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    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751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
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