聚乳酸的改性研究进展

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。

生物降解塑料聚乳酸(PLA)的改性研究进展潘文静;白桢慧;苏婷婷;王战勇;李萍【摘要】近些年来国内外在聚乳酸改性方面的研究进展情况进行了综述,其物理改性方法主要包括增塑剂共混改性、成核剂共混改性、无机填料共混改性以及纤维素共混改性等,化学改性方法主要包括共聚改性、扩链改性、交联改性、接枝改性等.最后就目前PLA存在的缺陷进行总结,并对未来PLA改性的发展方向作出展望.%The progress of modification of PLA in recent years.Physical modification aspects include plasticizer blending modification,inorganic filler,nucleating agent and its blending modification and cellulose blending modification,etc.Chemical modification aspects include copolymerization modification,chain extension modification and crosslinking modification,graft modification,etc.Finally,the problems of the modified PLA are pointed out and the future development directions of PLA are prospected.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2017(046)005【总页数】5页(P977-981)【关键词】聚乳酸;改性;进展【作者】潘文静;白桢慧;苏婷婷;王战勇;李萍【作者单位】辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TQ316.6近年来，环境污染和能源短缺问题越来越严重。

聚乳酸接枝共聚改性的研究进展张世杰（茂名学院化工与环境工程学院，广东茂名525000）摘要：聚乳酸是目前最具竞争力的生物降解高分子材料，但也存在脆性过大、亲水性差、售价太高等明显缺点。

本文综述了近年来以聚乳酸为主链进行的接枝聚合反应。

聚乳酸接枝物的合成，能够明显改善聚乳酸的表面性能。

而且可以在聚乳酸与其他高分子材料的共混体系中发挥明显的增容作用，为新型聚乳酸共混物的制备提供了可能性。

关键词：聚乳酸；接枝共聚Research Progress on Modification of Polylactic Acid by Graft CopolymerizationZHANG Shi－jie（College of Chemical Engineering and Environmental Engineering，Maoming University，Guangdong Maoming525000，China）Abstract：Polylactic acid（PLA）was the most competitive biodegradable polymer.It had some obvious drawbacks such as higher brittleness，bad hydrophilicity and high price.The latest research developments of the graft copolymeriza-tion of polylactic acid main chain were reviewed.The graft copolymer can improve the surface properties of PLA and serve as compatibilizer in PLA blend.The graft copolymer can help to produce new PLA blend.Key words：polylactic acid；graft copolymerization随着人类社会对环保事业的日益重视，在自然状态下短时间内可生物降解的高分子材料，正在逐步进入普通百姓的日常生活。

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。

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。

聚乳酸的改性研究进展杨利锐,欧宗和(上海英济电子塑胶有限公司高分子材料实验室,上海201700)摘要:介绍了近年来聚乳酸改性方面的研究进展;通过共聚、共混、复合、辐射、接枝等方法提高聚乳酸使用性能;并对未来聚乳酸的发展进行了展望。

关键词:聚乳酸;改性;综述中图分类号:TQ 320.66 文献标识码:A 文章编号:1009-5993(2008)01-0009-03收稿日期:2007-07-19作者简介:杨利锐(1979)),男,工程师,硕士,主要从事高分子材料加工改性研究。

0 前言大量石油基塑料废弃物的处理已成为全球性的难题之一。

为了解决这一难题,广大的科技工作者将目光瞄准了全降解材料,并对此进行了大量的研究[1]。

目前生物降解材料主要应用在医用、包装材料、农用地膜、快速消费品等领域。

随着白色污染日趋严重,石油资源不断减少,以石油为原料的传统塑料行业成本暴涨,生物降解塑料替代传统塑料将成为必然趋势。

但是生物降解材料替代传统石油基材料仍有很多需要研究的课题。

如何提高材料的物理及化学性能;如何控制材料的降解时间及降解条件都需要深入研究。

目前多种可降解材料已逐渐被人们开发及利用。

其中聚乳酸(PLA )是较重要的一种。

PLA 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[2]。

同时PLA 具有较高的拉伸强度、压缩模量,但质硬,韧性较差,缺乏柔性和弹性,极易弯曲变形。

这些缺点都限制了它的应用[3]。

目前PL A 的改性主要有以下几个方面:(1)针对PL A 基体的改性,通过共聚、交联等方法改变其分子结构。

(2)通过共混,引入某些官能团、助剂、其它高性能材料,以提高PLA 的使用性能。

(3)通过复合提高整个体系的性能。

1 提高聚乳酸基体性能的研究由于聚乳酸本身的结构具有如下局限性,从而限制了聚乳酸的应用:(1)聚乳酸中含有大量的酯键,为疏水性物质,降低了它的生物兼容性;(2)降解周期难以控制;(3)聚合所得产物的相对分子质量分布过宽,聚乳酸本身为线性聚合物,使得聚乳酸材料的强度不能满足要求[4]。

