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Los métodos de procesamiento adecuados incluyen: conformado al vacío, moldeo por inyección, máquina de soplado de botellas, película transparente, laminación, envoltura de plástico, recubrimiento de papel, hilado por fusión, etc.
Las materias primas del ácido poliláctico (PLA) son principalmente materias primas naturales como el maíz, lo que reduce la dependencia de los recursos petrolíferos y reduce indirectamente las emisiones de gases contaminantes como los óxidos de nitrógeno y los óxidos de azufre durante el proceso de extracción del petróleo. proceso de refinación. Para deshacerse de la dependencia de recursos petroleros cada vez más agotados, el desarrollo vigoroso de polímeros biodegradables amigables con el medio ambiente para reemplazar los productos plásticos a base de petróleo se ha convertido en un punto crítico de investigación y desarrollo. Según la estrategia de desarrollo sostenible de mi país, el uso de recursos renovables como materia prima y la biotecnología para producir ácido poliláctico (PLA) biodegradable tiene un enorme potencial de mercado. El procesamiento profundo de productos de cereales y la producción de productos de alto valor añadido son medidas importantes para lograr un gran desarrollo económico.
Análisis del mercado nacional de ácido poliláctico:
China es un importante productor y consumidor de materiales de resina plástica, con una producción anual de casi 190.000 toneladas de diversos productos plásticos. Es imperativo desarrollar y producir vigorosamente productos plásticos EDP respetuosos con el medio ambiente, lo que ayudará a reducir la contaminación ambiental de los productos plásticos a base de petróleo y reducirá la dependencia y el consumo de recursos petroleros no renovables. En la actualidad, muchas empresas e instituciones en China participan en la investigación y aplicación de materiales de poliéster "PLA", y los proyectos de desarrollo de PLA también figuran en el "Noveno Plan Quinquenal", el "Décimo Plan Quinquenal", el "863 ", "973" y "Plan Antorcha", "Plan Chispa", "Undécimo Plan Quinquenal" y proyectos clave de investigación científica del plan nacional de desarrollo científico y tecnológico a mediano y largo plazo. Sin embargo, el ritmo de industrialización del EPL en China es actualmente lento. Después de años de investigación y desarrollo, sólo empresas e instituciones más poderosas, como Zhejiang Hisun Group y Shanghai Tongjieliang Biotechnology Co., Ltd., han logrado más resultados. Jiangyin Gaoxin también desarrolla productos como gránulos, fibras y telas no tejidas. Los materiales de poliéster PLA dependen principalmente de importaciones extranjeras. Debido al alto precio de importación de las materias primas de PLA, esto también limita la aplicación y el desarrollo de materiales poliméricos de PLA en mi país.
Con la adhesión de China a la OMC, tecnologías de producción avanzadas, equipos y nuevos productos han ingresado al mercado interno en grandes cantidades. Esto también ha impulsado a algunas empresas, instituciones, empresas del grupo y compañías de producción de ácido láctico nacionales a comenzar. establecer la industria del PLA y utilizar las ricas ventajas de recursos, las ventajas tecnológicas y las ventajas de recursos humanos de las instituciones de investigación científica compiten con los productos de PLA extranjeros, formando con éxito un mercado de consumo interno representado por productos de PLA y ganando divisas a través de las exportaciones.
Economistas y ambientalistas señalan que el desarrollo de materiales EDP de alto rendimiento, como una de las medidas para controlar la contaminación ambiental en China, está recibiendo gradualmente apoyo gubernamental. El país ha incluido los plásticos EDP en las áreas prioritarias del país para el desarrollo de industrias de alta tecnología (materiales de embalaje, materiales de aplicación agrícola, materiales médicos, etc.), y el desarrollo de materiales de embalaje plásticos EDP también se ha incluido en la China del siglo XXI. Orden del día. Los plásticos de biomasa se están introduciendo en el mercado y abriéndolo, con un enorme potencial de mercado en agricultura, embalaje, artículos de primera necesidad, medicina y otros campos.
