聚乳酸及其改性的研究和应用进展

完全生物降解材料聚乳酸的改性及应用1、聚乳酸聚乳酸(PLA)是一种具有优良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料。

PLA这种线型热塑性生物可降解脂肪族聚酯是以玉米、小麦、木薯等一些植物中提取的淀粉为最初原料,经过酶分解得到葡萄糖,再经过乳酸菌发酵后变成乳酸,然后经过化学合成得到高纯度聚乳酸。

聚乳酸制品废弃后在土壤或水中,30天内会在微生物、水、酸和碱的作用下彻底分解成CO2和H2O,随后在太阳光合作用下,又成为淀粉的起始原料,不会对环境产生污染,因而是一种完全自然循环型的可生物降解材料。

1.1聚乳酸的制备目前聚乳酸的生产和制备主要有两条路线:(1)间接法即丙交酯开环聚合法(ROP法);(2)直接聚合法(PC法)。

两类方法皆以乳酸为原料。

丙交酯开环聚合法是先将乳酸缩聚为低聚物,低聚物在高温、高真空等条件下发生分子内酯交换反应,解聚为乳酸的环状二聚体2丙交酯,丙交酯再开环聚合得到聚乳酸,此方法中要求高纯度的丙交酯。

直接法使用高效脱水剂使乳酸或其低聚物分子间脱水,以本体或溶液聚合的方式制备聚乳酸。

1.2聚乳酸的基本性质由于乳酸具有旋光性,因此对应的聚乳酸有三种:PDLA、PLLA、PDLLA(消旋)。

常用易得的是PDLLA和PLLA,分别由乳酸或丙交酯的消旋体、左旋体制得。

聚乳酸(PLA)是一种真正的生物塑料,其无毒、无刺激性,具有良好的生物相容性,可生物分解吸收,强度高,不污染环境,可塑性好,易于加工成型。

由于聚乳酸优良的生物相容性,其降解产物能参与人体代谢,已被美国食品医药局(FDA)批准,可用作医用手术缝合线、注射用胶囊、微球及埋植剂等。

同时聚乳酸存在的缺点是:(1)聚乳酸中有大量的酯键,亲水性差,降低了它与其它物质的生物相容性;(2)聚合所得产物的相对分子量分布过宽,聚乳酸本身为线型聚合物,这都使聚乳酸材料的强度往往不能满足要求,脆性高,热变形温度低(0146MPa负荷下为54℃),抗冲击性差;(3)降解周期难以控制;(4)价格太贵,乳酸价格以及聚合工艺决定了PLA的成本较高。

聚乳酸及其共聚物的应用及研究进展随着医学的发展，在现代医学治疗中经常需要一些暂时性的材料，尤其是在外科领域，如可吸收缝线、软组织植入、骨折内固定材料、人工血管、止血剂、外科粘合剂以及药物缓释系统，这就要求植入的材料在创伤愈合或药物释放过程中可生物降解。

所以近年来，可生物降解高分子材料正日益广泛的应用于医学领域。

作为药物缓释系统的载体材料，在药物释放完后不需要再经手术取出，可以减轻用药者的痛苦和麻烦。

因此生物降解高分子材料是很多需长期服用的药物的理想载体。

作为体内短期植入物，也可很大程度的减轻患者的痛苦。

对于医学临床应用于生物组织中的生物材料往往有如下要求：首先要确保材料和降解产物无毒性、不致癌、不致畸、不引起人体细胞的突变和组织反应；其次要与人体组织有较好的相容性，不能引起中毒、溶血凝血、发热和过敏等现象；此外，还要具有化学稳定性，抗体液、血液及酶的体内生物老化作用[1]；适当的物理机械性能及可成型性；具有要求的降解速度等[2]。

在过去的（近）20年中，发现的符合上述要求的可生物降解高分子材料有很多，如聚乳酸、丙交酯-乙交酯共聚物、聚羟基乙酸、聚羟基丁酸酯等。

这些高分子降解物大多都含有可水解的化学键。

而PLA是聚酯类可生物降解高分子聚合物中的一种，因其具有突出的生物相容性，具有与天然组织相适应的物理力学性能，和其在化学和生物性能上的多功能性而引人注意[3]。

1 聚乳酸(polylactic acid，PLA)概述PLA的结构式为：O C CHCH3OO CCH3CH OnPLA是继聚乙醇酸之后第二类经FDA批准可用于人体的生物降解材料。

