Page 61 - 《橡塑技术与装备》2024年7期
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理论与研究                                                    路洋 等·生物可降解塑料 PLA 的改性研究进展


                皮胶原纤维，它本身为水溶性蛋白质的混合物。张群                           2 PLA 的化学改性
                等  [25]  将 PLA 与明胶分别溶解后，共混成膜，结果证                      化学改性是指在聚合物分子链上通过化学方法进
                实明胶不仅可以提高聚乳酸的亲水性，还在复合材料                           行共聚，嵌段 , 接枝 , 交联与降解等反应 , 或者引入新
                膜中充当缓冲剂，形成疏松多孔的结构，从而提高膜                           的官能团
                的机械性能。                                                已有的研究表明，可以通过化学改性来改善聚乳
                    姚进  [26]  先利用酸酐改性油茶果壳纳米晶须米晶须                  酸的亲疏水、耐冲击、耐热、熔体强度、力学等方面
               （BCNC）对 PLA 进行增强改性，制备出 BCNC/PLA                    的性能。
                复合薄膜，再利用 FeCl 3 ·6H 2 O 在制备出的 BCNC/                   何静等   [30]  先用 4- 羟脯氨酸制备 Boc- 羟脯氨酸，
                PLA  膜表面引发吡咯 (Py) 进行原位聚合，制备出                      然后利用溶液 - 熔融聚合法将制得的 Boc- 羟脯氨酸
                BCNC/PLA-PPy 多层复合膜。结果表明 ：覆有聚吡                     和丙交酯合成聚乳酸 - 羟脯氨酸［P(LA-co-HP)］
                咯的 BCN/PLA 膜对大肠杆菌显示出明显的抑制效果，                      共聚物。结果表明，聚合物的接触角大幅度降低，亲
                由于 PPy 主链包含了一种特殊的结构并带电，对大肠                        水性得到明显改善。同时，复合材料的降解速率也大
                杆菌有更好的限制效果，所以抑制效果随着多层复合                           于纯 PLA。这两种性能的改善都是因为羟脯氨酸在聚
                膜中 PPy 含量的增加而提高。                                  乳酸中引入了亲水基团。
                    Siakeng 等  [27]  利用碱处理后的椰壳纤维（CF）和                 Chen 等  [31]  将 PLA 与少量的三甲基环己烷混合后
                菠萝叶纤维（PALF）对聚乳酸进行协同增强改性，然                         进行反应。结果表明，制备的改性材料的断裂伸长率
                后对复合材料的弯曲、形态和动态力学性能进行表征。                          在保持较高拉伸应力的同时比纯 PLA 高 20 倍以上，
                弯曲性能表明，碱处理后的椰壳纤维和菠萝叶纤维可                           冲击强度是纯 PLA 的 1.6 倍。因此，改性聚乳酸可降
                以显著提高 PLA 的弯曲强度和模量。扫描电镜观察表                        解聚合物由于其优越的力学性能，在作为生物医学材
                明，填料在聚乳酸中具有良好的分散性。动态力学分                           料方面具有更大的应用潜力。
                析表明，复合材料的玻璃化转变温度和储能模量都比                               Anuradha 等  [32]  采用微波辅助溶剂热法合成氧化
                纯 PLA 高出许多。总体研究结果表明，碱处理的共混                        锰纳米颗粒，并通过 L- 丙交酯的自催化开环聚合将
                生物复合材料（CF/PALF/PLA）具有很好的弯曲性能、                     其与聚乳酸接枝。采用红外光谱、透射电子显微镜、
                动态性能和形态性能。                                        氢核磁共振、碳核磁共振、X 射线衍射、x 射线光电
                    刘向东等    [28]  采用层叠热压复合法以蚕丝织物对                 子能谱、热重分析仪和差示扫描量热仪等多种分析
                PLA 进行填充改性，制备了蚕丝 /PLA 复合材料。研                      技术对 Mn 3 O 4 /PLA 纳米复合材料进行了表征。利用
                究结果表明，蚕丝织物的加入大大提升了复合材料的                           VSM 和 SQUID 对纳米复合材料的磁性进行了研究，
                拉伸强度和冲击强度，同时又保持着较好的耐腐蚀性                           发现具有超顺磁性的 Mn 3 O 4 纳米颗粒的 PLA 涂层的
                和柔韧性。但是复合材料的耐热性有所下降。所以对                           磁性行为发生了显著变化。
                蚕丝织物进行脱胶预处理可以使复合材料的力学性能                               Su 等  [33]  通过氯化和氨解等接枝改性方法合成了
                和热稳定性得到了较大的提升。                                    胶原改性聚乳酸 (CPLA)。研究结果表明，测得胶原
                    Jiratti Tengsuthiwat 等  [29]  先制备了 PLA/Cu 2 O  蛋白接枝率约为 6.7%，证明胶原蛋白已接枝到 PLA
                复合材料，然后利用三聚氰胺甲醛树脂包覆剑麻纤维                           中。吸水性能测试表明，CPLA 的亲水性远远高于纯
                (MF- 剑麻纤维 ) 改性 PLA/Cu 2 O 复合材料。研究结                PLA。此外，降解性测试发现 PLA 的降解行为发生了
                果表明，MF- 剑麻纤维的加入提高了 PLA/Cu 2 O 复合                  明显的改变，CPLA 的降解过程中不存在明显的酸催
                材料的强度和断裂伸长率以及热稳定性。在 Cu 2 O 和                      化自加速降解行为。
                MF- 剑麻纤维的存在下，PLA 基体的结晶度、热导                            李珊珊等    [34]  采用扩链剂对聚乳酸进行扩链改性以
                率和电导率略有增加。PLA/Cu 2 O 复合材料的吸水率                     改善其发泡性能，研究了扩链剂对聚乳酸黏度、熔体
                相比于纯 PLA 有所降低，但是由于 MF- 剑麻纤维中                      流动速率、熔体黏度的影响。研究结果表明，扩链剂
                存在自由羟基，MF- 剑麻纤维改性 PLA/Cu 2 O 复合材                  的加入使 PLA 的黏度变大，熔体流动速率变小，熔体
                料的吸水率增加。同时 Cu 2 O 的存在阻碍了紫外线透                      强度变大，减小材料表观密度、泡孔直径，增大其泡
                射通过 PLA 复合材料，提高了 PLA 的抗紫外性。                       孔密度，显著的改善了 PLA 的发泡效果。


                      年
                2024     第   50 卷                                                                      ·13·
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