聚乳酸的合成和改性研究进展.

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。

化工进展CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS2020年第39卷第1期开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：生物医用材料聚乳酸的合成及其改性研究进展詹世平1，2，万泽韬1，2，王景昌1，2，阜金秋1，2，赵启成1，2（1大连大学环境与化学工程学院，辽宁大连116622；2辽宁省化工环保工程技术研究中心，辽宁大连116622）摘要：聚乳酸是一种具有良好生物相容性的可降解生物材料，被广泛应用于医药、医疗和食品包装等领域。

随着科学技术的进步，对聚乳酸材料的性能提出了新的要求和用途，研究者在合成方法和改性研究方面也取得了新的成果。

本文阐述了聚乳酸的化学结构和基本特性，常用合成方法，包括阳离子聚合、阴离子聚合和配位聚合的基本概念和应用实例，介绍了近年来发展的酶催化聚合、超临界二氧化碳中聚合等绿色合成方法，着重介绍了聚乳酸亲水改性、pH 响应改性和分支结构改性等几种用于医用方面的改性方法，最后对聚乳酸材料研究发展方向进行了展望，提出在聚乳酸基体中添加极低含量的无机纳米粒子填充物，可显著改善复合材料的性能，指出生物纳米复合包装材料的技术开发是未来几年着重研究的方向。

关键词：聚乳酸；合成方法；改性；生物相容性中图分类号：TB34文献标志码：A文章编号：1000-6613（2020）01-0199-07Synthesis and modification of biomedical material polylactic acidZHAN Shiping 1，2，WAN Zetao 1，2，WANG Jingchang 1，2，FU Jinqiu 1，2，ZHAO Qicheng 1，2(1College of Environmental and Chemical Engineering,Dalian University,Dalian 116622,Liaoning,China;2Chemical andEnvironmental Protection Engineering Research Technology Center,Dalian 116622,Liaoning,China)Abstract:Due to its good biocompatibility and biodegradability,polylactic acid is widely used in thefields of the drug,medicine and food packing and so on.With the progress of science and technology,some new requirements and purposes have been put forward for the properties of polylactic acid materials.Researchers have also made some new achievements in the synthesis methods and the modification research.The chemical constitution and basic properties of polylactic acid were described and the common synthetic methods of polylactic acid were discussed,including the basic concepts and application examples on cationic polymerization,anionic polymerization and coordination polymerization.The green synthetic methods such as enzymatic catalytic polymerization and polymerization in supercritical carbon dioxide developed in recent years were introduced.The hydrophilic modification,pH response modification and branch structure modification of polylactic acid were also emphatically introduced.Finally,the development directions of polylactic acid material research were prospected.It was proposed that adding very low content of inorganic nanoparticles filler into polylactic acid matrix can significantly improve the properties of composite materials.It was pointed out that the development of bio-nanocomposite packaging materials was a development direction of emphasis on research in the next few years.Keywords:polylactic acid;synthetic method;modification;biocompatibility综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2019-0656收稿日期：2019-04-24；修改稿日期：2019-06-16。

聚乳酸（PLA）合成与改性的研究进展范兆乾【摘要】在无数种类的可降解聚合物中，聚乳酸（PLA）塑料是一种脂肪族聚酯，是具有生物相容性的热塑性塑料，它是目前最具有发展前景的环境友好型塑料材料。

这篇综述提供了目前的PLA市场信息，并介绍了近年来PLA合成和PLA改性方面的研究进展。

%In myriad types of biodegradable polymer, polylactic acid plastic is a kind of aliphatic polyester, it have the biocompatibility of thermoplastic, it is currently the most potential environment - friendly plastic material. The market information are provides in this paper, the advances in the research of PLA synthesis and PLA modification in recent years are introduced.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2011(000)015【总页数】4页(P21-24)【关键词】聚乳酸;PLA;塑料;合成;改性【作者】范兆乾【作者单位】青岛科技大学化工学院,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TQ325目前，全世界塑料年产量已经超过2亿t，相应的，塑料废弃物也逐年增加，严重污染环境，减少废塑料污染的方法之一是使用在自然界无论生物体内外都可以自然降解，不会造成环境污染的生物降解材料。