其不仅具有优良的机械强度、化学稳定性，还具有良好的生物相容性和生物降解性。

近年来，国内外对其在生物医学方面的应用作了大量的研究。

其已在手术缝合线、骨修复材料、药物控制缓释系统以及组织工程支架（如人工骨、人造皮肤）方面有着较广泛的应用。

PLA还可制成纤维或包装材料用以替代聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等，从而解决废塑料公害问题[4]。

Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｏ ｉ ｃ ｔｏ ａ ｏ ｄ ｎｇ Ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｏ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｍ ｄ ｆ ａ ｉ ｎ ｎｄ Ｍ ｌ ｉ ｏ ｅ ｓｎｇ Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｆＰＬＡ ｉ
Ｆ Ｎ ａ ｇ ，Ｑ Ｕ Ｘ ｕｌ Ｅ Ｇ Ｇ ｎ Ｉ ｉ— ｉ
摘 要 ：结 合 生 物 可 降 解 材 料 聚乳 酸 的 一 些 缺 点 ，提 出 了几 种 改 性 的 方 法 ，并 介 绍 了聚 乳 酸 成 型 加 工 常 用 的 两 种 方
法 ，即挤 出成 型 和 注 射 成 型 ，最 后 对 聚乳 酸 的 应 用 进 行 了展 望 。
关 键 词 ：聚乳 酸 ；改 性 ；降 解 ；挤 ｆ ；注 塑 Ｊ ｊ 中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ １ ２ Ｑ ２ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ ５ ７ （０ ０ ７— ０ １ ４ ０ ５— ７ ０ ２ １ ）０ ０ ０ —０
上 ，许 多 医学 应用 需 要亲水 性 的 聚酯材 料 ，而 聚乳 酸
是 亲脂 性 的 。
聚乙二醇 （Ｅ Ｐ Ｇ）是 常 用 的嵌 段 共 聚材 料 ，主要
是 因为它有 良好 的亲水 性 。在 亲脂 性 的 聚乳 酸主 链 中
引 入聚 乙二 醇等亲水 性链段 形成 的共 聚物具有 两亲性 ， 可应 用于药 物控 释 载体 、与 血液 接触 的表 面 和组 织粘 合剂 、释放 亲水性 大分子药 物如多 肽和蛋 白质 药物 等 ，
在 目前使 用 的各种 生 物可 降解 材料 中 ，聚乳酸 材
料被 认为 是最 有前 途 的材 料 。这 主要是 由于 聚乳酸 来
前 人 通过 提高 聚乳 酸 的亲 水性 能来 改善 它 的生物 相容

聚乳酸的研究进展摘要乳酸主要应用于食品保健、医药卫生和工业等方面。

聚乳酸是以乳酸为主要原料的聚合物，聚乳酸作为生物可降解材料的一种，对环境友好、无毒害，可应用于组织工程、药物缓释等生物医用材料，以及石油基塑料的替代材料。

本文综述了聚乳酸在可降解塑料，纤维，医用材料，农用地膜，和纺织等领域的应用，并对其发展方向进行了展望。

关键词：聚乳酸聚乳酸纤维生物医药生物降解AbstractLactic acid green chemistry is the basic structure of one of the unit ，Mainly used in food, medicine, sanitation and health care industry, etc。

Poly lactic acid is lactic acid as the main raw material polymer，Poly lactic acid as biodegradable material of a kind，Friendly to environment, non-toxic, can be applied to tissue engineering, drugs such as slow release of biomedical materials，And instead of the petroleum base plastic material。

This paper reviewed the biodegradable polylactic acid in plastic, fiber and medical materials, agricultural plastic sheeting, and textile application in the field, and its developing prospects。

