1、聚乳酸(PLA)是一種新型環(huán)境友好材料，已被用于人體組織修復、傷口縫合、醫(yī)藥和農藥的控制釋放等；在包裝、建材等其他應用領域，用它代替?zhèn)鹘y的通用塑料，能從根本上避免對環(huán)境的污染和危害，具有廣闊的應用前景。針對目前聚乳酸合成中存在的諸如反應時間長、生產效率低，工藝復雜、產品成本高等問題，本文系統研究了合成聚乳酸的丙交酯開環(huán)聚合法和乳酸熔融縮聚法兩種工藝路線，成功地將微波輻射技術引入到聚乳酸合成工藝中，并對聚乳酸合成反應動力學及環(huán)境降解性能等

2、問題進行了較為深入系統的研究，取得了令人滿意的結果。 本文首先以乳酸為原料，研究了丙交酯開環(huán)聚合法合成聚乳酸的工藝。在乳酸合成丙交酯工藝中，通過對催化劑及投加方式的選擇、反應條件的優(yōu)化，合成出具有較高產率的純丙交酯，為進一步合成聚乳酸奠定了良好的基礎。在丙交酯開環(huán)聚合合成聚乳酸工藝中，采用傳統加熱法在150～160℃下反應6～8h，合成出粘均分子量Mη為21～22萬的聚乳酸，但該反應需要在高真空條件下進行。本文在丙交酯開環(huán)聚合工

3、藝步驟中引入微波輻射促進反應技術，提出采用某種無機材料(HIT-C)作為微波輔助加熱介質，研究開發(fā)出新型微波輻射合成工藝，可使反應在常壓下進行，合成相同分子量的聚乳酸僅需在450W功率下輻射反應30min，提高工效十余倍。 針對丙交酯開環(huán)聚合法存在的產率較低、兩步反應過程較為復雜等問題，進一步研究了乳酸熔融縮聚合法合成聚乳酸的工藝。本文采用氯化亞錫(SnCl2)-對甲苯磺酸(TSA)復合體系為催化劑，獲得了很好的催化效果，有效地

4、提高了熔融縮聚合法合成聚乳酸的分子量。傳統加熱法中，乳酸經140℃下預聚8h、165℃下聚合8h后，獲得了粘均分子量Mη為6.45×104的聚乳酸產品。本文在該合成工藝中引入微波輻射促進反應技術，在介質HIT-C的輔助加熱作用下，乳酸經320W功率預聚35min和528W聚合40min后，合成出粘均分子量Mη為5.08×104的聚乳酸。 新的微波輻射合成工藝降低了對操作條件的要求，使合成反應周期明顯縮短，在很大程度上降低了能耗和

5、聚乳酸的生產成本，具有工業(yè)化推廣價值。 本文對所合成的聚乳酸進行了結晶性、力學性能及熱性能等物理性能分析，研究了分子量及構型對各項物理性能的影響。結果表明，聚D,L-乳酸(PDLLA)為無定型結構，聚L-乳酸(PLLA)為部分結晶結構，較高分子量的聚乳酸具有良好的力學性能和加工性能。 本文系統地研究了傳統加熱法和微波輻射法下乳酸熔融縮聚反應動力學，考察了催化劑、反應溫度、微波功率、加熱介質等實驗條件對反應級數和反應速率常

6、數的影響，建立了相應的反應動力學方程。研究結果表明，乳酸自催化反應為三級慢反應，外加酸催化反應為二級反應；微波輻射不改變原有的反應級數，但使反應速率常數顯著增大。微波法中輔助加熱介質的應用，進一步提高了反應速率常數。通過對微波輻射下反應動力學的系統研究為合理解釋微波輻射加速乳酸熔融縮聚反應的原理提供了實驗依據。 本文還較為系統地研究了聚乳酸薄膜的環(huán)境降解性能，考察了聚合物初始分子量、降解環(huán)境及聚合物構型等對降解過程的影響。結果表

7、明，聚乳酸具有良好的環(huán)境可降解性，降解速率受聚乳酸的分子量、構型及降解環(huán)境的影響較大。溶液中的降解反應隨溶液酸性的增強而加劇，隨分子量的增大而降低。部分結晶性的PLLA在溶液中的降解速率要比無定型態(tài)的PDLLA慢。在室外土壤中，由于土壤中微生物的侵蝕作用，質量損失較在溶液中快。在實驗考察范圍內，分子量的降解在一定時間內符合一級降解反應動力學規(guī)律。電鏡實驗結果表明，隨降解的進行，薄膜表面出現溶脹侵蝕、粗糙及孔洞等現象，且隨著時間的延長而不