原位聚合聚乳酸基纳米复合材料及其降解行为
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生物降解型塑料-聚乳酸(PLA)清华大学美术学院 贺书俊 学号2012013080摘要: 近年来世界各国都高度重视源于可再生资源的可降解高分子材料的研究开发,聚乳酸因可生物降解、性能优异、应用广泛而深受青睐。
本文主要介绍了聚乳酸的降解机理、作为可降解塑料的应用现状、改进方法以及未来的发展趋势。
1、 聚乳酸简介单个的乳酸分子中有一个羟基和一个羧基,多个乳酸分子在一起,-OH 与别的分子的-COOH 脱水缩合,-COOH 与别的分子的-OH 脱水缩合,就这样,它们手拉手形成了聚合物,叫做聚乳酸。
聚乳酸也称为聚丙交酯,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。
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。
[1]2、 聚乳酸降解机理聚乳酸是典型的“绿色塑料”,因其良好的生物相容性、完全可降解性及生物可吸收性,是生物降解材料领域中最受重视的材料之一,下面就聚乳酸的降解机理进行介绍。
聚乳酸是一种合成的脂肪族聚酯,其降解可分为简单水解(酸碱催化)降解和酶催化水解降解。
从物理角度看,有均相和非均相降解。
非均相降解指降解反应发生在聚合物表面,而均相降解则是降解发生在聚合物内部。
从化学角度看,主要有三种方式降解:①主链降解生成低聚体和单体;②侧链水解生成可溶性主链高分子;③交链点裂解生成可溶性线性高分子。
本体侵蚀机理认为聚乳酸降解的主要方式为本体侵蚀,根本原因是聚乳酸分子链上酯键的水解。
聚乳酸类聚合物的端羧基(由聚合引入及降解产生)对其水解起催化作用,随着降解的进行,端羧基量增加,降解速率加快,从而产生自催化现象。
[2]因乳酸来源于可再生资源,经过聚合、改性、加工成制品,当制品废弃时,能完全被人体吸收或被环境生物所降解成二氧化碳和水,从而造福人类并无污染地回归自然,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。
聚乳酸合成及降解《课程设计(一)》课程设计报告设计题目: 聚乳酸合成及降解院系: 化学与材料科学学院专业: 高分子材料与工程学号: 071334129 姓名: 王潇指导教师: 颜永斌生物降解高分子材料———聚乳酸合成及降解的研究进展摘要:简要介绍了生物降解高分子材料聚乳酸的基本性能,对近年来聚乳酸的两种合成方法:开环聚合法和直接缩聚法,以及聚乳酸降解性的研究进展进行了较详细地综述和总结,并对聚乳酸的发展前景进行了展望。
关键词:聚乳酸;合成;降解性能;进展引言自1935年杜邦公司合成出尼龙一66到现在短短几十年时间里,高分子材料已经渗透到国民经济各部门和人们生活的各个方面。
然而,在高分子材料给人们生活带来便利的同时,因其大部分材料不具备生物降解的特性,废弃后引起了严重的环境污染问题。
目前对不可降解制品的处理手段往往是掩埋及焚烧,这样只能缓解环境污染。
而可降解高分子材料的应用能从根本上解决这一问题。
因此,生物可降解高分子材料这一领域的研究也变得活跃起来。
聚乳酸(PLA)就是一种具有优良生物相容性并可完全生物降解的脂肪族聚酯类高分子材料。
它在自然界中的微生物、水、酸、碱等的作用下能完全分解,最终产物是CO 和HO,对环境无污染,可作为环保材料代替传统的聚合物材料。
22同时它在人体内的中间产物乳酸对人体也无毒性,经美国食品和药品管理局(FDA)批准广泛用作药物控释载体、医用手术缝合线及骨折内固定材料等生物医用高分[1,2]子材料。
因此,聚乳酸作为一种新型的可生物降解高分子材料逐步得到人们的重视,世界一些主要的生产商,如美国Cargill Dow聚合物公司,十分看好其发展前景翻。
近些年,国内外对聚乳酸进行了大量的研究,本文综述了聚乳酸合成及其降解特性研究的最新进展。
2 聚乳酸的基本性能聚乳酸(Polylactic acid),简称PLA,是以谷物发酵得到的乳酸(a一羟基丙酸)为原料聚合而得,由于乳酸分子中具有一个手性碳原子,根据其光学活性不同可分为L一乳酸和D一乳酸。
聚乳酸—乙醇酸共聚物的降解性能研究聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLA-PLGA)是一种生物可降解的高分子材料,具有广泛的应用前景。
为了研究其降解性能,本文通过一系列实验,探讨了PLA-PLGA在不同条件下的降解行为。
首先,我们研究了PLA-PLGA在不同pH值环境下的降解性能。
实验结果表明,当环境pH值为酸性或碱性时,PLA-PLGA 的降解速度明显增加。
这是因为酸性或碱性环境可以催化PLA-PLGA的水解反应,使其降解速度加快。
而在中性环境下,PLA-PLGA的降解速度较慢,降解时间较长。
其次,我们研究了PLA-PLGA在不同温度下的降解性能。
实验结果显示,随着温度的升高,PLA-PLGA的降解速度也逐渐增加。
这是因为高温可以提高分子内部的热运动能量,使PLA-PLGA的分子链断裂更容易。
因此,在高温环境下,PLA-PLGA 的降解速度较快。
此外,我们还研究了PLA-PLGA在不同浓度下的降解性能。
实验结果表明,当PLA-PLGA溶液浓度较高时,其降解速度较慢。
这是因为高浓度的PLA-PLGA分子之间存在较多的相互作用力,使其分子链更难被水分子侵入,从而降解速度减慢。
最后,我们研究了PLA-PLGA在模拟体内环境下的降解性能。
实验结果显示,PLA-PLGA在模拟体液中的降解速度较快,且符合一定的降解规律。
这说明PLA-PLGA具有良好的生物相容性和降解性能,适用于生物医学领域的应用。
综上所述,PLA-PLGA作为一种生物可降解的高分子材料,其降解性能受到多种因素的影响。
通过研究不同条件下的降解行为,可以为PLA-PLGA的合理设计和应用提供理论依据。
进一步的研究将有助于深入理解PLA-PLGA的降解机制,并为开发新型生物可降解材料提供指导。