3D打印聚乳酸的改性研究与应用进展郑思铭;李蔚;杨函瑞;陈松;魏取福【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2024(38)8【摘要】聚乳酸(PLA)是一种生物可降解热塑性聚酯,是极有前景的生物基可降解材料之一。

PLA具有优异的力学性能、良好的可塑性及生物相容性,是理想的3D 打印材料。

3D打印PLA材料在多个领域尤其是医用方面有巨大的潜力。

然而,PLA 固有的脆性和较差的耐热、耐水解性限制了它的应用范围。

近年来,学者对3D打印PLA的改性进行了大量研究。

本文归纳了3D打印PLA的研究进展,分别从共混改性、复合改性、立构复合、涂层法和化学改性这几方面讨论了提高材料性能的原理与方法,并对相关性能进行了分析对比。

共混法虽然简单易操作,但不利于材料的均匀化,且有时改性效果不够明显。

复合改性向PLA中加入碳基添加剂、金属添加剂、植物纤维等填料,改性同时可赋予3D打印PLA更多功能,但易出现界面不相容等问题。

此外,还有立构复合、涂层法、化学改性等新方法具有重要的研究价值。

在此基础上,结合目前3D打印PLA在实际应用中的发展情况,分析了3D打印PLA 仍存在的问题,对3D打印PLA未来的研究方向进行了展望。

【总页数】10页(P252-261)【作者】郑思铭;李蔚;杨函瑞;陈松;魏取福【作者单位】江南大学纺织科学与工程学院;江苏苏丝丝绸股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ323.41【相关文献】1.用于3D打印的改性聚乳酸丝材的制备与研究2.聚乳酸材料在3D打印中的研究与应用进展3.聚乳酸/有机蒙脱土改性复合材料3D打印工艺的研究4.聚乳酸/聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸酯)共混材料3D打印线材改性研究5.3D打印聚乳酸复合材料的改性研究进展因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

聚乳酸的改性及应用进展摘要：综述了近几年聚乳酸生物降解材料的改性进展。

改性方法分为化学改性和物理改性。

化学改性包括共聚、交联、表面修饰等,主要是通过改变聚合物大分子或表面结构改善其脆性、疏水性及降解速率等；物理改性主要是通过共混、增塑及纤维复合等方法实现对聚乳酸的改性。

关键词：聚乳酸，生物降解，共聚，交联聚乳酸(PLA)是一种无毒、可完全生物降解的聚合物。

它不仅具有较好的化学惰性、易加工性，而且还具有良好的生物相容性，是最有前途的可生物降解高分子材料之一。

然而,PLA的均聚物存在不少缺陷。

PLA属聚酯，亲水性差,降低了其生物相容性；在自然条件下它降解速率较慢，而高分子药物的控制释放体系对不同的药物要求其载体材料具有不同的降解速率；此外，它性脆、力学强度较低，难以满足某些医疗修复人体部件的要求等，因此近年来对聚乳酸的改性已成为研究的热点。

1 化学改性1.1 PLA 基体的改性对基体的改性通过共聚、交联等方法改变其整体大分子结构。

l.1.1 共聚改性共聚改性是通过调节乳酸和其他单体的比例改变聚合物的性能，或由第二单体提供聚乳酸以特殊性能。

均聚PLA为疏水性物质，降解周期难控制,通过与其他单体共聚可改善材料的疏水性、结晶性等，聚合物的降解速率可根据共聚物的分子量及共聚单体种类及配比等加以控制。

常用的改性材料有亲水性好的聚乙：二醇(PEG)、聚乙醇酸(PGA)及药物通透性好的聚E-己内酯(PCL)等。

宋谋道等用廉价的PEG与丙交酯共聚，制得高分子量的PLA-PEG-PLA嵌段共聚物。

研究表明，随着PEG含量增加，玻璃化温度降低,伸长率增加,当含量达到一定程度(如PEG的质量分数达到7.7%)后，共聚物出现了屈服拉伸,克服了PLA 的脆性。

这种脆性向韧性的转变说明PEG 改性的PLA是一种综合性能可调控的生物降解材料。

A c h I m Gopf e r ic h等与PLA聚合得到了二嵌段的共聚物，研究了成骨细胞在材料上的粘附、增殖、分化等行为，发现亲水的聚乙二醇链段能够调节蛋白质的吸附，从而改善细胞繁殖能力。

