变为韧性，复合材料的耐热性和结晶性都得到提高。

莊韦等通过原位聚合法制备PLA/TiO2纳米复合材料，结果表明复合材料的玻璃化转变温度和热分解温度提高；拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率增大。

环氧基笼型倍半硅氧烷（POSS）也可以改性聚乳酸。

于静等制备了PLA/POSS 复合材料，发现POSS可以提高PLA的结晶速率、力学性能和降解速率。

1.2 聚乳酸/层状硅酸盐纳米复合材料层状硅酸盐具有片层结构，片层之间可以容纳聚合物分子。

沈斌等制备了PLA/MMT纳米复合材料，结果表明复合材料力学性能得到改善，结晶度提高。

马鹏程等用有机改性蒙脱土（OMMT）制备PLA复合材料，结果表明形成插层还是剥离结构取决于OMMT含量。

3%OMMT可以提高PLA 的力学性能和热性能；OMMT增加了PLA熔体强度，在挤出发泡时充当成核剂，降低发泡剂气体向熔体外部的扩散。

聚乳酸材料制备及性能研究在人工合成可降解高分子材料中，聚乳酸是近年来最受研究者们关注的一种。

它是一种生物可降解的热塑性脂肪族聚酯，是一种无毒、无刺激性，具有良好生物相容性、强度高、可塑性加工成型的生物降解高分子材料。

合成聚乳酸的原料可以通过发酵玉米等粮食作物获得，因此它的合成是一个低能耗的过程。

废弃的聚乳酸可以自行降解成二氧化碳和水，而且降解产物经光合作用后可再形成淀粉等物质，可以再次成为合成聚乳酸的原料，从而实现碳循环[3]。

因此，聚乳酸是一种完全具备可持续发展特性的高分子材料，在生物可降解高分子材料中占有重要地位。

迄今为止，学者们对聚乳酸的合成、性质、改性等方面进行了深入的研究。

2.1聚乳酸的合成聚乳酸以微生物发酵产物-乳酸为单体进行化学合成的，由于乳酸是手性分子，所以有两种立体结构。

聚乳酸的合成方法有两种；一种是通过乳酸直接缩合；另一种是先将乳酸单体脱水环化合成丙交酯，然后丙交酯开环聚合得到聚乳酸[4]。

2.1.1直接缩合[4]直接合成法采用高效脱水剂和催化剂使乳酸低聚物分子间脱水缩合成聚乳酸，是直接合成过程，但是缩聚反应是可逆反应，很难保证反应正向进行，因此不易得到高分子量的聚乳酸。

但是工艺简单，与开环聚合物相比具有成本优势。

因此目前仍然有大量围绕直接合成法生产工艺的研究工作，而研究重点集中在高效催化剂的开发和催化工艺的优化上。

目前通过直接聚合法已经可以制备具有较高分子量的聚乳酸，但与开环聚合相比，得到的聚乳酸分子量仍然偏低，而且分子量和分子量分布控制较难。

2.1.2丙交酯开环缩合[4]丙交酯的开环聚合是迄今为止研究较多的一种聚乳酸合成方法。

这种聚合方法很容易实现，并且制得的聚乳酸分子量很大。

根据其所用的催化剂不同，有阳离子开环聚合、阴离子开环聚合和配位聚合三种形式。

（1）阳离子开环聚合只有在少数极强或是碳鎓离子供体时才能够引发，并且阳离子开环聚合多为本体聚合体系，反应温度高，引发剂用量大，因此这种聚合方法吸引力不高；（2）阴离子开环聚合的引发剂主要为碱金属化合物。