１ １ 自由基 链转 移 法 ．
链转 移法 接枝 反应 的原理 是 ： 引发剂 在高 温下 分解 出 的 自 由基 向大分子转移 ， Ｐ Ａ主链上形成活性点 ， 在 Ｌ 单体 在该活性点 上加成增 长， 即形成支链 。 彭少 贤 在 Ｎ 气氛和加热条件下 ， ： 向聚乳酸 的四氢呋 喃溶
ｔ ｎ ｏ ｏｙ ａ ｔ ｃ ｄ ｍａｎ ｃ ａｎ ｗｅ ｅ ｒ ｖｅ ｄ．Ｔｈ ｒ ｆ ｏ ｌ ｍｅ ａ ｍｐ ｏ ｅｔ ｅ ｓ ｒａ ｅｐｒ ｐ ｒｉ ｓｏ ＬＡ ｎｄ ｓ ｒ ｅ ｉ ｆｐ ｌ ｌｃ ｉ ａ ｉ ｉ ｈ ｉ ｒ ｅ ｉｗｅ ｏ ｃ ｅ ｇ ａｔｃ ｐｏｙ ｒｃ ｎ ｉ ｒ ｖ ｈ ｕ ｆ ｃ ｏ ｅｔｅ ｆＰ ａ ｅｖ ａ ｏ ａｉ ｉｉｅ ｎ ＰＬ ｂ ｅ ． Ｔ ｅ ｇ ａ ｏ ｏｙ ｒｃ ｎ ｈ ｌ ｏ ｐ ｏ ｕ ｅ ｎ ｗ ｓ ｃ ｍｐ ｔ ｌｚ ｒｉ Ａ ｌｎｄ ｂ ｈ ｒ ｆ ｃ ｐ ｌｍｅ ａ ｅ ｐ ｔ ｒ ｄ ｃ ｅ ＰＬＡ ｂｅ ｄ． ｔ ｌｎ Ｋｅ ｒ ｓ：ｐ ｌｌ ｃｉ ｃｄ；ｇ ａｔｃ ｐ ｌｍｅ ｉａ ｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ｏ ｙａ ｔｃ ａ ｉ ｒ ｆ ０ ｏ ｙ ｒｚ ｔ０
影响发现 ： 较理想 的工 艺条 件为反应 时间 ６ ，Ｌ Ａ ： Ｐ ｈ Ｐ Ａ： Ａ Ｂ Ｏ质
材料也存在一些 明显 的性能缺 陷 ， 例如 韧性和耐 热性差 、 耐水解
性差 等。为拓宽聚乳 酸 的应用 领域 ， 科研 工作 者普 遍采 用化 学
Ｚ Ａ Ｇ Ｓ ｉ—ｅ Ｈ Ｎ ｈ — ｉ ｆ （ ｏ ｅｅｏ ｈｍｉ ｌ ｎｉｅ ｒ ｇａ ｄＥ ｖ ｏ ｍ ｎａ Ｅ ｇｎｅｉ ， Ｃ ｌ ｇ ｆ ｅ ｃ ｇ ｅｉ ｎ ｎ ｉ ｎ ｅ ｔ ｎ ｉｅｒ ｇ ｌ Ｃ ａＥ ｎ ｎ ｒ ｌ ｎ

聚乳酸的研究进展摘要：聚乳酸(Poly(lactic acid),PLA)是一种由可再生植物资源如谷物或植物秸秆发酵得到的乳酸经过化学合成制备的生物降解高分子。

聚乳酸无毒、无刺激性,具有优良的可生物降解性、生物相容性和力学性能,并可采用传统方法成型加工,因此,聚乳酸替代现有的一些通用石油基塑料己成为必然趋势。

由于聚乳酸自身强度、脆性、阻透性、耐热性等方面的缺陷限制了其应用范围,因而,增强改性聚乳酸己成为目前聚乳酸研究的热点和重点之一。

本文综述了聚乳酸的研究进展，以改性为中心。

关键词：聚乳酸改性合成方法生物降解引言天然高分子材料更具有完全生物降解性，但是它的热学、力学性能差，不能满足工程材料的性能要求，因此目前的研究方向是通过天然高分子改性，得到有使用价值的天然高分子降解塑料。

1780年,瑞典化学家Carl Wilheim Scheele 首先发现乳酸(Lactic acid ,LA)之后,对LA进一步研究发现,在大自然中其可作为糖类代谢的产物存在。

乳酸即2—羟基丙酸,是具有不对称碳原子的最小分子之一,其存在L-乳酸(LLA)和D—乳酸(DLA)两种立体异构体。

LA的生产主要以发酵法为主,一般采用玉米、小麦等淀粉或牛乳为原料,由微生物将其转化为LLA，由于人体只具有分解LLA的酶,故LLA比DLA或DLLA在生物可降解材料的应用上有独到之处。

上世纪50年代就开始了PLA的合成及应用研究上世纪70年代通过开环聚合合成了高分子量的聚乳酸并用于药物制剂及外科手术的研究上世纪80到90年代组织工程学的兴起更加推动了对PLA及其共聚物材料的研究。