En 2005, la demanda china de materiales de embalaje plásticos alcanzará los 5,5 millones de toneladas. Si 1/3 de ellos son envases de plástico de un solo uso y productos de difícil recogida, los residuos alcanzarán las 18.000 toneladas. Según las previsiones del Ministerio de Agricultura, la superficie cubierta nacional de películas plásticas alcanzará los 65.438,7 millones de acres en 2005, y la demanda de películas plásticas, bolsas de abono, macetas para plántulas, películas plásticas, astillas de madera, cajas y otros productos agrícolas y secundarios alcanzará los 6.543.802 millones de toneladas. Algunos artículos de primera necesidad diarios desechables, como bolsas de basura, redes de construcción, telas no tejidas y materiales médicos y sanitarios, también son difíciles de recolectar. Se estima que los residuos alcanzarán los 4,4 millones de toneladas.
Si 50 de ellos se sustituyen por plásticos EDP, la demanda del mercado de plásticos EDP alcanzará los 2,2 millones de toneladas. Incluyendo los productos que complementan los recursos, la demanda interna total de plásticos EDP alcanzará los 2,6 millones de toneladas en 2005. Por otro lado, la calidad de los productos plásticos EDP de mi país está garantizada y el costo es relativamente bajo. En los últimos años, algunos países como Australia, Japón y Corea del Sur se muestran optimistas sobre el mercado chino de plásticos de poliolefina biodegradables con alto contenido de almidón y han venido a China para discutir el comercio y la cooperación. En la actualidad, el volumen de exportación que ingresa al mercado internacional ha alcanzado las 20.000 toneladas y se espera que alcance las 200.000 toneladas en 2005. En consecuencia, la demanda total nacional y extranjera de plásticos EDP alcanzará los 28 millones de toneladas en 2005, lo que representa el 11,2% de la producción total prevista de productos plásticos (250 millones de toneladas). Esto es básicamente coherente con la tendencia de desarrollo en el extranjero. Por lo tanto, el plástico EDP es una industria emergente y en desarrollo con un enorme potencial de mercado. La tasa media de crecimiento anual de la demanda entre 2005 y 2010 fue de 20, y la demanda del mercado alcanzará los 6,9 millones de toneladas en 2010.
Según las predicciones de los expertos, para lograr una estrategia de desarrollo de recursos sostenible, China ha planeado establecer una base nacional de producción de plástico a partir de biomasa. En los próximos 5 a 10 años, mi país formará un mercado de ventas a gran escala dominado por los plásticos degradables PLA, con un valor de producción anual de decenas de miles de millones de yuanes. En términos de materiales de liberación controlada de fármacos, materiales de fijación ósea y materiales de reparación de tejidos humanos, si se pueden producir e introducir con éxito en el mercado varios sistemas de liberación controlada de fármacos, materiales de fijación ósea y materiales de catéter mínimamente invasivos, el valor de producción anual será al menos varios miles de millones de yuanes. En términos de productos de fibra ecológica, el desarrollo y producción de productos de fibra de alta calidad tendrá un espacio de ventas en el mercado con un valor de producción anual de 654,38 billones de yuanes. En términos de productos plásticos degradables, el espacio del mercado de consumo de China es mayor, con ventas anuales que alcanzan decenas de miles de millones de yuanes. En términos de suministros médicos desechables, si podemos desarrollar dispositivos médicos desechables respetuosos con el medio ambiente que puedan autodestruirse funcionalmente y descomponerse y dañar el medio ambiente, entonces el espacio de mercado y las ganancias serán enormes, y su importancia será de gran alcance.
El ácido poliláctico es un material de poliéster que no tiene efectos tóxicos en el cuerpo humano y tiene buena biocompatibilidad, biodegradabilidad y bioabsorbibilidad. En diversas aplicaciones farmacéuticas y biomédicas, el ácido poliláctico, el ácido poliglicólico (PGA) y los polímeros de ácido láctico-glicólico * * * (PLGA) pueden degradarse enzimática o químicamente y no requieren extirpación quirúrgica después de completar sus tareas objetivo. como materiales poliméricos biomédicos, como materiales de liberación sostenida de fármacos, suturas quirúrgicas y materiales de fijación interna de fracturas. El ácido poliláctico es estable a temperatura ambiente y su producto de degradación es el ácido láctico. Es un recurso ambientalmente renovable y no contamina el medio ambiente. También se puede utilizar como material polimérico respetuoso con el medio ambiente y se puede convertir en películas, láminas, espumas, productos moldeados por inyección, botellas huecas moldeadas por soplado, etc. Mediante el uso de métodos comunes de procesamiento de plástico, como extrusión, moldeo por inyección y moldeo por soplado.
