聚乳酸增强增韧研究 文献综述.docxVIP

毕业设计（论文）

PAGE

1-

毕业设计（论文）报告

题目：

聚乳酸增强增韧研究文献综述

学号：

姓名：

学院：

专业：

指导教师：

起止日期：

聚乳酸增强增韧研究文献综述

摘要：聚乳酸（PLA）作为一种生物可降解材料，因其环保、可再生等特性在近年来得到了广泛的研究和应用。然而，PLA本身存在力学性能较差的问题，限制了其在实际应用中的推广。本研究通过在PLA中添加不同类型的增强增韧剂，如纳米纤维素、碳纳米管等，探讨了增强增韧效果及其机理。研究发现，增强增韧剂能够显著提高PLA的力学性能，并对其微观结构进行了分析。此外，还研究了不同制备工艺对PLA性能的影响。本文对聚乳酸增强增韧的研究现状进行了综述，并对未来的研究方向提出了建议。

随着全球环保意识的增强，生物可降解材料的研究和应用越来越受到重视。聚乳酸（PLA）作为一种重要的生物可降解材料，具有可再生、环保等优点，在包装、医疗、纺织等领域具有广阔的应用前景。然而，PLA的力学性能较差，限制了其在实际应用中的推广。为了提高PLA的力学性能，研究者们开展了大量的增强增韧研究。本文将对聚乳酸增强增韧的研究现状进行综述，以期为后续研究提供参考。

一、1.聚乳酸的概述

1.1聚乳酸的合成与性质

(1)聚乳酸（PLA）是一种由可再生资源如玉米淀粉或甘蔗等通过生物发酵和聚合反应制得的生物可降解聚酯。其合成过程主要包括发酵和聚合两个阶段。在发酵阶段，微生物如乳酸菌将糖类转化为乳酸，然后通过聚合反应将乳酸分子连接成长链，形成聚乳酸。聚乳酸具有独特的化学结构，主要由羟基和羧基组成，这种结构赋予其优异的生物相容性和可降解性。

(2)聚乳酸的性质使其在众多应用领域具有独特的优势。首先，聚乳酸具有良好的生物相容性，不会引起生物体内的排斥反应，因此被广泛应用于医疗植入物和生物可降解包装材料。其次，聚乳酸的可降解性使其在环境中能够自然分解，减少白色污染。此外，聚乳酸还具有以下性质：良好的力学性能、可塑性好、易于加工成型等。然而，纯聚乳酸的力学性能相对较差，限制了其在某些领域的应用。

(3)为了提高聚乳酸的力学性能，研究者们通过物理或化学方法对其进行改性，如共聚、交联、填充等。这些改性方法可以有效地改善聚乳酸的力学性能，同时保持其生物降解性和生物相容性。此外，聚乳酸的合成方法也在不断优化，以降低生产成本和提高材料性能。例如，通过开发新型催化剂和反应条件，可以缩短聚合反应时间，提高聚乳酸的分子量和结晶度，从而提升其综合性能。

1.2聚乳酸的应用领域

(1)聚乳酸（PLA）作为一种生物可降解材料，在众多领域展现出巨大的应用潜力。在包装行业，PLA被广泛应用于食品包装、药品包装和日用品包装等。据统计，全球食品包装市场对PLA的需求量逐年增长，预计到2025年将达到数十万吨。例如，我国某知名食品企业已将PLA包装应用于其产品中，有效降低了包装废弃物对环境的影响。

(2)在医疗领域，PLA因其生物相容性和可降解性，被广泛应用于医疗器械、手术缝合线、药物载体等。据相关数据显示，全球医疗市场对PLA的需求量也在不断上升，预计到2023年将达到数亿美元。以手术缝合线为例，PLA缝合线具有优异的力学性能和生物相容性，能够有效减少手术后的感染风险，已成为临床应用的主流产品。

(3)在纺织领域，PLA纤维因其环保、舒适、可降解等特性，逐渐成为新型环保纺织材料。目前，PLA纤维已成功应用于服装、家纺、产业用纺织品等领域。据统计，全球PLA纤维市场规模逐年扩大，预计到2025年将达到数十亿美元。例如，我国某知名服装品牌已将PLA纤维应用于其产品中，受到消费者的一致好评。此外，PLA纤维在农业领域也有广泛应用，如制作生物降解地膜，提高土壤质量，减少农药残留等。

1.3聚乳酸的不足与挑战

(1)尽管聚乳酸（PLA）具有众多优点，但在实际应用中也面临着一些不足与挑战。首先，PLA的力学性能相对较低，尤其是拉伸强度和弯曲强度，这限制了其在承受较大载荷的应用场景中的使用。例如，与传统的聚乙烯（PE）相比，PLA的拉伸强度大约只有PE的1/3，这影响了其在重型包装和结构材料中的应用。

(2)其次，PLA的加工性能也是一个挑战。PLA的熔融温度相对较高，且在加工过程中容易发生降解，导致材料性能下降。此外，PLA的结晶速度较慢，这延长了加工周期，并可能影响最终产品的尺寸精度。例如，在注塑成型过程中，PLA的加工温度通常需要控制在180°C至220°C之间，远高于某些塑料材料。

(3)最后，PLA的成本问题也是其广泛应用的一大障碍。由于PLA的生产工艺复杂，生产成本较高，这限制了其在价格敏感市场中的应用。此外，PLA的市场供应量相对较小，这也导致了其价格的波动。以食品