葡萄糖/聚乳酸共混体系的研究开题报告

1. 研究目的与意义

聚乳酸(PLA) 是重要的环境友好高分子材料,具有优良力学性能、生物相容性、生物降解性和资源可再生性 ,在生物医学工程、涂料、薄膜、热塑材料、纺织等领域也都有巨大的市场。

聚乳酸常被进行共聚或共混改性,以改善其性能,降低成本。采用纤维素及其衍生物改性聚乳酸,可以制备完全生物降解的高分子材料,使其具有聚乳酸的优良性能和纤维素类材料的低成本等优势。

本论文用葡萄糖与聚乳酸进行共混共聚改性,并对聚乳酸与葡萄糖的相容性、共混物的热性能、结晶性能和降解性能进行研究。采用粘度法测定产物相对分子质量，并以红外光谱和DSC对产物进行表征。

2. 国内外研究现状分析

聚乳酸(poly(lactic acid),pla)是一种由可再生植物资源如谷物或植物秸秆发酵得到的乳酸经过化学合成制备的生物降解高分子。聚乳酸无毒、无刺激性,具有优良的可生物降解性、生物相容性和力学性能,并可采用传统方法成型加工,因此,聚乳酸替代现有的一些通用石油基塑料己成为必然趋势。由于聚乳酸自身强度、脆性、阻透性、耐热性等方面的缺陷限制了其应用范围,因而,增强改性聚乳酸己成为目前聚乳酸研究的热点和重点之一。因而被认为是 21 世纪最有前途的可生物降解的功能材料，近十几年来，国内外关于聚乳酸的研究成为热点。

糖类是生物质最重要的组成部分,从糖类出发可得一系列有用的化合物。在众多糖中,d-葡萄糖单体以β-1,4-糖苷键连接形成纤维素广泛存在于自然界,果糖在自然界中的储量不如葡萄糖丰富,除了可作为一种健怡糖应用于食品工业 外,还可作为原材料合成呋喃类化合物代替石油衍生物制备聚合材料和液体燃料添加物。葡萄糖和果糖都是六碳糖,前者为醛糖后者为酮糖,两者互为异构体。

葡萄糖在自然界中分布极广,游离状态的葡萄糖存在于植物果实中,动物中也有存在,葡萄糖是有机体能量的主要来源,是许多糖类化合物的组成部分,是多种有机醇和抗生素的糖质原料结晶葡萄糖是主要以玉米淀粉乳为原料,采用双酶法降解转化为葡萄糖后,经过除渣、活性炭脱色、离子交换树脂脱盐等净化处理后,再经过蒸发浓缩、降温冷却结晶、分离、烘干等工序精制而成的一种全结晶体状态的葡萄糖。

改性技术是提高材料力学性能，降低成本，改善降解性能的有效途径。聚乳酸为线性聚物，亲水性差，通过分子量及分子量分布来调节其降解速度有很大的局限性，因此有必要对聚乳酸进行改性。聚乳酸的改性方法有化学改性和物理改性，化学改性包括共聚、交联、表面修饰等，主要是通过改变聚合物大分子或表面结构改善其脆性、疏水性及降解速率等；物理改性主要是通过共混、增塑及纤维复合等方法实现对聚合物的改性。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

①以dmac为溶剂对l-乳酸（l-la）和葡萄糖（glu）进行共混；

② 直接使用l-乳酸（l-la）和葡萄糖（glu）作为起始原料，通过直接熔融缩聚合成新颖的生物可降解材料聚（l-乳酸-co-葡萄糖）；

4. 研究创新点

糖类及其衍生物来源广泛,且具有良好的组织亲和性和细胞相容性,将其用于改善高分子生物相容性、生物可降解性等性能已逐渐成为研究热点;而乳酸作为生物代谢产物,对环境无危害,且简单易得。将二者结合,实现对PLA材料的改性,非常符合绿色化学的要求。

有关葡萄糖与聚乳酸共混共聚改性的研究报道很少，本论文以葡萄糖为原料与聚乳酸进行共混共聚。葡萄糖/聚乳酸共混采用溶剂蒸发法，能循环利用溶液节，约了大量的资源；而共聚改性是直接熔融法，具有流程简单、合成步骤少、溶剂消耗少、成本低廉等优点。