聚乳酸纤维性能及应用

聚乳酸在生物医学领域的应用市场
聚乳酸（PLA）是一种生物相容性好、可生物降解的合成高分子材料，被广泛应用于生物医学领域。

在生物医学领域，聚乳酸可以用于制造药物载体、手术缝合线、骨修复材料、组织工程支架等。

首先，聚乳酸作为药物载体在药物传递系统中具有广泛的应用。

由于聚乳酸可降解，能够在体内逐步释放药物，从而达到持续治疗的效果。

此外，通过改变聚合物的分子量、聚合方式等，可以控制药物释放的速度和时间，提高药物的疗效和降低副作用。

其次，聚乳酸作为手术缝合线在外科手术中具有广泛的应用。

相比传统的不可降解手术缝合线，聚乳酸手术缝合线具有良好的生物相容性和可降解性，能够在体内逐步降解消失，避免了二次手术取出的必要。

第三，聚乳酸作为骨修复材料在骨科领域具有广泛的应用。

由于聚乳酸具有良好的生物相容性和可降解性，能够与人体骨骼相融合，修复骨骼缺损，同时避免了二次手术的风险。

此外，聚乳酸还可以作为组织工程支架材料，用于构建人工组织和器官。

通过将细胞附着在聚乳酸支架上，并进行适当的培养条件，可以诱导细胞生长和分化，从而形成与人体器官功能相似的组织。

总之，聚乳酸在生物医学领域具有广泛的应用市场，未来随着技术的不断进步和应用的不断拓展，聚乳酸的应用前景将更加广阔。

生物可降解材料聚乳酸的制备改性及应用摘要：聚乳酸（PLA）是人工合成的可生物降解的的热塑性脂肪族聚酯，其具有良好的机械性能、热塑性、生物相容性和生物降解性等，广泛应用于可控释材料、生物医用材料、组织工程材料、合成纤维等领域。

本文主要介绍了聚乳酸的合成、改性及其在各个领域的应用。

关键词：聚乳酸；生物降解；合成；应用随着大量高分子材料在各个领域的应用，废弃高分子材料对环境的污染有着日益加剧的趋势。

处理高分子材料的一些老套方法如焚烧、掩埋、熔融共混挤出法、回收利用等都存在缺陷并有一定的局限性，给环境带来严重的负荷，因此开发环境可接受的降解性高分子材料是解决环境污染的重要途径。

而乳酸主要来源于自然界十分丰富的可再生植物资源如玉米淀粉、甜菜糖等的发酵。

聚乳酸（polylactide简称PLA)在自然环境中可被水解或微生物降解为无公害的最终产物CO2和H2O，对其进行堆肥或焚烧处理也不会带来新的环境污染[1]。

此外聚乳酸及其共聚物是一种具有优良的生物相容性的合成高分子材料。

它具有无毒、无刺激性、强度高、可塑性强、易加工成型等特点，因而被认为是最有前途的生物可降解高分子材料[2]。

利用其可降解性，也可用作生物医用材料如组织支架、外科手术缝合线、专业包装、外科固定等。

1 生物降解机理[3，4]生物降解是指高分子材料通过溶剂化作用、简单水解或酶反应，以及其他有机体转化为相对简单的中间产物或小分子的过程。

高分子材料的生物降解过程可分为4个阶段：水合作用、强度损失、物质整体化丧失和质量损失。

微生物首先向体外分泌水解酶，与可生物降解材料表面结合，通过水解切断这些材料表面的高分子链，生成低相对分子质量的化合物（有机酸、糖等)，然后，降解的生成物被微生物摄入体内，合成为微生物体物或转化为微生物活动能量，在耗氧条件下转化为CO2，完成生物降解的全过程。

材料的结构是决定其是否可生物降解的根本因素。

合成高分子多为憎水性的，一般不能生物降解，只有能保持一定湿度的材料才有可能生物降解。

聚乳酸生物分解性纤维(PLA)谢绍铨近来，不少刊物报导日本、美国研制生物分解性聚乳酸纤维的消息，今年二月，美国中部Cagill Dow合资公司宣布，要投资三亿美元在偏远的Blair，Nebraska建一座大型年产14万吨的聚乳酸PLA(Polylactic Acid)工厂，预定2001年完成，此一新厂比该公司现有的4千吨小型工厂或日本钟纺(Kanebo)公司的试验工厂大很多。

由于聚乳酸具有环保、易分解等一系列的优点，可开发成聚乳酸纤维、不织布和薄膜等产品。

现有的四大项合成纤维，聚酯(PET)、尼龙(Nylon)、亚克力(Acrylics)、聚丙烯(PP)等都是以石油化工产品为基本原料所合成的，其物理、化学性质稳定，但存在着使用后废弃物无法分解的问题，棉、毛、麻、丝等天然纤维又缺乏上述合纤特有的性能。

