綠色可降解材料——聚乳酸

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1、綠色可降解材料__聚乳酸(浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院浙江杭州310009)【摘要】聚乳酸作為一種環(huán)境友好型合成高分子材料越來越多被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，木文對聚乳酸的基木性質(zhì)、合成以及應(yīng)用作簡要介紹?！娟P(guān)鍵詞】聚乳酸；基木性質(zhì)；合成；應(yīng)用【中圖分類號】R319【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】2095-1752(2016)27-0341-021.前言隨著人口的急劇增長，資源的掠奪性開發(fā)，高分子制品的大量生產(chǎn)、消費(fèi)、遺棄等引起的環(huán)保問題H趨嚴(yán)重，為了解決合成樹脂和纖維不易被環(huán)境分解的問題，人們開發(fā)出可牛.物降解的合成樹脂和纖維，聚乳酸(PLA)就是其中研究較多和性能較好的一種高分子材料

2、。聚乳酸制品廢棄在土壤或水中，會在微生物的作用下分解成二氧化碳和水，在太陽光合作用下，又會成為淀粉的起始原料，不會污染環(huán)境，因而是一種完全自然循環(huán)型的可牛.物降解材料。2.PLA的基木性質(zhì)2.1物理性能乳酸有兩種旋光異構(gòu)體即左旋(LLA)和右旋(DLA)乳酸，由此有3種基木主體構(gòu)型：PDLA、PLLA、PDLLA，常用易得的是聚消旋乳酸(PDLLA)和聚左旋乳酸(PLLA)。PLLA是具有光學(xué)活性的聚合物，熔融、溶液狀態(tài)均可結(jié)晶，結(jié)晶度60%左右，Tg和Tm分別為58°C、215°CoPDLLA是無定形非晶態(tài)，Tg為58°C，無熔融溫度。PLA的物理性能介于聚酯和聚酰胺之

3、間，PLLA具有較高的抗張強(qiáng)度，而且耐熱性和熱穩(wěn)定性較好，易染色。2.2牛.物降解性聚乳酸及其共聚物具有良好的生物相熔性和生物降解性，在人體內(nèi)可逐漸降解為二氧化碳和水。聚乳酸及其共聚物降解的早期階段是化學(xué)水解，降解速率與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。PDLLA的甲基處于間冋立構(gòu)或無規(guī)立構(gòu)狀態(tài)，水解非?？?，主要是無定形區(qū)域增加了水的吸收。而PLLA的甲基處于全同立構(gòu)狀態(tài)，可以結(jié)晶，結(jié)晶度取決于許多因素，如分子質(zhì)量、溫度以及熱處理吋間。在自然條件下PLLA顯示出相當(dāng)慢的降解速率，通過對PLLA的改造可以控制其降解速度，如加入一些親水性成分或降低PLLA的結(jié)晶度可以加速PLLA的降解。2.3其

4、他性能聚左旋乳酸纖維吸濕導(dǎo)濕性好，冋潮率較低，可以減少細(xì)菌滋生，適合衛(wèi)生材料的制作。因其結(jié)構(gòu)中含大量的C一H、C一C鍵，無法吸收大于290nm的射線從而具右良好的耐紫外線性能。研究表明添加納米銀可以對金黃葡萄球菌和大腸桿菌產(chǎn)生抗菌作用。1.制備3.1直接聚合法聚乳酸的直接聚合是一個(gè)典型的縮聚反應(yīng)，主要奮溶液縮聚和熔融縮聚兩種方法。產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量受到溫度、真空度、催化劑、時(shí)間等因素的影響。研宄顯示，只奮對反應(yīng)動力學(xué)，水脫出以及抑制降解這三方面進(jìn)行控制才能得到較高分子質(zhì)量的產(chǎn)物。降低水分子可以通過適當(dāng)提高反應(yīng)溫度、采用高真空度、延長反應(yīng)時(shí)間等方法達(dá)成，但在提高溫度的同吋會

5、增加降解比例并使降解產(chǎn)物和水分一起被帶走，從而影響反疲速度。3.2開環(huán)聚合法聚乳酸的直接聚合產(chǎn)物易氧化，分子量偏低，不能滿足工業(yè)需要，因此0前較多采用開環(huán)聚合法，主要奮陽離子聚合、陰離子聚合、配位聚合三種方法。該法是將乳酸脫水縮合得到的低聚物在催化劑作用下裂解，以裂解產(chǎn)物丙交酯為原料在引發(fā)劑作用下開環(huán)聚合制得高分子聚乳酸，焦點(diǎn)集中在重結(jié)晶純化丙交酯和選擇合適的催化劑上。許多研究人員對開環(huán)聚合法進(jìn)行了諸多改進(jìn)，以減少工藝的復(fù)雜性并縮短反應(yīng)線路。2.應(yīng)用4.1食品包裝普通食品容器包裝以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)為主，但是無法阻擋紫外線對于食品的破壞作用。聚乳酸不僅能阻隔紫

6、外線對食物的影響，還冇抗菌以及易降解無污染的特點(diǎn)，非常適合保存食物等短期使用的產(chǎn)品。4.2藥品的緩釋傳統(tǒng)的緩釋藥物，隨著載體含量的降低其釋藥速度也會減慢，聚乳酸及其共聚物對人體無毒，易代謝，易排出，還可以根據(jù)藥物的性質(zhì)、釋放要求及給藥途徑，制成適宜的劑型，是緩控釋藥物的理想材料，如胰島素的聚乳酸雙層緩釋片、促生長激素釋放激素的塊狀植人劑、激素左炔諾酮的空心聚乳酸纖維劑等。4.3手術(shù)縫合線純聚乳酸性脆，作為外科手術(shù)縫合線時(shí)需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造或共聚。聚乳酸奮合適的降解性能被吸收無毒無害，與人體冇很好的相容性不會引發(fā)全身反應(yīng)，術(shù)后無需拆除。2002年強(qiáng)生公司生產(chǎn)了當(dāng)吋全球唯一的抗

7、菌可吸收醫(yī)用縫線一一薇喬抗菌縫線，該產(chǎn)品受到醫(yī)生們的青睞，被廣泛應(yīng)用于各種手術(shù)。4.4組織工程材料通過對聚乳酸及其共聚物的改造，可以制得我們需要的各種復(fù)合材料，比如將聚乳酸和羥基磷灰石(HA)復(fù)合，可以得到力學(xué)性能優(yōu)良的HA/PLA用作骨骼移植材料；將?；讱に乩w維和聚乳酸作用，得到改性甲殼素纖維增強(qiáng)PLA復(fù)合材料可以減慢降解速度，更滿足骨折內(nèi)固定材料的需求。聚乳酸在植入人體后強(qiáng)度高，術(shù)后基本不出現(xiàn)感染情況，還能避免二次手術(shù)對病人的傷害，在作為視網(wǎng)膜脫落手術(shù)治療的填充材料吋，與傳統(tǒng)材料相比冇無毒可降解、不引起排斥等優(yōu)點(diǎn)。在組織