聚乳酸（Poly Lactic Acid，PLA）就是一种可生物降解材料。

PLA有三种立体化学存在形式，聚L－乳酸（PLLA）、聚D－乳酸（PDLA）和聚DL－乳酸（PDLLA）。

聚乳酸生物降解的研究进展一、本文概述随着全球环境问题的日益严峻，特别是塑料废弃物对环境的污染问题，生物降解材料的研究与应用越来越受到人们的关注。

聚乳酸（PLA）作为一种重要的生物降解材料，因其良好的生物相容性、可加工性和环保性，在包装、医疗、农业等领域具有广泛的应用前景。

本文旨在综述聚乳酸生物降解的研究进展，包括其生物降解机制、影响因素、改性方法以及应用现状，以期为聚乳酸的进一步研究和应用提供参考。

本文首先介绍了聚乳酸的基本性质，包括其分子结构、合成方法以及主要性能。

接着，重点分析了聚乳酸的生物降解机制，包括酶解、微生物降解和动物体降解等过程，并探讨了影响聚乳酸生物降解的主要因素，如结晶度、分子量、添加剂等。

在此基础上，本文综述了聚乳酸的改性方法，包括共聚、共混、填充和表面改性等，以提高其生物降解性能和机械性能。

本文总结了聚乳酸在包装、医疗、农业等领域的应用现状，并展望了其未来的发展趋势。

通过本文的综述，旨在为聚乳酸生物降解的研究与应用提供有益的参考，同时为推动生物降解材料的发展贡献一份力量。

二、聚乳酸的生物降解机理聚乳酸（PLA）的生物降解主要依赖于微生物的作用，这些微生物包括细菌和真菌，它们能够分泌特定的酶来降解PLA。

生物降解过程通常包括两个主要步骤：首先是微生物对PLA表面的附着和酶的产生，然后是酶对PLA的催化水解。

在降解过程中，微生物首先通过其细胞壁上的特定受体识别并附着在PLA表面。

随后，微生物开始分泌能够降解PLA的酶，这些酶主要包括聚乳酸解聚酶和酯酶。

聚乳酸解聚酶能够直接作用于PLA的酯键，将其水解为乳酸单体；而酯酶则能够水解PLA链末端的乳酸单体。

水解产生的乳酸单体可以被微生物进一步利用，通过三羧酸循环等途径转化为二氧化碳和水，或者用于微生物自身的生长和代谢。

这个过程中，微生物扮演了关键的角色，它们不仅能够降解PLA，还能够将降解产生的乳酸完全矿化为无害的物质。

值得注意的是，PLA的生物降解速率受到多种因素的影响，包括PLA的分子量、结晶度、形态、微生物的种类和活性、环境温度和湿度等。

医用级聚乳酸研究报告随着医疗技术的不断发展，医用材料的研究也越来越受到重视。

其中，聚乳酸作为一种生物可降解的高分子材料，逐渐被广泛应用于医疗领域。

本文将从聚乳酸材料的性质、制备方法、应用领域等方面进行探讨。

一、聚乳酸的性质聚乳酸是一种由乳酸分子重复连接而成的高分子材料。

乳酸分子是一种天然存在于人体内的有机酸，具有良好的生物相容性和生物可降解性。

聚乳酸的主要特点包括以下几个方面：1. 生物可降解性聚乳酸是一种生物可降解的高分子材料，可以在人体内被分解成二氧化碳和水，不会对环境造成污染。

2. 生物相容性聚乳酸具有良好的生物相容性，不会引起免疫反应和组织排斥反应。

3. 可塑性聚乳酸可以通过改变其分子结构和加工工艺来调节其可塑性，可以制备出不同形状和性能的材料。

4. 机械性能聚乳酸的机械性能与其分子结构、分子量和晶化度等因素有关，可以通过调节这些因素来改变其机械性能，以适应不同的应用需求。

二、聚乳酸的制备方法聚乳酸的制备方法主要包括两种：化学合成和生物合成。

1. 化学合成聚乳酸的化学合成方法主要是通过乳酸的缩合反应制备。

乳酸可以通过化学合成和生物发酵两种方法来获得。

化学合成方法包括乳酸的酯化反应、缩合聚合反应等。

2. 生物合成生物合成方法是通过利用微生物发酵生产聚乳酸。