Actualmente existen dos métodos para sintetizar ácido poliláctico. Uno es el método de policondensación directa de ácido láctico (método PC). Los métodos de polimerización comúnmente utilizados incluyen el método de policondensación por fusión, el método de policondensación por fusión-polimerización en estado sólido y el método de policondensación en solución. La otra es la polimerización con apertura de anillo (método ROP), que sintetiza lactida (3,6-dimetil-1,4-dioxano-2,5-diona) a partir de la deshidratación y ciclación del monómero de ácido láctico y luego se obtiene ácido poliláctico de alto peso molecular. obtenido por polimerización con apertura de anillo de lactida.
El ácido poliláctico tiene grandes perspectivas de aplicación, pero sus defectos físicos, como la fragilidad y la lenta velocidad de cristalización, dificultarán el procesamiento y moldeo del PLA. Existen muchos estudios extranjeros sobre el ácido poliláctico y sus productos modificados. En los últimos años, mi país también ha investigado intensamente el ácido poliláctico. Este artículo proporciona una revisión detallada de los métodos de síntesis y la investigación de modificación del ácido poliláctico en los últimos años.
1 Método de síntesis de ácido poliláctico
1.1 Síntesis directa de ácido poliláctico
Principio de 1.1.1
El método de síntesis directa utiliza Los agentes deshidratantes y catalizadores de alta eficiencia deshidratan y condensan ácido láctico u oligómeros de ácido láctico en ácido poliláctico de alto peso molecular. La Figura 1 (omitida) muestra el proceso de síntesis directa del ácido poliláctico. La fuente de ácido láctico, la materia prima del ácido poliláctico sintetizado por método directo, es suficiente, lo que reduce en gran medida el costo y favorece la promoción de materiales de ácido poliláctico. Sin embargo, el ácido poliláctico obtenido mediante este método tiene un peso molecular bajo y propiedades mecánicas deficientes, lo que inhibe la aplicación práctica del ácido poliláctico obtenido mediante este método.
La clave de la polimerización directa es eliminar las materias primas y las pequeñas moléculas (agua) producidas durante la reacción, y controlar la temperatura de reacción.
Debido a que el aumento de la temperatura de la reacción favorece el progreso de la reacción, cuando la temperatura es demasiado alta, el oligómero sufrirá escisión y ciclación, despolimerizándose en un dímero cíclico de ácido láctico-lactida. En alto vacío, se eliminan las moléculas de agua y también se elimina la lactida producida por la despolimerización, lo que promueve la reacción y la despolimerización y no favorece la producción de ácido poliláctico de alto peso molecular. Por lo tanto, la reacción debe eliminar las moléculas de agua por un lado y suprimir la pérdida de lactida por el otro. Ésta es la clave.
1.1.2 Método de policondensación en fusión
La temperatura del sistema de reacción es superior al punto de fusión del polímero y la reacción transcurre en estado fundido. Es una reacción de polimerización en masa sin ningún medio, y los subproductos formados (agua, lactida, etc.) se eliminan continuamente mediante gas inerte o mediante el vacío del sistema. La ventaja es que el producto es puro y no requiere un medio de separación; la desventaja es que el peso molecular relativo del producto obtenido mediante policondensación en estado fundido no es alto. Porque a medida que avanza la reacción, la viscosidad del sistema aumenta cada vez más, lo que dificulta la expulsión de moléculas pequeñas y lograr el equilibrio en la dirección de polimerización. En el proceso de polimerización en fusión, el catalizador, el tiempo de reacción, la temperatura de reacción y el grado de vacío tienen una gran influencia en el peso molecular relativo del producto.
Ren Jie y otros de la Universidad de Tongji inventaron un método de fusión directa para preparar ácido poliláctico polimérico. Bajo la protección de un gas inerte, agregue un extensor de cadena que contenga dos grupos funcionales activos al prepolímero de ácido poliláctico. Un grupo funcional es fácil de reaccionar con el grupo hidroxilo y el otro grupo funcional es fácil de reaccionar con el grupo carboxilo. Cloruro de 1,2-epoxioctanoilo, cloruro de ciclohexilo, etc. Oxicloropropano, diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de tetrametilo, etc. Luego se prepara ácido poliláctico mediante extrusión reactiva de manera que la viscosidad intrínseca del ácido poliláctico obtenido mediante la reacción sea diferente de la del prepolímero.