目前国内外对的研究主要集中在两个方面（1）合成不同结构的聚合物材料主要是采用共聚、共混等手段合成不同结构的材料；（2）催化体系的研究。

1 PLA的结构和性能聚乳酸（PLA）的分子结构式PLA是热塑型脂肪族聚酯树脂，LA 是由乳酸在适当条件下脱水缩合而成，常温下为白色粉状固体，玻璃化温度为 50~60℃，熔点为 170~180℃，密度约为1.25g/cm3，PLA 具有良好的生物降解性、兼容性及可吸收性。

关键词 ： 聚乳酸 ； 合 成 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 改性 ； 研 究
聚乳酸在医疗界中被广泛使用 ， 主要在外科 手术 中缝合 等临床 对于聚乳酸而言 ， 降低了降解速率 ， 具有更好的强度保持性 ， 可更好 界得 到广泛 的使用 。因此 ， 随着历史 的发 展 ， 聚乳 酸依然在不 断完 地满足骨折内固定材料 的使用要求。 善 。然 而， 由于聚乳 酸分子 中的相关结构会 对分子主链产 生一定的 ２ ． ３聚乳 酸的增 塑改性 。增 塑聚乳 酸可以理解 是依据生物具有 影响， 同时是结晶的主要组成部分 ， 即使熔点较高但是速度却很慢 ， 相容性 的特点 ， 将增塑剂加人 到聚乳 酸中能够改变 聚乳 酸的柔韧性 致使温度停 留在不小于 ５ ８ ￣ Ｃ 不大于 ６ ０ ￣ Ｃ 之间 ，比聚苯乙烯温度要 等多方面的功能。 利用增塑 的方式进行 改变 聚乳酸的情况是较 为普 小 。因此 ， 通过不断的实践找到方法进行合理完善 。 遍 的。聚乳酸在增塑以后通过弹性模量变化从不同方面合理分析 ， １ 聚 乳 酸 的 合成 从而对增塑剂的性能得 到确定 。 目前 ， 常用合成 聚乳酸的方法有两种 ： ３ 在超临界二氧化碳中合成 Ｐ Ｉ ＿ Ａ １ ． １ 直接缩聚（ Ｐ Ｃ法 ） 。在脱水机存在 的环境下 ， 脱去一分 子的 在超 临界 当中的二氧化碳有较多不可思议 的特质 现象 ，例如 ： 羧基 和一分子的羟基 ， 使乳酸分子间形成低分子的聚合物 。然后在 由于压力的变化溶解性 能也会发生变化 ， 而且具有较 强的溶胀性 能 使 用催化剂 以及升温的条件下 ， 把低分子聚合物转化成高分子的聚 等 多方面特质。在这些不可思议 的特质下 ， 能够将传统 的方式所存 合 物。 这一过程常采用的聚合方法有 ： 熔 融缩 聚法 ， 熔融缩聚——固 在 的不足进行合理完善 ， 从而提高 Ｐ Ｌ Ａ的性能 。 相聚合法 ， 溶液缩聚法 。 通过传统 的方式对 Ｐ Ｌ Ａ进行合成过程 中， 由于相关 的化合 物会 在熔融 聚合 的过程中 ， 使用这个方式 即使能够得到 比较干净的 对 高分子产生一定的影 响 ， 因此一定要除去。二氧化碳在 超临界中 产物 ， 同时处理方式也较 为简便 。然而 ， 产生的分子数量 不多 ， 反应 进行合成时 ， 能够较好的减少这种情况的发 生。 由于通过超临界的 在持续 时的粘度也会逐渐增加 ， 这样就会对反应 的效率带来一定的 形式在溶解状态下的小分子 和高分子之 问存在较大 的区别 ， 通常可 影响。 除此之外 ， 温度也会对分子量大小带来干扰。 倘若温度逐渐升 以轻而 易举 的就能够将其分离 。 同时 ， 通过传统的方式进行生产 时， 高时 ， 低聚物就会出现裂解环化的现象 ， 形成丙交酯。 倘若使用 固相 也许会 出现溶液残留的现象 ， 产品存在一定的毒性。 但是 ， 采取超临 缩聚的方式对分子量进行提升 ， 应 当将压力减少或者是将副产物排 界方法 中的二氧化碳作 为反应的物质 ， 根本不会出现毒性 ， 也 确保 出等操作 。这样做会让制备过程变得很繁琐 ， 与此 同时也增加 了大 了产品的品质有所提高。 除此之外 ， 相关物质在反应过程中 ， 由于粘 量资金。 度变大 ， 分子运 动速度较慢 ， 从而对聚合速率产生一定的影响。 倘若 溶液聚合优点是 反应 温度相对较低 ， 副反应少 ， 容易得 到较高 相关物质在超临界进行反应过程 中， 分子就能够运动较快。 分子质量 的产 物 ， 但反应 中需要大量 的溶剂 ， 因此需要增设 溶剂提 通过使用 超临界二 氧化碳 的形式 ，能够有效 的增加反应效率 。 纯、 回收设备 。