PLA具有良好的生物降解性和相容性,使得其广泛应用于生物医学领域,如药物运输、组织工程、药物缓释和组织培养等。但是,由于PLA具有脆性和韧性差等缺点,极大地制约了PLA制品的应用范围,因此,必须对其进行增韧改性。通常,对PLA进行增韧改性的方法可分为化学改性法和物理改性法。
化学改性的原理是将柔性链段引入聚乳酸分子链中以达到增韧的效果。MJiao等采用熔融聚合的方法制取聚乳酸,并将其与六亚甲基二异氰酸酯聚合成功合成了一种新型的具有良好韧性的聚乳酸聚合物。
ZhanxinJing等成功制备了PLA-PCL-PLA三嵌段共聚物。他们通过研究不同嵌段物的力学性能发现所合成的嵌段共聚物的断裂强度随着PLA链含量的增加而增大,并且在PLA链含量为6kg/mol时,嵌段共聚物的断裂伸长率达到最大值。总的来说,化学改性法可以取得较好的增韧效果,但化学增韧改性成本高,工艺过程复杂,大规模工业生产中较少采用。
PLA改性的另一种方法是物理改性法,一般是指共混改性。这是一种操作简单、经济实惠的改性方式。通过选择合适的共混组分,改善各组分界面间的相容性以及采用不同的成型加工方式等手段,可以制备出满足性能要求的新型材料。根据共混组分的生物降解性,可将PLA共混体系分为部分生物降解体系和完全生物降解体系两大类。
部分生物降解体系是指共混物的另一添加组分为非生物降解性聚合物或无机物等。
PLA/PBC共混体系
肖湘莲等以聚碳酸丁二醇酯(PBC)为增韧剂,采用熔融共混法对PLA进行改性,研究了PBC的用量对PLA力学性能的影响,研究结果表明,添加PBC可以明显改善PLA的韧性;当PBC的添加量为7%时,共混物的断裂伸长率可以达到200.9%。
PLA/ESBS共混体系
YanshaiWang等采用韧性较好的环氧嵌段共聚物苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(ESBS)来增韧改性PLA,研究结果表明,当ESBS质量含量为30%时,PLA的抗冲击强度从29.9J/m提高到891.0J/m,断裂伸长率从3.5%提高到253.8%,说明用ESBS共混改性PLA的效果明显。
PLA/热塑弹性体丙烯酸酯共混体系
ThomasLebarbé等采用热塑弹性体丙烯酸酯(PEA)作为增韧剂来改性PLA。研究结果表明,当PEA用量为10%时,PLA增韧效果达到最佳。
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