目前广泛应用的微生物包括乳酸菌、放线菌等。

三、聚乳酸的应用领域聚乳酸具有生物可降解、生物相容性和可塑性等优良性质，因此在医疗领域有着广泛的应用。

1. 医疗器械聚乳酸可以制备出各种形状和性能的医疗器械，如缝合线、手术用具、植入物等。

这些器械在使用后可以被人体分解吸收，不会对人体造成损害。

2. 药物控释聚乳酸可以作为药物控释材料，可以将药物包裹在聚乳酸微球中，通过控制聚乳酸微球的降解速度来实现药物缓慢释放，从而达到长效治疗的效果。

3. 组织工程聚乳酸可以作为组织工程材料，可以制备出与人体组织相似的材料，如骨替代材料、软骨替代材料等。

这些材料可以用于治疗组织损伤、修复组织缺陷等。

聚乳酸在医学领域应用研究进展一、本文概述随着全球对可持续发展和环保意识的日益增强，生物可降解材料在众多领域，特别是在医学领域的应用受到了广泛关注。

其中，聚乳酸（PLA）作为一种生物相容性良好且可降解的高分子材料，其在医学领域的应用研究进展尤为引人注目。

本文旨在综述聚乳酸在医学领域的应用研究进展，包括其在药物载体、组织工程、手术缝合线以及医疗器械等方面的应用，以期为进一步推动聚乳酸在医学领域的应用提供理论参考和实践指导。

本文将首先简要介绍聚乳酸的基本特性，包括其生物相容性、可降解性以及在医学领域的应用潜力。

随后，重点综述聚乳酸在药物载体、组织工程、手术缝合线以及医疗器械等方面的应用研究进展，分析其在不同医学领域的应用优势及存在的问题。

在此基础上，本文还将探讨聚乳酸在医学领域未来的发展趋势，展望其在生物医学材料领域的应用前景。

通过本文的综述，旨在为读者提供一个全面、系统的了解聚乳酸在医学领域应用研究进展的平台，为推动聚乳酸在医学领域的深入研究和广泛应用提供有益的参考。

二、聚乳酸的生物相容性与可降解性聚乳酸（PLA）作为一种生物可降解的高分子材料，在医学领域的应用中，其生物相容性与可降解性成为了研究的热点。

生物相容性是指材料与生物体之间相互作用后产生的相容程度，是评价生物材料能否在人体内安全使用的关键指标。

而可降解性则是指材料在生物体内能够被分解、代谢并最终排出体外的能力，这对于减少植入材料对人体的长期影响至关重要。

聚乳酸的生物相容性得到了广泛的研究和认可。

其分子结构中的酯键能够被人体内的酶所水解，生成乳酸并进入三羧酸循环，最终转化为二氧化碳和水排出体外。

这种生物降解过程避免了植入材料长期留存于体内可能引发的炎症、感染等风险。

聚乳酸的生物相容性还表现在其对细胞的粘附、增殖和分化行为的影响上。

研究表明，聚乳酸材料表面能够支持细胞的生长，且与周围组织具有良好的结合能力，这对于组织工程、药物载体等领域的应用具有重要意义。

聚乳酸（PLA）的合成及改性研究摘要介绍聚乳酸（PLA）的基本性质、合成方法及应用范围。

综述了国内外PLA 的改性研究及目前有关PLA性能改进的方法。

概括了PLA在合成改性中需要注意的问题，展望了PLA的发展前景：不断改进、简化和缩短PLA的合成工艺；用新材料、新方法对PLA进行改性，开发出新用途、高性能的PLA材料是PLA的研究方向。

关键词：聚乳酸合成改性前言聚乳酸（PLA）是一种以可再生生物资源为原料的生物基高分子，具有良好的生物降解性、生物相容性、较强的机械性能和易加工性。

聚乳酸材料的开发和应用，不但可解决环境污染问题，更重要的意义在于为以石油资源为基础的塑料工业开辟了取之不尽的原料资源。

此外，由于它的最终降解产物为二氧化碳和水，可由机体正常的新陈代谢排出体外，是具有广泛应用前景的生物医用高分子材料（如可吸收手术缝合线）、烧伤覆盖物、骨折内固定材料、骨缺损修复材料等。

