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聚乳酸复合材料性能研究+文献综述(3)

时间:2018-06-05 21:53来源:毕业论文
1.2 聚乳酸概述和 研究现状 1.2.1 聚乳酸概述 聚乳酸材料的发展起源于1893年Bischoff和Walden公开的丙交酯生产配方。20世纪30年代美国高分子科学家Carothers成功


1.2    聚乳酸概述和研究现状
1.2.1     聚乳酸概述
聚乳酸材料的发展起源于1893年Bischoff和Walden公开的丙交酯生产配方。20世纪30年代美国高分子科学家Carothers成功合成低分子量聚乳酸,自此可生物降解合成聚酯材料聚乳酸进入到人们的视野。聚乳酸又称为聚丙交酯,它是以富含淀粉的农作物(如玉米、小麦、土豆等)为原料,经水解得到葡萄糖,再经乳酸菌发酵转化成乳酸,最后经聚合反应人工合成的热塑性脂肪族聚酯。由于经乳酸菌发酵得到的乳酸具有两种旋光异构体:左旋乳酸(L-LA)和右旋乳酸(D-LA),聚合过程中首先形成三种构型的丙交酯(左旋,右旋及消旋结构),其构型如图1.1所示,因此均聚物聚乳酸以三种立体结构形式存在,即左旋立构(PLLA)、右旋立构(PDLA)及消旋立构(PDLLA)[4]。而乳酸菌发酵过程得到的乳酸几乎都以左旋乳酸(L-LA)的形式存在(99.5% L-LA及0.5% D-LA)[5, 6],因而聚乳酸三种不同立体结构中比较容易得到的是聚左旋乳酸(PLLA)和聚消旋乳酸(PDLLA)。科学研究过程中大多采用PLLA,它是一种质地硬而脆的半结晶性聚合物材料,玻璃化转变温度Tg为50-80℃,熔融温度Tm为160-180℃,结晶度大约为37%。
 不同构型乳酸制得三种构型环状丙交酯产物[
图1.1 不同构型乳酸制得三种构型环状丙交酯产物[4]。
聚乳酸是一种无毒无害,生物相容性良好的可降解生物塑料,而且强度高、可塑性好,适于传统塑料的各种加工成型方式。聚乳酸材料的优点主要表现在以下几个方面:
(1)聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料,使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸,再通过化学合成转换成聚乳酸。其具有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中微生物完全降解,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,这对保护环境非常有利,是公认的环境友好材料。关爱地球,你我有责。世界二氧化碳排放量据新闻报道在2030年全球温度将升至60℃,普通塑料的处理方法依然是焚烧火化,造成大量温室气体排入空气中,而聚乳酸塑料则是掩埋在土壤里降解,产生的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收,不会排入空气中,不会造成温室效应。
(2)机械性能及物理性能良好。聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法,加工方便,应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等,市场前景十分看好。
(3)相容性与可降解性良好。聚乳酸在医药领域应用也非常广泛,如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等,低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。
(4)聚乳酸(PLA)除了有生物可降解塑料的基本的特性外,还具备有自己独特的特性。传统生物可降解塑料的强度、透明度及对气候变化的抵抗能力皆不如一般的塑料。
(5)聚乳酸(PLA)和石化合成塑料的基本物性类似,也就是说,它可以广泛地用来制造各种应用产品。聚乳酸也拥有良好的光泽性和透明度,和利用聚苯乙烯所制的薄膜相当,是其它生物可降解产品无法提供的。
(6)聚乳酸(PLA)具有最良好的抗拉强度及延展度,聚乳酸也可以各种普通加工方式生产,例如:熔化挤出成型,射出成型,吹膜成型,发泡成型及真空成型,与目前广泛所使用的聚合物有类似的成形条件,此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。如此,聚乳酸就可以应各不同业界的需求,制成各式各样的应用产品。 聚乳酸复合材料性能研究+文献综述(3):http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_17041.html
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