Yu Muhuo, de la Universidad de Donghua, inventó un método para preparar ácido poliláctico de alto peso molecular mediante policondensación en estado fundido. Utilizando ácido láctico y ácido dibásico alifático como materiales de partida, se prepara un prepolímero de ácido láctico con grupos carboxilo en ambos extremos y luego se agrega una cierta proporción de resina epoxi para preparar ácido poliláctico de alto peso molecular en ciertas condiciones de temperatura y presión. Optimizando las condiciones, se puede obtener un polímero con un peso molecular promedio de viscosidad de 65438-300.000-220.000.
En términos de selección de catalizadores, los catalizadores de esterificación comúnmente utilizados incluyen ácidos medios y fuertes H2SO4, H3PO4, etc. Metales de transición y sus óxidos y sales, como estaño, zinc, dióxido de estaño, óxido de zinc, cloruro estannoso, cloruro estannoso, etc. Compuestos orgánicos metálicos, como octoato estannoso, trietilaluminio, etc. Este grupo de investigación utilizó óxidos de tierras raras Y2O3, Nd2O3 y Eu2O3 que son fáciles de separar del producto para catalizar la condensación directa del ácido láctico para sintetizar ácido poliláctico con un peso molecular promedio de viscosidad de 8,157 × 103 g/mol. En investigaciones posteriores, se utilizó el superácido sólido de tierras raras so42-/TiO 2-Ce4 para catalizar directamente la síntesis de ácido poliláctico, y se obtuvo un ácido poliláctico con un peso molecular promedio de alta viscosidad (1,39 x 104 g/mol).
1.1.3 Método de policondensación en estado fundido-polimerización en estado sólido
Este método primero polimeriza el monómero reactivo ácido láctico bajo presión reducida y deshidratación para formar ácido poliláctico de bajo peso molecular, y luego el prepolímero. se procesa a alta policondensación a una temperatura por debajo de la temperatura de transición vítrea pero por debajo del punto de fusión. En el prepolímero de ácido láctico de bajo peso molecular, la cadena macromolecular está parcialmente "congelada" para formar una región cristalina, mientras que los grupos terminales funcionales, los monómeros moleculares pequeños y los catalizadores están excluidos de la región amorfa, obteniendo así suficiente energía para acercarse entre sí a través de difusión, colisión efectiva, permitiendo que continúe la reacción de polimerización. La pequeña molécula de hielo subproducto del sistema de reacción se elimina mediante vacío o gas inerte, lo que mueve el equilibrio de la reacción en la dirección positiva y promueve un mayor aumento del peso molecular del prepolímero. Dado que la reacción se lleva a cabo en condiciones suaves, se pueden evitar reacciones secundarias a altas temperaturas, mejorando así la pureza y calidad del ácido poliláctico. Xing et al. primero fundieron el ácido L-láctico policondensado para obtener un prepolímero de ácido L-láctico de bajo peso molecular. Después de la cristalización isotérmica, el prepolímero no puede fundirse en condiciones de polimerización en estado sólido a temperaturas más altas, y la despolimerización del ácido poliláctico se inhibe en gran medida durante la polimerización en estado sólido. En presencia de tamices moleculares, se realiza una polimerización en fase sólida al vacío para obtener ácido poliláctico con un peso molecular promedio en peso de 654,38 millones a 150.000.
1.1.4 Método de policondensación en solución
La policondensación en solución es una reacción de policondensación de reactivos en un disolvente inerte. La ventaja es que la temperatura de reacción es baja, hay pocas reacciones secundarias y es fácil obtener productos de alto peso molecular. Sin embargo, se requiere una gran cantidad de disolvente en la reacción, por lo que es necesario añadir equipos de purificación y recuperación de disolvente.