近几年来，有应用到纺织材料、包装材料、结构材料、电子材料、发泡材料等更广泛的领域的研究报道。

PLA 的应用市场空间和发展潜力巨大，有关它的研究一直是可生物降解高分子材料研究领域的热点。

1、聚乳酸的研究背景聚乳酸(PLA)是由人工合成的热塑性脂肪族聚酯。

早在20 世纪初，法国人首先用缩聚的方法合成了PLA[1]；在50 年代，美国Dupont 公司用间接的方法制备出了相对分子质量很高的PLA；60 年代初，美国Cyanamid 公司发现，用PLA 做成可吸收的手术缝合线，可克服以往用多肽制备的缝合线所具有的过敏性；70 年代开始合成高分子量的具有旋光性的D 或L 型PLA，用于药物制剂和外科等方面的研究；80 年代以来，为克服PLA 单靠分子量及分子量分布来调节降解速度的局限，PLA 开始向降解塑料方面发展[2]。

作为石油基塑料的可替代品，其最大的缺点就是脆性大、力学强度较低，亲水性差，在自然条件下它降解速率较慢；因此近年来对PLA 的改性己成为研究的热点。

聚乳酸的结构、性能与展望聚乳酸是一种由乳酸分子聚合而成的生物降解性高分子材料，具有优良的生物相容性和可降解性。

近年来，随着环保意识的增强和生物医学领域的需求，聚乳酸的研究和应用越来越受到。

本文将探讨聚乳酸的结构、性能及其在各个领域的应用前景，同时分析当前研究中面临的挑战和问题，并提出相应的解决方案。

聚乳酸的分子结构由乳酸分子中的羟基与另一个乳酸分子中的羧基之间进行缩聚反应形成。

其分子链中存在大量的酯键，使得聚乳酸具有较好的生物降解性。

聚乳酸具有较好的机械性能，如高强度、高模量等，同时具有优异的热稳定性和绝缘性能。

聚乳酸还具有较好的耐油性和耐化学腐蚀性。

聚乳酸具有良好的生物相容性和可降解性，在体内可被分解为水和二氧化碳，最终排出体外。

聚乳酸还具有较低的免疫原性和较好的生物活性，使其在生物医学领域中具有广泛的应用前景。

在生物医学领域，聚乳酸被广泛应用于药物载体、组织工程、人工器官等方面。

例如，利用聚乳酸制备的药物载体能够实现药物的定向传输和可控释放，提高药物的疗效并降低副作用。

由于聚乳酸具有优异的可降解性和环保性，其在包装材料领域的应用越来越受到。

利用聚乳酸制备的包装材料能够有效地保护商品，同时减少对环境的污染。

在建筑领域，聚乳酸可用于制备建筑材料，如塑料门窗、防水材料等。

这些材料不仅具有较好的物理性能，还可实现资源的有效利用和环境保护。

聚乳酸的制备需要使用大量的乳酸原料，导致其成本较高。

为降低成本，可考虑采用廉价的原材料替代部分乳酸，如淀粉、纤维素等。

提高生产工艺的效率也是降低成本的重要途径。

聚乳酸的降解速率过快，可能导致其在某些领域的应用效果不佳。

为解决这一问题，可通过对聚乳酸进行改性处理，如添加交联剂、引入长支链结构等，以调节其降解速率。

聚乳酸的加工成型较困难，对其应用范围造成一定限制。

为此，可研发新型的加工设备和工艺，提高聚乳酸的加工成型效率和质量。

聚乳酸作为一种生物降解性高分子材料，具有优良的生物相容性和可降解性，在生物医学、包装材料、建筑等领域具有广泛的应用前景。

生物降解高分子聚乳酸的合成和改性研究进展摘要：聚乳酸(polylactic acid ,PLA) 是一种具有良好生物相容性、可降解性和可吸收性的高分子材料。

