聚乳酸合成及應用研究(doc 9頁)

聚乳酸合成及應用研究內容提要：
Hiltunen等研究了不同催化劑對乳酸直接聚合的影響，在適合催化劑和聚合條件下，可製得相對分子質量達3萬的聚乳酸。日本Ajioka等開發了連續共沸除水直接聚合乳酸的工藝，PLA相對分子質量可達30萬，使日本Mitsui Toatsu化學公司實現了PLA的商品化生產。國內趙耀明1以D,L-乳酸為原料，聯苯醚為溶劑，錫粉為催化劑(200目)，在130℃、4000Pa條件下共沸回流，通過溶液直接聚合製得相對分子質量為4萬的聚合物。秦誌中2等用錫粉作催化劑，分階段升溫減壓除水，通過本體及溶液聚合製備了相對分子質量達到20萬的高分子量聚乳酸；他們的研究表明在直接法製備聚乳酸的過程中，為防止前期帶出大量的低聚物，並且確保在聚合反應過程中所生成的水排除幹淨，宜用低溫高真空，中溫高真空，高溫高真空的工藝路線；還對聚乳酸的降解性能進行了研究。王征3等采用精餾-聚合耦合裝置SnCl2?2H2O的催化體係研究了直接聚合過程中溫度、時間、壓力對聚合物相對分子質量的影響；研究表明延長聚合時間，適當提高反應溫度，采用高真空度可以有效降低體係水分含量，從而提高聚合物的相對分子質量。現已可由直接聚合方法製得具有實用價值的PLA聚合物，並且此聚合方法工藝簡單，化學原料及試劑用量少，但直接聚合的PLA相對分子質量仍偏低，需進一步提高，才能使其具有更加廣泛的用途。
從上式可以看出，在一定溫度下，由於K為常數，因此隻有降低水分子的含量，才能達到提高聚合度的目的，反應中微量的水分都可能使產物聚乳酸的相對分子質量大大減少。有利於小分子水分排除的方法比較多，如增加真空度，提高溫度以及延長反應時間等等。此外，在聚合反應後期，聚合物可能會降解生成丙交酯，從而限製聚乳酸的相對分子質量的提高。因此，水分的脫出和降解副反應的控製是反應的關鍵。
熔融聚合方法熔融聚合是發生在聚合物熔點溫度以上的聚合反應，是沒有任何介質的本體聚合。其優點是得到的產物純淨，不需要分離介質，大幅降低了成本，但是產物相對分子質量不高，因為隨著反應的進行，體係的粘度越來越大，小分子難以排出，平衡難以向聚合方向移動。在熔融聚合過程中，催化劑、反應時間、反應溫度等對產物相對分子質量的影響很大。任傑4等對此進行了研究所得的最佳反應條件為反應30h、溫度160℃、真空度為0-1333Pa、0.5%的氯化亞錫為催化劑。

..............................