熔融-固相縮聚法直接合成聚L-乳酸的研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)是一種重要的生物可降解高分子材料，具有良好的降解性、生物相容性和較好的力學(xué)性能，其不僅可以作為生物醫(yī)學(xué)材料用作藥物緩釋載體、外科植入材料和組織工程支架材料，而且可作為通用塑料用于農(nóng)業(yè)、包裝材料、建材及服裝等領(lǐng)域，應(yīng)用前景良好，是近年來生物可降解高分子材料研究的熱點(diǎn)。
　　 本文對(duì)聚乳酸的合成方法進(jìn)行綜述，比較了各種主要合成方法，最終認(rèn)為熔融/固相縮聚法是合成聚乳酸的較有效的方法。著重研究了以二水合氯化亞錫(SnC

2、l2·2H2O)和對(duì)甲基苯磺酸(TSA)為復(fù)合催化劑，熔融/固相縮聚法合成聚L-乳酸。分別考察了熔融縮聚階段脫水預(yù)聚、催化劑配比及用量、反應(yīng)時(shí)間、溫度及體系真空度等條件的影響和固相聚合階段聚合工藝對(duì)聚乳酸合成的影響。通過紅外光譜(FT-IR)和核磁共振波譜(1H-NMR和13C-NMR)分析表征了聚乳酸的結(jié)構(gòu)，凝膠滲透色譜(GPC)和烏氏粘度計(jì)相結(jié)合測定其分子量及分子量分布；通過差示掃描量熱儀(DSC)、熱失重分析儀(TG)測試聚乳酸的

3、結(jié)晶性能、熔融行為和熱分解行為，偏光顯微鏡(POM)對(duì)其結(jié)晶和熔融情況進(jìn)行直觀的觀察；利用旋光儀表征分析各實(shí)驗(yàn)階段的消旋行為。
　　 研究表明，SnCl2·2H2O/TSA復(fù)合催化劑對(duì)乳酸熔融縮聚有較好的催化效果。本體熔融縮聚法合成聚L-乳酸較為合適的工藝條件為：催化劑用量為0.5wt％，聚合溫度180℃，真空度0.098MPa，反應(yīng)時(shí)間為10h。此時(shí)聚乳酸的粘均分子量為6.17×104，分子量分布1.37，且產(chǎn)率較高，色澤較淺

4、。以熔融縮聚粗產(chǎn)物為原料，固相聚合合成聚L-乳酸較為合適的工藝條件為：首先在105℃下等溫結(jié)晶2h，然后設(shè)定溫度145℃，真空度0.098MPa，聚合時(shí)間15h(變溫控溫方式更好)，所得聚乳酸顏色沒有加深，分子量為1.56×105，是固相聚合前的2.6倍。
　　 在以上研究的基礎(chǔ)上，本文考察了聚乳酸的降解性能，發(fā)現(xiàn)聚L-乳酸具有良好的降解性能。同樣條件下，不同分子量的聚乳酸降解速率不同，分子量高的降解相對(duì)較慢，分子量低的降解相對(duì)