聚合物的制备及其阻燃改性聚乳酸的研究
1.课题研究背景
塑料制品在工业和日常生活中的广泛应用产生了大量难以处理的塑料垃圾, 对环境造成了严重的破坏。减少并解决废弃塑料的环境污染问题已经引起了世界各国的高度重视, 使用和开发生物降解性塑料已成为各国解决 “白色污染” 的重要手段之一。而聚乳酸来源于玉米，马铃薯，是一种可降解、热塑性、脂肪族聚酯，具有较高的强度和模量，透明性好，易加工，可被制成包装材料、衣物、餐具等［1－6］，并且聚乳酸制品废弃后能在土壤或水中被微生物分解成二氧化碳和水,因而是一种生物降解性的环保塑料,不会对环境产生污染。因此 ,PLA 拥有环境与资源的双重优势。研究开发 PLA 的应用对减少废弃高分子对环境造成的白色污染和节省石油资源具有十分重要意义 [ 7-8] 。此外,聚乳酸还具有优良的生物相容性,其降解产物能参与人体代谢,已被美国食品医药局( FDA)批准,可用作医用手术缝合线、注射用胶囊、微球及埋植剂等。可见,聚乳酸具有很好的应用前景。
2.研究内容
本次实验中，首先选择方案制备配位聚合物ZIF-8和聚乳酸,并用XRD，SEM等测试方法对ZIF-8聚合物进行结构及其性能的表征；然后使用熔融共混或原位聚合的方法制备聚乳酸/配位聚合物的复合材料；最后对所制备的复合材料进行力学性能的表征和研究，特别是着重研究配位聚合物ZIF-8对聚乳酸燃烧性能的影响。
2.1聚乳酸的合成
关颖等［9］ 综述了聚乳酸合成技术和进展情况,总结了聚乳酸合成的方法主要包括:开环聚合(阳离子聚合、阴离子聚合、配位聚合)，直接缩聚(熔融聚合、溶液聚合、熔融－固相聚合)。对比两种方法，前者具有更好的产品质量，后者具有更好的工业前景。
2.2聚乳酸可降解的机理
聚乳酸的一个重要特性就是可降解性, 其根本原因是聚合物链上酯键的水解[10-23]。研究表明，PLA 的端羧基对其水解起自催化作用。对半结晶性的 PLLA ， 其降解过程分两步。第一步水迅速渗透进无定形区引发水解, 在这一步大部分机械性能会损失;第二步结晶区水解。对于无定形的 P( D,L) LA ，只发生第一步水解。水解速率不仅与聚合物的化学结构、分子量及分子量分布、形态结构和尺寸有关, 而且依赖于水解环境[10-15]。
