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环境友好聚乳酸及其目前的发展状况 1 论文背景 随着社会经济的发展，每年塑料的生产与使用量巨大。根据米兰尼奥特雷斯公司发布的统计数据，近年全球塑料的年生产量已突破2．2亿吨?，每年约产生8000万吨的塑料废弃物旧J。而这些绝大多数是非可降解的塑料，对环境污染严重。因此开发和生产环境友好型的生物可降毹塑料成为解决当前白色污染问题的策略之一。近年来，由于人们环保意识的不断提，生物降解塑料的市场需求量增长速度加快，根据美国BCC公司的研究报告，全球生物可降解塑料的年均增长率为17．3％旧J，市场前景广阔。因此分析和研究生物降解材料具有重要意义，其中之一为聚乳酸，其产品相对而言已经比较成熟了。 2 简介 乳酸即2-羟基丙酸其分子： 合成： 聚乳酸是一种新型可生物降解材料。是以农作物发酵产物L-乳酸为单体聚合而成的一类聚合物，具有优异的可降解性能，使其生产和使用纳入自然界的循环系统，而不会给环境带来负面的影响近10年来，发展迅速。虽然聚乳酸已吸引了全球的眼球，但聚乳酸的性价比低于石油基树脂是制约聚乳酸产业发展的关键因素，而且聚乳酸的耐热性、抗冲击性能较差，限制了其应用，而居高不下的价场难以接受。 熔点175～185℃,特性粘数IV 0.2～8玻璃化转变温度：60～65传热系数 ：0.025 λ(w/m.k)加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性，可用多种方式进行加工，如挤压、纺丝、双轴拉伸，注射吹塑。除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好成 薄膜置于模拟体液中进行降解。如下图 左右旋结构： 其对性能的影响，左旋的L-PLA ，半结晶高分子，能被人体完全代谢，无毒、无组织反应。右旋的D-PLA ，半结晶高分子，机械强度较好，内消旋的D，L-PLA 非结晶高分子 ，降解速度快，强度耐久性差。 4 优点 其最大的特点是生物可降解，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相容性良好及物理性能良好。 病毒及霉菌易依附在生物可降解塑料的表面，故有安全及卫生的疑虑由乳酸制聚乳酸工艺： 7.改性 7.1化学共聚改性 PIA由聚乳酸、丙交酯或乙交酯缩聚而来，这些单体中的羧基、酯基易与羟基、氨基等基团产生缩合反应，因此在PLA的制备中添加含有这些官能的单体发生反应即可得到PLA衍生物。 李甜甜等口3使用熔融共聚合法将LA与1，3-PBO直接熔融缩聚，得到了端羟基PLA预聚物，然后借鉴前期研究者利用异氰酸酯扩链的做法将该预聚物扩链，该研究预先将聚乙二醇(PEG)与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)缩合作为端异氰酸聚合物扩链剂。这样其分子量，拉伸强度增大，同时由于PEG链段的引入分子链柔性增大，测试表明其结晶度也降低了，这样扩链后的产物的柔韧性进一步增加。近期葡萄牙的Moura I等[5]利用EVA与PLA反应性挤出制备了接枝共聚物EVA-g-PLA。该研究便是利用他们之间的酯交换反应进行接枝的，其中PLA作为支链。测试表明随着挤出物中EV艮矿PLA含量的增加，复合物的性能增加，尤其是生物降解能力。 随着发生化学作用的组分分子的增大，通过化学键的作用共聚物逐渐形成高聚物合金，高聚物合金在材料改性和应用领域占有举足轻重的地位，目前聚乳酸化学改性的研究仍在继续。 7.2 物理共混改性 近期国内关于PLA共混的研究较国外多，主要研究目的在于增加PLA柔韧性，孟涛等使用10％ABS高胶粉与PLA共混可得到相分离较好的合金材料，其断裂伸长率和冲击强度得到了显著的提高。宋霞等使用乙烯一马来酸酐一甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物(E_MAH—GMA)与PLA熔融挤出共混，结果材料冲击强度提高了4倍，E_MAH GMA起到了良好的增韧效果。厉国清等使用20％亚麻短纤维与PI，A熔融共混，拉伸强度增加0．2倍达到45．88MPa，弯曲模量增加0．3倍。刘华等使用静电纺丝法制备了聚乙交丙交酯(PLGA)／PLA纳、微米纤维，调节这两种聚合物的比例可以控制材料降解速率。高分子合金只有在多相微观相分离时才会具有优异的性能，但是在很多情况下共混组分间相容性较差，共混材料相筹尺寸过大，不仅不会有协同效果反而使得机械性能下降。 物理共混改性的关键便是制备微观相分离的高分子合金，对于极性相差较大的高聚物就需要恰当的增容剂以满足要求。人们常使用接枝或嵌段共聚物做为共混材料的增容剂，现在这种方法仍然被广泛使用。 7.3无机材料复合改性 聚合物基无机纳米材料一直是聚合物改性的一大领域，将PLA与无机化合物制成有机无机复合材料可以增强PLA，克服其脆性等。近期关