聚乳酸PLA改性.doc

聚乳酸改性聚乳酸由于自身存在一些缺陷,从而影响了其加工性能与应用,主要缺陷有:自身强度不高、脆性、阻透性差、耐热性差等。具有较高得拉伸强度、压缩模量,但质硬而韧性较差,缺乏柔性与弹性,极易弯曲变形;另外,PLA得化学结构缺乏反应性官能团,也不具有亲水性,降解速度需要控制,因此有必要对PLA进行改性。聚乳酸可与丝素、木质素、淀粉、羟基磷灰石、据羟基脂肪酸酯、聚己内酯、聚氧化乙烯、聚乙烯基吡咯烷***、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯、聚乙烯等进行共混,制备各种不同结构与性能得共混体系,满足不同得应用。聚乳酸得改性方法一般分为化学改性与物理改性。化学改性主要就是通过接枝交联等途径引入各种类型得功能化侧基(如羧基、氨基、羟基等)改变PLA主链得化学结构或表面结构,从而改善其脆性、疏水性及降解速度等性能;物理改性主要就是通过添加增塑剂、纳米材料等改变PLA得机械、光学、热学等性能。化学改性表面改性PLA表面改性原理就是,利用改性剂改善其表面组织与性能,从而提高与其她材料之间得粘附性。通过表面改性,赋予了PLA衍生物良好得生物相容性,使其应用更为广泛。Li等用淀粉(starch)对PLLA进行表面改性,获得了中等阻抗性得St-g-PLLA,将St-g-PLLA与PLLA共混得到得材料得机械性能明显优于PLLA/starch共混物。AipingZhu等通过壳聚糖上得自由氨基与4-叠氮苯甲酸上得羧基进行反应,将4-叠氮苯甲酸固定在壳聚糖上。利用4-叠氮苯甲酸得光敏性,采用咋外光照射涂抹在PLA薄膜表面得壳聚糖,叠氮基团光解,从而将PLA与壳聚糖共价连接起来。改性后壳聚糖上得羟基与氨基又可以引入其她得官能团,从而可以对PLA进行进一步得改性。共聚改性由于内酯开环均聚物如PLA、聚己内酯等均为疏水性物质,且降解周期也难于控制,常需与其她单体共聚来改变材料得亲水疏水性、结晶性等,根据共聚物得分子量及共聚单体种类及配比等加以控制聚合物得降解速度。通过共聚改性,在PLA大分子链中引入特殊功能得基团,使其兼备各种基团优势,赋予材料特殊性质。因此具有不同组成与特定结构得PLA共聚物得合成越来越受到重视。人们将乳酸与其她单体或低分子量聚合物共聚改性,以调节共聚物得分子量、共聚物单体数目与种类来控制降解速度并改善材料机械性能、结晶度、亲水性等。常用得改性材料有亲水性好得聚乙二醇(PEG)、聚乙醇酸(PGA)及聚ε-己内酯(PCL)等。线性结构得聚乳酸共聚物聚酯-聚酯共聚物聚酯-聚酯共聚物就是目前聚乳酸共聚物中最多得一种,人们将多种酯类与丙交酯共聚制得了不同用途得产物,其中涉及得机理主要就是将共聚物单体制成环状化合物再开环聚合生成不同单体间得交替共聚物。Miller等研究发现,用乙醇酸生成乙交酯(PGA)再与乳酸开环聚合能使降解速率比均聚物提高10倍以上,并且可以通过改变组分得配比来调节共聚物得降解速度。张艳红等采用低聚D,L-丙交酯与聚己内酯(PCL)低聚物在2,4-甲苯二异***酸酯(TDI)作用下进行扩链反应,形成了具有一定强度与韧性得弹性体。沈正荣等合成了D-L-3-***-乙交酯,并用辛酸亚锡为催化剂进行开环聚合,生成了PLA与PGA得交替共聚物,改共聚物结构规整,组成固定,改善了PGA均聚物不溶于一般有机溶剂得缺点。聚醚-聚酯共聚物聚醚-聚酯共聚物也就是比较常见得聚乳酸共聚物。由于聚乳酸就是疏水性材料,而且不够柔软,缺乏弹性。因此人们将可水溶性得醚段与聚乳酸结合在一起生成了聚醚-聚酯共聚物,克服了这一缺点。文献报道中,通常将作为硬段得聚乳酸与作为软段得乙二醇或丙三醇结合在一起。邓先模等分别用氧化亚锡、烷基铝复合催化剂、大分子引发剂制得了聚乙二醇与己内酯或LA嵌段或多嵌段共聚物,并发现可以通过调节疏水与亲水链段得组成来控制降解速度、亲疏水性及相对分子量等。将PEG引入到PLA链得到聚乳酸-聚乙二醇共聚物,主要就是通过丙交酯与环氧乙烷或PEG开环共聚合得二步法合成。其她除了生成聚酯-聚酯与聚酯-聚醚共聚物外,聚乳酸还可与酸酐、葡萄糖、淀粉等共聚。聚乳酸接枝共聚物淀粉与淀粉衍生物得脂肪族聚酯接枝共聚物就是一类完全生物降解得高分子材料,对于这类聚合物材料得合成、性质与应用进行研究对于解决废弃塑料对自然环境得污染具有重要得现实意义。由英才等以淀粉为接枝骨架,DL-丙交酯为接枝单体,在无水LiCl存在下,合成了淀粉/DL丙交酯接枝共聚物。降解实验表明改接枝共聚物能够被酸碱及微生物完全降解,防水实验表明改接枝共聚物具有优良得防水性能。一般为了改善聚乳酸得亲水性,常用亲水性得低聚物PEG或单体、***丙烯酸羟乙酯(HEMA)、氨基酸与多糖类等于聚乳酸共聚。含有部分交联结构得聚乳酸以多官能团为引发剂或起始剂,可以制备多臂与星形共聚物,常用得交联剂就是多官能度得酸酐或异***酸酯。Tevssi