《聚乳酸纳米复合材料的制备与性能研究》篇一一、引言随着人类对环保意识的提高和可持续发展战略的推进，生物可降解塑料已成为研究热点。

聚乳酸（PLA）作为一种生物相容性好、可降解的环保材料，广泛应用于医疗、包装、农业等领域。

然而，为了进一步提高聚乳酸的性能，纳米复合材料的研究备受关注。

本文将详细探讨聚乳酸纳米复合材料的制备方法及其性能研究。

二、聚乳酸纳米复合材料的制备1. 材料选择制备聚乳酸纳米复合材料，首先需要选择合适的纳米填料。

常见的纳米填料包括纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米粘土等。

这些纳米填料具有优异的物理、化学性能，可有效提高聚乳酸的力学、热学等性能。

2. 制备方法聚乳酸纳米复合材料的制备方法主要包括熔融共混法、原位聚合法等。

其中，熔融共混法操作简便，适用于大规模生产；原位聚合法则可在纳米填料表面引入官能团，提高填料与聚乳酸的相容性。

本文采用熔融共混法，将聚乳酸与纳米填料在高温下熔融共混，制备出聚乳酸纳米复合材料。

三、性能研究1. 力学性能通过拉伸试验、冲击试验等方法，研究聚乳酸纳米复合材料的力学性能。

实验结果表明，纳米填料的加入可显著提高聚乳酸的拉伸强度、冲击强度等力学性能。

此外，纳米填料的种类和含量对力学性能的影响也进行了详细分析。

2. 热学性能采用热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）等方法，研究聚乳酸纳米复合材料的热学性能。

实验结果表明，纳米填料的加入可提高聚乳酸的热稳定性，降低其熔点和结晶温度。

此外，纳米填料的分散性对热学性能的影响也进行了探讨。

3. 生物相容性聚乳酸作为一种生物相容性好的材料，其生物相容性是评价其性能的重要指标。

通过细胞毒性试验、血液相容性试验等方法，研究聚乳酸纳米复合材料的生物相容性。

实验结果表明，纳米填料的加入对聚乳酸的生物相容性影响较小，仍具有良好的生物相容性。

四、结论本文通过熔融共混法制备了聚乳酸纳米复合材料，并对其性能进行了深入研究。

实验结果表明，纳米填料的加入可显著提高聚乳酸的力学性能和热学性能。

聚乳酸材料在3D打印中的研究与应用进展一、本文概述随着科技的不断发展，3D打印技术已经成为现代制造业的重要组成部分。

作为一种创新的增材制造技术，3D打印在多个领域都展现出了巨大的应用潜力。

而聚乳酸（PLA）材料，作为一种生物降解塑料，因其良好的生物相容性、环保性以及优良的加工性能，在3D 打印领域得到了广泛的应用。

本文旨在概述聚乳酸材料在3D打印中的研究与应用进展，分析其在不同领域的应用现状，探讨其面临的挑战及未来发展趋势。

通过深入了解聚乳酸材料在3D打印中的应用，我们可以更好地把握这一技术的发展方向，为未来的研究和应用提供有益的参考。

二、聚乳酸材料的特性聚乳酸（PLA）是一种生物降解塑料，由可再生植物资源（例如玉米）提取出的淀粉原料制成。

它具有一系列独特的特性，使得它在3D打印领域中得到了广泛的应用。

PLA具有良好的生物相容性和生物可降解性。

这意味着它在人体内不会产生有害物质，且在自然环境中能够被微生物分解，从而有助于减少环境污染。

因此，PLA在医疗和生物领域的应用中表现出巨大的潜力。

PLA具有良好的加工性能。

在3D打印过程中，PLA具有较高的熔融温度和较低的熔融粘度，使得打印出的模型具有较高的精度和表面质量。

PLA的打印温度适中，不需要过高的打印温度，这有助于延长3D打印机的使用寿命。

PLA还具有优异的机械性能。

虽然其强度和硬度相对较低，但PLA 具有较高的抗拉伸强度和抗弯曲强度，能够满足大多数3D打印应用的需求。

同时，PLA还具有较好的热稳定性和化学稳定性，能够在一定的温度范围内保持其性能稳定。

PLA材料还具有良好的环保性。

由于它是从可再生植物资源中提取的，因此在使用过程中不会对环境造成负担。

PLA的降解产物为乳酸，可以被自然界中的微生物分解为水和二氧化碳，从而实现真正的循环利用。

聚乳酸材料的优良特性使其在3D打印领域具有广阔的应用前景。

随着科技的不断发展，PLA材料在3D打印中的研究与应用将会取得更多的突破和进展。