生物醫(yī)用高分子聚乳酸演示文稿

生物醫(yī)用高分子聚乳酸演示文稿目前一頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)目前二頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)潛在的危害：廢舊塑料包裝物混在土壤中，影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和水分，將導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)拋棄在陸地或水體中的廢舊塑料包裝物，被動物當(dāng)作食物吞入，導(dǎo)致動物死亡混入生活垃圾中的廢舊塑料包裝物很難處理：填埋處理將會長期占用土地，混有塑料的生活垃圾不適用于堆肥處理，分揀出來的廢塑料也因無法保證質(zhì)量而很難回收利用目前三頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)目前四頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)目錄一、聚乳酸簡介二、聚乳酸的制備方法三、聚乳酸的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀四、聚乳酸的應(yīng)用及發(fā)展前景目前五頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)一、聚乳酸簡介目前六頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)聚乳酸簡介

聚乳酸(PLA)是一種具有優(yōu)良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料。PLA這種線型熱塑性生物可降解脂肪族聚酯是以玉米、小麥、木薯等一些植物中提取的淀粉為最初原料,經(jīng)過酶分解得到葡萄糖,再經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后變成乳酸,然后經(jīng)過化學(xué)合成得到高純度聚乳酸。聚乳酸制品廢棄后在土壤或水中,30天內(nèi)會在微生物、水、酸和堿的作用下徹底分解成CO2和H2O,隨后在太陽光合作用下,又成為淀粉的起始原料,不會對環(huán)境產(chǎn)生污染,因而是一種完全自然循環(huán)型的可生物降解材料。

目前七頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)優(yōu)勢：原料來源充足能耗量低生物可降解性良好機(jī)械性能及物理性能良好安全性目前八頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)缺點(diǎn)：(1)聚乳酸中有大量的酯鍵,親水性差,降低了它與其它物質(zhì)的生物相容性;(2)聚合所得產(chǎn)物的相對分子量分布過寬,聚乳酸本身為線型聚合物,這都使聚乳酸材料的強(qiáng)度往往不能滿足要求,脆性高,熱變形溫度低(0146MPa負(fù)荷下為54℃),抗沖擊性差;(3)降解周期難以控制;(4)價格太貴,乳酸價格以及聚合工藝決定了PLA的成本較高。這都促使人們對聚乳酸的改性展開深入的研究。

目前九頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)生物相容性聚乳酸具有良好的生物相容性和生物降解性，其降解產(chǎn)物能被生物體所吸收，并且其代謝產(chǎn)物—乳酸是體內(nèi)三竣酸循環(huán)的中間物質(zhì)。PLA的強(qiáng)度較高，主要用于醫(yī)療器械以及骨折固定裝置等。由于其良好的生物活性，也被用做骨填充和替換材料。目前十頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)抗菌性一般的生物降解性塑料，細(xì)菌和霉菌等微生物處于容易附生的傾向。聚乳酸中含有極微量的乳酸或低聚物，這些物質(zhì)在材料表面浸出一部分，將材料表面與人的肌膚同樣保持弱堿性，防止了細(xì)菌和霉菌等微生物的附著和繁殖。聚乳酸是唯一具有優(yōu)良抑菌及抗霉特性的生物可降解塑料。目前十一頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)安全性：聚乳酸是由脂肪族聚酯構(gòu)成的疏水性結(jié)晶性聚合物，只要不在高溫·高濕環(huán)境下長時間放置，就幾乎不產(chǎn)生加水分解。作為發(fā)酵食品容器也有在一定時間能夠安全使用的質(zhì)地。焚化聚乳酸的燃燒熱值是焚化傳統(tǒng)塑料（如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸絕對不會釋放出氮化物、硫化物等有毒氣體。目前十二頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)以PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）為例與PLA作比較目前十三頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)以PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）為例與PLA作比較目前十四頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)二、PLA的制備方法目前十五頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)乳酸即2-羥基丙酸目前十六頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)

PLA的制備方法丙交酯聚合法：乳酸原料轉(zhuǎn)化成丙交酯

乳酸→PLA低聚物→丙交酯（移出）丙交酯開環(huán)聚合得到預(yù)期的較高分子量PLA產(chǎn)品

丙交酯→PLA（連續(xù)熔融聚合和間歇熔融聚合）催化劑目前十七頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)

PLA的制備方法乳酸直接聚合法：乳酸溶液聚合乳酸熔融聚合直接固相聚合與其他材料共聚——體系共沸點(diǎn)，避免聚合物降解，操作設(shè)備復(fù)雜，純化困難——分子量不如溶液聚合，催化劑是研究重點(diǎn)——熔融聚合+固相聚合，分子量大，降低副反應(yīng)目前十八頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)三、PLA的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀現(xiàn)在市場上的PLA纖維及其原料大部分來源于日本，美國和德國目前十九頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)發(fā)展歷史Pelouze首先發(fā)現(xiàn)了聚酸線性二聚體——乳酰乳酸的形成；Nef證實(shí)乳酸在低壓和高溫下發(fā)生脫水反應(yīng)可形成3-7聚合度的低聚物Carothers等提出使用乳酸二聚物聚合的二步法，合成高分子量的PLA20世紀(jì)60年代后期，研究者開始研究PLA及其共聚物在生物醫(yī)學(xué)方面的運(yùn)用，如手術(shù)縫合線EeSantis等分析了等規(guī)的PLLA（聚L-乳酸）和它們的共聚物在制藥學(xué)上的運(yùn)用，如作為藥物釋放系統(tǒng)的基材等1986，Battelle公司和杜邦公司各自開始了把PLA作為日用塑料應(yīng)用的生產(chǎn)和加工技術(shù)的研究2005年1月，目前世界上最大的PLA生產(chǎn)公司NatureworksLLC，擁有11-12種不同等級的PLA，適用于吹膜、雙軸取向膜、熱膜、注塑成型、瓶子及纖維等不同用途Natureworks公司的PLA纖維2004年開始進(jìn)入我國市場，非纖維用途的PLA樹脂2005年2月進(jìn)入我國市場，我國目前工業(yè)用聚乳酸的制備主要處于在實(shí)驗(yàn)室

