PLA的应用前景.doc

生物降解材料聚乳酸类的应用前景引言人类在21世纪的最大课题之一是保护环境橡胶、塑料和合成纤维虽然与人类的生活密切相关，但大多不能自然分解，其废弃物会造成白色污染 自20世纪6o年代以来，人们开始研究和开发生物可降解聚合物及其制品，以保护环境20世纪90年代末刚刚实现工业化的聚乳酸(Polylactic Acid，PLA)是其中最有发展前景的一种 目前多种已被人们开发和利用的可降解材料中聚乳酸(PLA)是受关注程度较高一种。聚乳酸(polylactic acid，以下简称PLA)是属于脂肪族聚酯中最重要的一种可生物降解环境友好的高分子材料，其单体原料乳酸可通过发酵玉米等粮食作物大规模制取，因而能完全摆脱对石油资源的依赖 ；PLA材料具有优良的可生物降解性，在自然环境中，在细菌、水等的作用下，能完全降解为二氧化碳和水，对环境无害，可以彻底解决“白色污染”等问题。PLA是热塑性聚合物，具有强度大、模量大等优点，能通过如挤出、模塑、浇注成型、熔纺、液纺、吹塑等传统的加工方法进行成型加工各种形状的产品PLA具有优良的生物相容性、生物可降解性，最终的降解产物是二氧化碳和水，不会对环境造成污染同时PLA具有较高的拉伸强度、压缩模量，但质硬，韧性较差，缺乏柔性和弹性，极易弯曲变形。这些缺点都限制了它的应用 PLA材料作为21世纪公认的环保、可持续发展的绿色材料，世界各国均将其作为通用塑料替代产品进行深入的探索和开发，其用途及应用领域也必将越来越宽广一 1 在临床骨科中的应用由于生物降解聚酯可在体内降解，无需二次手术取出，故在临床骨科中被作为一种内固定材料广泛应用。2 在药物缓释系统中的应用生物可降解乙交酯和丙交酯的无规共聚物(PLGA)为载体3 医用手术缝合线用生物降解聚酯制得的手术缝合线无须二次取出，且与肌体有良好的相容性，能自行降解。4骨折固定材料因不锈钢金属材料的强度和韧性远大于人体骨，而且力学性能不能随骨愈合过程动态地变化，出现了医学上“应力遮蔽”现象，导致骨折部位的骨质疏松和自身骨退化。PLA类生物降解材料可以克服钢板的了这两点缺陷5组织工程材料，组织工程是指应用生命科学和工程原理及方法，构建一个生物装置来维护、增进人体细胞和组织的生长，以恢复受损组织和器官的功能二 工农业方面聚乳酸材料具有韧性好的特点成建筑用的薄膜和绳索、纸张塑膜等；渔业用渔网、海带养殖网、鱼线等；造纸业用的包装材料等；聚乳酸还可用作土壤、沙漠绿化保水材料、农药化肥缓释材料等。据称，这种生物塑料，具有世界上最好的自身阻燃性，而不需用卤素或磷基阻燃剂，能广泛用于各种电子产品它不仅能用于计算机的外壳，还可用于高温下工作的设备(如液晶投影机等)PLA韧性好，适合加工成高附加值薄膜，用于代替目前易破碎的农用地膜。此外还用于缓释农药、肥料等，不仅低毒长效，还可在使用几年后自动分解，而且不污染环境。三 日用杂品方面聚乳酸还可用作纸代用品、纸张塑膜、包装薄膜、食品容器、生活垃圾袋、化妆品的添加成分等。日本岛津公司使用普通的塑料注射模具设备加工各种餐具如杯、碟、碗、筷、盆等生活用品。我国福州首次将PLA制造成一次性饭盒和食品包装袋。聚乳酸塑料还可用作林业、水产用材和土壤、沙漠绿化的保水材料。寇士军等2 利用PLA和聚乙醇酸的共混物进行复合纺丝，得到一种生物降解复合纤维。四 包装行业的应用在欧洲和北美，聚乳酸包装材料用于超市产品包装。聚乳酸具有生物可降解塑料的基本特性，在使用过后可以被安全处置，不会产生任何有害物质，此外聚乳酸还具有与传统薄膜相同的印刷性能，因此PLA在包装材料领域具有广阔的应用前景。五 服装领域的应用在服装方面可作成纱、织物、编织物、非织造布等，具有可染性和生物相容性，制成的织物有丝般的光泽和手感，有优异的悬垂性和很好的滑爽性，不刺激皮肤，对人体健康，穿着舒适，尤其适合于内衣和运动衣聚乳酸应用前景展望PLA类材料以其优良的性能使人们对其研究的热情旷日持久，各种研究不断深入。其潜在价值是毋庸置疑的，但其缺点也大大阻碍了其大规模的应用。针对尚存问题，今后的研究工作将从以下几方面展开：继续改进PLA的合成工艺条件，生产出高分子量和超高分子量的聚合物，并简化和缩短工艺流程，降低材料的生产成本。用新聚乳酸作为生物医用高分子，具有良好的生物相容性、降解性和生物吸收性，已在手术用缝合线、医疗固定材料、卫生用品等医学领域占据非常重要的地位。又因为其良好的降解性能，广泛应用到包装、农业和快速消费品等领域。聚乳酸作为石油为原料的塑料和化学纤维的替代品，将有着更加广泛的应用潜力及市场前景。相信在不久的将来，在国内外研究人员的共同努力下，聚乳酸及其改性产物将会在生物医药方面展现出广阔的应用前景。参考文献1李雅明 卢 伟 杨 钢等，聚乳酸的改性研究及应用，胶体与聚合物，2009，27（1）：45-472 赵丹，冯辉霞，陈娜丽，张苗，张建强, 聚乳酸的合成工艺及应用研究进展, 应用化工,2009,38(1):129-1303 赵春深 ，杨绍娟 ，王远航,聚乳酸合成及应用的研究进展, 安徽农业科学，Journal of Anhui AgriSci2009，37(24)：1139211394 杨秀英 ，封禄田 ，王晓波 ，张德庆 ，高志博, 新型绿色生物可降解高分子材料 -聚乳酸, 高师理科学刊,2009,29(2):84-875 靳林 ，应站明,聚乳酸合成的研究进展, 萍乡高等专科学校学报,2008,25(6):80-826 李佳 ，郑卫 ，郑玉峰医用聚乳酸材料的化学改性研究进展,材料导报2009,23(8),49537 陈佑宁,杨小玲,聚乳酸类材料的应用研究进展,化工中间体,2009(5):9-128 袁小亚,端羟基聚乳酸低聚物的合成研究, 重庆交通大学学报(自然科学版),2009,28(4):8018039 蒲小聪,聚乳酸的合成及其改性,成都航空职业技术学院学报，2009，25（78）：59-6110 张二琴 ，崔运启 ，张普玉,丙交酯合成用催化剂的研究进展 信阳农业高等专科学校学报,2009,19(2):137-138