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如何改进PLA的抗水解性能,控制PLA的降解速率?

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浏览:- 发布日期:2021-11-24 11:13:55【

PLA具有优秀的生物可降解性能,尤其在温度适宜且湿度较高的环境下,PLA就会强烈吸湿并快速分解,大约3-6月就会完全降解失效。

PLA的自然降解主要是吸湿后的水解,PLA本身吸湿速度快,平衡吸湿量高,为其水解创造了有利条件。水解的本质就是酯基的断裂,在酸性环境下,酯基与水反应生成酸和醇,新生成的酸会成为水解反应的催化剂,进一步加剧PLA的水解老化。

工业生产的非医用PLA材料中含有未反应的聚乳酸单体和齐聚物,这些单体和齐聚物比PLA更易吸水,单体吸水后容易反应产生乙酰乳酸,乙酰乳酸和齐聚物都含有端羧基,端羧基会引发PLA的自催化水解,加速水解反应的进行。

现有控制PLA降解速度的技术中,主要采用结晶和封端的方法。

结晶可以提高PLA分子的规整度,在PLA材料内部,结晶部分水解速率慢,而非结晶部分水解速率快,所以结晶度越高,PLA抗水解性能越强。结晶能够提高PLA的抗水解性,但不能彻底解决PLA的抗水解问题。

封端方案是指从外部引入可以与端羧基反应的加工助剂,从而避免端羧基造成的PLA自催化水解。现有封端技术中,过加入碳化二亚胺或聚碳化二亚胺可以有效改善PLA的抗水解性能。

聚合型碳化二亚胺类抗水解剂是一种高效的、耐久型抗水解剂,可以有效捕捉PLA分子末端羧基,阻止PLA分子快速分解。

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