1、聚乳酸(PLA)是目前備受矚目的生物材料，其原料乳酸可來源于生物質(zhì)資源，PLA材料又可經(jīng)微生物作用完全分解為CO2和H2O，是真正意義上的生物可再生聚合物，而且PLA具有優(yōu)良的物理性能，可替代傳統(tǒng)的石油基塑料，具有廣泛的應(yīng)用范圍。
　　 丙交酯開環(huán)聚合法是制備高分子量PLA的常用方法，但聚合中間體-丙交酯的制備過程繁瑣，所得產(chǎn)物粗品需經(jīng)過進(jìn)一步的純化方可達(dá)到聚合要求，因此造成丙交酯聚合法制備PLA的成本較高；另外，PLA作為一種

2、熱塑性材料，對(duì)熱不穩(wěn)定性，這都限制了PLA的應(yīng)用。
　　 本文以L-乳酸為起始原料，對(duì)利用丙交酯開環(huán)法制備PLA以及PLA耐熱性能的提高進(jìn)行如下研究：
　　 首先，L-乳酸經(jīng)縮聚反應(yīng)得到低分子量L-乳酸寡聚物，研究了催化劑種類及濃度對(duì)寡聚物熱裂解得到L-丙交酯粗產(chǎn)率的影響，結(jié)果表明：以Sn(Oct)2為催化劑時(shí)，當(dāng)催化劑加入量為0.6％，所制備的L-丙交酯粗品最大得率可達(dá)96.2％。乳酸寡聚物的末端羥基具有促進(jìn)裂解得到L

3、-丙交酯的作用。制備了多羥基乳酸寡聚物，并首次將此類乳酸寡聚物用于裂解反應(yīng)，得到了55％的精制L-丙交酯，聚合產(chǎn)物PLLA的分子量達(dá)22萬；節(jié)省近三分之一的熱裂解反應(yīng)時(shí)間；放寬最佳熱裂解的乳酸寡聚物的分子量范圍，即將純?nèi)樗峁丫畚锏淖罴褵崃呀夥肿恿糠秶?000～6000擴(kuò)大至2000～12000，對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。
　　 在L-丙交酯重結(jié)晶純化過程中，選擇乙酸乙酯和乙醇兩種溶劑，探討重結(jié)晶因素的影響，特別提出重結(jié)晶時(shí)間對(duì)

4、結(jié)晶產(chǎn)物的影響，時(shí)間過長(zhǎng)或過短都不利于產(chǎn)物獲得最佳純度；采用“滴定-折算”法測(cè)定L-丙交酯中雜質(zhì)乳酸含量，結(jié)合熔點(diǎn)測(cè)定法，借此對(duì)重結(jié)晶工藝的優(yōu)化進(jìn)行了討論。結(jié)果證明：在乙酸乙酯重結(jié)晶體系中，每百克溶劑中溶解L-丙交酯45g～75g，重結(jié)晶最佳時(shí)間為3h～5h；在乙醇體系中，每百克溶劑中溶解L-丙交酯30g～45g，重結(jié)晶最佳時(shí)間為1h～3h。兩種重結(jié)晶體系中，隨重結(jié)晶次數(shù)的增加，晶體的熔程都變窄，且重結(jié)晶3次后，晶體中雜質(zhì)乳酸的含量及熔

5、程基本保持不變。
　　 利用乙酸乙酯重結(jié)晶三次得到的L-丙交酯研究了辛酸亞錫催化L-丙交酯聚合得到聚L乳酸(PLLA)的條件，結(jié)果表明：反應(yīng)溫度為130℃且真空度越高，越有利于聚合得到高分子量PLLA；每一個(gè)不同的催化劑濃度都有一相應(yīng)的最佳聚合時(shí)間，且催化劑濃度越小，PLLA分子量越大，最佳聚合時(shí)間也越長(zhǎng)。當(dāng)聚合溫度為130℃，真空度2Pa～3Pa，催化劑濃度為0.025mol％時(shí)，聚合18h可得到最大粘均分子量為28.9萬的P

6、LLA。
　　 重結(jié)晶溶劑的微量殘留對(duì)L－丙交酯聚合效果影響重大。提出用交替溶劑重結(jié)晶法純化L－丙交酯，得到的L－丙交酯可聚合得到分子量達(dá)42.9萬的PLLA。
　　 接著，在PLLA的共聚改性研究中，先以苯丙氨酸為原料合成3－苯甲基-2，5－嗎啉二酮(PMD)，與丙交酯進(jìn)行開環(huán)共聚，經(jīng)IR、1H NMR、DSC表征，證實(shí)得到(乳酸－苯丙氨酸)無規(guī)共聚物。建立了紅外光譜法定量法測(cè)定共聚物中組分含量，并研究了反應(yīng)條件對(duì)共聚

7、物組分的影響。結(jié)果表明，因PMD的開環(huán)活性低于丙交酯，共聚物中的PMD含量明顯低于實(shí)際投料量。低催化劑濃度條件下(0.025mol％與0.1mol％)，產(chǎn)物特性粘度[η]隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)先增加然后下降；而在高催化劑濃度(0.2 mol％)的條件下，因主鏈中形成了更多更穩(wěn)定的酰胺鍵，產(chǎn)物特性粘度[η]10h內(nèi)維持不變。而進(jìn)入共聚物的PMD苯環(huán)基團(tuán)的穩(wěn)定性，也減弱了催化劑濃度及溫度對(duì)共聚物[η]的影響。
　　 利用ATRP法，以雙溴

8、末端聚乳酸(Br-PLA-Br)為引發(fā)劑、在CuCl/Bpy的配位絡(luò)合催化作用下，引發(fā)單體苯乙烯的聚合反應(yīng)，得到的聚合產(chǎn)物經(jīng)證實(shí)具有PS-PLA-PS的三嵌段結(jié)構(gòu)。共聚物具有縮聚-加聚的聚合特點(diǎn)及分子結(jié)構(gòu)。向PLA鏈兩端引入PS嵌段，可提高PLA的耐熱性能，引入鏈長(zhǎng)約300的PS(即3個(gè)苯乙烯鏈節(jié))，即可將Tg提高約10℃；引入鏈長(zhǎng)約1000的PS(即10個(gè)苯乙烯鏈節(jié))，即可將熱分解溫度提高近60℃；PS－PLA－PS嵌段共聚物在HCl