聚乳酸化学改性的研究摘要为了改善聚乳酸的使用性能，需要将聚乳酸改性，改善其力学性能、耐热性、柔韧性和作为生物材料所需的亲水性、生物相容性等。

近年来有许多研究者对聚乳酸的改性进行了大量研究。

本文致力于综述各种化学改性的方法如共聚、交联改性、表面改性，并对各种方法进行分析。

关键词聚乳酸化学改性共聚表面改性0引言合成聚乳酸的原料来自可再生的农副产品，而且聚乳酸本身可以生物降解、有较好生物相容性，因此聚乳酸在通用材料特别是一次性材料和生物材料等方面有较好的应用前景。

然而聚乳酸的韧性、强度等力学性能和耐热性较差，同时亲水性不高、生物相容性还不能满足作为生物材料的许多要求，因此近年来许多研究者从化学改性、物理改性、复合改性方面进行了大量研究。

而本文将从最有效的改性手段之一-化学改性的进展进行诉述和分析。

共聚改性共聚改性是指将乳酸和其他单体按一定比例进行共聚，以此改善聚乳酸某些性能。

1.1任建敏等【1】分别研究了聚乳酸与聚乙二醇改性聚乳酸的体外降解特性，通过测定分子量和重量在pH7.4的磷酸盐缓冲液中的变化表征它们的体外降解特性。

结果表明，聚乙二醇改性聚乳酸开始降解的时间早于聚乳酸，在相同时间内，前者的重量下降也较后者明显。

他们提到这些材料的降解与水引起酯基水解有关，降解较快表明亲水性更好，所以聚乙二醇改性聚乳酸亲水性优于聚乳酸，这使得它可能是蛋白抗原等亲水性药物的缓释载体材料。

而乙二醇的比例应该与亲水程度有关，因此研究乙二醇的比例与降解速率的关系对满足不同的缓释效果有重大的意义。

樊国栋等【2】就对在共聚物中PEG分子量对亲水性能的影响进行了研究，结果表明PEG聚合度为８００时亲水性最好，水在其表面的接触角为63。

1.2马来酸酐改性聚乳酸指将乳酸和马来酸酐进行共聚而得到的共聚物。

许多研究证明了马来酸酐可以改性聚乳酸的亲水性和力学性能。

程艳玲和龚平【3】在不同的pH值的环境下研究了聚乳酸和马来酸酐改性聚乳酸的降解性能，结果表明聚乳酸在碱性环境中降解更快，而在酸性环境中马来酸酐改性聚乳酸降解更快。

新型环保材料——聚乳酸的合成及改性研究进展
朱茂电;张海宁
【期刊名称】《化工文摘》
【年(卷),期】2009(000)005
【摘要】聚乳酸是一种优良的可生物降解聚合物，是世界公认的环保、可持续发展材料。

对聚乳酸的合成方法进行了综述，包括间接法和直接法。

直接法作为一种新兴的方法被广泛采用，又可分为溶液缩聚法、熔融缩聚法等。

同时聚乳酸通过改性，其相应的性能会得到很大的改善，其应用领域会更加广阔。

对聚乳酸的改性研究进展进行了介绍，其改性方法有物理改性、化学改性和复合改性等。

物理改性又分为共混改性和增塑改性等；化学改性可分为共聚改性和交联改性等；复合改性包括与各种纤维复合改性和与无机纳米材料复合改性等。

【总页数】5页(P48-51,54)
【作者】朱茂电;张海宁
【作者单位】常州轻工职业技术学院,江苏常州213164
【正文语种】中文
【中图分类】TQ325.14
【相关文献】
1.氨基酸改性聚乳酸共聚物的合成及降解研究进展 [J], 樊国栋;白晓丹
2.微波辐射法合成及改性聚乳酸研究进展 [J], 肖伟娜;冯光炷;尹国强
3.聚乳酸的合成与改性研究进展 [J], 沙桐;王豪;韩丰;陈配缘;詹世平
4.聚乳酸的合成与改性研究进展 [J], 王楠
5.生物医用材料聚乳酸的合成及其改性研究进展 [J], 詹世平; 万泽韬; 王景昌; 阜金秋; 赵启成
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