Ren Jie y otros de la Universidad de Tongji inventaron un dispositivo de reacción para la policondensación de soluciones, que puede realizar reflujos repetidos del solvente. No solo es adecuado para reacciones donde la densidad del solvente es menor que la del agua, sino también para reacciones donde la densidad del solvente es. mayor que el agua, reduciendo así en gran medida el coste de la reacción. Durante el proceso de reacción, el disolvente puede reducir eficazmente la viscosidad del sistema de reacción, absorber el calor liberado por la reacción y estabilizar el proceso de reacción. El disolvente puede disolver el ácido láctico monómero de la materia prima, provocando que el ácido poliláctico en crecimiento se disuelva o; hincharse, lo que favorece la continuación de la reacción de crecimiento. El disolvente también puede formar * *sustancias en ebullición con el subproducto de molécula pequeña producido durante el proceso de policondensación, eliminando las moléculas pequeñas con el tiempo. Zhong Wei de la Universidad de Fudan sintetizó ácido poliláctico utilizando anisol como disolvente. Li Li y otros utilizaron xileno como disolvente y hirvieron la solución para sintetizar ácido poliláctico de alto peso molecular. Wang Chaoyang de la Universidad Tecnológica del Sur de China y otros utilizaron diisocianato como extensor de cadena y tetrahidrofurano como disolvente para sintetizar ácido poliláctico, y todos lograron resultados satisfactorios.
1.2 Polimerización con apertura de anillo de ácido poliláctico
La Figura 2 (omitida) muestra el proceso de polimerización con apertura de anillo para sintetizar ácido poliláctico. Primero, la deshidratación intermolecular del ácido láctico produce ácido poliláctico de bajo peso molecular; luego, el oligómero se despolimeriza a 180-230 °C para formar lactida cíclica (LA); finalmente, la lactida se polimeriza para formar un polímero; Con este método se puede obtener ácido poliláctico con un peso molecular relativo de 700.000 a 6.543.800.
Existen tres métodos de polimerización comúnmente utilizados: polimerización catiónica, polimerización aniónica y polimerización por coordinación. Entre ellos, el iniciador utilizado para la polimerización catiónica es el ácido protónico, como RSO3H, etc. Ácidos de Lewis, como SnCl2, MnCl2, Sn(Oct)2, etc. Agentes alquilantes como el ácido trifluorometanosulfónico (CF3SO3CH3) y otros compuestos ácidos. En la polimerización aniónica de LA, el catalizador aniónico utilizado en la reacción generalmente tiene una fuerte nucleofilia y basicidad, como el alcóxido de metal alcalino. Kaspezik et al. utilizaron terc-butóxido de litio para catalizar la polimerización de rac-LA y estudiaron la estereocontrolabilidad de la polimerización de rac-LA. Los iniciadores comúnmente utilizados para la polimerización con apertura de anillo de coordinación LA incluyen carboxilato de estaño, isopropóxido de aluminio, alcóxido de aluminio o alcóxido bimetálico. Entre ellos, el carboxilato estannoso, especialmente el octoato estannoso [Sn(Oct)2], se ha puesto en producción industrial y es fácil de manipular. Es miscible con disolventes orgánicos y monómeros de LA fundidos en la polimerización de LA, por lo que tiene una alta actividad catalítica. Y la FDA de EE. UU. ha reconocido el octoato de estaño como aditivo alimentario.
Para que el PLA se utilice más ampliamente en el campo biomédico, los científicos han desarrollado una serie de catalizadores relacionados que contienen metales bioabsorbibles, como Mg, Ca, Fe, Zn y otros catalizadores metálicos para la investigación de polimerización de LA Living. y producción industrial, especialmente compuestos de sales de Zn. Hasta ahora, el lactato de zinc es el mejor catalizador de polimerización de LA entre los compuestos de zinc. Puede controlar mejor el peso molecular del PLA, tiene una alta tasa de conversión de LA y una dispersión de polimerización estrecha (PDI). Oota et al. utilizaron iminas cíclicas como succinimida, glutamina, ftalimida, etc. Como iniciador de polimerización durante la polimerización con apertura de anillo de lactida. Bajo la protección del flujo de nitrógeno, la temperatura de reacción es baja (100-190 ℃) y el contenido de catalizador es bajo (el porcentaje molar de octoato estannoso es 0,0001-0), evitando así el color causado por la alta temperatura de reacción (180-230 ℃) Existen una serie de problemas como el oscurecimiento, el alto contenido de catalizadores de metales pesados y los productos de envasado de alimentos nocivos.
