生物医用高分子聚乳酸（汇总）.ppt

eeww eeww eeww eeww eeww 聚乳酸 P L A 高分子化学与物理 131102062 杨丽云 c c 潜在的危害： 废旧塑料包装物混在土壤中，影响农作物吸收养分和水分，将导致农作物减产 抛弃在陆地或水体中的废旧塑料包装物，被动物当作食物吞入，导致动物死亡 混入生活垃圾中的废旧塑料包装物很难处理：填埋处理将会长期占用土地，混有塑料的生活垃圾不适用于堆肥处理，分拣出来的废塑料也因无法保证质量而很难回收利用 c c * 目录 一、聚乳酸简介 二、聚乳酸的制备方法 三、聚乳酸的发展历史及现状 四、聚乳酸的应用及发展前景 c * 一、聚乳酸简介 c 聚乳酸简介 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。? c 优势： 原料来源充足 能耗量低 生物可降解性良好 机械性能及物理性能良好 安全性 c 缺点： (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。这都促使人们对聚乳酸的改性展开深入的研究。?  c 生物相容性 聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性，其降解产物能被生物体所吸收，并且其代谢产物—乳酸是体内三竣酸循环的中间物质。 PLA的强度较高，主要用于医疗器械以及骨折固定装置等。 由于其良好的生物活性，也被用做骨填充和替换材料。 c 抗菌性 一般的生物降解性塑料，细菌和霉菌等微生物处于容易附生的倾向。 聚乳酸中含有极微量的乳酸或低聚物，这些物质在材料表面浸出一部分，将材料表面与人的肌肤同样保持弱碱性，防止了细菌和霉菌等微生物的附着和繁殖。 聚乳酸是唯一具有优良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。 c 安全性： 聚乳酸是由脂肪族聚酯构成的疏水性结晶性聚合物，只要不在高温·高湿环境下长时间放置，就几乎不产生加水分解。作为发酵食品容器也有在一定时间能够安全使用的质地。 焚化聚乳酸的燃烧热值是焚化传统塑料（如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸绝对不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体。 c 以PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）为例与PLA作比较 c 以PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）为例与PLA作比较 c 二、PLA的制备方法 c 乳酸即2-羟基丙酸 c  PLA的制备方法 丙交酯聚合法： 乳酸原料转化成丙交酯 乳酸→PLA低聚物→丙交酯（移出） 丙交酯开环聚合得到预期的较高分子量PLA产品 丙交酯→ PLA （连续熔融聚合和间歇熔融聚合） 催化剂 c *  PLA的制备方法 乳酸直接聚合法： 乳酸溶液聚合 乳酸熔融聚合 直接固相聚合 与其他材料共聚 ——体系共沸点，避免聚合物降解，操作设备复杂，纯化困难 ——分子量不如溶液聚合，催化剂是研究重点 ——熔融聚合+固相聚合，分子量大，降低副反应 c * 三、PLA的发展历史与现状 现在市场上的PLA纤维及其原料大部分来源于日本，美国和德国 c 发展历史 Pelouze 首先发现了聚酸线性二聚体——乳酰乳酸的形成； Nef证实乳酸在低压和高温下发生脱水反应可形成3-7聚合度的低聚物 Carothers等提出使用乳酸二聚物聚合的二步法，合成高分子量的PLA 20世纪60年代后期，研究者开始研究PLA及其共聚物在生物医学方面的运用，如手术缝合线 Ee Santis等分析了等规的PLLA（聚L-乳酸）和它们的共聚物在制药学上的运用，如作为药物释放系统的基材等 1986，Battelle公司和杜邦公司各自开始了把PLA作为日用塑料应用的生产和加工技术的研究 2005年1月，目前世界上最大的PLA生产公司Natureworks LLC，拥有11-12种不同等级的PLA，适用于吹膜、双轴取向膜、热膜、注塑成型、瓶子及纤维等不同用途 Natureworks公司的PLA纤维2004年开始进入我国市场，非纤维用途的PLA树脂2005年2月进入我国市场，我国目前工业用聚乳酸的制备主要处于在实验室 c * 四、PLA的应用及发展前景 c 5、