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如何改進(jìn)PLA的抗水解性能,控制PLA的降解速率?

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瀏覽:- 發(fā)布日期:2021-11-24 11:13:55【

PLA具有優(yōu)秀的生物可降解性能,尤其在溫度適宜且濕度較高的環(huán)境下,PLA就會(huì )強烈吸濕并快速分解,大約3-6月就會(huì )完全降解失效。

PLA的自然降解主要是吸濕后的水解,PLA本身吸濕速度快,平衡吸濕量高,為其水解創(chuàng )造了有利條件。水解的本質(zhì)就是酯基的斷裂,在酸性環(huán)境下,酯基與水反應生成酸和醇,新生成的酸會(huì )成為水解反應的催化劑,進(jìn)一步加劇PLA的水解老化。

工業(yè)生產(chǎn)的非醫用PLA材料中含有未反應的聚乳酸單體和齊聚物,這些單體和齊聚物比PLA更易吸水,單體吸水后容易反應產(chǎn)生乙酰乳酸,乙酰乳酸和齊聚物都含有端羧基,端羧基會(huì )引發(fā)PLA的自催化水解,加速水解反應的進(jìn)行。

現有控制PLA降解速度的技術(shù)中,主要采用結晶和封端的方法。

結晶可以提高PLA分子的規整度,在PLA材料內部,結晶部分水解速率慢,而非結晶部分水解速率快,所以結晶度越高,PLA抗水解性能越強。結晶能夠提高PLA的抗水解性,但不能徹底解決PLA的抗水解問(wèn)題。

封端方案是指從外部引入可以與端羧基反應的加工助劑,從而避免端羧基造成的PLA自催化水解?,F有封端技術(shù)中,過(guò)加入碳化二亞胺或聚碳化二亞胺可以有效改善PLA的抗水解性能。

聚合型碳化二亞胺類(lèi)抗水解劑是一種高效的、耐久型抗水解劑,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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