功能高分子材料论文

《功能高分子材料论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、华东理工大学2010—2011学年第2学期《功能高分子》课程论文2011.05班级：材化083学号：10081867姓名：张慧波开课学院化学院任课教师陈彧成绩__________论文题目：新型可降解材料聚乳酸及如何延长其使用寿命论文要求：根据选择的论文范围，通过查阅文献资料，内容能够反映教师要求，举例恰当，论文格式符合规范（参见华东理工大学学报）。2000字以上。包括中英文摘要、关键词、正文和参考文献等。教师评语：教师签名2011年月日新型可降解材料聚乳酸及如何延长其使用寿命华东理工大学材化083张慧波摘要：本文主要介绍了新型可降解材料——聚乳酸的两种合成方法、基本

2、性能、降解机理以及如何延长其使用寿命和前景展望。关键词：聚乳酸；合成；降解；使用寿命聚乳酸（PLA）是以玉米为主要原料，经发酵制得乳酸，再经聚合而制成的高分子材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性。PLA可像聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等热塑性塑料那样加工成各种产品，如薄膜、包装袋、包装盒、食品容器、一次性快餐盒、饮料用瓶、药物缓释包装剂等。1聚乳酸的生产方法聚乳酸的合成有两种方法，即乳酸直接聚合法和环丙交酯开聚合法。1.1直接缩聚法直接缩聚法是乳酸的直接脱水缩聚，其聚合工艺短，对聚合单体的要求与普通缩聚单体的要求一致，但所得聚乳酸分子量小，且产品性能差，易分解，实

3、用价值小。1.2间接聚合法间接聚合法因为是环状二聚体的开环聚合，不同于一般的缩聚，没有小分子水生成，所以不需要进行抽真空排除小分子，聚合设备简单，此法所得聚乳酸分子量高达数万乃至数百万，机械强度高[1]。近年来，为便于工业化生产，主要集中在开环聚合的高效催化体系，新型结构和组成的共聚物的合成等方面的研究，以制备更高分子量的聚乳酸。2聚乳酸的基本性能聚乳酸是其中一种研究较多和性能较好的可生物降解的高分子材料。乳酸有非常好的透明性，可在牛物体内分解、吸收，同时其力学性能可和通用塑料媲美。聚乳酸制品废弃后在土壤或水中，会在微生物的作用下分解成二氧化碳和水，随后在太阳光合作

4、用下它们又会成为淀粉的起始原料，对人体无害，具有良好的生物相容性[2]。聚乳酸现已成为生物降解医用材料领域中最受重视的材料之一。目前，聚乳酸已被广泛应用于药物控制释放材料、免拆手术缝合线和注射用微胶囊、埋植剂、骨材料、眼科材料等。此外，聚乳酸还可用于农业、包装材料、日用杂品等领域。3聚乳酸的降解乳酸是一种性能优异的生物降解材料，能被酸、碱、生物酶等降解，降解的最终产物是CO2和H2O，对环境无污染。早已公认为是最有前途的医用可降解高分子材料。3.1聚乳酸的降解机理PLA作为聚酯类材料，其降解分为简单水解降解和酶催化降解。简单水解降解是酯化反应的逆反应，起始于水的吸收

5、，小分子的水移至样品的表面，扩散进入酯键或亲水基团的周围。在介质中酸、碱的作用下，酯键发生自由水解断裂，样品的数均分子量缓慢降低，当分子量降低到一定程度，样品开始溶解，生成可溶的降解产物[3]。3.2影响聚乳酸降解的因素聚乳酸所处环境对其降解有很大关系，凡是能引起酯键断裂的因素都可以使聚乳酸发生降解，主要的因素有微生物、酶、聚合结构，此外如氧的存在与否、pH值、温度、湿度等也对其有影响。(1)微生物微生物降解是聚乳酸在自然界中最普遍存在的降解方式，聚乳酸可以被多种微生物降解。研究结果表明，镰刀酶念珠菌、青霉菌都可以完全吸收D，L-乳酸，部分还可以吸收可溶的聚乳酸低聚

6、物。聚乳酸的生物降解过程是间接的，是通过主链上不稳定的键水解而成低聚物。然后在酶的作用下进一步降解为水和二氧化碳，其中也包含大分子在链端开始的酶的同化作用。PLA的酯键水解在整个聚合物内发生，但是如果微生物不能到达聚合物内部，则进一步的降解只能在聚合物的表面发生。(2)酶聚乳酸由于在主链上含有酯键，可以被酯酶加速降解。研究表明在根霉属菌酯肪酶、猪胰腺酯肪酶、猪肝脏的羧基酯酶这几种酶中，根霉属菌酯肪酶对聚乳酸的降解能力最强。降解的程度随着时间的延长而增加。在无定形区域21天后可完全降解，而在结晶区域却降解得很慢，21天后降解30％左右。这是由于在结晶区域分子结构排列紧

7、密，酶分子很难进入到聚乳酸分子内部，因此降解速度很慢。(3)聚合结构对于聚乳酸的降解速度，聚乳酸的聚合结构对其影响很大，包括化学结构、物理结构、表面结构等，由于聚酯类高分子含有易水解的化学键，有较快的降解速度。但当其固态结构不同时，不同聚集态的降解速度为：橡胶态>玻璃态>结晶态。聚乳酸材料一般是在固体状态下应用的，同态的聚乳酸是部分结晶的高分子，结晶区的分子链堆积得非常紧密，对聚乳酸的降解速率有很大的影响。另外影响聚乳酸降解的因素还有分子量。4提高其使用寿命的主要方法影响聚乳酸高分子降解的因素繁多，但主要可分为材料特性和水解条件两大类。4.1加入抗氧化剂无论是简