Investigación sobre la modificación del ácido poliláctico
* *Modificación del ácido poliláctico 2.1
e? ¿respuesta? Frexman inventó una composición termoplástica de ácido poliláctico endurecida por un polímero de etileno aleatorio que contiene grupos glicidilo, lo que hace que la composición de ácido poliláctico sea fácil de procesar en fusión para obtener varios productos con una dureza aceptable. Los polímeros de etileno se refieren a polímeros derivados de etileno y al menos otros dos monómeros. El * * * monómero en el ácido poliláctico modificado también puede ser glicolida, éster bicíclico del ácido glicólico, ε-lactona, etc. * * * El método de modificación de la polimerización consiste en aprovechar la actividad similar y las propiedades polares de dos monómeros, mezclar los dos monómeros y obtener polímeros * * * aleatorios mediante la polimerización por radicales libres. Si los dos monómeros tienen actividades similares pero polaridades opuestas, y la tasa de reactividad es r1→0 o r2→0, entonces se puede obtener un polímero * * * alterno mediante polimerización por radicales libres.
Zhang Qian et al. sintetizaron un material polimérico biomédico, alternando poliglicólido, que tiene las excelentes propiedades de la poliglicólido (PGA) y el ácido poliláctico.
En los últimos años, la preparación de polímeros * * * en bloque o polímeros * * * de injerto mediante reacciones químicas de polímeros ha atraído la atención de la gente. Tomokawa Fukushima et al. sintetizaron el bloque estereorregular D, L-ácido poliláctico de alto peso molecular: primero, se sintetizaron el ácido D-poliláctico de bajo peso molecular y el ácido L-poliláctico mediante polimerización por condensación en estado fundido; luego se sintetizaron las dos configuraciones de PLA 1:1; en la misma mezcla en estado fundido para formar un compuesto tridimensional. Finalmente, la polimerización en estado sólido se realiza enfriando el complejo sólido en estado fundido para extender la cadena de ácido poliláctico amorfo en un ácido poliláctico racémico de bloque regular de alto peso molecular. Los resultados muestran que el copolímero de injerto de almidón D,L-lactida sintetizado a partir de almidón y D,L-lactida puede ser completamente degradado por ácidos, álcalis y microorganismos, y tiene buenas propiedades mecánicas. Dado que el almidón es abundante y barato, el coste de sintetizar polímeros de injerto se reduce considerablemente, lo que favorece la promoción de este material.
2.2 * *Modificación mixta del ácido poliláctico
Las malas propiedades mecánicas y la flexibilidad del propio ácido poliláctico limitan su ámbito de aplicación, mientras que otros poliésteres importantes, como la poliε -2 caprolactona (PCL ), óxido de polietileno (PEO), ácido graso polihidroxibutílico (PHB), ácido poliglicólico (PGA), etc. , todos tienen deficiencias que limitan su amplia aplicación, pero * * * los materiales modificados mixtos pueden compensar sus respectivas aplicaciones. * * *Los materiales híbridos modificados combinan las ventajas de varios materiales, ampliando la gama de aplicaciones de los materiales de poliéster.
Xiong Huiming et al. sintetizaron ácido L-poliláctico (L-PLA)-poliestireno (PS)-polimetacrilato de metilo (PMMA) ternario * * * polimerización mixta con cosas de alta densidad superficial. Primero sintetizaron un complejo PS-PMMA funcionalizado con hidroxilo en una emulsión y luego utilizaron este complejo como iniciador molecular y trietilaluminio como catalizador para insertar L-lactida para la polimerización, mejorando así en gran medida el rendimiento del polímero. Ran Xianghai inventó un material compuesto de ácido poliláctico compuesto ternario. El material está compuesto de ácido poliláctico, carbonato de polipropileno (PPC), poli3-hidroxibutirato (PHB) y diversos aditivos. El material compuesto termoplástico preparado utilizando el material compuesto compuesto ternario a base de ácido poliláctico como mezcla maestra mejora la conformabilidad, la resistencia al calor, la resistencia al desgarro y la estabilidad dimensional de los productos de ácido poliláctico.
2.3 Modificación compuesta del ácido poliláctico
La fragilidad del ácido poliláctico es una de las razones importantes que dificulta su uso como material de fijación ortopédica. La modificación compuesta del ácido poliláctico con otros materiales puede resolver el problema de fragilidad del ácido poliláctico.
La hidroxiapatita es un tipo de fosfato cálcico coloidal que se distribuye principalmente en huesos y dientes del cuerpo humano. Sin embargo, puede utilizarse como material portador para la reparación de defectos óseos y la ingeniería de tejido óseo. hidroxiapatita simple Las propiedades mecánicas no son adecuadas para injertos óseos. Al combinar hidroxiapatita (HA) con ácido poliláctico, mediante calcinación térmica, prensado en caliente y fundición en cinta, se puede obtener un material compuesto HA/PLLA con excelentes propiedades mecánicas.