聚乳酸纤维兼具两者纤维的优点，其原料乳酸可以玉米之类的植物中取得，其成品聚乳酸可在一定的温度、PH值和水份的条件下，会被分解成水和二氧化碳。

聚乳酸融点约为175 度C，比PET、Nylon低，与PP相近，具备实用的耐热性，所抽成丝的纤维强度等物性，具有与聚酯纤维一般相近的性能。

聚乳酸可以采用融熔纺丝装置抽丝，即先将它以融点以上的温度熔化，由纺嘴中压出，经冷却、固化、牵伸成丝。

可先生产POY丝，卷绕之后再在另外设备上加工成成品丝，也可以直接经热牵伸一步完成。

若生产短纤维产品，需经卷曲，卷曲数为10-15个/20毫米。

乳酸本身有不同的光学异构体，即L体(左旋)和D体(右旋)，原料中不同的D和L体含量，可使聚乳酸的融点不同。

因此，原料光学异构体的纯化是以生物技术天然方法最关键的技术，也是Cargill专利技术及商标权”NatureWorks”technology的重点。

调整聚乳酸纤维表层和芯层的DL体含量比例，使皮比芯层的融点低，利用这般不同的融点，可容易地生产出热粘着型的不织布产品，且产品十分柔软。

聚乳酸纤维具有优良的耐气候性。

图解聚乳酸（160）⽴构聚乳酸的性能特点⽴构聚乳酸（SC-PLA)具有独特的β型三斜晶系和３1螺旋结构，分⼦链排布更加紧密，熔点⽐PLLA⾼约50，在热、⼒学、降解、阻隔、压电等性能⽅⾯表现不俗。

此外，ＳＣ－ＰＬＡ与ＰＬＡ本体具有良好的相容性，在ＰＬＡ改性⽅⾯也显⽰出巨⼤潜⼒。

⽴构聚乳酸的具体性能特点如下：1.热性能和⼒学性能：ＳＣ－ＰＬＡ的熔点⾼出ＰＬＬＡ约５０，耐热性优异。

特别是当⾼分⼦量共混物形成⾼含量、⾼度完善的ＳＣ－ＰＬＡ时，其耐热性优势更为显著。

可以通过⾼速熔融纺丝和⾼温退⽕制备出ＳＣ－ＰＬＡ含量较⾼的ＰＬＬＡ／ＰＤＬＡ共混纤维，在２１０下仍能基本保持形状，热收缩率显著降低，这有助于突破ＰＬＡ的耐热性瓶颈。

ＳＣ－ＰＬＡ对ＰＬＡ⼒学性能的影响与其含量和微观形态密切相关。

在ＰＬＬＡ／ＰＤＬＡ共混薄膜中，随着ＳＣ－ＰＬＡ含量、结晶度和有序度的提⾼，薄膜拉伸强度、杨⽒模量和断裂伸长率均增加。

但在共混纤维中，由于在⾼温退⽕过程中发⽣解取向，即使ＳＣ－ＰＬＡ含量较⾼也未带来显著的性能提升，说明ＳＣ－ＰＬＡ的改性作⽤不仅与其含量相关，更受其结构形态的制约。

选取适当分⼦量和光学纯度的ＰＬＬＡ／ＰＤＬＡ共混物进⾏熔融纺丝，原位制得均匀分布于微⽶级纤维中的ＳＣ－ＰＬＡ纳⽶微纤，其直径约为１００～５００ｎｍ，可通过调控ＳＣ－ＰＬＡ纳⽶微纤的取向度和形态⽽产⽣不同的改性效果。

