聚乳酸改性的研究进展.pdf

現代型料加ス用2038り MODERN PLASTICS
PROCESSING AND APPLICATIONS
聚乳酸改性的研究进展
马修钰王建清·王玉峰
(天津科技大学包装与印刷工程学院,天津,300222)
摘要:从物理改性、化学改性和复合改性三方面介绍了聚乳酸的改性研究进展。并提出了未来研究方向可从降低聚乳酸
材料成本及开发可控制降解速度等方面进行。
关键词;聚乳酸改性可降解进展
Dl:10.3969/j.isn.1004-3055.2016.05.016
Research Progress of Modified Polylactic Acid
Ma Xiuyu Wang Jianging Wang Yufeng
(School of Packaging and Printing Engineering, Tianjin University
of Science & Technology, Tianjin, 300222)
Abstract: The research progress of modified polylactic acid (PLA) were summarized v
from physical modification, chemical modification and composite modification. The future
A research direction is put forward from the aspects such as reducing the cost of PLA mate-
A rials and controling the degradation rate of PLA
Key words: polylactic acid; modification; biodegradable; progress
塑料与合成橡胶、合成纤维并称为三大合成材以改善PLA的性能,或由加人的单体提供PLA特
料。但是,塑料制品的广泛使用也导致塑料污染与殊的性能。目前使用较多的改性材料有聚乙二醇
日俱增,因此,研发具有传统塑料优良性能且在特(PEG)、聚己内酯以及氨基酸类等。
定条件下又易降解的可生物降解塑料已成为国内
张文昊2将PEG与PLA通过熔融共混法制
外科研人员关注和开发的热点
备共聚物,试验结果表明,PEG的加人可增强PLA
聚乳酸(PILA)是以乳酸单体为主要原料聚合分子链的移动能力,共聚物的冲击强度提高了
得到的聚合物,是一种环境友好的新型可降解聚合98%,差示扫描量热仪试验发现复合材料基体的玻
物,具有优良的生物相容性、良好的加工性能和力璃化转変温度随着PEG含量的增大向低温方向偏
学性能,不仅可作为生物医学材料,而且也被认为移,且发生在较宽的温度范围内。同时,分子链移
是新世纪最有前途的新型包装材料。但PLA质动能力增强也使得PLA结晶度得到显著提高,由
硬,韧性较差,易变形,降解速度慢,这些缺点同时纯PLA的4.3%増大至45.1%。
又限制了PLA的应用。近几年国外对PLA改性
何静以丙交酯、羟脯氨酸为原料,通过溶
的研究仍然很多。下面将分别从物理政性、化学液-熔融聚合法合成PLA-羟脯氨酸共聚物。探
改性和复合改性三方面综述近几年PLA的改性研
究进展
收稿日期:2016
修改稿收到日期
1化学改性
作者筒介:马修钰(1989-),男,硕士,主要从事可降解材料
的开发与应用方面研究。E-mail:maxy0125@163.com。
1.1共聚改性
米通联系人,E-mailsjianqw@tust.edu.cn。
PLA的共聚改性是通过加入不同比例的单体
甚金项目:国家科技支撑计划(2015BAD16B05)
gxDAでAToい甩代型料が加xた用
究了反应压强、催化剂质量分数以及投料比对
物理改性
共聚反应的影响。结果表明,当压强为70Pa
催化剂质量分数为3%,投料物质的量比为2.1共混改性
90:10时,聚合物黏度最大,相对分子质量最
颜克福等?以PEG、滑石粉共混改性PLA
高;羟脯氨酸的加入使PLA的接触角降至32°,通过微观结构、结晶性能及力学性能的研究表明,
8周后材料的失重率达到10%,材料的亲水性随PEG含量的增加,共混改性PILA的结晶度增
和降解性均得到提高。
加,共混薄膜的拉伸强度和拉伸模量逐渐下降,断
1.2交联改性
裂仲长率逐渐上升;加入滑石粉后,共混改性PLA
顾龙飞等1用马来酸酐接枝PILA,研究了的结晶度提高,结晶度最高可达49.32%,同时结
反应时间、温度、引发剂用量、马来酸酐用量等晶速率提高,力学性能得到改善
对接枝率的影响。结果表明,接枝PI.A与淀粉2.2增塑改性
共混后,与未接枝PLA/淀粉共混物相比,其玻
黄颖等通过溶液共混法,分别以PEG200
璃化转变温度及吸水率降低,证明接枝PLA与和PEG1000作为增塑剂制备PLA复合薄膜。结
淀粉相容性得到提高。同时通过扫描电镜观察果表明:随着PEG含量的升高,薄膜的断裂伸长率
共混物表面形态,发现二者相容性明显改善
增大,拉伸强度降低;且少量添加时PEG200比
QUYNH T M等测定了在不同辐射强PEG1000的增塑效率更高;增塑后的PLA薄膜热
度照射下交联的PLA/3%异氰尿酸三烯内酯的稳定性下降,熔点与结晶温度均降低,结晶能力大
应力-应变曲线。随着辐射量的增加,PLA拉伸幅提高,当添加PEG200和PEG1000质量分数均
强度增大,杨氏模量增加,断裂伸长率减小。这为15%时,PEG200和PEG1000增塑的PLA薄膜
是由于在辐射下,无定形区形成交联结构。结晶度分別达到41.06%和50.15%
YANG S等的测定了用化学诱导交联法形成交
胡泽宇等以聚对苯甲酰胺(PBA)增塑改性
联结构PLA的热稳定性。发现起始降解温度和PLA,发现PBA能有效降低PLA的玻璃化转变温
完全降解温度随着交联度提高而提高,表明交度,改善材料的力学性能和加工性能。PBA
联后PLA热稳定性提高。 CHANG Y Q等?PLA具有良好的相容性,125℃时的迁移率
以异氰酸酯作为交联剂,通过挤出制备PLA/淀低于0.7%。
粉复合材料,研究不同交联剂对复合材料性能
的影响。结果表明,具有长链结构的异氰酸酯
复合改性
使PLA/淀粉复合材料更容易形成交联结构,而
且拉伸强度更高。
复合改性即基于聚乳酸材料本身的一些弱点
1.3表面改性
与其他材料的一些优势进行复合,这样不仅克服了
张磊等针对PLA纤维的强疏水性,在PLA聚乳酸材料本身的缺陷而且在一定程度上扩大了
纤维表面接枝聚乙烯吡咯烷酮(PVP),结果发现碱材料的使用范围,经过复合改性后的材料主要优势
水解和酸水解之后的PLA纤维均成功地接枝了是复合后的聚乳酸及其衍生物在生物相容性方面
PVP;但是碱水解接枝PVP的接枝率低于酸水解亲疏水性方面以及拉伸性能方面都有较大的改善。
的PLA纤维;2种接枝PVP的PLA纤维吸水率3.1纤维复合改性
明显提高,分别是未改性PLA纤维吸水率6.44倍
孙伟康等用热压方法制备PIA/西瓜藤纤
和8.97倍
维绿色复合材料,发现纤维质量分数为5%,纤维
吴玲玲将氧化石墨烯/聚乙