Sun Kang de la Universidad Jiao Tong de Shanghai inventó un material compuesto de ácido poliláctico reforzado con fibra de quitina modificada. La fibra de quitina modificada acilada preparada mediante el proceso de hilado húmedo se pasa a través de un tanque de inmersión que contiene pegamento de ácido poliláctico y se enrolla en un preimpregnado sin trama usando una máquina bobinadora, y luego se forma el preimpregnado secado y apropiadamente cortado. El material compuesto tiene buena unión interfacial y biocompatibilidad. En comparación con el ácido poliláctico, reduce la tasa de degradación, tiene una mejor tasa de retención de resistencia y puede cumplir mejor con los requisitos para el uso de materiales de fijación interna de fracturas.
2.4 Modificación plastificante del ácido poliláctico
El ácido poliláctico plastificado mejora la flexibilidad y la resistencia al impacto del ácido poliláctico mediante la adición de plastificantes biocompatibles. Mediante análisis térmico y caracterización de propiedades mecánicas, se estudiaron los cambios en la temperatura de transición vítrea (Tg), el módulo elástico y el alargamiento de rotura del ácido poliláctico plastificado para determinar la eficacia del plastificante.
Li Boxin se mezcla con difenilmetano-4,4'-diisocianato (MDI) en ácido L-poliláctico, mejorando así las propiedades térmicas y mecánicas del ácido poliláctico.
Mediante calorimetría diferencial de barrido y análisis termogravimétrico, cuando la relación molar de -NCO de MDI a -OH de L-PLA es 2:1, la temperatura de transición vítrea del PLA aumenta de 55 °C a 64 °C, y el estiramiento La resistencia aumentó de 4,9 MPa antes de la modificación a 5,8 MPa.
3 Conclusión
En resumen, la investigación y la aplicación material del ácido poliláctico y sus polímeros modificados en el extranjero están relativamente maduras, pero a nivel nacional todavía están en su infancia. Aunque los materiales de ácido poliláctico tienen las ventajas de no ser tóxicos y ser respetuosos con el medio ambiente, no se han utilizado ampliamente en China, principalmente porque el costo de producción del ácido poliláctico sigue siendo alto y no hay ventaja de precio en comparación con materiales similares. Por tanto, la principal dirección de la investigación es reducir el coste de producción del ácido poliláctico para que este material respetuoso con el medio ambiente pueda aplicarse realmente en nuestras vidas y empresas médicas. Aunque se puede obtener ácido poliláctico de alto peso molecular mediante la polimerización de lactida con apertura de anillo, el proceso es complejo y el costo es alto. Por lo tanto, el desarrollo de un método de síntesis directa de ácido láctico de bajo costo es beneficioso para la aplicación real del ácido poliláctico en la producción y la vida de las personas. Al mismo tiempo, el proceso de síntesis del ácido poliláctico afectará directamente el rendimiento del ácido poliláctico. Por lo tanto, la dirección futura de la investigación es principalmente optimizar las condiciones de síntesis del ácido poliláctico y encontrar nuevos catalizadores con baja toxicidad, alta actividad catalítica y reciclabilidad. Además, el ácido poliláctico puro tiene malas propiedades mecánicas y es fácil de romper, lo que limita su ámbito de aplicación. Por lo tanto, mejorar sus propiedades mecánicas y térmicas mediante ** polimerización, ** mezcla, composición y otros medios es también una dirección principal de la investigación del ácido poliláctico.
La investigación nacional sobre el ácido poliláctico se centra principalmente en la síntesis de ácido poliláctico de alto peso molecular, y la distribución del peso molecular sintetizado es amplia. El ácido poliláctico de alto peso molecular se puede utilizar para fabricar productos con alta resistencia mecánica, tales como materiales de fijación interna de huesos. Sin embargo, el agente de liberación sostenida del fármaco portador del sistema de administración de fármaco requiere ácido poliláctico de bajo peso molecular. la investigación sobre la polimerización controlada de ácido poliláctico. Seleccione catalizadores, iniciadores, tiempo de polimerización, temperatura y solventes para preparar ácido poliláctico con un rango de peso molecular estrecho y peso molecular controlable para expandir y optimizar la aplicación de materiales de ácido poliláctico.
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