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【摘要】 聚乳酸作为一种环境友好型合成高分子材料越来越多被应用到各个领域，本文对聚乳酸的基本性质、合成以及应用作简要介绍。
【关键词】聚乳酸；基本性质；合成；应用
【中图分类号】R319 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2016）27-0341-02
1.前言
随着人口的急剧增长，资源的掠夺性开发，高分子制品的大量生产、消费、遗弃等引起的环保问题日趋严重，为了解决合成树脂和纤维不易被环境分解的问题，人们开发出可生物降解的合成树脂和纤维，聚乳酸(PLA)就是其中研究较多和性能较好的一种高分子材料。聚乳酸制品废弃在土壤或水中，会在微生物的作用下分解成二氧化碳和水，在太阳光合作用下，又会成为淀粉的起始原料，不会污染环境，因而是一种完全自然循环型的可生物降解材料。
2.PLA的基本性质
2.1 物理性能
乳酸有两种旋光异构体即左旋(LLA)和右旋(DLA)乳酸，由此有3种基本主体构型：PDLA、PLLA、PDLLA，常用易得的是聚消旋乳酸(PDLLA)和聚左旋乳酸(PLLA)。PLLA是具有光学活性的聚合物，熔融、溶液状态均可结晶，结晶度60%左右，Tg和Tm分别为58℃、215℃。PDLLA是无定形非晶态，Tg为58℃，无熔融温度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆PLA的物理性能介于聚酯和聚酰胺之间，PLLA具有较高的抗张强度，而且耐热性和热稳定性较好，易染色。
2.2 生物降解性
聚乳酸及其共聚物具有良好的生物相溶性和生物降解性，在人体内可逐渐降解为二氧化碳和水。聚乳酸及其共聚物降解的早期阶段是化学水解，降解速率与分子结构有关。PDLLA的甲基处于间同立构或无规立构状态，水解非常快，主要是无定形区域增加了水的吸收。而PLLA的甲基处于全同立构状态，可以结晶，结晶度取决于许多因素，如分子质量、温度以及热处理时间。在自然条件下PLLA显示出相当慢的降解速率，通过对PLLA的改造可以控制其降解速度，如加入一些亲水性成分或降低PLLA的结晶度可以加速PLLA的降解。
2.3 其他性能
聚左旋乳酸纤维吸湿导湿性好，回潮率较低，可以减少细菌滋生，适合卫生材料的制作。因其结构中含大量的C—H、C—C键，无法吸收大于290nm的射线从而具有良好的耐紫外线性能。研究表明添加纳米银可以对金黄葡萄球菌和大肠杆菌产生抗菌作用。
3.制备
3.1直接聚合法
聚乳酸的直接聚合是一个典型的缩聚反应，主要有溶液缩聚和熔融缩聚两种方法。产物的相对分子质量受到温度、真空度、催化剂、时间等因素的影响。研究显示，只有对反应动力学，水脱出以及抑制降解这三方面进行控制才能得到较高分子质量的产物。降低水分子可以通过适当提高反应温度、采用高真空度、延长反应时间等方法达成，但在提高温度的同时会增加降解比例并使降解产物和水分一起被带走，从而影响反应速度。
3.2 开环聚合法
聚乳酸的直接聚合产物易氧化，分子量偏低，不能满足工业需要，因此目前较多采用开环聚合法，主要有阳离子聚合、阴离子聚合、配位聚合三种方法。该法是将乳酸脱水缩合得到的低聚物在催化剂作用下裂解，以裂解产物丙交酯为原料在引发剂作用下开环聚合制得高分子聚乳酸，焦点集中在重结晶纯化丙交酯和选择合适的催化剂上。许多研究人员对开环聚合法进行了诸多改进，以减少工艺的复杂性并缩短反应线路。
4.应用
4.1 食品包装
普通食品容器包装以聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）为主，但是无法阻挡紫外线对于食品的破坏作用。聚乳酸不仅能阻隔紫外线对食物的影响，还有抗菌以及易降解无污染的特点，非常适合保存食物等短期使用的产品。
4.2 药品的缓释
传统的缓释药物，随着载体含量的降低其释药速度也会减慢，聚乳酸及其共聚物对人体无毒，易代谢，易排出，还可以根据药物的性质、释放要求及给药途径, 制成适宜的剂型，是缓控释药物的理想材料，如胰岛素的聚乳酸双层缓释片、促生长激素释放激素的块状植人剂、激素左炔诺酮的空心聚乳酸纤维剂等。
4.3 手术缝合线
纯聚乳酸性脆，作为外科手术缝合线时需要进行结构改造或共聚。聚乳酸有合适的降解性能被吸收无毒无害，与人体有很好的相容性不会引发全身反应，术后无需拆除。2002年强生公司生产了当时全球唯一的抗菌可吸收医用缝线——薇乔抗菌缝线，该产品受到医生们的青睐, 被广泛应用于各种手术。
4.4 组织工程材料
通过对聚乳酸及其共聚物的改造，可以制得我们需要的各种复合材料，比如将聚乳酸和羟基磷灰石(HA)复合，可以得到力学性能优良的HA/PLA用作骨骼移植材料；将酰化甲壳素纤维和聚乳酸作用，得到改性甲壳素纤维增强PLA复合材料可以减慢降解速度，更满足骨折内固定材料的需求。聚乳酸在植入人体后强度高，术后基本不出现感染情况，还能避免二次手术对病人的伤害，在作为视网膜脱落手术治疗的填充材料时,与传统材料相比有无毒可降解、不引起排斥等优点。
在组织工程学中，聚左旋乳酸纤维可修复乃至再生瘫痪病人的神经。用该纤维作为支架支撑神经细胞的修复生长，在支架随着人体代谢消失后留下可以供细胞之间进行信号传导的通道，并且神经细胞会继续生长，这样就达到修复再生的目的。这种材料最大的特点就是其间隙可以容量足够的细胞并无排斥反应。
4.结语
随着现代工业社会的发展，日趋严重的环境问题备受人们的关注，聚乳酸作为一种环境友好型绿色材料，通过共聚、分子修饰、复合等方法对其进行改造可以满足我们在生物工程等领域的各种需求，并且逐步替代现有的传统材料。我国在生产聚乳酸的技术、工程化及设备制造能力等有良好基础，前景广阔。
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论文作者:黄嘉琪
论文发表刊物:《医药前沿》2016年9月第27期
论文发表时间:2016/10/9
标签：聚乳酸论文; 材料论文; 乳酸论文; 开环论文; 纤维论文; 共聚物论文; 结晶度论文; 《医药前沿》2016年9月第27期论文;