另外难以除净 的溶剂残 留， 对制品也有一定的危害。 然而 ， 这种方式也存 在一定 的不足之处 。在超临界 中有多数聚合物 此外 ， 由于单体浓 度低 ， 集合 速率较慢 ， 设 备 的生 产能力也 相对较 是很难 进行溶解 的， 因此不是所有的方法都能够实施。 但是 ， 随着科 低 。此外还有乳液法和悬浮造粒法。将 Ｐ Ｌ Ａ溶于有机溶剂 ， 再 与药 学技术水平 的提 高 ，这项技术 同样也在其他领 域中得到广泛 的使 物水溶 液及 助剂高速搅拌混合 ， 形成微小 的包覆 体 ， 再通 过有机溶 用 ， 比如 ： 在高分子加工 中就能达到预期 的效果等多种 的领域 中。 剂萃取或真空喷雾的方法成型 。但缺点是药物损失较大 ， 无法避免 用超临界 喷射成型技术可以制备 Ｐ Ｌ Ａ纤维 。 Ｐ Ｌ Ａ纤维 的缓释过 有机溶剂及助剂 的残 留。 程受 Ｐ Ｌ Ａ纤维 的降解所控制 ， 突释时 间短 ， 有较好 的缓解 性能 。超 １ ． ２ 开 环聚合法（ Ｒ Ｏ Ｐ法 ） 。这 种方法常常采用的聚合方法 主要 临界技术制备 Ｐ Ｌ Ａ泡沫 目前有温度诱导 ， 溶液诱 导 ， 压力诱 导三种 有三种 ： 阳离子 聚合 、 阴离子聚合 、 配位 聚合 。这些方法都需要 引发 技术 ， 其 中压力诱导发泡是最成功 的， 因为它的相变 速度很快 ， 没有 剂来引发经行 ， 对于引发剂的选择是 至关重要 的。引发剂在有机溶 压力梯度 ，而温度和溶液诱导需要仔 细考 虑温度梯 度和扩散 势垒 ， 剂 中与溶剂分子可能发生很复杂 的副反应而生成混合物。另外 ， 相 控制难度较大 。超临界二氧化碳能大幅度降低 Ｐ Ｌ Ａ的玻 璃转变温 比之下 ，这种方法的到的产物后处理 比较麻烦 ，成本也相对较高。 度， 使Ｐ Ｌ Ａ溶解于超临界二 氧化碳 中。 Ｌ Ａ的配位开环聚合常用 的引发剂 为羧酸锡盐类 、 异丙醇铝 、 烷 氧铝 ４ 结论 或 双金属烷氧化合物等。其 中 ， 羧酸锡盐类 ， 尤其是辛酸亚锡 ， 处理 通过 以上 内容 的总体阐述 ， 我 国应 当沿着 可持续 发展的路线 出 相对简单 。其催化活性高 ， 也安全无毒 。 发， 聚乳酸实现 了工业 化的发展 ， 并 且随着时间 的推移会 越来越具 ２ 聚 乳 酸 的 改性 有潜力 ， 在塑料领域 中发挥出重要 的作用。 聚乳酸具有较多的优势 ， 现今为止 ， 我 国以及世界 已经有很多 聚乳 酸的改性方法 ， 以下 可 以用在多个领域。但是 ， 由于聚乳酸 合成 的方式都是在机溶剂里 简单介 绍几种常用的改性 方法 。 实现的 ， 并且还存在一些残留以及 废液等其他情况成 为了难题 。对 ２ ． １ 聚乳酸的共 聚改性 。这种共聚改性的方法是利用两种 单体 此 ， 随着科学 的不断发展 ， 相关人员的技术不断创新 ， 这类 问题会得 活性相近 ， 极 性也相近 的性质 ， 将两种单体 混合 ， 以 自由基共聚合 ， 到较好 的解决 ， 从而为我国的社会经济做出贡献 。 生成无规共 聚物 。 若两种单体活性相近 ， 但极性相反 ， 且竞 聚率 ｒ １ — 参 考 文 献 ０ 或ｒ ２ —０ ， 将 两种单体混合 ， 通过 自由基聚合 ， 可得到交 替共 聚物 。 【 １ 】 余木 火， 徐红， 滕翠青， 韩克清． 一种 高分子量聚乳酸的制备 方法『 Ｐ 】 ． ２ ． ２聚乳酸的复合改性 。 由于聚乳酸具有一定 的脆性 ， 在骨科固 中国专利： Ｃ Ｎ Ｉ ７ ５ ７ ６ ５ ９ ． 定 中作 为重要 的材料 ，把聚乳 酸和相关 的材料通过改性 的方式 ， 能 ［ ２ ］ 任 杰， 王秦峰， 张乃文． 一种直接 熔融制备 高分子 量聚乳酸 的方法 够较好 的将 聚乳酸产生脆性的问题进行处理 。 ［ Ｐ ］ ． 中国专ｆ ｆ ￣ ］ ： Ｃ Ｎ １ ５ ６ ３ １ ３ ９ ． 例如： 上海交通 大学孙康等发 明了一种改性 甲壳素纤维增强聚 ｆ ３ 】 刘文明， 赵凌 冲， 肖青， 李凤仪． 稀土 固体超 强酸 Ｓ ０ ４ ２ 一 ０ ２ 一 Ｃ ｅ ４ ＋ 乳 酸复合材料 ， 该 复合材料具有很好 的界面结合与生物相容性 。相 直接法催化合成聚乳酸『 Ｊ １ ． 应用化学 ， ２ ０ ０ ６ （ １ ２ １ ．