2.降解性能：随样品微观结构和降解条件不同，ＳＣ－ＰＬＡ可表现出快于或慢于ＰＬＬＡ的降解性能。

研究表明，ＳＣ－ＰＬＡ的理论热降解能⽐ＰＬＬＡ⾼８２～１１０ｋＪ／ｍｏｌ，通过超临界流体技术制备的ＳＣ－ＰＬＡ完善晶体的初始降解温度⾼达３０５。

但对于ＰＬＬＡ／ＰＤＬＡ／纳⽶粘⼟复合材料，ＳＣ－ＰＬＡ的形成加速了其⽔解，这可能与⽔解时ＳＣ－ＰＬＡ诱导产⽣的疏松结构有关。

另有研究表明，ＳＣ－ＰＬＡ在碱液中的降解速率⽐ＰＬＬＡ快７倍以上。

3.阻隔性能：ＳＣ－ＰＬＡ可提⾼ＰＬＬＡ的⽔汽阻隔能⼒。

聚乳酸冲击强度1. 介绍聚乳酸聚乳酸（Poly lactic acid, PLA）是一种生物可降解高分子材料，由乳酸分子通过聚合反应形成。

乳酸是一种由玉米和甘蔗等植物中提取的天然有机酸，具有良好的生物相容性和生物降解性。

2. 聚乳酸的应用领域由于聚乳酸具有良好的可降解性和生物相容性，它在医疗、食品包装、农业和纺织等领域得到广泛应用。

2.1 医疗领域聚乳酸在医疗领域中被用作可降解的缝合线、骨修复材料、药物控释系统等。

由于其生物相容性好，不会引起免疫反应，因此在医疗领域有着广泛的应用前景。

2.2 食品包装领域聚乳酸在食品包装领域中被用作可降解的塑料替代品。

传统塑料包装材料在被丢弃后需要数百年才能降解，而聚乳酸包装材料可以在几个月内被微生物降解，对环境友好。

2.3 农业领域聚乳酸在农业领域中被用作覆盖膜、肥料包衣材料等。

覆盖膜可以帮助保持土壤湿度和温度，提高农作物产量；肥料包衣材料可以控制肥料的释放速度，减少浪费。

2.4 纺织领域聚乳酸纤维具有良好的生物降解性和吸湿性，被广泛应用于纺织品中。

聚乳酸纤维可以用于制造服装、家居用品等，对环境友好。

3. 聚乳酸冲击强度的测试方法聚乳酸冲击强度是评估聚乳酸材料抵抗外力冲击的能力。

以下是常用的聚乳酸冲击强度测试方法：3.1 冲击试验冲击试验是最常用的测试聚乳酸冲击强度的方法之一。

该试验使用冲击试验机，将标准冲击物以一定速度撞击样品，通过测量样品的断裂形态和断裂能量来评估其冲击强度。

3.2 落锤试验落锤试验也是一种常用的测试聚乳酸冲击强度的方法。

该试验使用一定质量的落锤从一定高度自由落下，撞击样品，通过观察样品的断裂情况和测量落锤高度来评估其冲击强度。

3.3 数值模拟数值模拟是一种较为先进的测试聚乳酸冲击强度的方法。

通过建立聚乳酸材料的有限元模型，应用冲击载荷，通过计算机模拟来模拟真实的冲击过程，从而评估聚乳酸材料的冲击强度。

4. 影响聚乳酸冲击强度的因素聚乳酸冲击强度受到多种因素的影响，以下是一些主要因素：4.1 聚乳酸的分子结构聚乳酸的分子结构对其冲击强度有较大影响。

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。

聚乳酸生物分解性纖維(PLA)謝紹銓近來，不少刊物報導日本、美國研製生物分解性聚乳酸纖維的消息，今年二月，美國中部Cagill Dow合資公司宣佈，要投資三億美元在偏遠的Blair，Nebraska建一座大型年產14萬噸的聚乳酸PLA(Polylactic Acid)工廠，預定2001年完成，此一新廠比該公司現有的4千噸小型工廠或日本鐘紡(Kanebo)公司的試驗工廠大很多。

由於聚乳酸具有環保、易分解等一系列的優點，可開發成聚乳酸纖維、不織布和薄膜等產品。

現有的四大項合成纖維，聚酯(PET)、尼龍(Nylon)、亞克力(Acrylics)、聚丙烯(PP)等都是以石油化工產品為基本原料所合成的，其物理、化學性質穩定，但存在著使用後廢棄物無法分解的問題，棉、毛、麻、絲等天然纖維又缺乏上述合纖特有的性能。

聚乳酸纖維兼具兩者纖維的優點，其原料乳酸可以玉米之類的植物中取得，其成品聚乳酸可在一定的溫度、PH值和水份的條件下，會被分解成水和二氧化碳。

聚乳酸融點約為175 度C，比PET、Nylon低，與PP相近，具備實用的耐熱性，所抽成絲的纖維強度等物性，具有與聚酯纖維一般相近的性能。

聚乳酸可以採用融熔紡絲裝置抽絲，即先將它以融點以上的溫度熔化，由紡嘴中壓出，經冷卻、固化、牽伸成絲。

可先生產POY絲，捲繞之後再在另外設備上加工成成品絲，也可以直接經熱牽伸一步完成。

若生產短纖維產品，需經捲曲，捲曲數為10-15個/20毫米。

乳酸本身有不同的光學異構体，即L体(左旋)和D体(右旋)，原料中不同的D和L体含量，可使聚乳酸的融點不同。

因此，原料光學異構体的純化是以生物技術天然方法最關鍵的技術，也是Cargill專利技術及商標權”NatureWorks”technology的重點。

調整聚乳酸纖維表層和芯層的DL体含量比例，使皮比芯層的融點低，利用這般不同的融點，可容易地生產出熱粘著型的不織布產品，且產品十分柔軟。

聚乳酸纖維具有優良的耐氣候性。