目前二十頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)四、PLA的應(yīng)用及發(fā)展前景目前二十一頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)5、生物醫(yī)學(xué)材料聚乳酸（PLA)的應(yīng)用

聚乳酸（PLA）1、包裝材料（食品，汽車，電子等領(lǐng)域2、一次性生活用品和餐飲用具3、農(nóng)林漁業(yè)材料4、纖維紡織材料。。。。。。目前二十二頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)

外科手術(shù)縫合線

藥物控制釋放系統(tǒng)

組織工程方面的應(yīng)用

骨折內(nèi)固定材料

基因治療載體

眼科材料目前二十三頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)聚乳酸及其共聚物的研究與應(yīng)用是近年來生物醫(yī)學(xué)材料研究的重要方向，為生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供了新的手段。

目前國內(nèi)外學(xué)者正從基礎(chǔ)和應(yīng)用兩方面廣泛展開對聚乳酸體系的研究開發(fā)，重點(diǎn)是生物降解性試驗(yàn)方法及評價標(biāo)準(zhǔn)、降解機(jī)理、合成加工和應(yīng)用技術(shù)等。隨著研究的不斷深入，隨著生物醫(yī)學(xué)和材料學(xué)的進(jìn)一步結(jié)合，聚乳酸及其共聚物在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究將會越來越廣泛和深入。目前二十四頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)隨著PLA纖維聚合工藝的局部成熟，它被認(rèn)為是最具發(fā)展前景的“綠色環(huán)?！崩w維之一。它具有芯吸導(dǎo)濕性、良好的抗紫外線性和耐菌性，優(yōu)良的阻燃性、出色的回彈性及懸垂性。因此用PLA纖維制得的非織造布可用于農(nóng)業(yè)；園藝方面，可用作種子培植、育秧、防霜及除草用布等；在醫(yī)療衛(wèi)生方面，可用作手術(shù)衣、手術(shù)覆蓋布、口罩等，也可用作尿布、婦女衛(wèi)生巾的面料及其他生理衛(wèi)生用品；在生活用品方面，可用作衣料、擦揩布、濾渣袋等。目前二十五頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)PLA薄膜有高透明度、高光澤度等優(yōu)點(diǎn)，同時具有持久宜人香味和優(yōu)質(zhì)的透氣性，能使得凈菜、面包、油炸圈等保持新鮮，可作為食品包裝材料廣泛應(yīng)用。目前二十六頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)

聚乳酸應(yīng)用的突破，最有可能是出現(xiàn)在包裝市場，而且最有可能是在食品包裝方面。擁有世界上最大的聚乳酸品牌的美國卡基爾·道聚合物公司的聚乳酸市場大約80%是在包裝方面。目前二十七頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)由于聚乳酸復(fù)合材料的生物降解性和利于回收,不對環(huán)境產(chǎn)生壓力,可廣泛的用于生產(chǎn)一次性餐飲用具。例如:塑料容器,杯子、盤子、食品容器(盒)、液體容器(瓶、桶)、飲料用瓶、餐具(刀、勺叉)、快餐盒、方便面碗、開水沖泡餐具、電子微波爐加熱餐具等。也可用于休閑用品,如釣魚、野外旅行用具等。故其市場前景非常廣闊。目前二十八頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)為了節(jié)省石油資源同時減少地球溫室效應(yīng)，進(jìn)一步拓展由可再生的生物資源制造而來的聚乳酸的應(yīng)用領(lǐng)域，日本許多公司對PLA在電子電器領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究并取得了卓越的成效。日本NEC公司筆記本電腦部件材料日本富士通公司的筆記本電腦機(jī)殼材料富士通公司的LSI包裝帶索尼公司IC卡……目前二十九頁\總數(shù)三十一頁\編于二十點(diǎn)聚乳酸（PLA)發(fā)展前景預(yù)測，在今后幾年中北美生物降解塑料市場需求強(qiáng)勁，2009年將達(dá)到1.6Mt，其中PLA的市場需求量為1Mt左右。PLA銷售年均增長率為7%。2008年世界塑料消費(fèi)量約為115Mt，如果10~20年后替代石油基聚合物的消費(fèi)量按10%~20%計，世界PLA需求量將達(dá)到11.5Mt至23.0Mt。目前，世界PLA產(chǎn)量約為100Mt，發(fā)展勢頭很猛，如日本一井東壓化學(xué)公司正在大弁田工業(yè)所建設(shè)500t/a的生產(chǎn)裝置；島津制作所建有100t/a中試裝置；美國Cargill公司在1994年建有0.5萬t/aPLA裝置。另外，美Ecochem公司、日本的大日本油墨公司都在建PLA工廠?！?zhèn)海2010年《聚乳酸的