本文较全面地介绍了聚乳酸的合成与改性方法, 并对聚乳酸的合成及改性的研究方向进行了展望。

关键字：聚乳酸；合成；改性聚乳酸具有优良的生物相容性、生物可降解性，最终的降解产物是二氧化碳和水，不会对环境造成污染。

这使之在以环境和发展为主题的今天越来越受到人们的重视，并对其在工农业领域、生物医药领域、食品包装领域的应用展开了广泛的研究。

聚乳酸的合成是以乳酸为原料，直接缩聚得到，由于反应产物水难以从体系中排除，所以产物分子量较低，很难满足实际要求。

若采用两步聚合法丙交酯开环聚合，虽可制备出高相对分子质量的聚乳酸，但其流程冗长，成本高。

聚乳酸合成的高成本及其疏水性、脆性等性能缺陷，限制了其应用范围，所以目前对聚乳酸的研究主要集中在改性上。

本文主要从聚乳酸合成和改性两方面综述国内外聚乳酸的最新研究进展。

1 聚乳酸合成方法目前聚乳酸的合成主要有两种方法，即丙交酯开环聚合法和直接缩聚法[1-4]。

1.1 直接缩聚法乳酸同时具有—OH 和—COOH，是可直接缩聚的。

聚乳酸的直接缩合制备聚乳酸方法简单, 利用乳酸的活性, 在加热条件下, 乳酸分子间发生脱水缩合,可以直接合成分子量较高的聚乳酸。

但是, 乳酸的直接缩聚由于存在着乳酸、水、聚酯及丙交酯的平衡, 不易得到高分子量的聚合物。

直接合成法要获得高分子量的聚合物必须注意以下三个问题: (1) 动力学控制; (2) 水的有效脱出; (3) 抑制降解。

Hiltunen[5]等研究了不同催化剂对乳酸直接聚合的影响。

日本Ajioka 等开发了连续共沸除水直接聚合乳酸的工艺。

国内赵耀明[6]以联苯醚为溶剂，通过溶液直接聚合制得粘均分子量为 4 万的聚合物。

现已可由直接聚合方法制得具有实用价值的PLA 聚合物，并且此聚合方法工艺简单，化学原料及试剂用量少，但直接聚合的PLA 分子量仍偏低，需进一步提高，才能使其具有更加广泛的用途。

聚乳酸单体的合成及聚合反应研究
聚乳酸是一种生物可降解的聚合物，常用于医疗、生物医学和食品包装等领域。

下面是聚乳酸单体的合成及聚合反应的研究内容：
1. 聚乳酸单体的合成方法：
- 乳酸酯化合成法：将乳酸与醇类反应，生成乳酸酯单体。

常用的醇类包括甘油、乙二醇和丙二醇等。

- 乳酸脱水缩合法：将乳酸在酸性或碱性催化剂的存在下，进行脱水缩合反应，生成乳酸单体。

2. 聚乳酸的聚合反应：
- 环化聚合反应：将乳酸单体在催化剂的作用下，通过酯键的形成进行聚合，生成聚乳酸。

常用的催化剂包括金属催化剂如锌、锡等。

- 开环聚合反应：将乳酸单体与其他化合物（如二酸、二醇等）进行反应，生成聚乳酸共聚物。

常用的共聚单体包括乙二醇、丙二醇、己二酸等。

3. 聚乳酸的性质研究：
- 结构与性质关系：通过调控聚乳酸的合成方法和聚合反应条件，研究聚乳酸的分子结构对其物理性质（如熔点、玻璃化转变温度等）和力学性能（如强度、韧性等）的影响。

- 降解性能研究：通过模拟生物体内和环境条件，研究聚乳酸的降解性能，包括降解速率、降解产物等。

- 应用研究：将聚乳酸应用于医疗、生物医学和食品包装等领域，研究其在这些领域中的性能和应用前景。

总的来说，聚乳酸单体的合成及聚合反应研究主要包括聚乳酸单体的合成方法、聚乳酸的聚合反应、聚乳酸的性质研究和应用研究等方面。

这些研究有助于提高聚乳酸的合成效率、改善其性能，并拓展其在不同领域的应用。