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。

第20卷第4期高分子材料科学与工程V o l.20,No.4　2004年7月POLYM ER M ATERIALS SCIENCE AN D EN GIN EERING Jul.2004生物高分子材料聚乳酸的改性研究进展姚军燕,杨青芳,马　强(西北工业大学化学工程系,西安710072)摘要:在对生物医用高分子材料聚乳酸的生物性能、物理力学性能进行概述的基础上,介绍了对聚乳酸进行增塑、共聚、共混、复合等改性的方法及作用。

经改性后聚乳酸的力学性能、亲水性能或反应功能可以得到某些改善,且其降解性能不受影响,从而更好地满足了在生物医用及环保中的应用需要。

关键词:聚乳酸;生物医用材料;共聚;共混;复合中图分类号:T B39 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2004)04-0028-05 目前,生物医用高分子材料作为功能高分子材料的分支之一,发展非常迅速,广泛用作组织工程材料、人体器官、药物控制释放材料、仿生智能材料等[1]。

其中聚乳酸(PLA)因具备良好的生物相容性、生物降解性、无毒,在医学上用作医用免拆线的外科手术缝合线、骨修复材料、药物控制释放材料、人工骨、人造皮肤、眼科植入材料等。

另外,聚乳酸制成纤维或包装材料用以替代聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等,可解决废塑料公害问题[2]。

所以对它的研究极具医学意义和环境意义。

聚乳酸具有较高的拉伸强度、压缩模量,但质硬而韧性较差,缺乏柔性和弹性,极易弯曲变形;另外,聚乳酸的化学结构缺乏反应性官能基团,也不具有亲水性,降解速度需要控制。

通过对聚乳酸进行增塑、共聚、共混、分子修饰、复合等改性方法可实现对聚乳酸的降解性能、亲水性及力学性能的改进,还可获得成本低廉的产品,从而更好地满足在医学领域或环保方面的应用需求。

1　增塑改性把生物相容性增塑剂如柠檬酸酯醚[3]、葡萄糖单醚、部分脂肪酸醚[4]、低聚物聚乙二醇(PEG-400,PEG-1500)、低聚物聚乳酸(OLA)、丙三醇添加入聚乳酸基体,通过研究经增塑后的聚乳酸的玻璃化温度、结晶温度、熔点、结晶度、弹性模量、断裂延伸率的变化可知[5],增塑剂的加入使聚乳酸大分子链的柔性提高,玻璃化温度降低非常明显,其弹性模量下降,断裂伸长率提高,即在一定程度上韧性增加。

