小講堂 | GPC在聚乳酸材料中的應(yīng)用

聚乳酸（PLA）是一種具有良好生物相容性的可降解生物材料，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)療和食品等領(lǐng)域，如農(nóng)業(yè)園林用膜、骨固定器械、手術(shù)縫合線和食品包裝材料等。

PLA是一種合成的生物聚合物，可由玉米、甘薯和甘蔗等農(nóng)作物制成，原料經(jīng)發(fā)酵制成高純度的乳酸，在通過化學(xué)合成方法制備成具有一定分子量的聚乳酸，經(jīng)水解或環(huán)境因素影響可分解為二氧化碳和水。

由于其通用性強(qiáng)、可再生且能夠生物降解，這種材料*。決定PLA其通用性的重要因素是結(jié)晶度和分子量大小及其分布。

PLA的生態(tài)循環(huán)

GPC在聚乳酸中的應(yīng)用

聚乳酸的降解速率

聚乳酸（PLA）是一種可降解環(huán)保材料，當(dāng)聚乳酸及其產(chǎn)品置于高溫高濕條件下，PLA會逐漸水解或生物降解生成CO2和H2O。降解速率是生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用的重要指標(biāo)，PLA可通過主鏈酯基的水解降解，通過GPC表征測得的分子量大小及其分布，可分析出PLA降解速率。

PLA簡單的水解機(jī)理

PLA催化水解降解簡單的機(jī)理

聚乳酸的合成
聚乳酸的工業(yè)化生產(chǎn)通常采用丙交酯開環(huán)聚合法（ROP），根據(jù)引發(fā)劑和反應(yīng)機(jī)理的不同，ROP的方式有：陽離子聚合、陰離子聚合、配位插入聚合、酶催化聚合和超臨界二氧化碳中聚合。根據(jù)GB/T 29284-2012 PLA樹脂性能要求，重均分子量偏差應(yīng)在±20%，用凝膠滲透色譜可測得結(jié)果。

乳酸和丙交酯的結(jié)構(gòu)式

聚乳酸的改性
聚乳酸是生物可降解醫(yī)用材料領(lǐng)域中十分受歡迎的材料之一，但其本身也存在著親水性、熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度差等缺陷。聚合所得的PLA通常相對分子質(zhì)量分布過寬，PLA本身為線性聚合物，PLA材料的強(qiáng)度不能滿足加工要求。為了改善PLA材料的性能，對其進(jìn)行改性是*的手段之一。

針對PLA的生物相容性、親疏水性、結(jié)晶性、熱穩(wěn)定性等，改性研究常用的方法分為三類：共聚、小分子修飾和支化結(jié)構(gòu)改性。GPC測定PLA分子量及其分布，能夠有效地幫助聚乳酸改性研究。

PLA分子量分布圖

Waters 1515 GPC
聚乳酸材料表征GPC專屬應(yīng)用方案

Waters Breeze GPC

1515泵

7725i手動進(jìn)樣器/2707自動進(jìn)樣器

2414示差折光檢測器

GPC專用柱溫箱

STYRAGEL HR有機(jī)系色譜柱

聚苯乙烯標(biāo)樣

QS軟件+GPC計(jì)算軟件

Waters 1515 GPC專業(yè)應(yīng)用于高分子聚合物材料的分子量大小及其分布的分析。這是一款高分離度、低擴(kuò)散的聚合物分析系統(tǒng)，用于表征聚合物分子量、聚合物尺寸及其多分散性分布。

Waters從1963年起就致力于GPC技術(shù)的研究和開發(fā)，經(jīng)過近60年的發(fā)展， Waters一直是GPC技術(shù)的引導(dǎo)員。

參考文獻(xiàn)

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