二步法合成聚乳酸

1、二步法合成聚乳酸方法它是丙交酯开环聚合(两步法)，将乳酸锌与丙交酯按一定比例加入聚合管中，氮气保护下加热融化，催化剂与单体形成均相，通氮去氧，反复多次后高真空封管，置于140反应箱中。反应7d后，产物用二氯甲烷溶解，无水乙醇沉淀后过滤，反复洗涤数次后置于40下真空干燥， 产率约为95%。化学反应方程式两步法是目前合成PLA最常见的方法。该法生产工序为：首先将乳酸脱水环化制成丙交酯；然后通过将丙交酯开环聚合制得PLA。通常两步法合成的PLA含有残留单体和少量催化剂，且平均分子量较高，应用范围也较广。然而两步法也存在生产工艺流程较长，生产成本较高，工艺较复杂，且在生产中需消耗大量试剂等不足。对于两

2、步法生产技术而言，乳酸的环化和提纯是制备丙交酯的技术难点，也是制备PLA的关键所在。在两步法生产PLA过程中，丙交酯的开环聚合属链式聚合反应，并且聚合条件和工艺参数的选择往往随引发剂的不同而改变。根据引发剂类型的不同，两步法聚合通常又可分为阴离子聚合、阳离子聚合、自由基聚合。阴离子、阳离子聚合工艺复杂，多采用氯化锌、氯化锡及氯化亚锡等常规催化剂，聚合时间较长，一般为8h12h，同时聚合要求体系有较高的真空度。离子聚合反应的缺点是反应能耗较大、聚合物质量不高。目前有关PLA用的烷基金属催化剂正引起人们关注，该类催化剂具有催化效率较高，能大大降低聚合反应的能耗等特点，采用这类催化剂聚合反应能在几分

3、钟内完成。通常，丙交酯开环聚合方法还可进一步分为本体聚合和溶液聚合两种。（1)本体聚合法该法主要采用引发剂和丙交酯为单体，在100下聚合约190hr，制得的PLLA分子量可高达100万，但该法聚合时间偏长，且产物分子量并不稳定，目标分子量不能由单体与引发剂之比确定。尽管如此，但该法仍然是目前制备高分子量PLA的常用方法。 (2)溶液聚合法该法主要是将丙交酯溶于甲苯中，以三异丙醇铝为引发剂，在70下聚合约10hr，采用引发剂（HCL）终止聚合反应，过量的引发剂以EDTA萃取除去；而采用溶液聚合法则可得到分子量较高（不超过20万）且反应的可控性较好的PLA。此外该法亦可使丙交酯在本体聚合、溶液聚合

4、、乳液聚合等不同的聚合体系中进行聚合反应。本体聚合一般采用辛酸亚锡做引发剂，在聚合反应中，辛酸亚锡只是催化剂，真正的引发剂是体系内极少量的杂质(如水或羟基化合物等)，为保证聚合物质量，减少副反应发生，聚合体系常采用惰性气体封闭。该生产技术特点是：单体转化率高，制得产物为低消旋化PLA。由于催化剂辛酸亚锡本身无毒，又可作为食品添加剂，故无需分离去除。开环聚合法先由乳酸脱水，环化为丙交酯，然后对丙交酯精制提纯，再进行开环聚合。丙交酯开环聚合是研究最多的合成方法，用此法可制备相对分子质量高达100万200万的聚合物。但开环聚合法生产工艺冗长，工艺复杂，特别是丙交酯精制中需多次提纯与重结晶，耗用大量试剂，产品产率低，导致聚乳酸价格昂贵。为了控制聚乳酸的相对分子质量分布以及产物的立体构型，人们尝试利用各种各样的催化剂进行开环聚合的研究。为了制得相对分子质量较高的聚合产物，目前在丙交酯的纯化工艺、溶剂种类、用量等方面已有许多探索，但纯化后丙交酯的收率仍比较低。以辛酸亚锡为催化剂开环聚合，得到相对分子质量达40万的聚乳酸。以L-乳酸为原