PLA聚乳酸研究报告1.引言PLA（聚乳酸）是一种可生物降解的聚合物材料，因其良好的可降解性、生物相容性和可加工性受到了广泛的关注和研究。

近年来，随着环境保护意识的日益增强，PLA作为一种可替代传统塑料的材料，受到了更多的关注。

本研究旨在通过对PLA的综述，并探讨其应用领域以及未来的发展方向，进一步推动PLA的应用和研究。

2. PLA聚乳酸的性质和特点PLA属于聚羟基酸类聚合物，由乳酸经聚合反应得到。

其主要性质和特点如下：•可降解性：PLA是一种可生物降解的聚合物材料，能够在自然环境中被微生物降解，减少对环境的污染。

•生物相容性：PLA具有良好的生物相容性，对人体无毒无害，可广泛应用于生物医学领域。

•可加工性：PLA可以通过注塑、挤出、吹塑等传统塑料加工工艺进行成型，加工性能优越。

•机械性能优异：PLA具有良好的刚度、强度和耐热性能，可满足各种应用需求。

3. PLA聚乳酸的应用领域3.1 包装材料由于PLA具有良好的可降解性和生物相容性，被广泛应用于包装材料领域。

PLA包装材料可以替代传统的塑料包装材料，减少对环境的污染。

此外，PLA还具有较好的物理性质和耐热性能，能满足不同包装需求。

3.2 生物医用材料由于PLA具有良好的生物相容性，被广泛应用于生物医学领域。

PLA可以制备成各种生物医用材料，如PLA纳米纤维膜、PLA显微球等。

这些材料可以用于组织工程、药物缓释等方面，为生物医学研究和应用提供了新的可能。

3.3 3D打印材料PLA由于其良好的可加工性和机械性能，成为了广泛应用于3D打印领域的材料之一。

PLA可以通过3D打印技术制备出复杂的结构和器件，应用于建筑、工业制品等领域。

4. PLA聚乳酸的制备方法4.1 乳酸聚合法乳酸聚合法是目前制备PLA的主要方法之一。

该方法主要通过乳酸的缩聚反应得到PLA。

乳酸聚合法的优点是反应条件温和，产率高，制备过程简单。

4.2 乳液聚合法乳液聚合法是另一种常用的制备PLA的方法。

聚乳酸改性的研究进展*梅芳芳彭娅＊＊孙飞鲁手涛（西华大学材料学院，成都610039）摘要综述了聚乳酸在力学性能、热稳定性及降解特性、药物载体应用等方面的国内外最新改性研究进展，并对其发展和应用前景进行了展望。

关键词聚乳酸改性力学性能热稳定性药物载体大多数合成高分子材料在自然环境下难以分解，给人类社会带来了严重的环境污染问题，因此在自然状态下可生物降解的高分子材料便成为人们关注的焦点。

聚乳酸（PLA）是一种可生物降解的绿色高分子材料，在生物降解高分子领域中占据着重要的地位，它可由含淀粉的农作物发酵后得到的乳酸缩聚而成。

PLA的物理性能良好，可用于成型加工各种工业用和民用的塑料制品，如食品包装、快餐饭盒、无纺布和工业及民用布等。

同时PLA属于脂肪族聚酯类化合物，具有良好的生物相容性和生物可降解性，并且无毒无刺激，在人体内可以自然代谢、无残留，因此在生物医用领域被广泛用作组织工程、人体器官、仿生智能材料、手术缝合线、控释药物等。

但是由于PLA存在的一些缺陷［1－9］，如脆性大、耐冲击性差、耐热性差和在自然条件下降解速度缓慢等，阻碍了它的广泛应用。

因此对PLA进行改性，制备出性能优异的PLA改性材料已经成为当今热门研究的方向之一。

1PLA力学性能改性的研究1．1高分子材料共混改性PLAPLA性脆且耐冲击性差，为了提高其力学性能，通常将PLA和其它高分子材料进行混合，通过各组分性能的复合来达到增强增韧PLA的目的。

目前对PLA力学性能方面的改性研究主要集中在使用天然高分子材料对PLA进行改性，如淀粉类高分子材料。

邵俊等［1］将PLA与二甲基亚砜塑化淀粉进行共混制备了PLA/淀粉共混物。

结果表明，二甲基亚砜塑化淀粉能够提高共混物的冲击强度和弯曲应变。

Wang Ning［10］等使用玉米淀粉改性PLA，发现玉米淀粉能够有效地提高PLA的断裂伸长率。

张水洞等［11］将乙酸淀粉（AS）和PLA共混，采用自设计的双螺杆挤出机挤出，制备了PLA/AS全生物降解材料，扫描电子显微镜（SEM）照片显示AS以海岛结构的形式分散在PLA的连续相中，当AS取代度为2．1时，AS与PLA相容性最好。

第 49 卷第 4 期V o P49 No. 4 2021上海塑料SHANGHACPLASTCCSDOI ： 10. 16777/j. cnki. ion. 1009-993. 2021.04. 002聚乳酸增强增韧改性研究进展明美华,王林达2,周锋,张勇1(1.上海交通大学化学化工学院，上海200240； 2.上海久连生物科技有限公司，上海200240)摘要：聚乳酸是一种生物可降解高分子材料，具有良好的力学性能和可加工性，但是其韧性较差。

