聚乳酸增强增韧研究+文献综述(3)
近年来,可降解聚乳酸内骨固定材料越来越受到关注[6,7]。然而,聚乳酸内骨固定件体内降解后产生的局部酸性环境,易造成骨组织无菌性炎症, 且聚乳酸固定件力学强度不足,缺乏骨结合能力[8,9]。纯聚乳酸质地坚硬且韧性差，缺乏柔性和弹性，且PLA的加工温度范围较窄。因此为了改善PLA材料的韧性且不影响其拉伸强度，同时提高PLA的热稳定性能以拓展其在民用领域的应用，载入柔性可降解聚合物对PLA进行增韧增强改性势在必行。
1.2 目前聚乳酸增强增韧的方法
1.2.1 通过改变微观分子结构进行增韧改性
PLA 改性主要可分为两大类：一是从微观分子结构上，通过共聚引入其它单体改变PLA 分子结构，或通过交联、表面改性改变 PLA 分子链结构，直接、彻底、有针对性地对PLA 基体进行改性；二是从宏观物质组成上，通过共混、增塑、复合等方法，在 PLA 材料中加入某些官能团、助剂或其它高分子材料，简单、方便、有效地提高 PLA 应用性能。这两种方法都可针对实际需求，用相应的柔性分子或功能基来改善 PLA 脆性，增加柔韧性，扩大其应用范围。
（1） 通过共聚进行增韧
共聚改性是通过调节乳酸和其它单体的比例，直接改变聚乳酸分子结构，从而改变聚合物性能，或由第二单体提供聚乳酸以特殊性能。
Slivniak等[10]采用蓖麻油与乳酸共聚改性聚乳酸。蓖麻油直接作为共聚单元合成聚合物时，对蓖麻油中蓖麻酸纯度要求较高，但蓖麻酸纯化产率很低，同时需要使用大量有机溶剂。与乳酸单体共聚时，因蓖麻油中只有蓖麻酸甘油酯含有3个羟基，能与其发生反应，可省去蓖麻酸纯化过程，同时达到共聚改性聚乳酸的目的。研究结果表明，无论是共聚产物还是PLA ，都有明显的玻璃化转变温度（Tg），但随着蓖麻油链段的增加，Tg 逐渐下降，因为蓖麻油链段的引入，不但破坏了结构规整性，还削弱了分子链段间的相互作用力。由此可看出，蓖麻油的引入，改善了 PLA 的结晶性，降低了玻璃化转变温度，使 PLA 由脆性材料转向韧性材料，柔韧性得到提高。采用共聚法增韧改性聚乳酸，要考虑改性单体与乳酸单体之间的聚合度及改性单体自身的性能，但工艺路线复杂，生产成本较高，应用范围受到很大限制，尤其是在日用食品包装、食品容器等领域。
（2） 通过交联及表面改性进行增韧
A 通过交联增加韧性
交联改性是指在交联剂或辐射作用下，通过加入其它单体与聚乳酸发生交联反应生成网状聚合物，从而改善聚乳酸性能。采用新技术微波辐射进行交联，是一种简单、高效、环保的方法，很值得推广应用[11]。
袁华等[12]在扩链剂吹冰亚甲基二异氰酸酯（HDI ）的作用下，利用 PBAT 与PLA 之间的扩链反应，向PLA 分子链中引入亚甲基链和苯环单元。结果表明，经交联得到的聚合物断裂伸长率可达 364.35% ，是因BA 链段有较长的亚甲基链，柔顺性好，还因不同性质链段的引入破坏了 PLA 的有序性，使其结晶困难，柔韧性增加。Bhardwaj 等 [13]以聚酐（PA）为交联剂，使羟磷灰石（HAP ）在熔融过程中直接与PLA 产生交联，以此对 PLA 进行增韧改性。研究表明，与 HAP/PLA的简单共混物相比，经交联的复合材料 HAP/PLA/PA 生物相容性更好，抗拉伸强度和断裂伸长率相对于聚乳酸分别提高了570%和847%，柔韧性得到了明显改善。
交联改性能克服简单共混存在的缺陷，避免共聚改性的繁琐，为聚乳酸的增韧改性提供了一条更加方便、快捷的途径。
B 通过表面改性增加柔韧性