聚乳酸 (PLA) 基聚合物因其一系列引人注目的特性而广泛用于生物医学领域：生物相容性（降解产物不会引起严重反应，且易于被人体代谢）、原位水解降解、可定制特性和成熟的加工技术。这推动了多种应用的发展，例如骨固定螺钉、生物可吸收缝合线和支架涂层等。PLA 基材料也与纳米医学息息相关，用于合成纳米载体以靶向递送疏水性药物已成为一种新的有前途的应用。

随着全球对环保的日益重视，以及禁塑令和限塑令的逐渐升级，以聚乳酸（polylactic acid，PLA）为代表的生物基塑料正逐步成为传统石油基塑料的有力替代。这种材料不仅在产业界受到广泛关注，更因其独特的全生物链可降解特性而备受推崇。

聚乳酸，作为一种生物基可降解塑料中的佼佼者，其原料源自可再生生物资源，且能在自然环境中完全分解为二氧化碳和水。这种优异的生物降解性和良好的力学性能，使得聚乳酸在市场上展现出巨大的增长潜力。

PLA基本性质：

PLA是通过有机酸乳酸聚合而成的新型聚酯材料，其分子结构通过酯键相连。自然界中广泛存在的乳酸（2-羟基丙酸，lactic acid）是其重要原料，这种酸具有两种立体异构体。根据丙交酯（lactide）中间体的旋光性，PLA可分为左旋聚乳酸（poly L-lactide，PLLA）、右旋聚乳酸（poly D-lactide，PDLA）以及消旋聚乳酸（poly D,L-lactide，PDLLA）三种类型。

在当前的工业应用中，PDLLA和PLLA是两种最常用的PLA类型，它们分别由乳酸的消旋体和左旋体制备而成。PLLA作为一种半结晶性聚合物，其玻璃化转变温度约为60°C，熔点则约为175°C，呈现出不透明的特性，同时，具有良好的机械强度。

相比之下，PDLLA是无定形聚合物，其玻璃化转变温度约为55°C，且没有熔点，因此呈现出透明性。此外，PDLA是一种结晶性聚合物，其玻璃化转变温度和熔点分别约为60°C和140°C，主要用于学术研究领域。

上述三种不同构型的PLA在性质上各有差异，通过调整乳酸单体的立体异构体类型和比例，可以进一步优化聚合物的机械性能和降解速度，从而更好地适应各种应用需求。

PLA的制备方法：

聚乳酸的生产以乳酸为基石，其传统制备路径主要依赖淀粉质原料。然而，如今美、法、日等国已成功探索出以农副产品为原料，通过发酵生产乳酸，进而合成聚乳酸的新途径。

以下是三种主要的PLA制备方法：

直接缩聚法：

直接缩聚法，亦称一步聚合法，涉及乳酸单体的直接缩合。在脱水剂的作用下，乳酸分子中的羟基与羧基受热脱水，进而直接缩聚形成低聚物。通过加入催化剂并持续升温，这些低相对分子质量的聚乳酸可以进一步聚合成更高相对分子量的聚乳酸。

二步法：

二步法首先将乳酸转化为环状二聚体丙交酯，随后再开环缩聚成聚乳酸。此技术已相对成熟，主要包括原料微生物发酵制得乳酸、精制脱水低聚、高温裂解以及最终聚合成聚乳酸的步骤。

反应挤出制备高分子量聚乳酸

此方法结合了间歇式搅拌反应器和双螺杆挤出机，进行连续熔融聚合实验。通过这种方式，可以利用乳酸进行连续熔融缩聚，制得分子量高达150000的聚乳酸。利用双螺杆挤出机，可以将低摩尔质量的乳酸预聚物进一步缩聚，从而制备出较高摩尔质量的聚乳酸。

在特定的反应条件下，如150℃的反应温度、5%的催化剂用量以及75 r/min的螺杆转速，可以通过双螺杆反应挤出缩聚法迅速且有效地提升聚乳酸的摩尔质量。此外，该方法还能改善产物的分散系数，提高其均匀性。通过DSC曲线的对比分析发现，采用此法制备的聚乳酸结晶度有所降低，这有助于改善聚乳酸材料在使用过程中表现出的脆性。

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