有些改性方方能够显著提高聚乳酸的冲击韧性，但是会带来强度降低以及及动性变差的问题。

综述了聚乳酸强度、韧性和和动性的力响因素以及控制方法。

关键词：聚乳酸；力学性能；韧性；流动性中图分类号:TQ 323.4文献标志码:A文章编号：1009-5993(2021 )04-009-8Research Progress in Reinforcement andToughening of Poly( L-lacticaci6)MING 80&3.1, 9($) 5&1就,Z"; Fe+f ,*0=,1(School of Chemistiy and ChemOcl Engineering & Shanghai Jiag Tong University & Shanghai 200240 & China ；2. Top Green World Biotechnology Co. , Ltd. & Shanghai 200240, China )Abstract : Poly( L-lacticacid) is a biodearadablo polymee material with good mechanical properties and processibility ,but its toughness is low. Some modification metiods can be taken te significantly ioprove the iopact toughness of poly(L-lacticacid) & but O wiO lead te the decrease of strength and poor Ouidity. The iiOluencing factors and control methods olsteength , toughnesand lauidityolpoay ( L-aacticacid ) aeeeeeiewed.Key words : poly (L-lacticacO ) ； mechanical property ； toughness ； fluidioo 前言聚乳酸(PLA )是一种生物基可降解高分子材料，在碳中和的国家政策下取得了较大的关注度。

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。

聚乳酸的研究进展原创摘要本文综述了有关聚乳酸的研究进展，聚乳酸是一种具有优异性能的有机无机复合材料，在现代工业中的应用越来越广泛。

首先，讨论了聚乳酸的分子性能，结构，制备方法和物理和化学性质。

其次，着重介绍了其在多个领域的应用，包括纤维素改性，粘合剂，涂料，绝缘体，还原剂，防腐剂等。

最后，研究了聚乳酸未来的发展趋势。

综上所述，聚乳酸应用的多样性和发展前景受到了社会和科学界的广泛关注。

关键词：聚乳酸，结构，应用IntroductionMolecular Properties, Structural Characteristics, and Preparation Methods of Polylactic AcidApplications of Polylactic AcidPolylactic acid is widely used in the following fields.2. Adhesives: Polylactic acid can be used as a kind of adhesive for paper, metal and other materials. Its adhesive properties are superior to those of general synthetic adhesives, and it is also environmental-friendly.3. Paints: Polylactic acid can be used as a filler in paints, in order to reduce the cost and improve the paint's gloss and hardness.。

对聚 乳酸 的改性 研 究进展 进 行 了综述 ，聚乳 酸 的改性 方法 有物 理 改性（ 包括 共混 改性 和增 塑改性 等 ） 学 改性（ 、化 包括 共 聚改性 和 交联改 性等 ） 复 和 合改 性等 。
［ 关键词 ］ 乳酸 ；改性 ；进 展 聚 ［ 中图分 类号 ］Ｑ Ｔ 【 献标 识码 】 文 Ａ
２１ ０ ０年 第 ３期
第 ３ 卷 总第 ２ ３ ７ ４９
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聚 乳 酸 改性 研 究进 展
朱茂 电，戚亚 光
（ 常州轻工职业技术学院 ，江苏 常州 ２ ３６ ） １１４
［ 摘 要 】 乳酸 类材 料是 一种 用途 广泛 的可 生物 降解材 料 ，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 更加广 阔 。文 章 聚
聚乳酸 是重要 的环境友 好高分子 材料 ，具 有优 良力学性 能、生物相容性 、生物降解性和资源可再生性 ， 生物 医学工 在 程、涂料、薄膜、热 塑材料 、纺织、包装等领域有 巨大的市场。 聚乳酸为线性聚合物 ， 亲水性差 ， 通过分子量及分子量分 布来调节其降解 速度有很大的局限性 ， 因此有必要对聚乳酸进 行改性 。 通过改性 来提 高聚乳酸 的材料力 学性能 ，同时改善聚 乳酸降解性能 。聚乳酸的改性 方法主要 有化 学改性 、物理改 Ｊ 性、复合改性等 ，文章对 聚乳酸的上述 改性 方法进行 了综述 。
［ 编 号］０ ７１６ （０００—０ ９０ 文章 １０—８５２ １）３０４ —３
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