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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。
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聚乳酸的改性研究进展 摘要：聚乳酸是一种新型无毒的材料，有较好的生物相容性和生物降解性，是性能优良的绿色高分子材料，本文综述了聚乳酸的改性研究进展，展望了其应用前景。 中国论文网 /7/view-12986201.htm Abstract： The polylactic acid was a kind of new non-toxic material， which was biocompatible and biodegradable. It was a fine performance green polymer material. The research progress of the modification of polylactic acid was reviewed. The application prospects of modified polylactic acid were discussed. 关键词：聚乳酸；改性；共聚；共-------------------------------------------------------精选财经经济类资料---------------------------------------------- -----------------------------------------------最新财经经济资料----------------感谢阅读----------------------------------- ~ 2 ~
混；复合 Key words： polylactic acid；modification；coplymerization；blend；composite 中�D分类号：TQ311 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）23-0227-03 0 引言 聚乳酸简称为PLA，因为具有较好的相容性和降解性，所以在医药领域得到了广泛的应用，如生产一次性的点滴用具、美容注射粒子、口腔膜、心脏支架等方面得到了很广的应用。在PLA制备的初期，是由小麦、玉米、麦秆等植物中的淀粉为原料，在催化剂酶的作用下，得到乳酸，在经过一定的化学合成工艺合成得到高浓度的聚乳酸。聚乳酸除了较好的生物可降解性以外，还具良好的机械性能和物理性能。 1 聚乳酸改性的原因 PLA的聚合主要是有两种方法[1]，第一种方法是直接缩聚法，乳酸同时具-------------------------------------------------------精选财经经济类资料---------------------------------------------- -----------------------------------------------最新财经经济资料----------------感谢阅读----------------------------------- ~ 3 ~
有-OH和-COOH，采用高效脱水剂和催化剂使乳酸或乳酸低聚物分子间脱水缩合成高分子质量的聚乳酸[2]。第二种方法是乳酸开环聚合，通常我们用第二种方法来制备聚乳酸，但是直接合成的PLA亲水性差，柔韧性不足，弹性也不够，且价格较高，所以要对PLA进行改性。 在力学性能方面：聚乳酸的拉伸性能较好，其在测量拉伸时具有很高的强度，但是在测量冲击和断裂的时候，其强度却很低，而且在常温下，聚乳酸是一种硬而脆的塑料，其性能难以满足现实生活中对塑料制品的要求。 在加工性能方面：聚乳酸具有较好的加工性能，所以对于聚乳酸来说，聚乳酸的加工非常方便，有很多生产的方法，一般现在大型的企业或公司都会采用热塑的办法对聚乳酸进行生产，除此之外聚乳酸还具有较好的防水性，防油性，其气密性也较好。但是缺点是聚乳酸的加工窗口比较窄，在加工温度下非-------------------------------------------------------精选财经经济类资料---------------------------------------------- -----------------------------------------------最新财经经济资料----------------感谢阅读----------------------------------- ~ 4 ~
常地容易发生降解，所以大大降低了聚乳酸制品的性能。 价格方面：PLA一般是由乳酸合成，而乳酸的价格及合成PLA的化学工艺决定了是聚乳酸的价格高低的重要因素，要想使聚乳酸作为通用塑料使其被大家广泛地应用，必须对其进行改性，以达到降低成本价格的需求。 所以为了克服PLA以上的缺点，改善PLA的力学性能、加工性能等各项性能，以及降低PLA的价格，很多学者已经对聚乳酸改性方面做了大量工作[3]，为把聚乳酸实现普通化、广泛化。 聚乳酸在使用过程中问题：一是在聚乳酸的结构式中含有非常多的疏水剂基团，所以与其他物质相容性很差；二是由于PLA分子量分布过宽，造成强度不高，脆性大；三是聚乳酸的降解阶段不易被人们掌握；四是PLA合成原料成本较高，合成工艺成本高。人们通过对PLA的改性来解决以上不足。 2 聚乳酸的改性 -------------------------------------------------------精选财经经济类资料---------------------------------------------- -----------------------------------------------最新财经经济资料----------------感谢阅读----------------------------------- ~ 5 ~
在现实生活中，我们还希望制品有一些特殊的功能，所以对聚乳酸的改性研究很受欢迎，人们采用多种方法对它改性。 2.1 增塑改性 增塑改性是在PLA中加入一些具有沸点较高，且难挥发的化学品，加入这些物质后可以使PLA的力学性能和加工性能得到改善。 如今，用来研究生物相容性增塑剂有柠檬酸酯类、葡萄糖醚、低聚物聚乙二醇丙三醇等，它们可以提升PLA的柔韧性和抗冲击性。鲁晓春等[4]发现葡萄糖醚类增塑剂相对于其他增塑剂能够使PLA的玻璃态温度变的比之前低，因此PLA的加工特点可以得到大幅度的提高，从而改变PLA易断裂的缺点。在PLA中有羟基并且能够组织成酯的醇分子量越低的葡萄糖醚越能高效率的降低PLA的玻璃态温度，可以使PLA得柔韧性得到提升，使得分解速度变得比之前能加的快。葡萄糖醚的分子量越小，PLA的-------------------------------------------------------精选财经经济类资料---------------------------------------------- -----------------------------------------------最新财经经济资料----------------感谢阅读----------------------------------- ~ 6 ~
玻璃态温度越容易改变。 周威等人[4]的实验证明，甘油、乙酰基三丁基柠檬酸酯（ATBC）还有DOP，3种增塑剂都可以让PLA的柔韧性得到上升，其中利用乙酰基三丁基柠檬酸酯增塑改性时效果最好，随乙酰基三丁基柠檬酸酯的含有量增加，PLA的流动性进能够加强，熔点、结晶时的热度都会变低，PLA的结晶性能加强，分解速率会有所提高。挑选适当的增塑剂是克服PLA韧性不足缺点的有效方法。 2.2 共混改性 共混改性工艺比较方便和实惠，所以PLA和不同的聚合物共混改性的研究不断出现。共混能够加强PLA的亲水性，比较适合用在药物释放体系方面的研究。 如张瑜[5]将HBP和PLA共混，得到了具有高韧性的PLA共混物，并对不同超支化聚酰胺酯含量的共混复合材料的特性进行了测试。从红外线光谱的结果看出，PLA的结晶度从31%降低到-------------------------------------------------------精选财经经济类资料---------------------------------------------- -----------------------------------------------最新财经经济资料----------------感谢阅读----------------------------------- ~ 7 ~
19%。超支化聚酰胺酯对PLA起到了相当好的增加柔韧性的作用。 李延红[6]制备出了乙烯基甲酸淀粉接枝/PEA的复合材料。经乙烯基甲酸、淀粉接枝/PLA复合材料拉伸强度上升，亲水性能增大。 为了找到低价格的增韧改性剂，李勇锋[7]用便宜甘油（G）和肥酸（A）为基本材料，研究出了一种的PLA增韧改性剂“一聚己二酸丙三醇酯（PGA）”。用熔融共混的方式制备出了PGA与聚乳酸的共混物，并对其的动态热机械性能、冲击强度及相态结构进行了测试，其研究表明，PGA可以使了聚乳酸的柔韧性得到了很大的改变，质量分数为15%的PGA与PLA的共混物冲击强度达到49J/m，相对于没有经过改性的PLA，其冲击强度提高了300%。由此见得PGA/PLA的共混的柔韧性相对于纯PLA增强了许多，此类改性物价格便宜。程树军[8]研究出了四正丁醇钛的增加韧性的PLA/淀粉共混物，测试了共混材料
